DE102019206397B3 - Method for the time-saving control of a coffee machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kaffeeautomaten mit einem Durchlauferhitzer als Heizelement(4), umfassend die Schritte:- Auswahl eines Kaffeegetränketyps (K),- Vorbereitung des Kaffeepulvers zur Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps (K), während gleichzeitig Wasser im Kaffeeautomaten auf eine durch die Auswahl vorbestimmte Zieltemperatur aufgeheizt wird,- Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps (K).Die Erfindung betrifft des Weiteren einen entsprechenden Kaffeeautomaten.The invention relates to a method for controlling a coffee machine with a continuous flow heater as the heating element (4), comprising the steps: - selection of a coffee beverage type (K), - preparation of the coffee powder for preparing a coffee beverage based on the selection of the coffee beverage type (K), while simultaneously Water in the coffee machine is heated to a target temperature predetermined by the selection, - preparation of a coffee drink based on the selection of the coffee drink type (K). The invention also relates to a corresponding coffee machine.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kaffeeautomaten und einen solcherart gesteuerten Kaffeeautomaten.The invention relates to a method for controlling a coffee machine and a coffee machine controlled in this way.
Die
Die Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie einen verbesserten Kaffeeautomaten anzugeben und insbesondere einen klar definierten Zustand zu Beginn einer Getränkezubereitung zu erreichen.The invention is based on the object of specifying an improved method and an improved coffee machine and, in particular, of achieving a clearly defined state at the start of beverage preparation.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.The invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims. The subclaims reproduce preferred embodiments.
Zu Beginn der Zubereitung eines Kaffeegetränks muss ein Kaffeeautomat in einen Zustand versetzt werden, in dem eine Kaffeezubereitung möglich ist. So muss beispielsweise zunächst Wasser in einem Vorratstank vorliegen oder durch einen Festwasseranschluss bereitgestellt werden und das Wasser auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden.At the beginning of the preparation of a coffee drink, a coffee machine must be put into a state in which coffee can be prepared. For example, water must first be present in a storage tank or provided through a fixed water connection and the water must be heated to the desired temperature.
Bekannte Kaffeeautomaten hatten bisher keine Möglichkeit, zu Beginn einer Kaffeezubereitung den aktuellen Systemzustand zu detektieren und befinden sich somit aus Sicht der Verfahrenstechnik zu diesem Zeitpunkt in einem undefinierten Zustand.Known coffee machines have hitherto had no possibility of detecting the current system status at the start of coffee preparation and are therefore in an undefined status from the point of view of process engineering at this point in time.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung eines Kaffeeautomaten. Die Erfindung richtet sich dabei auf Kaffeeautomaten, die ein Heizelement zur Aufheizung von Wasser umfassen, insbesondere einen Durchlauferhitzer. Besonders bevorzugt richtet sich die Erfindung auf Kaffeevollautomaten mit einem Mahlwerk, damit ein ausgewähltes Kaffeegetränk aus frisch gemahlenem Kaffeepulver zubereitet werden kann. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:The method according to the invention is used to control a coffee machine. The invention is directed to coffee machines that include a heating element for heating water, in particular a flow heater. The invention is particularly preferably directed to fully automatic coffee machines with a grinder so that a selected coffee beverage can be prepared from freshly ground coffee powder. The procedure consists of the following steps:
- Auswahl eines Kaffeegetränketyps- Selection of a type of coffee beverage
Dabei wählt ein Benutzer auf an sich bekannte Weise einen Kaffeegetränketyp aus. Dazu wird davon ausgegangen, dass der Kaffeeautomat zur Ausgabe einer Vielzahl unterschiedlicher Kaffeegetränketypen ausgelegt ist. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein Kaffeevollautomat mit Wahlmöglichkeiten für unterschiedliche Kaffeegetränketypen. Unter „Kaffeegetränketyp“ wird eine Art von Kaffeegetränk verstanden, welche sich von anderen Getränken aufgrund mindestens eines Parameters unterscheidet. Unterschiedsparameter beschränken sich nicht auf die Kaffeeart (Espresso, Cappuccino, Cafe Crema, etc) allein, sondern können auch die Getränkegröße (klein, mittel, groß) oder andere Parameter betreffen, wie z. B. die Getränkestärke, Temperatur, den Milchanteil oder die Art der Crema. Von der Auswahl kann z.B. die Art des zu mahlenden Kaffeepulvers, die Menge des gemahlenen Kaffeepulvers oder der Mahlgrad, wie auch die Brühtemperatur, die Wassermenge oder entsprechende Parameter abhängen.A user selects a type of coffee beverage in a manner known per se. For this purpose, it is assumed that the coffee machine is designed to dispense a large number of different types of coffee beverages. A preferred example is a fully automatic coffee machine with options for different types of coffee beverages. “Type of coffee beverage” is understood to mean a type of coffee beverage which differs from other beverages on the basis of at least one parameter. Difference parameters are not limited to the type of coffee (espresso, cappuccino, cafe crema, etc.) alone, but can also affect the size of the beverage (small, medium, large) or other parameters, such as B. the beverage strength, temperature, the milk content or the type of crema. From the selection, e.g. the type of coffee powder to be ground, the amount of ground coffee powder or the degree of grinding, as well as the brewing temperature, the amount of water or corresponding parameters depend.
