DE102019206397B3 - Method for the time-saving control of a coffee machine - Google Patents

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DE102019206397B3 DE102019206397.7A DE102019206397A DE102019206397B3 DE 102019206397 B3 DE102019206397 B3 DE 102019206397B3 DE 102019206397 A DE102019206397 A DE 102019206397A DE 102019206397 B3 DE102019206397 B3 DE 102019206397B3
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Sandro Palierakis
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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 DE 10 2010 039 840 A1 beschreibt einen Durchlauferhitzer mit einer Heizvorrichtung, einem damit gekoppelten Durchflussrohr, das einen Einlaufbereich, einen Mittenbereich und einen Auslaufbereich umfasst, mindestens einem ersten Temperatursensor im Einlaufbereich des Durchflussrohrs, einer Pumpvorrichtung und einer Steuervorrichtung, die mit der Heizvorrichtung, der Pumpvorrichtung und dem ersten Temperatursensor gekoppelt ist. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgelegt, vor Beginn eines Erhitzungsvorgangs folgende Werte zu ermitteln: einen ersten Temperaturwert im Einlaufbereich bei ausgeschalteter Pumpvorrichtung und ausgeschalteter Heizvorrichtung und einen zweiten Temperaturwert im Einlaufbereich bei Betrieb der Pumpvorrichtung und der Heizvorrichtung in einer ersten vorgebbaren Leistungsstufe, wobei in der Steuervorrichtung die Abhängigkeit zumindest einer Solltemperatur des Fluids am Auslauf des Durchflussrohrs von zumindest dem ersten Temperaturwert, dem zweiten Temperaturwert, der ersten vorgebbaren Leistungsstufe der Pumpvorrichtung und unterschiedlichen, mit Leistungsstufen der Heizvorrichtung korrelierten Heizwerten abgelegt ist, wobei die Steuervorrichtung außerdem darauf ausgelegt ist, die Heizvorrichtung derart anzusteuern, dass diese mit einer Leistungsstufe betrieben wird, die gemäß der abgelegten Abhängigkeit bei einer eingestellten Leistungsstufe der Pumpvorrichtung zu der Solltemperatur des Fluids am Ausgang des Durchflussrohrs führt.The DE 10 2010 039 840 A1 describes a water heater with a heating device, a flow tube coupled to it, which comprises an inlet area, a central area and an outlet area, at least one first temperature sensor in the inlet area of the flow tube, a pump device and a control device that is coupled to the heating device, the pump device and the first temperature sensor is. The control device is designed to determine the following values before the start of a heating process: a first temperature value in the inlet area when the pump device and heating device are switched off and a second temperature value in the inlet area when the pump device and the heating device are in operation in a first predeterminable power level, with the Dependence of at least one setpoint temperature of the fluid at the outlet of the flow tube on at least the first temperature value, the second temperature value, the first predeterminable power level of the pumping device and different heating values correlated with power levels of the heating device is stored, the control device also being designed to control the heating device in this way that this is operated with a power level that, according to the stored dependency, at a set power level of the pump device to the target temperature of the F. luids at the outlet of the flow tube.

Die Druckschrift US 5 307 733 A beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Kaffeeautomaten mit einem Durchlauferhitzer als Heizelement, bei dem bereits während der Vorbereitung des Kaffeepulvers das Heizelement zu heizen beginnt.The pamphlet U.S. 5,307,733 A describes a method for controlling a coffee machine with a flow heater as the heating element, in which the heating element begins to heat during the preparation of the coffee powder.

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 Q berechnet, die benötigt wird, um das Wasser auf die Zieltemperatur aufzuheizen. Ein Heizelement des Kaffeeautomaten wird dann zum Aufheizen des Wassers basierend auf der berechneten Energiemenge Q gesteuert und/oder geregelt. Die Energiemenge Q kann beispielsweise bei einer durch die Auswahl bekannten Wassermenge der Masse mw und der spezifischen Wärmekapazität cw von 4190 J/(kg·K) und einer bekannten Masse mH des Heizelements und dessen spezifischer Wärmekapazität cH (für Aluminium z.B. ca. 900 J/(kg·K)) mit der Zieltemperatur TZ und den aktuellen Temperaturen des Wassers TW und des Heizelements TH wie folgt berechnet werden: Q ( T W ,  T H ) = m H c H ( T Z T H ) + m W c W ( T Z T W )

