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Die Erfindung betrifft einen programmgesteuerter Heißgetränkebereiter mit Aktoren zur Zubereitung von heißen Getränken, zumindest einem Wassertank zur Bevorratung von Wasser, zumindest einem Vorratsbehälter zur Bevorratung von Zutaten, einer Steuereinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren der Aktoren für die Zubereitung des Getränks und einer Bedienvorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige oder Kennzeichnung von verschiedenen, auswählbaren Getränken oder Parametern, die mit der Steuereinrichtung in Verbindung steht und zur Auswahl eines auszuwählenden Getränks, die ebenfalls mit der Steuereinrichtung in Verbindung steht und zum Starten und Durchführen der Zubereitung des ausgewählten Getränks.
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Wasser weist regional sehr unterschiedliche chemische Zusammensetzungen auf, insbesondere die Anteile an Mineralien können zu Kalkablagerungen an den Innenseiten der Leitungen führen.
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Um dem Problem der Kalkablagerungen in Strömungsleitungssystemen und technischen Geräten zu begegnen, sind bereits Entkalkungsmittel bekannt und im Einsatz, die auf Grund einer chemischen Reaktion in der Lage sind, „Kalk“ zu lösen. Da dieser Vorgang in Abhängigkeit von der bereits erwähnten Karbonat- oder Wasserhärte mehr oder weniger regelmäßig durchgeführt werden muss, sind verschiedene Ansätze und Lösungen bekannt, einen gewissen Automatismus der Entkalkung herbeizuführen.
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Insgesamt stellt sich das Verhalten der Verkalkung wie folgt dar: Kalk löst sich erst vollständig aus dem Wasser, wenn das Wasser erwärmt wird. Erst mit dieser Erwärmung ist es möglich, dass der im Wasser enthaltene Kalk ausfällt. An den Leitungswänden absetzen kann sich dieser Kalk erst bei Abkühlung. Dieser Vorgang braucht eine Zeit, die zumindest der Abkühlzeit und einer weiteren Verweildauer entspricht. Wenn Wasser für einen Kaffee- oder Dampfbezug erhitzt wurde und durch die Leitung fließt, wird der ausgefallene Kalk mitgezogen. Nach dem Getränkebezug bleibt noch heißes Wasser in der Leitung stehen, in dem ebenfalls ausgefallener Kalk schwimmt. Wenn nun direkt oder einige (2 bis 10) Minuten nach dem Getränkebezug ein weiterer Getränkebezug stattfindet, kann sich der gelöste Kalk nicht an den Wänden absetzen, sondern wird mit dem Getränk herausgewaschen, sodass in diesem Fall keine oder nur eine extrem geringe Kalkanhaftung zu erwarten ist. Wenn nun ca. min. 1 Stunde lang kein Getränkebezug stattfindet und das stehende Wasser in der Leitung abkühlt, setzt sich der gelöste Kalk an der Leitungswand ab und verkalkt zumindest Teile des Fluidsystem, wie beispielsweise Leitungen, Ventile, Thermoblöcke und Düsen. Insgesamt wird bei Kaffeevollautomaten der Entkalkungsbedarf jedoch nur nach der absoluten Anzahl Getränkebezüge oder Wasserdurchlauf festgelegt, sodass in der Regel zu oft entkalkt wird.
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Die
DE 10 2013 107 377 A1 offenbart einen Getränkebereiter, der einen Verkalkungsindex berechnet anhand des Benutzerverhaltens. Sobald der Index einen Wert erreicht oder überschreitet, wird der Benutzer aufgefordert, eine Wartung zur Entkalkung des Strömungsleitungssystems durchzuführen.
