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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Getränkeautomaten, insbesondere einen Kaffeevollautomaten, mit zumindest einer, insbesondere Kaffeepulver, Milch, Wasser oder Kaffee, führenden Komponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Überwachung eines Verschmutzungsgrades eines solchen Getränkeautomaten.
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Heutige Getränkeautomaten und hierbei insbesondere Kaffeevollautomaten, müssen in regelmäßigen Intervallen gereinigt werden, um einerseits die Funktion zuverlässig aufrecht erhalten zu können und andererseits hygienischen Mängeln vorzubeugen. Speziell die innen liegenden kaffee- oder milchführenden Komponenten müssen dabei turnusmäßig gereinigt werden und zwar unabhängig davon, ob ein derartiger Getränkeautomat im gewerblichen oder privaten Bereich eingesetzt wird.
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Die Getränkeautomaten bzw. Kaffeevollautomaten weisen hierzu nach Ablauf einer bestimmten Zeit oder nach Überschreiten einer bestimmten Anzahl an Getränkezubereitungen auf eine bevorstehende Reinigung hin. Dabei kann es jedoch sein, dass die Reinigung bereits überfällig und damit unter Umständen kritisch ist, oder aber dass der Getränkeautomat nur leicht oder gar nicht verschmutzt ist, wobei der letzte Fall zwar ärgerlich aber nicht kritisch ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Getränkeautomaten der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere ein bedarfsgerechtes Reinigen ermöglicht.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Getränkeautomaten, insbesondere bei einem Kaffeevollautomaten, nicht mehr turnusmäßig oder nach Überschreiten einer vordefinierten Anzahl an Getränkezubereitungen ein Reinigungssignal auszulösen, sondern ausschließlich dann, wenn insbesondere hygienekritische und/oder funktionskritische Bereiche des Getränkeautomaten eine Reinigung auch tatsächlich erfordern. Der erfindungsgemäße Getränkeautomat, welcher bspw. als Kaffeevollautomat ausgebildet sein kann, besitzt dabei in bekannter Weise zumindest eine, insbesondere Kaffeepulver, Milch, Wasser oder Kaffee führende Komponente. Erfindungsgemäß ist nun zumindest eine Detektionseinrichtung zum Erfassen eines Verschmutzungsgrads vorgesehen, die eine Indikatoreinrichtung, insbesondere eine Indikatorfläche, und einen darauf ausgerichteten Punktabstandslaser umfasst. Der Punktabstandslaser sendet somit einen auf die Indikatoreinrichtung gerichteten Laserstrahl aus. Die Indikatoreinrichtung selbst weist einen transparenten Teil sowie eine darunter angeordnete und reflektierende Schicht auf, wobei die Detektionseinrichtung zudem erfindungsgemäß zur Auswertung einer Weglänge und/oder einer Interferenz zwischen einem ausgesandten und einem empfangenen Laserstrahl sowie zur Aktivierung unterschiedlicher Reinigungsvorgänge und/oder Signale in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Weglänge und/oder in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Interferenz ausgebildet ist. Durch die Auswertung eines so genannten TOL (Time of Light) und/oder der Interferenz können der Verschmutzungsgrad äußerst exakt detektiert und ggf. entsprechende Reinigungsmaßnahmen eingeleitet werden. Bei einer sauberen und damit nicht verschmutzten Komponente durchdringt der vom Punktabstandslaser ausgesandte Laserstrahl den transparenten Teil der Indikatoreinrichtung und wird von der reflektierenden Schicht zurück geworfen. Dabei ist der hieraus resultierende Wert der Weglänge, der Zeit und/oder der Interferenz als Sollwert für einen verschmutzungsfreien Zustand hinterlegt. Ist nun bspw. auf dem transparenten Teil ein Beschlag durch Wasserdampf, wird das zurückgeworfene Licht, das heißt der zurückgeworfene Laserstrahl, nur in der Amplitude geschwächt. Hieraus kann die Detektionseinrichtung eine leichte Verschmutzung erkennen, welche doch noch keinen Reinigungsvorgang erfordert, bspw. aber ein Starten eines Gebläses bzw. Lüfters, um die Feuchtigkeit von der Oberfläche des transparenten Teils der Indikatoreinrichtung abzutransportieren. Bei starker Verschmutzung hingegen wird das Licht, das heißt der Laserstrahl bereits an der Oberfläche des transparenten Teils reflektiert, woraus eine deutlich reduzierte Weglänge resultiert, die wiederum ein Reinigungssignal bzw. einen Reinigungsvorgang auslöst.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Indikatoreinrichtung im Bereich einer system- oder betriebsbedingt verschmutzenden Fläche angeordnet. Insbesondere ist sogar die Indikatoreinrichtung im Bereich einer system- oder betriebsbedingt schneller verschmutzenden Fläche angeordnet, wodurch die Detektionseinrichtung bereits sehr frühzeitig hygienische Mängel erkennen kann. Derartige system- oder betriebsbedingt schneller verschmutzende Flächen können bspw. im Bereich eines Pulverschachts, im Bereich einer Brüheinheit oder eines Kaffeeauslaufs liegen, insbesondere wenn es sich bei dem Getränkeautomaten um einen Kaffeevollautomaten handelt. Dabei ist selbstverständlich klar, dass unter Umständen auch mehrere derartige Detektionseinrichtungen mit jeweils einer oder mehrerer Indikatoreinrichtungen denkbar sind, so dass insbesondere mehrere hygienisch kritische Bereich im Getränkeautomaten überwacht werden können.
