DE102020129176A1 - Heißgetränkeautomat und Verfahren zum Betreiben eines Heißgetränkeautomaten - Google Patents

Heißgetränkeautomat und Verfahren zum Betreiben eines Heißgetränkeautomaten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heißgetränkeautomaten (100), insbesondere Kaffeevollautomat, mit einer thermischen Überwachungsfunktion eines Füllvorganges mit einer Flüssigkeit in einen Getränkebehälter (105), wobei der Heißgetränkeautomat mindestens einen Wärmestrahlungssensor (120) aufweist, der ausgebildet und/oder ausgerichtet ist, um eine Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters (105) während des Füllvorganges zu erfassen und aus der Temperatur einen Füllstand der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter (105) zu ermitteln.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Heißgetränkeautomaten und ein Verfahren zum Betreiben eines Heißgetränkeautomaten
  • Bei heutigen Kaffeevollautomaten werden Tassen abhängig von der Wahl des Benutzers mit einer definierten Menge Kaffee befüllt. Wählt der Benutzer die Tasse zu klein bzw. füllt er sie vorher bereits mit Milch, kann es schnell zu einem Überlaufen des Gefäßes kommen.
  • Zur automatischen Befüllung von Tassen existieren eine Reihe von Lösungsansätzen, bei denen die Tasse von außen mit Hilfe von optischen Sensoren, wie z. B. Kameras, erfasst und das Fassungsvermögen über eine Schätzung des Außenvolumens und der Wandstärke ermittelt wird. In der Regel wird dabei die Tasse von einer Seite erfasst, so dass die Schätzung recht ungenau ist und eine vorherige Teilbefüllung der Tasse gar nicht berücksichtigt wird.
  • Der Erfindung stellt sich die Aufgabe eine bessere und zielgenauere Überwachung des Füllvorganges bei Kaffeeautomaten zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine vorherige Teilbefüllung der Tasse nicht berücksichtigt wird, was zu einem Überlaufen der Tasse führen kann. Ferner wird das Volumen des Behältnisses berücksichtigt, wenn bei der Verwendung einer zu kleinen Tasse für das gewählte Getränk zum Überlaufen der Tasse führen kann.
  • Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass kältere Flüssigkeiten bereits vor dem Heißgetränkebezug erkannt werden können, und dies bei der Zubereitung des Heißgetränkes berücksichtigt wird. Eine bessere und präzisere automatische Überwachung des Füllvorgangs kann somit erfolgen und kann somit den Benutzer von dieser Aufgabe befreien. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer zu klein gewählten Tasse der Getränkebezug entsprechend abgebrochen werden kann, um ein Überlaufen der Tasse zu verhindern.
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen Heißgetränkeautomat, insbesondere einen Kaffeevollautomat, mit einer thermischen Überwachungsfunktion eines Füllvorganges mit einer Flüssigkeit in einen Getränkebehälter, wobei der Heißgetränkeautomat mindestens einen Wärmestrahlungssensor aufweist, der ausgebildet und/oder ausgerichtet ist, um eine Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters während des Füllvorganges zu erfassen und aus der Temperatur einen Füllstand der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter zu ermitteln.