Figure DE102019206397B3_0001
According to the invention, before the water is heated, the amount of energy Q calculated, which is required to heat the water to the target temperature. A heating element of the coffee machine is then used to heat the water based on the calculated amount of energy Q controlled and / or regulated. The amount of energy Q can, for example, with a known amount of water with the mass mw and the specific heat capacity cw of 4190 J / (kgK) and a known mass m H of the heating element and its specific heat capacity c H (for aluminum e.g. approx. 900 J / ( kg K)) with the target temperature T Z and the current temperatures of the water T W and the heating element T H can be calculated as follows: Q ( T W. , T H ) = m H c H ( T Z - T H ) + m W. c W. ( T Z - T W. )
Figure DE102019206397B3_0001

Zur Ermittlung der aktuellen Temperaturen des Wassers Tw und des Heizelements TH und damit der energetischen Ausgangssituation des Kaffeeautomaten können Sensorwerte verwendet werden. Alternativ kann die Temperatur der Heizung durch einen Spülprozess des Wassers angepasst werden, womit TH = TW gilt. In diesem Fall sinkt die Temperatur des Systems in der Regel am Anfang ab, da das Wasser im Vorratstank zumeist kälter ist als die ermittelte Temperatur des Wassers im restlichen System. Es ist generell vorteilhaft, eine Temperaturmessung des Wassers im Wassertank vorzunehmen oder abzuschätzen, um die benötigte Energiemenge Q genau berechnen zu können.To determine the current temperatures of the water Tw and the heating element T H and thus the energetic starting situation of the coffee machine, sensor values can be used. Alternatively, the temperature of the heater can be adjusted by a rinsing process of the water, whereby T H = T W applies. In this case, the temperature of the system usually drops at the beginning, since the water in the storage tank is usually colder than the determined temperature of the water in the rest of the system. It is generally advantageous to measure the temperature of the water in the water tank or to estimate the amount of energy required Q to be able to calculate exactly.

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 Q für das Erreichen des Betriebszustands bzw. der Zieltemperatur ermittelt. Nach einer vorher festgelegten Formel oder Tabelle wird aus der zu erwärmenden Wassermenge, der Leistung des Heizelements, der vorherrschenden Temperatur und der Zieltemperatur bevorzugt auch die Zeit berechnet, die benötigt wird, um das Wasser auf die Zieltemperatur zu erwärmen.In the next step, the amount of energy required is derived from a set of the aforementioned values Q determined for reaching the operating state or the target temperature. According to a predetermined formula or table, the time that is required to heat the water to the target temperature is preferably calculated from the amount of water to be heated, the output of the heating element, the prevailing temperature and the target temperature.

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
    1. a) Steuerung einer Vorbereitung des Kaffeepulvers zur Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps,
    2. b) Steuerung des Aufheizens von Wasser im Kaffeeautomaten auf eine durch die Auswahl vorbestimmte Zieltemperatur während der Vorbereitung des Kaffeepulvers,
wobei eine Recheneinheit (9)-dazu ausgelegt ist, vor dem Aufheizen des Wassers die Energiemenge zu berechnen, die benötigt wird, um das Wasser auf eine Zieltemperatur (Tz ) aufzuheizen, und das Heizelement des Kaffeeautomaten zum Aufheizen des Wassers basierend auf der berechneten Energiemenge (Q) zu steuern und/oder zu regeln.A coffee machine according to the invention comprises the following components:
  • - 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
    1. 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,
    2. 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,
A computing unit (9) is designed to calculate the amount of energy required to bring the water to a target temperature ( T z ), and the heating element of the coffee machine to heat the water based on the calculated amount of energy ( Q ) to control and / or regulate.

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 Q zu berechnen, die benötigt wird, um das Wasser auf die Zieltemperatur aufzuheizen und ein Heizelement des Kaffeeautomaten zum Aufheizen des Wassers basierend auf der berechneten Energiemenge Q zu steuern und/oder zu regeln.According to the invention, the coffee machine comprises a computing unit, for. B. a processor that is designed to measure the amount of energy before the water is heated Q to calculate that is needed to heat the water to the target temperature and a heating element of the coffee machine to heat the water based on the calculated amount of energy Q to control and / or regulate.