- Vorbereitung des Kaffeepulvers- Preparation of the coffee powder
Basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps wird das Kaffeepulver vorbereitet. Dazu kann ggf. das Mahlen des Kaffeepulvers, jedenfalls aber seine Abfüllung bzw. mengenmäßige Bestimmung, es in eine Brüheinheit zu verbringen und es dort zu verpressen, gehören. Bevorzugt umfasst die Vorbereitung das portionsweise Mahlen des Kaffees, das Messen der Menge des (ggf. gemahlenen) Kaffeepulvers, das Einbringen des Kaffeepulvers in eine Brüheinheit und das Verpressen des Kaffeepulvers in der Brüheinheit.The coffee powder is prepared based on the selection of the coffee beverage type. This may include grinding the coffee powder, but in any case filling it or determining the quantity of it, placing it in a brewing unit and pressing it there. The preparation preferably comprises grinding the coffee in portions, measuring the amount of (possibly ground) coffee powder, introducing the coffee powder into a brewing unit and pressing the coffee powder in the brewing unit.
Erfindungsgemäß wird gleichzeitig mit der Vorbereitung des Kaffeepulvers das Wasser im Kaffeeautomaten auf eine durch die Auswahl vorbestimmte Zieltemperatur aufgeheizt, wobei vor dem Aufheizen des Wassers die Energiemenge (Q) berechnet wird, die benötigt wird, um das Wasser auf die Zieltemperatur (Tz) aufzuheizen, und ein Heizelement des Kaffeeautomaten basierend auf der berechneten Energiemenge (Q) zum Aufheizen des Wassers gesteuert und/oder geregelt wird. Dadurch wird die Zeit zur Vorbereitung des Kaffeepulvers optimal genutzt und es steht zeitnah danach heißes Wasser zur Verfügung und muss nicht dann erst aufgeheizt werden. Die Zieltemperatur ist dabei bevorzugt diejenige Temperatur, die für den Brühschritt benötigt wird, der nach der Vorbereitung des Kaffeepulvers nachfolgt bzw. an diese anschließt. Die Zieltemperatur kann bei einem zweistufigen Brühprozess eine Hauptbrühtemperatur oder zumindest eine Vorbrühtemperatur sein. Die Zieltemperatur kann aber auch eine andere Temperatur als die Brühtemperatur sein, insbesondere, wenn die Zeit zur Vorbereitung des Kaffeepulvers zu kurz ist, um das Wasser auf Brühtemperatur zu erwärmen. Ist die Zieltemperatur nicht die Brühtemperatur, kann die Zieltemperatur derjenige Temperaturwert sein, der während der Vorbereitung erreicht werden kann. Anschließend, also nach der Vorbereitung des Kaffeepulvers, kann dann noch eine zusätzliche Zeit zum Aufheizen des Wassers auf die Brühtemperatur eingeplant werden. Dieser Schritt findet in der Praxis zumeist innerhalb der ersten 15 s einer Kaffeezubereitung statt und kann die gesamte Zubereitung um ca. 8 s oder mehr verkürzen.According to the invention, the water in the coffee machine is simultaneously with the preparation of the coffee powder on one by the selection heated predetermined target temperature, the amount of energy (Q) is calculated before the water is heated, which is required to heat the water to the target temperature (T z ), and a heating element of the coffee machine based on the calculated amount of energy (Q) to heat the Water is controlled and / or regulated. As a result, the time to prepare the coffee powder is used optimally and hot water is available shortly afterwards and does not have to be heated up first. The target temperature is preferably that temperature which is required for the brewing step which follows or follows after the preparation of the coffee powder. In a two-stage brewing process, the target temperature can be a main brewing temperature or at least a pre-brewing temperature. However, the target temperature can also be a different temperature than the brewing temperature, especially if the time to prepare the coffee powder is too short to heat the water to the brewing temperature. If the target temperature is not the brewing temperature, the target temperature can be the temperature value that can be reached during preparation. Then, after preparing the coffee powder, you can plan an additional time to heat the water to the brewing temperature. In practice, this step usually takes place within the first 15 s of coffee preparation and can shorten the entire preparation process by approx. 8 s or more.
- Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps. Dieser Schritt ist gut bekannt. Im Unterschied zum Stand der Technik kann nun aber direkt nach der Vorbereitung des Kaffeepulvers mit dem Brühen begonnen werden, da keine zusätzliche Zeit mehr für das Aufheizen des Wassers vergehen muss. Denn das Aufheizen des Wassers auf die Zieltemperatur kann beispielsweise während des Mahlvorgangs stattfinden.- Making a coffee drink based on the type of coffee drink selected. This step is well known. In contrast to the prior art, however, brewing can now be started immediately after the preparation of the coffee powder, since no additional time has to pass for the water to be heated. This is because the water can be heated to the target temperature, for example, during the grinding process.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zeit ermittelt, die zur Vorbereitung des Kaffeepulvers benötigt wird, und zudem diejenige Zeit, die zum Aufheizen des Wassers auf die Zieltemperatur benötigt wird. Unter Ausnutzen dieser Zeiten wird dann ein Heizelement des Kaffeeautomaten, insbesondere ein Durchlauferhitzer, zum Aufheizen des Wassers so gesteuert, dass die Zieltemperatur des Wassers später als 1 s vor Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers und/oder weniger als 5 s, bevorzugt weniger als 1 s, nach Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers erreicht wird. Dies hat den Vorteil, dass die Zieltemperatur des Wassers nicht nur während der Vorbereitung eingestellt werden kann, sondern auch, dass diese Zieltemperatur pünktlich zur Zubereitung vorliegt, nämlich weder zu früh noch zu spät. Bevorzugt wird dabei zusätzlich der Füllstand des Heizelements, nämlich des Durchlauferhitzers gemessen und bei den Ermittlungen der Zeiten berücksichtigt. Besonders bevorzugt wird das Heizelement dazu noch vor dem Aufheizen mit einer bestimmten Wassermenge gefüllt, zumindest wenn der Füllstand zu niedrig ist.According to a preferred embodiment, the time required to prepare the coffee powder is determined, and also the time required to heat the water to the target temperature. Taking advantage of these times, a heating element of the coffee machine, in particular a flow heater, is then controlled to heat the water so that the target temperature of the water is later than 1 s before the preparation of the coffee powder and / or less than 5 s, preferably less than 1 s after the preparation of the coffee powder is finished. This has the advantage that the target temperature of the water can not only be set during preparation, but also that this target temperature is available on time for preparation, namely neither too early nor too late. The filling level of the heating element, namely the flow heater, is preferably also measured and taken into account when determining the times. For this purpose, the heating element is particularly preferably filled with a certain amount of water before it is heated, at least when the fill level is too low.
Die Ermittlung der Zeit, die zur Vorbereitung des Kaffeepulvers benötigt wird, hängt u.a. von der vorangegangenen Auswahl des Kaffeegetränketyps ab. Sie kann beispielsweise mit dem betreffenden Kaffeegetränketyp zusammen in einer Speichereinheit des Kaffeeautomaten abgespeichert sein und so dem Verfahren zur Verfügung stehen. Sie kann aber auch individuell berechnet werden, was unten im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform genauer beschrieben wird.Determining the time required to prepare the coffee powder depends, among other things, on on the previous selection of the type of coffee beverage. For example, it can be stored together with the coffee beverage type in question in a memory unit of the coffee machine and thus be available for the method. However, it can also be calculated individually, which is described in more detail below in the context of a preferred embodiment.
Die Zeit zum Aufheizen des Wassers auf die Zieltemperatur kann aus Parametern berechnet werden, die einem typischen Kaffeeautomaten zur Verfügung stehen, oder aus zusätzlichen Messungen mittels Sensoren. Wenn z. B. bekannt ist, welche Temperatur das Wasser hat, kann mit der bekannten Heizleistung des Heizelements die Zeit zum Aufheizen des Wassers berechnet werden.The time it takes to heat the water to the target temperature can be calculated from parameters available to a typical coffee machine or from additional measurements using sensors. If z. B. is known what temperature the water has, the time to heat the water can be calculated with the known heating power of the heating element.