  • Unter einem Getränkebehälter kann beispielsweise eine Tasse verstanden werden, in die als Heißgetränk Kaffee von dem Heißgetränkeautomaten eingefüllt werden soll. Unter einem Wärmestrahlungssensor kann vorliegend eine kontaktlose Temperaturerfassungseinheit verstanden werden. Bei der Temperaturmessung kann beispielsweise die Oberflächentemperatur einer Außenfläche des Getränkebehälters erfasst werden. Beispielsweise kann der Wärmestrahlungssensor seitlich zu einem Ort angebracht werden, an dem im Betrieb des Heißgetränkeautomaten der Getränkebehälter abgestellt wird. Der Wärmestrahlungssensor ist so ausgebildet, dass er einen Erfassungsbereich besitzt, der den Getränkebehälter und/oder den Zentralauslauf erfasst, und ein Wärmestrahlungssignal auf der Basis der messbaren bzw. gemessenen Wärmestrahlung des Getränkebehälters ausgibt. Der Wärmestrahlungssensor kann hierbei auch unterschiedliche Temperaturen an einzelnen Teilen oder Objekten im Erfassungsbereich erfassen und über das Wärmestrahlungssignal eine entsprechende Temperaturverteilung auf dem oder den Objekten im Erfassungsbereich ausgeben. Hierdurch ist es möglich aus der Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters und/oder einer Temperatur eines aus einem Zentralauslauf des Heißgetränkeautomaten ausgegebenen Flüssigkeitsstrahls einen Umriss des Getränkebehälters zu erfassen. Aus der Temperatur des zumindest einen Teil des Getränkebehälters, beispielsweise des unteren Teils, kann dann ein Rückschluss auf den Füllstand der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter gezogen werden, da beispielsweise das Heißgetränk, welches im unteren Teil des Getränkebehälters befindlich ist, diesen unteren Teil des Getränkebehälter stärker erwärmt, als die für den oberen Teil des Getränkebehälters gilt. Befindet sich beispielsweise eine Flüssigkeit in dem Getränkebehälter, bevor das Heißgetränk in den Getränkebehälter eingefüllt werden soll, beispielsweise Milch, auf die ein Kaffee eingefüllt wird, wird dies meist dazu führen, dass der untere Teil des Getränkebehälters kälter als der obere Teil ist, sodass auch hier durch den Temperaturunterschied bzw. die von dem Wärmestrahlungssensor erkannte Temperaturgrenze auf der Außenwand des Getränkebehälters
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Heißgetränkeautomat vorgesehen, gekennzeichnet durch eine Gerätesteuerungseinheit, die ausgebildet ist, um einen Füllvorgang des Getränkebehälters in Abhängigkeit vom Wärmestrahlungssensor bereitgestellten Wärmestrahlungssignal zu steuern. Dies bietet den Vorteil, dass ein Überlaufen frühzeitig verhindert werden kann.
  • Ferner kann gemäß einer Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes auch ein Wärmestrahlungssensor vorhanden sein, der als Thermosäulensensor und/oder als Sensor-Array ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil, dass eine Temperatur an oder auf Bereichen des Getränkebehälters mit technisch einfachen Mitteln und dennoch präzise kontaktlos gemessen werden können.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes ist ein Wärmestrahlungssensor vorgesehen, um aus der Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters und/oder einer Temperatur eines aus einem Zentralauslauf des Heißgetränkeautomaten ausgegebenen Flüssigkeitsstrahls einen Umriss des Getränkebehälters zu erfassen. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, sehr genau den Füllgrad oder Füllstand der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter erfassen zu können.
  • In einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes ist ein Wärmestrahlungssensor vorgesehen, um Wärmestrahlung im Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 8 bis 15 µm zu erfassen. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, die Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters sehr präzise und störungsarm bestimmen zu können.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes ist ein Wärmestrahlungssensor vorgesehen, der derart an dem Heißgetränkeautomaten angebracht ist, um den Getränkebehälter und/oder den Zentralauslauf seitlich oder lateral zu erfassen. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, einen zur Verfügung stehenden Bauraum optimal nutzen zu können, wobei beispielsweise über dem Getränkebehälter kein Sensor zur Erfassung der Füllstandshöhe erforderlich ist, sondern dieser Platz für andere Funktionalitäten oder Sensoren verwendet werden kann.
  • Günstig ist es auch, wenn gemäß einer Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes ein Wärmestrahlungssensor vorgesehen ist, um den Füllstand unter Verwendung eines Erwärmungsmodells einer Wand des Getränkebehälters zu ermitteln. Unter einem Erwärmungsmodell einer Wand des Getränkebehälters kann beispielsweise ein Modell verstanden werden, welches eine thermische Trägheit der Wand des Getränkebehälters abbildet, sodass erkannt werden kann, wie hoch der tatsächliche Füllstand der Flüssigkeit in dem Getränkebehälters ist, auch wenn aus dem Signal des Wärmesensors eine Füllstandhöhe ermittelt würde, die geringer ist, da sich ein Teil der Wand des Getränkebehälters trotz des eingefüllten Heißgetränks noch nicht signifikant erhöht hat.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung wird in diesem Modell die Wärmekapazität des einlaufenden Kaffees berücksichtigt. Wesentliche Größen sind dafür die Temperatur des einlaufenden Kaffees, die ebenfalls mittels Thermopile erfasst werden kann, beispielsweise Temperatur des Kaffeestrahls, und dessen Menge, die über den im Gerät verbauten Wassermengenzähler bekannt ist.
  • Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes ein Wärmestrahlungssensor vorgesehen sein, um aus der Temperatur einen Füllstand einer vor dem Füllvorgang in dem Getränkebehälter befindlichen Flüssigkeit zu ermitteln. Auf diese Weise kann beispielsweise auch berücksichtigt werden, dass eine Flüssigkeit, beispielsweise (gekühlte) Milch, vor dem Einfüllen des Heißgetränks in dem Getränkebehälter befindlich ist, sodass der Getränkebehälter schon zum Teil gefüllt ist. Die bereits im Getränkebehälter befindliche Flüssigkeit kann anhand deren unterschiedlicher Temperatur in Bezug auf die Temperatur der Wand des Getränkebehälters identifiziert werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Überlaufen frühzeitig verhindert werden kann.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes ist ein Verfahren zum Betreiben eines Heißgetränkeautomaten vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    • - Erfassen einer Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters während des Füllvorganges, durch den Wärmestrahlungssensor; und
    • - Ermitteln des Füllstandes der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter aus der Temperatur.
  • Auch wenn der beschriebene Ansatz anhand eines Haushaltgeräts beschrieben wird, kann der hier beschriebene Heißgetränkeautomat oder das hier beschriebene Verfahren entsprechend im Zusammenhang mit einem gewerblichen oder professionellen Gerät, beispielsweise einem Gastronomiegerät eingesetzt werden.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Gerätesteuerungseinheit, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Die Gerätesteuerungseinheit kann ausgebildet sein, um Eingangssignale einzulesen und unter Verwendung der Eingangssignale Ausgangssignale zu bestimmen und bereitzustellen. Ein Eingangssignal kann beispielsweise ein über eine Eingangsschnittstelle der Vorrichtung einlesbares Sensorsignal darstellen. Ein Ausgangssignal kann ein Steuersignal oder ein Datensignal darstellen, das an einer Ausgangsschnittstelle der Gerätesteuerungseinheit bereitgestellt werden kann. Die Gerätesteuerungseinheit kann ausgebildet sein, um die Ausgangssignale unter Verwendung einer in Hardware oder Software umgesetzten Verarbeitungsvorschrift zu bestimmen. Beispielsweise kann die Gerätesteuerungseinheit dazu eine Logikschaltung, einen integrierten Schaltkreis oder ein Softwaremodul umfassen und beispielsweise als ein diskretes Bauelement realisiert sein oder von einem diskreten Bauelement umfasst sein.
  • Von Vorteil ist auch ein Computer-Programmprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann. Wird das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Gerätesteuerungseinheit ausgeführt, so kann das Programmprodukt oder Programm zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • 1 eine schematische Darstellung eines Heißgetränkeautomaten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Heißgetränkeautomaten gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
    • 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Heißgetränkeautomaten gemäß einer Variante des hier vorgestellten Ansatzes.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Heißgetränkeautomaten 100, insbesondere einen Kaffeevollautomaten, mit einer thermischen Überwachungsfunktion eines Füllvorganges einer Flüssigkeit in einen Getränkebehälter 105, der beispielsweise als Tasse ausgebildet sein kann. Der die Ausgabe eines Heißgetränks durch den Heißgetränkeautomat 100 wird mittels einer Gerätesteuerungseinheit 110 (die auch als Steuereinheit verstanden werden kann) gesteuert. Durch die Gerätesteuerung 110 wird auch die Temperatur des Getränkebehälters 105 während des Füllvorganges erfasst und hieraus der Füllstand der Flüssigkeit in den Getränkebehälter 105 ermittelt. Die heiße Flüssigkeit fließt bei der Füllung des Getränkebehälters 105 aus dem Zentralauslauf 115 in den Getränkebehälter 105. Seitlich oder Lateral des Getränkebehälters 105 ist mindestens ein Wärmestrahlungssensor 120 angebracht. Der Wärmestrahlungssensor 120 besitzt einen Erfassungsbereich 125, der den Getränkebehälter 105 und den Zentralauslauf 115 erfasst, und kann in diesem Erfassungsbereich 125 die messbare Wärmestrahlung des Getränkebehälters 130 oder zumindest eines Teils des Getränkebehälters 105 detektieren und ein entsprechendes Wärmestrahlungssignal 135 an die Steuereinheit 110 senden. In diesem Wärmestrahlungssignal 135 sind beispielsweise auch Temperaturunterschiede auf einer Außenwand des Getränkebehälters 105 abgebildet, sodass beispielsweise einzelne Bereiche der Außenwand des Getränkebehälters 105 als heißer erkannt werden können, als andere Bereiche dieser Außenwand. Die Wärmestrahlung des Getränkebehälters ist durch das Erfassen der Oberflächentemperatur der Außenfläche des Getränkebehälters messbar.