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Zusätzlich zur Verkalkung treten im Kaffeevollautomaten noch andere Verunreinigen auf, wie ölige Anhaftungen in den Leitungen oder der Brühkammer. Auch diese Anhaftungen müssen vom Anwender entfernt werden. Aus der
DE 10 2015 100 370 A1 ist ein Getränkebereiter bekannt, der zur Erfassung der Verschmutzung eine Sensoranordnung in einem schmutzbehafteten Leitungsabschnitt umfasst. Sobald die Anhaftungen einen vorbestimmten Grenzwert überschreiten, wird der Benutzer aufgefordert, einen Reinigungszyklus durchzuführen.
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Die gesamten Wartungsmaßnahmen verlangen vom Benutzer Bedienhandlungen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, den Betrieb eines Heißgetränkebereiters hinsichtlich der Wartungsaktivitäten hinsichtlich Effektivität zu optimieren.
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Zumindest diese Aufgabe wird durch einen Heißgetränkebereiter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass mit einfachen Mitteln der Wartungsaufwand erheblich vereinfacht wird. Ferner wird der Betrieb des Getränkebereiters nicht durch zeitlich unkoordinierte Wartungszyklen beeinträchtigt bzw. gestört.
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Hierzu ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, zumindest ein erstes Wartungsereignis festzustellen und ein zweites, unterschiedliches Wartungsereignis, welches dem ersten Wartungsereignis innerhalb eines vorbestimmten Interwalles nachfolgt, festzustellen und als Information an den Benutzer auszugeben. Damit wird dem Benutzer beim Auftreten des ersten Wartungsereignisses unmittelbar mitgeteilt, dass zumindest ein weiteres Wartungsereignis kurz bevorsteht, das Bedienhandlungen vom Benutzer erfordert.
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Als ein Wartungsereignis wird eine Anforderung an den Benutzer für Bedienhandlungen angesehen, wobei Interaktionen vom Benutzer zu tätigen sind, während die Wartung durchgeführt wird. Die Wartung kann dabei zum Teil automatisch ablaufen, wobei nach Ablauf von einzelnen Teilabschnitten der Benutzer eingreifen muss. Als weiteres Wartungsereignis kann ein vollautomaischer Wartungsablauf angeben, der eine vorbestimmte Zeit, beispielsweise einen Zeitraum im Bereich von 5 Minuten bis 60 Minuten, beanspruchen kann, während in diesem Zeitraum keine Getränkezubereitung möglich ist.
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In einer zweckmäßigen Ausführung umfasst das vorbestimmte Interwall ein Zeitraum, bevorzugt ein bis 5 Tage. Das bedeutet, wenn das erste Wartungsereignis auftritt, also die Bedienhandlungen für die erste Wartung angefordert werden, wird gleichzeitig das zweite Wartungsereignis angekündigt, wenn es innerhalb des vorbestimmten Zeitraumes ab dem ersten Wartungsereignis erwartet wird. Dies wird dem Benutzer entsprechend signalisiert, damit er nach Beenden des ersten Wartungsvorgangs den zweiten Wartungsvorgang quasi gleich mit durchführen kann.
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In einer anderen, zweckmäßigen Ausführung umfasst das vorbestimmte Interwall eine Anzahl von Getränkezubereitungen, bevorzugt eine Anzahl im Bereich von 5 bis 20 Zubereitungen. Das bedeutet, wenn das erste Wartungsereignis auftritt, also die Bedienhandlungen für die erste Wartung angefordert werden, wird gleichzeitig das zweite Wartungsereignis angekündigt, wenn es innerhalb der vorbestimmten Anzahl von Zubereitungen ab dem ersten Wartungsereignis erwartet wird. Dies wird dem Benutzer entsprechend signalisiert, damit er nach Beenden des ersten Wartungsvorgangs den zweiten Wartungsvorgang quasi gleich mit durchführen kann.