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Zweckmäßig ist der transparente Teil der Indikatoreinrichtung eine transparente Leitung für Wasser. Die Indikatoreinrichtung kann somit aufgeteilt sein, in in diesem Fall eine transparente Wasserleitung und die reflektierende Schicht, wobei selbstverständlich die transparente Leitung als Synonym für weitere durchsichtige Elemente in einem Fluidsystem steht. Tritt somit bspw. eine Verkalkung auf, erfolgt ein zumindest teilweises Reflektieren des vom Punktabstandlaser ausgesandten Laserstrahls bereits im Bereich der Leitung, wodurch durch die Detektionseinrichtung eine entsprechende Reinigungsmaßnahme, bspw. ein Entkalken angezeigt werden kann. Solange keine Verkalkung bzw. keine Kalkablagerungen vorhanden sind, durchdringt der Laserstrahl den transparenten Teil der Indikatoreinrichtung, das heißt hier die transparente Leitung, und wird erst an der reflektierenden Schicht zurückgeworfen. Bei beginnender bzw. zunehmender Verkalkung würde zudem zuerst eine Amplitude des zurückgeworfenen Laserstrahls gedämpft werden, bis schließlich eine geringere Weglänge bei zunehmend geschlossener Kalkschicht gemessen wird. Auch hierüber ließe sich ein Verkalkungsgrad der Leitung, insbesondere der Wasserleitung, ermitteln.
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Zweckmäßig weist der Punktabstandslaser eine Linse auf, welche den Laserstrahl auffächert und wobei die Indikatoreinrichtung eine konkave Indikatorfläche aufweist. Hierdurch können insbesondere mehrere Punkte der Indikatorfläche mit lediglich einem einzigen Punktabstandslaser überwacht werden, wodurch insbesondere Fehlmessungen wegen einzelner Staubpartikel oder ähnlichem erkannt und ausgeschlossen werden können. Die konkave Indikationsfläche fokussiert dabei den aufgefächerten Laserstrahl wieder in den Empfänger, wodurch sich mit einer derartigen Linse bzw. einer zugehörigen konkaven Indikatorfläche insbesondere eine Messgenauigkeit erhöhen lässt.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zur Überwachung eines Verschmutzungsgrades eines Getränkeautomaten, insbesondere eines Kaffeevollautomaten, anzugeben, bei welchem eine Detektionseinrichtung eingesetzt wird, deren Punktabstandslaser einen Laserstrahl auf eine Indikatoreinrichtung richtet, wobei diese Indikatoreinrichtung einen transparenten Teil, bspw. eine transparente Schicht, sowie eine darunter angeordnete reflektierende Schicht aufweist. Die Detektionseinrichtung wertet bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Weglänge und/oder eine Interferenz zwischen einem ausgesandten und einem empfangenen Laserstrahl aus und aktiviert in Abhängigkeit der ermittelten Weglänge und/oder in Abhängigkeit der ermittelten Interferenz unterschiedliche Reinigungsszenarien und/oder Signale. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich somit insbesondere hygienekritische und zudem system- oder betriebsbedingt schneller verschmutzende Bereiche in einem Getränkeautomat, bspw. in einem Kaffeevollautomaten, besser überwachen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich insbesondere auch unnötige Reinigungsvorgänge, welche bislang bspw. aufgrund eines Zeitablaufs ausgelöst wurden, zuverlässig vermeiden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung startet die Detektionseinrichtung beim Erfassen einer im Vergleich zur Weglänge bis reflektierenden Schicht kürzeren Weglänge einen Reinigungs-/Spülvorgang, aktiviert ein Gebläse, insbesondere einen Lüfter, und/oder erzeugt ein Reinigungssignal. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welche mannigfaltige Möglichkeiten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verfügung stehen, beim Erfassen von Verschmutzungen entsprechende Schritte einzuleiten.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1a einen erfindungsgemäßen Getränkeautomaten mit einer erfindungsgemäßen Detektionseinrichtung zur Erfassung eines Verschmutzungsgrads einer Komponente in nicht verschmutztem Zustand,
- 1b eine Darstellung wie in 1a, jedoch bei verschmutzter Komponente,
- 2a eine Darstellung wie in 1a, wobei jedoch ein transparenter Teil einer Indikatoreinrichtung als transparente Wasserleitung ausgebildet ist,
- 2b eine Darstellung wie in 2a, jedoch bei verschmutzter Wasserleitung,
- 3 eine Detektionseinrichtung mit einem Punktabstandslaser mit einer Linse und einer konkaven Indikatorfläche.
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Entsprechend den 1 bis 3, weist ein erfindungsgemäßer Getränkeautomat 1, der insbesondere als Kaffeevollautomat 1a ausgebildet sein kann, zumindest eine, insbesondere Kaffeepulver, Milch, Wasser oder Kaffee, führende Komponente 2 auf. Erfindungsgemäß ist nun eine Detektionseinrichtung 3 zum Erfassen eines Verschmutzungsgrads vorgesehen, die eine Indikatoreinrichtung 4 und einen darauf ausgerichteten Punktabstandslaser 5 aufweist. Der Punktabstandslaser 5 sendet somit einen Laserstrahl 6 auf die Indikatoreinrichtung 4. Die Indikatoreinrichtung 4 wiederum besitzt einen transparenten Teil 7, bspw. eine transparente Schicht 8 sowie eine darunter angeordnete reflektierende Schicht 9. Die Detektionseinrichtung 3 ist darüber hinaus zur Auswertung einer Weglänge L und/oder einer Interferenz zwischen einem ausgesandten und einem empfangenen Laserstrahl, insbesondere im Hinblick auf dessen Amplitude, sowie zur Aktivierung unterschiedlicher Reinigungsvorgänge und/oder Signale in Abhängigkeit der ermittelten Weglänge L und/oder der Interferenz ausgebildet. Die Indikatoreinrichtung 4 ist dabei bei einer system- oder betriebsbedingt verschmutzenden Fläche, insbesondere im Bereich einer schneller system- oder betriebsbedingt verschmutzenden Fläche angeordnet.
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Betrachtet man bspw. den Getränkeautomaten 1 bzw. den Kaffeevollautomaten 1a gemäß der 1a, so kann man erkennen, dass die fluidführende Komponente 2 durchströmt ist (Fluidpfeile), jedoch noch keine Verschmutzung vorliegt, da der Laserstrahl 6 durch die transparente Schicht 8 hindurch bis auf die Oberfläche der reflektierenden Schicht 9 trifft. Demgegenüber ist die Komponente 2 gemäß der 1a bereits leicht verschmutzt, da der Laserstrahl 6 die transparente Schicht 8, das heißt den transparenten Teil 7, der Indikatoreinrichtung 4 nicht mehr durchdringt und somit auch nicht mehr bis zur Oberfläche der reflektierenden Schicht 9 gelangt, sondern bereits an der Oberfläche der transparenten Schicht 8 zurückgeworfen wird, woraus im Vergleich zu einem nicht verschmutzten Zustand, wie dieser gemäß der 1a dargestellt ist, eine um einen Wert ΔL reduzierte Weglänge L1 resultiert.