  • In 1 ist der Wärmestrahlungssensor 120 in der Seitenwand des Heißgetränkeautomaten 100 integriert mit Sicht auf den Getränkebehälter 105 und den Zentralauslauf 115. Der Wärmestrahlungssensor 120 ermöglicht die Wärmestrahlungserfassung der Temperatur oder Wärme, die von dem Flüssigkeitsstrahl abgegeben wird, der hier nicht abgebildet ist und aus dem Zentralauslauf 115 in den unter dem Zentralauslauf 115 stehenden Getränkebehälter 105 fließt. Unter Verwendung der erfassten Temperatur, die beispielsweise mittels des Wärmestrahlungssignals 135 an die Steuereinheit 110 gesendet wurde und beispielsweise durch zusätzliche Kenntnis der Abmessungen des Getränkebehälters 105 lässt sich der Füllstand der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter 105 sehr genau ermitteln. Somit kann durch die Steuereinheit 110 ein rechtzeitiges Unterbrechen oder Abbrechen der Ausgabe von Flüssigkeit in den Getränkebehälter 105 erfolgen, wodurch ein Überlaufen des heißen Getränkes über den Rand des Getränkebehälters 105 verhindert wird.
  • Zur Überwachung des Füllvorgangs wird gemäß dem hier vorgestellten Ansatz somit beispielhaft vorgeschlagen, den Füllstand in der Tasse 105 über die Erwärmung der Tassenwand als Außenwand des Getränkebehälters durch den einlaufenden heißen Kaffee als Heißgetränk zu erfassen. Der heiße Kaffee sorgt in der Regel für eine schnelle Aufheizung der Tassenwand, die von außen mit Hilfe von einem oder mehreren Wärmestrahlungssensoren 120 detektiert werden kann. Auf Grund der Wärmekapazität der Tasse 105 kommt es dabei oftmals zu Verzögerungen, die eine räumliche Abweichung zwischen dem tatsächlichen Niveau der Flüssigkeit in der Tasse und dem über die Abstrahlung der Tassenwandung messbaren Niveau bzw. dem Füllstand der Flüssigkeit in der Tasse zur Folge hat. Diese Abweichungen sind deterministisch und können beispielsweise mit Hilfe eines Modells berücksichtigt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann der Wärmestrahlungssensor 120 als Wärmebildkamera ausgebildet sein. Dabei ist die Tasse auch ohne Erwärmung durch den Kaffee erkennbar. Schon vor dem Getränkebezug ist die Außenkontur der Tasse beispielsweise deutlich erkennbar, so dass eine Volumenschätzung und somit entsprechend angepasste auszugebende Füllmenge beim Getränkebezug wie bei Kamerasystemen im sichtbaren Bereich in vergleichbarer Weise möglich wäre. Bei geeigneter Wahl von Gerätematerialien im Bildhintergrund mit gegenüber üblichen Tassen niedrigerem Emissionskoeffizienten wäre die Tasse auch bei annähernd gleicher Temperatur wie der Temperatur von Objekten im Hintergrund vor dem Hintergrund erkennbar.
  • Mit Beginn des Bezugs des Heißgetränks ist der aus den Düsen auslaufende Kaffee bzw. das Heißgetränk im Wärmebild deutlich erkennbar Während der Kaffee in die Tasse läuft erwärmt sich die Tassenwand messbar.
  • Der Tassenrand ist auf Grund der Verdeckung des Kaffeestrahls ebenfalls deutlich erkennbar. Der messbare Füllstand während des Bezugs ist auf Grund thermischer Trägheit etwas abweichend vom realen Füllstand.
  • Bereits kleinste durch den heißen Kaffee bedingte Temperaturerhöhungen der Tassenwand reichen aus, um diese als erhöhte Wärmestrahlung mit entsprechend empfindlichen Sensoren wie dem hier vorgeschlagenen Wärmestrahlungssensor 120 berührungslos zu erfassen. Unter Berücksichtigung einer schon erwähnten Verzögerung durch die Wärmekapazität und der Anfangstemperatur der Tasse kann der aktuelle Füllstand prognostiziert werden. Neben der Anfangstemperatur der Tasse können auch weitere in dem Heißgetränkeautomaten 100 erfasste oder bestimmte Größen oder Parameter wie beispielsweise die Temperatur des Kaffees, die geförderte Wassermenge usw. zur Prognose bzw. des realen Füllstands mit einbezogen werden.