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.
The principle of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing by way of example. In the drawing show:
  • 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.

1 zeigt einen Kaffeevollautomaten. Er umfasst neben anderen zur Zubereitung von Kaffee erforderlichen Einheiten insbesondere die folgenden Komponenten:

  • - eine Brüheinheit 2, die mit einem Mahlwerk 2a gekoppelt ist, wobei das Kaffeepulver aus dem Mahlwerk 2a in der Brüheinheit 2 verpresst wird,
  • - eine Pumpe 3, durch die Wasser aus einem Wassertank 5 durch einen Durchlauferhitzer als Heizelement 4 hindurch in die Brüheinheit 2 gepumpt wird,
  • - eine Auswahleinheit 6 zur bedienerseitigen manuellen Auswahl und Angabe eines gewünschten Kaffeegetränketyps K,
  • - eine Steuereinrichtung 7 ausgelegt zur Steuerung der Zubereitung eines Kaffeegetränks des ausgewählten Kaffeegetränketyps K durch den Kaffeeautomaten 1,
  • - eine Recheneinheit 9 ausgelegt zur Berechnung von Steuerdaten für die Steuereinrichtung 7, und
  • - eine Datenschnittstelle 8 zur Herstellung eines Datenkontakts mit der Auswahleinheit 6. Dadurch können Daten zur Auswahl des Kaffeegetränketyps K an die Recheneinheit 9 weitergegeben werden. Der Pfeil von der Auswahleinheit 6 zur Datenschnittstelle 8 soll dabei die Richtung des Datenflusses andeuten. Diese Datenschnittstelle 8 ist dabei auch zum Senden von Steuerdaten (s. zweiter Pfeil) an eine Steuereinrichtung 7 zur Steuerung einer Zubereitung eines Kaffeegetränks des ausgewählten Kaffeegetränketyps K durch den Kaffeeautomaten 1 ausgelegt.
1 shows a fully automatic coffee machine. In addition to other units required to prepare coffee, it includes the following components in particular:
  • - a brewing unit 2 that with a grinder 2a is coupled, the coffee powder from the grinder 2a in the brewing unit 2 is pressed,
  • - a pump 3 through the water from a water tank 5 by a water heater as a heating element 4th through into the brewing unit 2 is pumped,
  • - a selection unit 6 for manual selection and specification of a desired type of coffee beverage by the operator K ,
  • - a control device 7th designed to control the preparation of a coffee beverage of the selected coffee beverage type K through the coffee machine 1 ,
  • - an arithmetic unit 9 designed to calculate control data for the control device 7th , and
  • - a data interface 8th to establish data contact with the selection unit 6 . This allows data to be used to select the type of coffee beverage K to the computing unit 9 be passed on. The arrow from the selection unit 6 to the data interface 8th should indicate the direction of the data flow. This data interface 8th is also used to send control data (see second arrow) to a control device 7th for controlling a preparation of a coffee beverage of the selected coffee beverage type K through the coffee machine 1 designed.

Zur Zubereitung eines Kaffeegetränks wird Wasser aus dem Wassertank 5 mittels der Pumpe 3 durch das Heizelement 4 gepumpt, dort auf die Zieltemperatur TZ erwärmt und gelangt im heißen Zustand in die Brüheinheit 2, in der sich Kaffeepulver befindet, welches durch das Mahlwerk 2a gemahlen wurde. Dieser Vorgang wird mittels der Recheneinheit 9 über die Datenschnittstelle 8 auf im Folgenden beschriebene Weise gesteuert.To prepare a coffee drink, water is drawn from the water tank 5 by means of the pump 3 through the heating element 4th pumped, there to the target temperature T Z warms up and enters the brewing unit when it is hot 2 , in which there is coffee powder, which is produced by the grinder 2a was ground. This process is carried out by means of the computing unit 9 via the data interface 8th controlled in the manner described below.

2 zeigt ein Blockschaltbild zum Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Kaffeeautomaten 1 (1). 2 shows a block diagram for the sequence of a method according to the invention for controlling the coffee machine 1 ( 1 ).