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Betrachtet man den Getränkeautomaten 1 bzw. den Kaffeevollautomaten 1a gemäß der 2, so kann man erkennen, dass der transparente Teil 7 der Indikatoreinrichtung 4 eine transparente Leitung 10 für Wasser ist. Ist die Leitung 10 nicht verkalkt bzw. nicht verschmutzt, so wird sie vom Laserstrahl 6, der vom Punktabstandslaser 5 ausgesandt wird, durchdrungen, wobei der Laserstrahl 6 erst an der Oberfläche der reflektierenden Schicht 9 reflektiert wird, wie dies gemäß der 2a dargestellt ist. Nimmt der Verschmutzungsgrad jedoch zu, so wird zunächst der vom Punktabstandslaser 5 ausgesandte Laserstrahl 6 hinsichtlich seiner Amplitude modifiziert bzw. gedämpft, bis schließlich eine geringere Weglänge L1 bei zunehmend geschlossener Kalkschicht detektiert wird. Beides kann von der Detektionseinrichtung 3 erfasst werden.
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Die Indikatoreinrichtung 4 kann dabei bspw. im Bereich eines Pulverschachtes eines Kaffeevollautomaten 1a, im Bereich einer Brüheinheit und/oder im Bereich eines Kaffeeauslaufs angeordnet werden.
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Betrachtet man nun noch die Detektionseinrichtung 3 gemäß der 3, so kann man erkennen, dass der Punktabstandslaser 5 eine Linse 11 aufweist, welche den ausgesandten Laserstrahl 6 auffächert und wobei die Indikatoreinrichtung 4 eine konkave Indikatorfläche 12 aufweist, welche den aufgefächerten Laserstrahl 6 über die Linse 11 wieder zurück zum Punktabstandslaser 5 reflektiert. Auch diese Indikatoreinrichtung 4 besitzt dabei einen transparenten Teil 7, bspw. eine transparente Schicht 8, sowie eine reflektierende Schicht 9. Mit der konkaven Indikatoreinrichtung 4 und der Linse 11 lässt sich insbesondere ausschließen, dass einzelne kleine Staubpartikel, die nicht maßgebend für einen Gesamtverschmutzungszustand sind, in unberechtigter Weise einen Reinigungsvorgang bzw. ein Reinigungssignal auslösen.
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Im Vergleich zu den 1 und 2 ist dabei zu sagen, dass der transparente Teil 7, insbesondere die transparente Schicht 8 bzw. die transparente Leitung 10 separat zur reflektierenden Schicht 9 oder integral mit dieser ausgebildet sein können.
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Das Erfassen eines Verschmutzungsgrads des Getränkeautomaten 1 bzw. des Kaffeevollautomaten 1a im Bereich seiner Komponente 2 erfolgt dabei wie folgt: Zunächst wird mittels des Punktabstandslasers 5 ein Laserstrahl 6 auf die Indikatoreinrichtung 4 abgesandt, wobei je nach Verschmutzungsgrad der von der reflektierenden Schicht 9 oder von der dann verschmutzten transparenten Schicht 8 bzw. dem verschmutzten transparenten Teil 7 zurückgeworfene Laserstrahl 6 ausgewertet wird, bspw. hinsichtlich der Weglänge L1 und/oder hinsichtlich der Interferenz, das heißt hinsichtlich unterschiedlicher Amplituden, woraus auf einen Verschmutzungsgrad geschlossen werden kann. Wird bspw. eine lediglich eine reduzierte Weglänge L1 bei der Weglängenerfassung des Laserstrahls 6 ermittelt, kann daraus geschlossen werden, dass der Laserstrahl 6 nicht mehr bis zur Oberfläche der reflektierenden Schicht 9 durchdringt, sondern bereits zuvor zurückgeworfen wird, was eindeutig auf eine Verschmutzung schließen lässt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Getränkeautomaten 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren werden erstmals Verschmutzungen nicht nur zeitlich abgeschätzt, sondern konkret gemessen, wobei gleichzeitig auch ein Grad der auftretenden Verschmutzung erkannt und dementsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Getränkeautomaten 1 Kalkablagerungen erkennen, die sich dann im Brühprozess kompensieren lassen, da bspw. bei einer verkalkten Heizeinrichtung weniger Wärmeenergie übertragen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getränkeautomat
- 2
- Komponente
- 3
- Detektionseinrichtung
- 4
- Indikatoreinrichtung
- 5
- Punktabstandslaser
- 6
- Laserstrahl
- 7
- transparenter Teil
- 8
- transparente Schicht
- 9
- reflektierende Schicht
- 10
- transparente Leitung
- 11
- Linse
- 12
- konkave Indikatorfläche