Beispielsweise kann eine Auswertung der Temperatursensorwerte beim Einlaufen des Wassers für eine solche Berechnung verwendet werden. Es kann dabei sowohl die aktuelle Temperatur als auch ein Temperatureinbruch infolge des Befüllens des Flüssigkeitssystems des Kaffeeautomaten mit Frischwasser ermittelt werden. Ebenso kann ein Temperaturverlauf anhand der Heizungsrestenergie, der Wassertanktemperatur und/oder des Heizungsfüllstands ermittelt werden und anhand dieses Temperaturverlaufs daraus geschlossen werden, wann die Zieltemperatur erreicht sein wird. Bei der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform wird dieser Punkt noch genauer ausgeführt.For example, an evaluation of the temperature sensor values when the water enters can be used for such a calculation. Both the current temperature and a temperature drop as a result of the filling of the liquid system of the coffee machine with fresh water can be determined. Likewise, a temperature profile can be determined on the basis of the residual heating energy, the water tank temperature and / or the heating fill level, and this temperature profile can be used to determine when the target temperature will be reached. In describing a preferred embodiment, this point will be further elaborated.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden nach dem Aufheizen des Wassers die zur Brüheinheit führenden Flüssigkeitsleitungen des Kaffeeautomaten vorbereitend aufgeheizt. Dies geschieht bevorzugt dadurch, dass aufgeheiztes Wasser durch sie hindurchgeleitet wird. Dabei darf kein Wasser in die Brüheinheit eindringen, sofern sich darin schon Kaffeepulver befindet. Das aufgeheizte Wasser kann vorzugsweise bis zu einer Ventilinsel vor der Brüheinheit geleitet und von dort aus abgeleitet werden, bevorzugt durch eine Leitung zurück zum Heizelement oder zum Vorratstank, damit das Wasser wieder erwärmt werden kann und nicht verworfen werden muss. Dadurch kühlt sich das Zubereitungswasser beim folgenden (Vor-)Brühprozess nicht mehr infolge kalter Leitungen ab. Das vorbereitende Aufheizen der Flüssigkeitsleitungen ist dabei bevorzugt früher als 1 s nach Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers zur Zubereitung abgeschlossen.According to a preferred embodiment, after the water has been heated, the liquid lines of the coffee machine leading to the brewing unit are preliminarily heated. This is preferably done in that heated water is passed through them. No water must get into the brewing unit if there is already coffee powder in it. The heated water can preferably be directed to a valve island in front of the brewing unit and drained from there, preferably through a line back to the heating element or to the storage tank so that the water can be heated again and does not have to be discarded. As a result, the preparation water no longer cools down during the following (pre) brewing process due to cold pipes. The preparatory heating of the liquid lines is preferably completed earlier than 1 s after the preparation of the coffee powder for preparation has ended.
Erfindungsgemäß wird vor dem Aufheizen des Wassers die Energiemenge
Zur Ermittlung der aktuellen Temperaturen des Wassers Tw und des Heizelements
Es kann vorteilhaft sein, über Sensoren und andere Messeinheiten zunächst prozessuale bzw. verfahrenstechnische Zielgrößen zu ermitteln, z. B. die oben genannten Temperaturen. Andere Werte können aus der erfolgten Auswahl abgeleitet werden, beispielsweise die Zieltemperatur des Brühprozesses (Vorbrühprozess oder Hauptbrühprozess), die Zielmenge, die Zielflussgeschwindigkeit des Brühprozesses oder die Sprungantwort an der Heizung, also der reale Temperaturverlauf nach einem sprunghaften Anstieg der Heizleistung. Aufgrund der Zieltemperatur kann dann nebenbei entschieden werden, ob und inwieweit der Zustand des Systems verändert wird, z. B. durch Aufheizen, Abkühlen oder durch Aufheizen des Systems bei gleichzeitiger Wasserzufuhr. Dies kann sich bereits aus der Formel (1) ergeben, wobei eine negative Energiemenge ein Abkühlen bedeuten würde.It can be advantageous to use sensors and other measuring units to first determine process-related or procedural target variables, e.g. B. the above temperatures. Other values can be derived from the selection made, for example the target temperature of the brewing process (pre-brewing process or main brewing process), the target quantity, the target flow rate of the brewing process or the step response on the heater, i.e. the real temperature profile after a sudden increase in heating output. On the basis of the target temperature it can then be decided at the same time whether and to what extent the state of the system is changed, e.g. B. by heating up, cooling down or by heating the system with simultaneous water supply. This can already be derived from formula (1), where a negative amount of energy would mean cooling.