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In einer insgesamt vorteilhaften Ausführung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Information in Form eines Textes, Symbolen oder Bildern auf dem Display anzuzeigen oder auszugeben. Dazu ist eine mittels des Mikrocontrollers gesteuerte Anzeigeeinrichtung zur visuellen Ausgabe bzw. Anzeige des Wartungsereignisses vorgesehen. Diese dient zur Aufforderung des Benutzers, den durch die Steuereinrichtung angeforderten Wartungsvorgang durchzuführen. Dies ist für die einfachen Geräte gedacht, bei denen eine benutzerunterstützte Wartung vorgenommen werden muss. Bei vollautomatisch ablaufenden Wartungsvorgängen wird der Benutzer mittels der Informationsausgabe darauf aufmerksam gemacht, dass für die Dauer der ablaufenden Wartung keine Getränke zubereitet werden können. Ferner kann dem Benutzer die verbleibende Restzeit der ablaufenden Wartung angezeigt werden, was sowohl für die vollautomatisch ablaufende Wartung als auch für die benutzergeführte, teilautomatisierte Wartung gilt.
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In einer insgesamt vorteilhaften Ausführung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, eine Auswahloption zur Durchführung der beiden Wartungsvorgänge mittels einer Bedieneingabe bereitzustellen, um in Abhängigkeit einer Bedieneingabe die beiden angebotenen Wartungsvorgänge durchzuführen. Damit wird dem Benutzer die Entscheidung überlassen, ob er den zweiten Wartungsablauf, der noch nicht unmittelbar ansteht, durchzuführen oder nicht.
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Hierzu ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den zweiten Wartungsvorgang unmittelbar im Anschluss nach Beenden des ersten Wartungsvorgangs zu starten, wenn dies aufgrund der Bedieneingabe freigegeben wurde und den zweiten Wartungsvorgang nicht zu starten, wenn die Durchführung des zweiten Wartungsvorgangs mittels der Bedieneingabe nicht freigegeben oder abgelehnt wurde.
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In einer insgesamt zweckmäßigen Ausführung umfasst ein Wartungsereignis die Aufforderung für eine Entkalkung des Strömungsleitungssystems oder für eine Reinigung des Strömungsleitungssystems und/ oder der Brühlkammer.
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In einer weiteren, insgesamt zweckmäßigen Ausführung umfasst der Heißgetränkebereiter einen Abfallbehälter und einen Abwasserbehälter, wobei ein Wartungsereignis die Aufforderung zum Leeren eines Abfallbehälters oder Abwasserbehälters umfasst. Ferner kann ein Wartungsereignis das Nachfüllen des Wasserbehälters oder eines oder mehrerer Vorratsbehälter umfassen. Diese Entleer,- und Befüllvorgänge nehmen jeweils für sich genommen wenig Zeit in Anspruch, jedoch wird eine sequentielle Aufforderung zu diesen Wartungshandlungen als lästig angesehen. Wenn der Benutzer mitgeteilt bekommt, dass der Wasserbehälter zu befüllen ist und in naher Zukunft der Abfallbehälter zu leeren, dann kann er diese beiden Wartungsvorgänge unmittelbar nacheinander durchführen. Eine kurze Zeit später aufkommende Aufforderung zum Leeren Abfallbehälters unterbleibt dann, weil dieser bereits geleert wurde.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen
- 1: einen Heißgetränkebereiter in einer skizzierten, perspektivischen geöffneten Ansicht;
- 2, 3: den Getränkebereiter in verschiedenen Situationen;
- 4: ein Diagramm mit verschiedenen Wartungsanforderungen und
- 5: ein System aus Getränkebereiter und externen Gerät.