  • Auf Grund des deutlichen Unterschiedes zwischen heißem Kaffeestrahl und kaltem Tassenrand und der Verdeckung des Kaffeestrahls durch den Tassenrand kann dieser als maximale Grenze der Befüllung sehr präzise im Wärmebild erkannt werden.
  • Auch kältere Flüssigkeiten, wie z. B. Milch in der Tasse, könnten bereits vor dem Kaffeebezug erkannt werden, so dass diese bei der Zubereitung der erforderlichen Kaffeemenge berücksichtigt werden würden. Da die Milch eine etwas niedrigere Temperatur als die Kaffeetasse aufweist, sieht man diese Abkühlung der Tassenwand in diesem Bereich bereits vor dem Kaffeebezug deutlich. Somit wäre eine entsprechende Anpassung der zuzubereitenden Kaffeemenge möglich.
  • Während des Kaffeebezugs erwärmt sich die Tasse oberhalb der kalten Milch, so dass auch hier eine messbare Veränderung der Tassenwand stattfindet. Für den Fall, dass sich die Milch und die Tasse vor dem Füllvorgang im thermischen Gleichgewicht befinden, wäre diese zwar im Wärmebild nicht sichtbar und somit eine Anpassung der zuzubereitenden Kaffeemenge im Voraus nicht möglich, allerdings kann der Füllvorgang in der bereits oben beschriebener Weise genauso überwacht und ein Überlaufen der Tasse verhindert werden.
  • Für eine praktische Umsetzung braucht für die Umsetzung des hier vorgestellten Ansatzes keine hochauflösende Wärmebildkamera in den Kaffeeautomaten eingebaut zu werden. Seit einigen Jahren sind Wärmestrahlungssensoren (sogenannten Thermopiles, die bereits in den Kochfeldern in der TempControl Sensoreinheit der Anmelderin zum Einsatz kommen) als sogenannte Thermopile-Arrays von einigen Herstellern verfügbar. Mit diesen Sensoren lassen sich Wärmebilder von 8x8 Pixeln bis zu 80x64 Pixel erstellen. Eine weitere Erhöhung der Auflösungen bei gleichzeitig sinkenden Preisen ist für die Zukunft sehr wahrscheinlich.
  • Diese Art von Sensoren, die die Wärmestrahlung im langwelligen Infrarotbereich erfassen, eigenen sich besonders zur kostengünstigen Integration in Hausgeräten und zur Erfüllung der beschriebenen Messaufgabe.
  • Integriert werden könnte ein solcher Typ eines Wärmestrahlungssensors 120 in der Seitenwand des Heißgetränkeautomaten 100 mit Sicht auf den Getränkebehälter 105 und den Zentralauslauf 115. Der Erfassungsbereich 125 des Sensors (Field of View) 120 ist vorzugsweise so zu wählen, dass die Tasse 105 und das untere Ende des Zentralauslaufs 115 im Sichtfeld des Sensors liegen.
  • Das hier vorgeschlagene Messsystem in einem Heißgetränkeautomaten 100 ermöglicht beispielsweise das Verhindern eines Überfüllens der Tasse, da der Füllstand in der Tasse während des Bezugs von außen berührungslos gemessen werden kann. Dabei können auch Teilfüllungen des Gefäßes vor, wenigstens aber während des Befüllens erkannt und berücksichtigt werden. Das vorgeschlagene Messystem ermöglicht eine im Vergleich zu einem im sichtbaren Bereich empfindlichen Kamerasystem ähnliche Prognose der Füllmenge vor dem Bezug.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Heißgetränkeautomaten 100 gemäß 1. Die messbare Wärmestrahlung 130 des Getränkebehälters 105 ist hier skizziert dargestellt. Die unterschiedlich warmen Bereiche des Getränkebehälters 105 sind vereinfacht durch Isotherme 200 dargestellt, die emittierte Wärmestrahlung 130 durch entsprechende Pfeile. Auch der heiße Kaffeestrahl 205 emittiert Wärmestrahlung, sodass aus der Verdeckung des heißen Kaffeestrahls 205 durch die Getränkebehälterwand die Position des Getränkebehälterrandes 210 eindeutig erfasst werden kann. Dadurch kann auch der reale Füllstand 215 ermittelt werden. Befindet sich vor dem Füllvorgang bereits eine kalte Flüssigkeit in der Tasse, zum Beispiel Milch, wird diese Flüssigkeit während des Füllvorganges durch eine entsprechende Temperatur oder Temperaturverteilung auf der Außenwand der Tasse als Getränkebehälter 105 von dem Wärmestrahlungssensor erkannt, da sich der heiße Kaffeestrahl 205 mit der kalten Milch vermischt und dadurch eine messbare Wärmestrahlung 130 in dem Getränkebehälter 105 entsteht.