Beispielsweise kann das Verfahren wie folgt durchgeführt werden. Zunächst erfolgt eine Auswahl eines Kaffeegetränketyps durch einen Benutzer an einer Auswahleinheit des Kaffeeautomaten. Damit sind bereits Parameter wie Art des Getränks, Menge an Kaffeepulver, Verpressdruck des Pulvers in der Brüheinheit, Wassermenge und/oder Zieltemperatur vorgegeben.For example, the method can be carried out as follows. First, a type of coffee beverage is selected by a user on a selection unit of the coffee machine. This means that parameters such as the type of drink, the amount of coffee powder, the compression pressure of the powder in the brewing unit, the amount of water and / or the target temperature are already specified.
Als ein vorbereitender Schritt messen nun Sensoren, welche Temperatur das Wasser, welches sich im Zubereitungssystem des Kaffeeautomaten befindet, zur Zeit hat, beispielsweise aufgrund vorangegangener Zubereitungsvorgänge, und ggf. auch die Temperatur des Wassers im Tank. Letztere kann alternativ mit 20 °C Raumtemperatur abgeschätzt werden.As a preparatory step, sensors measure the current temperature of the water in the coffee machine's preparation system, for example based on previous preparation processes, and possibly also the temperature of the water in the tank. The latter can alternatively be estimated at 20 ° C room temperature.
Auch der Füllstand der Heizung kann abgeschätzt oder berechnet werden. Dies lässt sich z.B. mittels eines Temperatursensors und einer Messung einer Temperaturkurve über die Zeit innerhalb einer Aufheizperiode erreichen. Eine Funktion der Temperatur über die Zeit, insbesondere eine zeitliche Ableitung dieser Funktion, lässt eine Abschätzung des Füllstandes der Heizung zu. Ist z.B. ein Temperatursensor der Heizung nachgeschaltet, lässt sich durch eine Betrachtung der Temperaturkurve leicht abschätzen, ob der Temperatursensor mit Wasser in Kontakt ist oder nicht, also der Füllstand der Heizung über oder unter dem Temperatursensor liegt. Ist die Temperaturkurve vergleichsweise steil (und ggf. auch linear), so erfährt der Temperatursensor eine gute Wärmeleitung durch das Wasser, der Wasserstand reicht also zumindest bis zum Temperatursensor. Ist die Kurve flacher bzw. erreicht die Wärme den Temperatursensor später, so liegt der Wasserspiegel unterhalb des Temperatursensors. Der Einsatz mehrerer Temperatursensoren und eine Auswertung ihrer Daten kann genauere Ergebnisse liefern.The heating level can also be estimated or calculated. This can e.g. by means of a temperature sensor and a measurement of a temperature curve over time within a heating period. A function of the temperature over time, in particular a time derivative of this function, allows an estimate of the fill level of the heater. Is e.g. If a temperature sensor is connected downstream of the heater, it is easy to estimate by looking at the temperature curve whether the temperature sensor is in contact with water or not, i.e. the level of the heater is above or below the temperature sensor. If the temperature curve is comparatively steep (and possibly also linear), the temperature sensor experiences good heat conduction through the water, so the water level reaches at least as far as the temperature sensor. If the curve is flatter or if the heat reaches the temperature sensor later, the water level is below the temperature sensor. The use of several temperature sensors and an evaluation of their data can provide more precise results.