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Die 1 zeigt als Beispiel einen als Standgerät ausgebildeten programmgesteuerten Heißgetränkebereiter 1 mit allen relevanten Komponenten für die Zubereitung eines Heißgetränks. Der Getränkebereiter 1 umfasst unter anderem ein Gehäuse 11, in dem der Vorratsbehälter 71 für Kaffeebohnen B mit darunter angebrachtem Mahlwerk 70 mit Motor, den Wasserbehälter 25 sowie die Möglichkeit, der Unterbringung des Strömungsleitungssystems 2. Im Frontbereich des Heißgetränkebereiter 1 verfügt dieser über einen höhenbeweglichen Auslass 20, in dem mehrere Entnahmeeinrichtungen, hier Auslassdüsen 21, 22, untergebracht sind. Bei der Entnahmeeinrichtung 22 handelt es sich im vorliegenden Fall um eine Dampfdüse zur Abgabe heißen Wasserdampfes oder heißem Wasser, beispielsweise zur Verdünnung eines fertigen Kaffees oder zur Zubereitung eines Teegetränks. Die Entnahmeeinrichtung 21 stellt eine Ausgabeleitung oder Ausgabedüse 21 zur Abgabe von Kaffeegetränken dar. Eine Brüheinheit 40 mit einer Brühkammer 41 im Inneren des Gerätes 1 dient zur Zubereitung des Getränkes, wobei in die Brühkammer 41 das Kaffeepulver eingebracht und anschließend mit heißem Wasser durchflutet wird, sodass zur Ausgabeleitung und durch die Ausgabedüse 21 das fertige Kaffeegetränk ausgegeben wird.
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Bei dieser Ausführung sind die Ausgabedüsen 21, 22 in der Höhe verschiebbar angeordnet, so dass sie der Höhe eines auf der Abstellfläche 33 abgestellten Trinkgefäßes 24 angepasst werden kann, ohne dass bei der Abgabe des Getränkes ein Verspritzen erfolgt. Den oberen Abschluss der Abstellfläche 33 bildet ein Abtropfblech 32, das mit Öffnungen und Schlitzen versehen ist, um Flüssigkeitsreste in einer unterhalb des Abtropfbleches 32 vorhandenen Auffangschale 34 abzuführen. Ferner umfasst der Heißgetränkebereiter 1 einen Tresterbehälter oder Abfallbehälter 35, in den die aufgebrauchte Substanz, beispielsweise Kaffeekuchen, nach Vollendung der Getränkezubereitung hineingeworfen wird.
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Das Gerät 1 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 18, die dazu eingerichtet ist, die einzelnen Funktionsbaugruppen, wie Pumpe 8, Ventile der Ventilanordnung V, Heizeinrichtung 9 und Mahlwerk 70, soweit vorhanden, zu steuern, wie es für die Zubereitung des jeweils ausgewählten Getränkes notwendig ist. Die Steuereinrichtung 18 ist bevorzugt als Mikrocontroller uC mit einem zugeordneten Speicher MEM ausgeführt ist. Der Heißgetränkebereiter 1 umfasst ferner eine Bedienvorrichtung 10, die eine als Display 16 ausgebildete Anzeigevorrichtung und eine Bedienhandhabe 15 zur Eingabe von Bedienhandlungen umfasst. Die Bedienvorrichtung 10 wird von einem Mikrocontroller uC gesteuert, wobei in dem gezeigten Beispiel die Gerätesteuerung 18 bzw. der Mikrocontroller uC der Gerätesteuerung 18 auch für die Steuerung und Funktion der Bedienvorrichtung 10 mit den dazugehörigen Komponenten Display 16 und Sensorfeld 15 ausgebildet und/oder programmiert ist.
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Der Getränkebereiter 1 kann ferner mit einem akustischen Ausgabemittel 64, beispielsweise einen Lautsprecher, versehen sein, um dringende Meldungen oder Hinweise in Form von Sprachmeldungen auszugeben. Der Lautsprecher 64 wird dabei ebenfalls von der Steuereinrichtung 18 bzw. Dem Mikrocontroller uC angesteuert oder betrieben.
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In 2 ist die Situation angegeben, bei der unmittelbar ein Entkalkungsvorgang ansteht. Hierbei wird dem Anwender auf dem Berührbildschirm 16 das Entkalken oder alternativ der erweiterte Wartungsablauf zur Durchführung angeboten. Die Situation, dass ein Entkalken erforderlich ist, wird beispielhaft als Wartungsereignis E bezeichnet. Das Auftreten der Anforderung für eine Reinigung der Brühkammer wird beispielhaft als Wartungsereignis C bezeichnet. In dem dargestellten Beispiel entscheidet sich der Benutzer für die große Wartung und startet diese durch Betätigen der Schaltfläche <Full Service>.