In Schritt I erfolgt eine benutzerseitige Auswahl eines Kaffeegetränketyps K, z. B. mittels Wahltasten am Kaffeeautomaten 1. Sie setzt den Startpunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens.In step I, the user selects a type of coffee beverage K , e.g. B. using selection buttons on the coffee machine 1 . It sets the starting point of the method according to the invention.

In Schritt II erfolgt eine Berechnung der Energiemenge Q, die benötigt wird, um das Wasser auf die Zieltemperatur aufzuheizen. Dies kann auf der Basis von Sensordaten oder von Erfahrungswerten basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps K geschehen.The amount of energy is calculated in step II Q , which is needed to heat the water to the target temperature. This can be based on sensor data or empirical values based on the selection of the type of coffee beverage K happen.

In Schritt III wird die Zeit tK ermittelt, die zur Vorbereitung des Kaffeepulvers benötigt wird, und die Zeit tw ermittelt, die zum Aufheizen des Wassers auf die Zieltemperatur benötigt wird. Dies kann z. B. basierend auf der zuvor berechneten Energiemenge Q und der durch die Getränkeauswahl bekannten Parameter (z. B. Wassermenge, Zieltemperatur Tz ) sowie Messwerten zur aktuellen Temperatur geschehen.In step III is the time t K determined, which is required to prepare the coffee powder, and determines the time tw that is required to heat the water to the target temperature. This can e.g. B. based on the previously calculated amount of energy Q and the parameters known from the beverage selection (e.g. amount of water, target temperature T z ) as well as measured values for the current temperature.

In Schritt IV wird das Kaffeepulver zur Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps K vorbereitet (Schritt IVa). Während dies geschieht, wird Wasser im Kaffeeautomaten 1 auf eine durch die Auswahl vorbestimmte Zieltemperatur TZ aufgeheizt (Schritt IVb).In step IV, the coffee powder is used to prepare a coffee beverage based on the selection of the coffee beverage type K prepared (step IVa). While this is happening, water will be in the coffee machine 1 to a target temperature predetermined by the selection T Z heated (step IVb).

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 1 steht quasi symbolisch dafür die Leitung zwischen dem Heizelement 4 und der Brüheinheit 2.Simultaneously with the preparation in step IVa, lines of the coffee machine leading to the brewing unit are preliminarily heated in step IVc in that heated water is passed through them. In 1 The line between the heating element stands almost symbolically for this 4th and the brewing unit 2 .

In Schritt V erfolgt die Zubereitung des Kaffeegetränks des ausgewählten Kaffeegetränketyps K durch den Kaffeeautomaten 1. Diese kann unmittelbar erfolgen, da das Zubereitungswasser bereits fertig temperiert zur Verfügung steht.In step V, the coffee beverage of the selected coffee beverage type is prepared K through the coffee machine 1 . This can take place immediately, since the preparation water is already available at the ready-made temperature.

3 zeigt einen Verlauf einiger Parameterwerte während der Zubereitung des Kaffeegetränks. Die durchgezogene Linie verkörpert eine Temperaturkurve T des Wassers, die gestrichelte Linie die Leistungskurve des Heizelements 4 (1) und die strichpunktierte Kurve die Leistungskurve des Mahlwerks 2a. Das Wasser hat im Bereich eines Temperatursensors im Gerät noch eine gewisse Anfangstemperatur aus einem vorangegangenen Zubereitungsprozess. Die Temperatur T sinkt anschließend, weil kaltes Wasser aus dem Wassertank 5 hinzugepumpt wird. Während das Mahlwerk 2a läuft, wird erfindungsgemäß das Wasser erhitzt. Dies geschieht erst langsam, da stets kaltes Wasser nachgefördert wird, das aufgeheizt werden muss. Das Heizelement 4 speichert jedoch auch einen Teil der Wärmeenergie. Sobald kein Wasser mehr aus dem Wassertank 5 nachgepumpt wird, steigt während des Mahlvorgangs die Temperatur des nun ruhenden Wassers stärker an, da es die Restwärme aus dem Heizelement 4 aufnimmt. Da die weiter oben genannten Formel (1) die notwendige Energiemenge Q ergibt und dabei auch die Energiemenge des Heizelements 4 berücksichtigt, kann dieser Temperaturverlauf T vorausberechnet werden, so dass am Ende des Mahlprozesses die korrekte Temperatur zur Verfügung steht. Der weitere Verlauf der Temperaturkurve T entspricht dem eines typischen Brühprozesses. 3 shows a course of some parameter values during the preparation of the coffee beverage. The solid line represents a temperature curve T of water, the dashed line is the power curve of the heating element 4th ( 1 ) and the dash-dotted curve the power curve of the grinder 2a . In the area of a temperature sensor in the device, the water still has a certain initial temperature from a previous preparation process. The temperature T then sinks because cold water from the water tank 5 is pumped in. While the grinder 2a runs, the water is heated according to the invention. This happens slowly, as cold water is always fed in, which has to be heated up. The heating element 4th however, it also stores part of the thermal energy. As soon as there is no more water from the water tank 5 is pumped up, the temperature of the now resting water rises more sharply during the grinding process, as it removes the residual heat from the heating element 4th records. Because the above formula (1) provides the necessary amount of energy Q results and also the amount of energy of the heating element 4th taken into account, this temperature curve T calculated in advance so that the correct temperature is available at the end of the grinding process. The further course of the temperature curve T corresponds to that of a typical brewing process.