Im nächsten Schritt wird aus einer Menge der vorgenannten Werte die benötigte Energiemenge
Nun wird als Vorbereitung des Kaffeepulvers das Mahlwerk gestartet. Die Zeit, die benötigt wird, um die erforderliche Menge des Kaffees zu mahlen, in die Brüheinheit abzufüllen und dort zu verpressen, ist bekannt. Ist sie beispielsweise drei Sekunden länger als die Zeit zum Erhitzen des Wassers, so wird das Heizelement z. B. drei Sekunden nach Starten des Mahlwerks angeschaltet und das Wasser während der Vorbereitung des Kaffeepulvers erhitzt. Das Heizelement kann alternativ gleichzeitig mit dem Mahlwerk gestartet und die restlichen drei Sekunden dafür verwendet werden, die Leitungen bis zur Brüheinheit zu erwärmen. Sollte der Fall auftreten, dass es länger dauern sollte, das Wasser auf die Brühtemperatur zu erwärmen als den Kaffee vorzubereiten, so kann als Zieltemperatur eine geringere Temperatur als die Brühtemperatur angestrebt sein. Das Verfahren würde immer noch Zeit sparen, da das Wasser nun nicht mehr von einem kalten Zustand auf die Brühtemperatur aufgeheizt werden muss.The grinder is now started to prepare the coffee powder. The time it takes to grind the required amount of coffee, pour it into the brewing unit and press it there is known. For example, if it is three seconds longer than the time to heat the water, the heating element is z. B. switched on three seconds after starting the grinder and heated the water while preparing the coffee powder. Alternatively, the heating element can be started at the same time as the grinder and the remaining three seconds can be used to heat the lines up to the brewing unit. In the event that it takes longer to warm the water to the brewing temperature than it does to prepare the coffee, a lower temperature than the brewing temperature can be aimed for as the target temperature. The process would still save time, as the water no longer has to be heated from a cold state to the brewing temperature.
Ein Mahlwerk eines Kaffeeautomaten kann längere Zeit benötigen, um eine vorgegebene Menge Kaffee zu mahlen, wenn gleichzeitig das Heizelement in Betrieb ist. Dies kann an einer begrenzten Leistung des Netzgerätes des Getränkeautomaten liegen. Mit der bekannten Energiemenge (s.o.) kann extrapoliert werden, wie lange das Heizelement mit welcher Leistung laufen muss, damit das Wasser die Zieltemperatur erreicht. Damit kann ermittelt werden, wieviel länger das Mahlwerk laufen wird. Daraus lässt sich die Zeit ermitteln, die die Vorbereitung des Kaffeepulvers mit der Verlängerung des Mahlvorgangs braucht, und mit der bekannten Zeit zum Aufheizen des Wassers auf Zieltemperatur kann ein optimales Zeitmanagement erreicht werden.A coffee machine grinder can take a long time to grind a given amount of coffee if the heating element is in operation at the same time. This can be due to a limited output of the power supply unit of the drinks machine. With the known amount of energy (see above), it can be extrapolated how long the heating element has to run with what power in order for the water to reach the target temperature. This can be used to determine how much longer the grinder will run. This can be used to determine the time it takes to prepare the coffee powder with the extension of the grinding process, and with the known time to heat the water to the target temperature, optimal time management can be achieved.
Ein erfindungsgemäßer Kaffeeautomat umfasst die folgenden Komponenten:
- - eine Auswahleinheit ausgelegt zur benutzerseitigen Auswahl und Angabe eines Kaffeegetränketyps;
- - einen Durchlauferhitzer als ein Heizelement;
- - eine Steuereinrichtung zur
- a) Steuerung einer Vorbereitung des Kaffeepulvers zur Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps,
- b) Steuerung des Aufheizens von Wasser im Kaffeeautomaten auf eine durch die Auswahl vorbestimmte Zieltemperatur während der Vorbereitung des Kaffeepulvers,
- - A selection unit designed for the user to select and specify a type of coffee beverage;
- - a water heater as a heating element;
- - A control device for
- a) control of a preparation of the coffee powder for the preparation of a coffee beverage based on the selection of the coffee beverage type,
- b) Control of the heating of water in the coffee machine to a target temperature predetermined by the selection during the preparation of the coffee powder,
Ein derartiger Kaffeeautomat kann erfindungsgemäß zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt sein.According to the invention, such a coffee machine can be designed to carry out the method according to the invention.
Erfindungsgemäß umfasst der Kaffeeautomat eine Recheneinheit, z. B. einen Prozessor, die bzw. der dazu ausgelegt ist, vor dem Aufheizen des Wassers die Energiemenge
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kaffeeautomat eine Recheneinheit (ggf. die gleiche wie die Vorgenannte), die dazu ausgelegt ist, die Zeit zu berechnen, die zur Vorbereitung des Kaffeepulvers benötigt wird sowie die Zeit zu berechnen, die das Wasser zum Aufheizen auf die Zieltemperatur benötigen wird und dann ein Heizelement des Kaffeeautomaten zum Aufheizen des Wassers zu steuern. Die Steuerung erfolgt bevorzugt dermaßen, dass die Zieltemperatur des Wassers später als 1s vor Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers und/oder weniger als 1s nach Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers erreicht wird. Bevorzugt umfasst der Kaffeeautomat zusätzlich eine Messeinheit zur Messung des Füllstandes des Heizelements.According to a preferred embodiment, the coffee machine comprises a computing unit (possibly the same as the above), which is designed to calculate the time it takes to prepare the coffee powder and the time it takes for the water to heat up to the target temperature and then to control a heating element of the coffee machine to heat the water. The control is preferably carried out in such a way that the target temperature of the water is reached later than 1s before the end of the preparation of the coffee powder and / or less than 1s after the end of the preparation of the coffee powder. The coffee machine preferably also includes a measuring unit for measuring the fill level of the heating element.