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In 3 ist die Situation für die aktivierte „Große Wartung“ dargestellt. Hierzu hat der Benutzer ein Auffanggefäß 25 unter den Auslauf 20 bzw. den Auslassdüsen 21, 22 gestellt, in dem die aufgebrauchten Flüssigkeiten aufgefangen und gesammelt werden. Auf dem Display wird beispielhaft der Text ausgegeben „Full Service in progress“, um den Benutzer darüber zu informieren, dass die große Wartung angewählt wurde und mehrere, also zumindest zwei Wartungsabläufe durchgeführt werden.
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In 4 ist der Ablauf zum Entstehen der Wartungsereignisse E, C in einem Diagramm skizziert. Die X-Achse stellt die Anzahl der Bezüge dar, die Y-Achse den Index I einer möglichen Verschmutzung und/oder Verkalkung. Anstelle der Anzahl von Bezügen kann auch die Betriebsdauer oder die Menge des verwendeten Wassers herangezogen werden.
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Beim Starpunkt 0, also null Bezüge ist das Strömungsleitungssystem wie neu, es befinden sich also keine Kalk- und Schmutzablagerungen darin. Die Kennlinie KE skizziert die zunehmenden Kalkablagerungen im Strömungsleitungssystem, je mehr Bezüge A stattfinden.
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Die Kennlinie KC1 skizziert die zunehmenden Schmutzanhaftungen in den Leitungen und oder in der Brühkammer, je mehr Bezüge A stattfinden. Bei I=100 ist ein Grenzwert G für die Verkalkung und für die Verschmutzung festgelegt. Zu erkennen ist, dass nach 50 Zubereitungen die Verkalkung den Grenzwert G erreicht und das Wartungsereignis E auslöst. Der Grenzwert für die Verschmutzung wird gemäß der Kennlinie KC1 später, in diesem Beispiel nach 60 Zubereitungen, erreicht. Das bedeutet, dass das Wartungsereignis C1 zum Schmutzentfernen nicht eingetreten ist, als das Wartungsereignis für die Entkalkung eingetreten ist. Hier setzt der Grundgedanke der Erfindung an, in dem die Steuereinrichtung nun prüft, wie groß die Differenz an Bezügen ist, ab wann das spätere Wartungsereignis, hier die Reinigung C1, auftreten wird. Die Differenz dA beträgt 9 Bezüge und ist in diesem Fall kleiner als der vorgegebene oder vorab festgelegte Grenzwert D, der in diesem Beispiel 10 Bezüge beträgt.
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Die Kennlinie KC2 zeigt den Anstieg der Verschmutzung für einen anderen fall an. Hierbei findet eine geringere Verschmutzung statt, als im vorab erläuterten Fall. Das Ereignis C2 findet erst nach 90 Bezügen statt und liegt damit außerhalb der festgelegten Differenz von 10. In diesem Fall würde keine große Pflege“ („Full Service“) angeboten.
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Der skizzierte Ablauf kann in der Steuerung 18 als Tabelle oder mathematisches Modell als Programmcode im Speicher für den Mikrocontroller uC abgespeichert sein. Der Programmcode kann dabei ferner auch selbstlernend, also anpassbar auf die gegebenen Situationen und das Benutzerverhalten, implementiert sein.
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Der Prozess für die „große Pflege“ („Full Service“) könnte wie folgt ablaufen:
- Große Pflege wird ausgewählt
- -> Entkalkungsmittel in den Wassertank füllen
- ~> Abtropfschale leeren und einsetzen
- ~> Brüheinheit Reiniger in die Brüheinheit füllen.