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
QQ
EnergiemengeAmount of energy
TT
TemperaturkurveTemperature curve
TzItem
ZieltemperaturTarget temperature
tK, tW t K , t W
Zeittime

Claims (8)

Verfahren zur Steuerung eines Kaffeeautomaten (1) mit einem Durchlauferhitzer als Heizelement (4), umfassend die Schritte: - Auswahl eines Kaffeegetränketyps (K), - Vorbereiten des Kaffeepulvers zur Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps (K), während gleichzeitig Wasser im Kaffeeautomaten (1) auf eine durch die Auswahl vorbestimmte Zieltemperatur (Tz) aufgeheizt wird, - Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps (K), dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufheizen des Wassers die Energiemenge (Q) berechnet wird, die benötigt wird, um das Wasser auf die Zieltemperatur (Tz) aufzuheizen, und ein Heizelement (4) des Kaffeeautomaten (1) basierend auf der berechneten Energiemenge (Q) zum Aufheizen des Wassers gesteuert und/oder geregelt wird.A method for controlling a coffee machine (1) with a flow heater as a heating element (4), comprising the steps: - selection of a coffee beverage type (K), - preparing 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 (1) is heated to a target temperature (Tz) predetermined by the selection, - preparation of a coffee beverage based on the selection of the coffee beverage type (K), characterized in that the amount of energy (Q) is calculated before the water is heated is required to heat the water to the target temperature (Tz), and a heating element (4) of the coffee machine (1) is controlled and / or regulated based on the calculated amount of energy (Q) for heating the water. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitung des Kaffeepulvers zumindest das Abfüllen und bevorzugt zusätzlich das Verpressen des Kaffeepulvers in einer Brüheinheit (2) des Kaffeeautomaten (1) und/oder zusätzlich das Mahlen des Kaffeepulvers umfasst.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the preparation of the coffee powder comprises at least the filling and preferably additionally the pressing of the coffee powder in a brewing unit (2) of the coffee machine (1) and / or additionally the grinding of the coffee powder. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Zeit (tK) ermittelt wird, die zur Vorbereitung des Kaffeepulvers benötigt wird und - die Zeit (tW) ermittelt wird, die zum Aufheizen des Wassers auf die Zieltemperatur (Tz) benötigt wird und ein Heizelement (4) des Kaffeeautomaten (1) zum Aufheizen des Wassers so gesteuert wird, dass die Zieltemperatur (TZ) des Wassers a) später als 1 s vor Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers und/oder b) weniger als 1 s nach Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers erreicht wird, wobei bevorzugt zusätzlich der Füllstand des Heizelements (4) gemessen wird und bei den Ermittlungen der Zeiten berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the time (t K ) is determined which is required to prepare the coffee powder and - the time (t W ) is determined which is required to heat the water to the target temperature (Tz) is required and a heating element (4) of the coffee machine (1) for heating the water is controlled so that the target temperature (T Z ) of the water a) later than 1 s before the preparation of the coffee powder and / or b) less than 1 s is reached after the preparation of the coffee powder has ended, the filling level of the heating element (4) preferably also being measured and taken into account when determining the times. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufheizen des Wassers die zur Brüheinheit (2) führenden Flüssigkeitsleitungen des Kaffeeautomaten (1) vorbereitend aufgeheizt werden, bevorzugt indem aufgeheiztes Wasser durch sie hindurchgeleitet wird, wobei das vorbereitende Aufheizen der Flüssigkeitsleitungen bevorzugt früher als 1 s nach Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers zur Zubereitung abgeschlossen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the water has been heated up, the liquid lines of the coffee machine (1) leading to the brewing unit (2) are preliminarily heated, preferably in that heated water is passed through them, the preliminary heating of the liquid lines preferably earlier than 1 s after completing the preparation of the coffee powder for preparation. Kaffeeautomat (1), umfassend: - eine Auswahleinheit (6) ausgelegt zur Auswahl eines Kaffeegetränketyps (K), - einen Durchlauferhitzer als Heizelement (4), - eine Steuereinrichtung (7) ausgelegt zur a) Steuerung einer Vorbereitung des Kaffeepulvers zur Zubereitung eines Kaffeegetränks basierend auf der Auswahl des Kaffeegetränketyps (K), b) Steuerung eines Aufheizens von Wasser im Kaffeeautomaten (1) auf eine durch die Auswahl vorbestimmte Zieltemperatur TZ während der Vorbereitung des Kaffeepulvers, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (9), die dazu ausgelegt ist, vor dem Aufheizen des Wassers die Energiemenge (Q) zu berechnen, die benötigt wird, um das Wasser auf die Zieltemperatur (TZ) aufzuheizen, und das Heizelement (4) des Kaffeeautomaten (1) zum Aufheizen des Wassers basierend auf der berechneten Energiemenge (Q) zu steuern und/oder zu regeln.Coffee machine (1), comprising: - a selection unit (6) designed to select a type of coffee beverage (K), - a flow heater as a heating element (4), - a control device (7) designed to a) control a preparation of the coffee powder for the preparation of a coffee beverage based on the selection of the coffee beverage type (K), b) control of the heating of water in the coffee machine (1) to a target temperature T Z predetermined by the selection during the preparation of the coffee powder, characterized by a computing unit (9) which is designed to Before heating the water, calculate the amount of energy (Q) that is required to heat the water to the target temperature (T Z ) and the heating element (4) of the coffee machine (1) to heat the water based on the calculated amount of energy ( Q) to control and / or regulate. Kaffeeautomat (1) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (9), 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 (Tz) benötigen wird, und dann ein Heizelement (4) des Kaffeeautomaten (1) zum Aufheizen des Wassers bevorzugt dermaßen zu steuern, dass die Zieltemperatur (Tz) des Wassers später als 1 s vor Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers und/oder weniger als 1 s nach Beendigung der Vorbereitung des Kaffeepulvers erreicht wird, wobei der Kaffeeautomat bevorzugt zusätzlich eine Messeinheit zur Messung des Füllstandes des Heizelements (4) aufweist.Coffee machine (1) Claim 5 , characterized by a computing unit (9) which is designed to calculate the time that is required to prepare the coffee powder, as well as to calculate the time that the water will need to heat up to the target temperature (Tz), and then a The heating element (4) of the coffee machine (1) for heating the water should preferably be controlled in such a way that the target temperature (Tz) of the water is reached later than 1 s before the preparation of the coffee powder and / or less than 1 s after the preparation of the coffee powder is finished is, the coffee machine preferably also has a measuring unit for measuring the fill level of the heating element (4). Kaffeeautomat (1), dadurch gekennzeichnet, dass er zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgelegt ist.Coffee machine (1), characterized in that it is used to carry out a method according to one of the Claims 1 to 4th is designed. Kaffeeautomat (1), dadurch gekennzeichnet, dass er als Kaffeevollautomat nach einem der Ansprüche 5 oder 6 mit einem Mahlwerk (2a) zur Herstellung von Kaffeepulver ausgestattet ist.Coffee machine (1), characterized in that it is a fully automatic coffee machine according to one of the Claims 5 or 6 is equipped with a grinder (2a) for the production of coffee powder.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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