Vorteil der Erfindung ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Systemstart der Kaffeeautomat, vorzugsweise der Kaffeevollautomat, während eines Vorbereitungsvorgangs, wozu vorzugsweise auch ein Mahlvorgang gehört, auf Betriebstemperatur bzw. Zieltemperatur gebracht wird. Dies geschieht für den Benutzer quasi unmerklich. Zudem befindet sich der Kaffeeautomat danach nicht mehr in einem undefinierten Zustand. Dies führt zu einem stabilisierten Zubereitungsprozess und einer deutlichen Reduzierung der Volumenstreuung in einer Serie von Kaffeegetränken. Des Weiteren lässt sich die Tassentemperatur insbesondere der ersten Tasse einer Zubereitungsserie deutlich verbessern.The advantage of the invention is that with the system start according to the invention, the coffee machine, preferably the fully automatic coffee machine, is brought to the operating temperature or target temperature during a preparation process, which preferably also includes a grinding process. This happens almost imperceptibly to the user. In addition, the coffee machine is no longer in an undefined state. This leads to a stabilized preparation process and a significant reduction in the volume spread in a series of coffee beverages. Furthermore, the cup temperature, in particular of the first cup of a preparation series, can be significantly improved.
Außerdem kommt das Zubereitungswasser mit dem Kaffeepulver in einer definiert eingestellten Temperatur („First-Contact-Temperatur“) in Kontakt. Dies führt zu einer konstanten Kaffeequalität und dient der verbesserten Geschmacksprofilierung in einem Kaffeevollautomaten.In addition, the preparation water comes into contact with the coffee powder at a defined temperature ("first contact temperature"). This leads to a constant coffee quality and is used for improved taste profiling in a fully automatic coffee machine.
Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 : ein schematisches Beispiel für einen Kaffeeautomaten, -
2 : ein Blockschaltbild zum Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, -
3 : ein Beispiel für einen Verlauf einiger Parameterwerte während der Zubereitung eines Kaffeegetränks.
-
1 : a schematic example of a coffee machine, -
2 : a block diagram for the sequence of a method according to the invention, -
3 : an example of a course of some parameter values during the preparation of a coffee beverage.
- -
eine Brüheinheit 2 , diemit einem Mahlwerk 2a gekoppelt ist, wobei das Kaffeepulveraus dem Mahlwerk 2a inder Brüheinheit 2 verpresst wird, - -
eine Pumpe 3 , durch die Wasser aus einem Wassertank5 durch einenDurchlauferhitzer als Heizelement 4 hindurch indie Brüheinheit 2 gepumpt wird, - -
eine Auswahleinheit 6 zur bedienerseitigen manuellen Auswahl und Angabe eines gewünschten KaffeegetränketypsK , - -
eine Steuereinrichtung 7 ausgelegt zur Steuerung der Zubereitung eines Kaffeegetränks des ausgewählten KaffeegetränketypsK durch den Kaffeeautomaten 1 , - -
eine Recheneinheit 9 ausgelegt zur Berechnung von Steuerdaten für dieSteuereinrichtung 7 , und - -
eine Datenschnittstelle 8 zur Herstellung eines Datenkontaktsmit der Auswahleinheit 6 . Dadurch können Daten zur Auswahl des KaffeegetränketypsK andie Recheneinheit 9 weitergegeben werden. Der Pfeilvon der Auswahleinheit 6 zur Datenschnittstelle 8 soll dabei die Richtung des Datenflusses andeuten. DieseDatenschnittstelle 8 ist dabei auch zum Senden von Steuerdaten (s. zweiter Pfeil) aneine Steuereinrichtung 7 zur Steuerung einer Zubereitung eines Kaffeegetränks des ausgewählten KaffeegetränketypsK durch den Kaffeeautomaten 1 ausgelegt.