  • Im Schnittbild des Gerätes ist die messbare Wärmestrahlung 130 des Objektes, d.h. der Tasse, skizziert. Die unterschiedlichen warmen Bereich der Tasse sind vereinfacht durch Isotherme 200 dargestellt, die emittierte Wärmestrahlung durch entsprechende Pfeile. Auch der heiße Kaffeestrahl 205 emittiert Wärmestrahlung, so dass aus der Verdeckung des heißen Strahls durch die Tassenwand die Position des Tassenrandes 210 eindeutig erfasst werden kann.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Betreiben eines Heißgetränkeautomaten gemäß einer hier vorgestellten Variante. Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 310 des Erfassens einer Temperatur des Getränkebehälters 105 während des Füllvorganges, durch den Wärmestrahlungssensor 120; und einen Schritt 315 des Ermittelns des Füllstandes der Flüssigkeit aus der Temperatur in dem Getränkebehälter 120.

Claims (13)

  1. Heißgetränkeautomat (100), insbesondere Kaffeevollautomat, mit einer thermischen Überwachungsfunktion eines Füllvorganges einer Flüssigkeit in einen Getränkebehälter (105), wobei der Heißgetränkeautomat (100) mindestens einen Wärmestrahlungssensor (120) aufweist, der ausgebildet und/oder ausgerichtet ist, um eine Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters (105) während des Füllvorganges zu erfassen und aus der Temperatur einen Füllstand der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter (105) zu ermitteln.
  2. Heißgetränkeautomat (100) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gerätesteuerungseinheit (110), die ausgebildet ist, um einen Füllvorgang des Getränkebehälters (105) in Abhängigkeit vom Wärmestrahlungssensor (120) bereitgestellten Wärmestrahlungssignal zu steuern.
  3. Heißgetränkeautomat (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (120) als Thermosäulensensor und/oder als Sensor-Array ausgebildet ist.
  4. Heißgetränkeautomat (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (120) ausgebildet ist, um aus der Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters (105) und/oder einer Temperatur eines aus einem Zentralauslauf (115) des Heißgetränkeautomaten (100) ausgegebenen Flüssigkeitsstrahls einen Umriss des Getränkebehälters (105) zu erfassen.
  5. Heißgetränkeautomat (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (120) ausgebildet ist, um Wärmestrahlung im Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 8 bis 15 µm zu erfassen.
  6. Heißgetränkeautomat (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (120) derart an dem Heißgetränkeautomaten (100) angebracht ist, um den Getränkebehälter (105) und/oder den Zentralauslauf (115) seitlich oder lateral zu erfassen.
  7. Heißgetränkeautomat (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (120) ausgebildet ist, um den Füllstand unter Verwendung eines Erwärmungsmodells einer Wand des Getränkebehälters (105) zu ermitteln.
  8. Heißgetränkeautomat (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (120) ferner dazu ausgebildet ist, das Erwärmungsmodell unter Verwendung der Kaffeetemperatur am Auslauf, und der bekannten, ausgegebenen Kaffeemenge zu aktualisieren.
  9. Heißgetränkeautomat (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungssensor (120) ausgebildet ist, um aus der Temperatur des Getränkebehälters (105) einen Füllstand einer vor dem Füllvorgang in dem Getränkebehälter (105) befindlichen Flüssigkeit zu ermitteln.
  10. Verfahren (300) zum Betreiben eines Heißgetränkeautomaten (100), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Erfassen (310) einer Temperatur zumindest eines Teils des Getränkebehälters (105) während des Füllvorganges, durch den Wärmestrahlungssensor (120); und - Ermitteln (315) des Füllstandes der Flüssigkeit in dem Getränkebehälter (120) aus der Temperatur.
  11. Gerätesteuerungseinheit (110), die ausgebildet ist, um die Schritte (310, 320) des Verfahrens (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten auszuführen.
  12. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (300) nach Anspruch 10, wenn das Computer-Programmprodukt auf einer Gerätesteuerungseinheit (110) ausgeführt wird.
  13. Heißgetränkeautomat (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend eine Gerätesteuereinheit (110) gemäß Anspruch 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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