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Der Heißgetränkebereiter 1 bzw. die Steuereinrichtung 18 steuert die Pumpe und die Ventile derart, dass dann zunächst als Wartungsablauf ein Enkalkungsablauf für alle Leitungen durchgeführt wird. Wenn der Wassertank 25 leer ist wird der Benutzer aufgefordert, den Wassertank 25 auszuspülen, aufzufüllen und wieder einzusetzen. Unmittelbar danach, also ohne weitere Wartezeit oder Getränkezubereitungen wird zunächst das Pflegeprogramm „Brüheinheit entfetten“ durchgeführt. Am Ende erfolgt noch eine Geräte Spülung, um Reinigerreste oder Schmutzreste vollständig aus dem Strömungsleitungssystem bzw. der Brühkammer zu entfernen.
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Insgesamt ist das Verfahren für Heißgetränkebereiter 1, wie Kaffeevollautomaten oder Teevollautomaten oder Kakaovollautomaten bevorzugt geeignet.
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5 zeigt ein System aus einem Getränkebereiter 1 und einem externen Gerät 50. Das externe Gerät 50 steht dabei in Kommunikationsverbindung mit der Steuereinrichtung 18 des Getränkebereiters 1. Das Mobile Gerät 50 ist in diesem Beispiel ein Smartphone mit einem Berührbildschirm 52. Das mobile oder externe Gerät 50 steht in Kommunikationsverbindung mit dem Getränkebereiter 1, wobei die Steuereinrichtung 18 mit der entsprechenden Sende- und Empfangsvorrichtung 62 (1) versehen ist, um die Datenübertragung oder Kommunikation mit dem externen Gerät 50 bereitzustellen. In dem gezeigten Beispiel wird eine drahtlose Datenübertragung, hier WLAN, verwendet.
Das Display 52 des externen Gerätes kann dabei zur Ausgabe von Anweisungen und zur Eingabe von Befehlen, Parametern und Aktivierungskommandos verwendet werden. Diese können zur Getränkezubereitung und zur Durchführung der Wartungsvorgänge dienen.
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In 5 ist Situation vor einer Aktivierung der Getränkezubereitung dargestellt. Der Benutzer hat sein Getränk mittels seines externen Gerätes ausgewählt und das leere Behältnis 24 unter die Auslassdüsen 21, 22 gestellt. Auf dem Display 52 seines externen Gerätes 50 wird ihm nun ein Wartungsereignis mitgeteilt, in dem gezeigten Beispiel, dass der Getränkebereiter 1 eine Entkalkung („Descaling“) benötigt. Ferner wird dem Benutzer als Textausgabe eine Empfehlung mitgeteilt, dass die sogenannte große Pflege („Full Service“) durchgeführt werden kann. Die Textanzeige dient auch zur Auswahl des jeweiligen Wartungsablaufs. Dem Benutzer wird eine Schaltfläche „START“ zum Starten angezeigt, die er betätigen kann, um die seine zuvor ausgewählte Wartung, also nur Entkalken allein oder die große Pflege (Full Service) zu aktivieren.
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Die Ausführung als System bietet den Vorteil, dass mehr Informationen gleichzeitig und übersichtlich auf dem Display des externen Gerätes dargestellt werden können. Das geräteseitige Display 16 ist oftmals kleiner gestaltet und hinsichtlich Textanzeigen oder Symbolanzeigen begrenzt. Ferner können Wartungsereignisse auf dem externen Gerät besser wahrgenommen werden, weil der Benutzer sich nicht am Getränkebereiter 1 aufhalten muss, um alle relevanten Informationen zu erhalten.
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Insgesamt werden der Benutzerkomfort und die Betriebssicherheit eines Getränkebereiters 1 stark erhöht. Die Angaben zur Position oder Richtungen beziehen sich auf die betriebsgemäße Aufstellposition des Getränkebereiters 1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013107377 A1 [0005]
- DE 102015100370 A1 [0006]