- - a
brewing unit 2 that with agrinder 2a is coupled, the coffee powder from thegrinder 2a in thebrewing unit 2 is pressed, - - a
pump 3 through the water from awater tank 5 by a water heater as a heating element4th through into thebrewing unit 2 is pumped, - - a
selection unit 6 for manual selection and specification of a desired type of coffee beverage by the operatorK , - - a control device
7th designed to control the preparation of a coffee beverage of the selected coffee beverage typeK through thecoffee machine 1 , - - an
arithmetic unit 9 designed to calculate control data for the control device7th , and - - a data interface
8th to establish data contact with theselection unit 6 . This allows data to be used to select the type of coffee beverageK to thecomputing unit 9 be passed on. The arrow from theselection unit 6 to the data interface8th should indicate the direction of the data flow. This data interface8th is also used to send control data (see second arrow) to a control device7th for controlling a preparation of a coffee beverage of the selected coffee beverage typeK through thecoffee machine 1 designed.
Zur Zubereitung eines Kaffeegetränks wird Wasser aus dem Wassertank
In Schritt I erfolgt eine benutzerseitige Auswahl eines Kaffeegetränketyps
In Schritt II erfolgt eine Berechnung der Energiemenge
In Schritt III wird die Zeit
In Schritt IV wird das Kaffeepulver zur Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps
Gleichzeitig mit der Vorbereitung in Schritt IVa werden in Schritt IVc zur Brüheinheit führende Leitungen des Kaffeeautomaten vorbereitend aufgeheizt, indem aufgeheiztes Wasser durch sie hindurchgeleitet wird. In
In Schritt V erfolgt die Zubereitung des Kaffeegetränks des ausgewählten Kaffeegetränketyps
Da es sich bei der vorhergehenden, detailliert beschriebenen Ausführungsform um ein Beispiel handelt, kann es in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Erfindung, des Verfahrens und/oder des Kaffeeautomaten in anderer Form als in der hier beschriebenen erfolgen. Insbesondere kann auch das Fluidsystem in einer anderen Form ausgestaltet werden, beispielsweise mit einer Rückführleitung zur Rückführung des Wassers nach dem Vorheizen von Zuleitungen zurück in das Heizelement oder in den Vorratstank. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrmals oder mehrfach vorhanden sein können.Since the embodiment described in detail above is an example, it can be modified in the usual way by the person skilled in the art to a wide extent without departing from the scope of the invention. In particular, the specific embodiments of the invention, the method and / or the coffee machine can also take place in a form other than that described here. In particular, the fluid system can also be designed in a different form, for example with a return line for returning the water to the heating element or the storage tank after the supply lines have been preheated. Furthermore, the use of the indefinite article “a” or “an” does not exclude the possibility that the relevant characteristics can be present several times or more than once.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KaffeeautomatCoffee machine
- 22
- BrüheinheitBrewing unit
- 2a2a
- MahlwerkGrinder
- 33
- Pumpepump
- 44th
- HeizelementHeating element
- 55
- WassertankWater tank
- 66th
- AuswahleinheitSelection unit
- 77th
- SteuereinrichtungControl device
- 88th
- DatenschnittstelleData interface
- 99
- Recheneinheit Arithmetic unit
- HH
- Leistungskurve HeizelementHeating element performance curve
- KK
- KaffeegetränketypCoffee beverage type
- MM.
- Leistungskurve MahlwerkGrinder performance curve
- EnergiemengeAmount of energy
- TT
- TemperaturkurveTemperature curve
- TzItem
- ZieltemperaturTarget temperature
- tK, tW t K , t W
- Zeittime
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019206397.7A DE102019206397B3 (en) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | Method for the time-saving control of a coffee machine |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102019206397.7A DE102019206397B3 (en) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | Method for the time-saving control of a coffee machine |
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---|---|
DE102019206397B3 true DE102019206397B3 (en) | 2020-10-29 |
Family
ID=72840227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5307733A (en) * | 1991-12-11 | 1994-05-03 | Kazuo Enomoto | Coffee maker |
DE102010039840A1 (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg | Instantaneous water heater for heating a fluid and method for operating a continuous flow heater |
-
2019
- 2019-05-03 DE DE102019206397.7A patent/DE102019206397B3/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5307733A (en) * | 1991-12-11 | 1994-05-03 | Kazuo Enomoto | Coffee maker |
DE102010039840A1 (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg | Instantaneous water heater for heating a fluid and method for operating a continuous flow heater |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |