DE102023103064A1

DE102023103064A1 - Getränkezubereitungsmaschine mit Pegelmessung

Info

Publication number: DE102023103064A1
Application number: DE102023103064.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Grob
Original assignee: Jura Elektroapparate AG
Current assignee: Jura Elektroapparate AG
Priority date: 2023-02-08
Filing date: 2023-02-08
Publication date: 2024-08-08
Also published as: WO2024165631A1

Abstract

Bei einer Getränkezubereitungsmaschine mit Flüssigkeitstank wird eine Sensoranordnung vorgeschlagen, die eine kontinuierliche und/oder diskrete Füllstandsmessung zur Unterscheidung einer Vielzahl von Füllständen und ein Verfahren zur Überwachung von Füllständen ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getränkezubereitungsmaschine mit einem Flüssigkeitstank und einer Sensoranordnung, die auf einen Füllstand im Flüssigkeitstank reagiert.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Überwachung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitstank, wobei zu einem Füllstand ein erstes Signal erzeugt wird.
Es ist aus der Praxis bekannt, Getränkezubereitungsmaschinen mit Sensoren auszustatten. Hierbei wird angezeigt, dass der Flüssigkeitstank leer ist, wenn ein unteres Flüssigkeitsniveau erreicht ist oder aber ob ein oberer Füllstand erreicht ist und der Flüssigkeitstank demnach mit einem maximalen Flüssigkeitsvolumen gefüllt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, über eine Sensoranordnung kontinuierliche oder diskrete Füllstandsmessungen an einem Flüssigkeitstank zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 vor. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß bei einer Getränkezubereitungsmaschine zur Lösung der genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass die Sensoranordnung zu einer Unterscheidung einer Vielzahl von Füllständen eingerichtet ist.
Die Getränkezubereitungsmaschine kann dabei beispielsweise ein Kaffeeautomat mit manuell befüllbarem Flüssigkeitstank oder aber ein Kaffeeautomat mit automatischer Nachfüllung des Flüssigkeitstanks über einen Festwasseranschluss sein.
Die Flüssigkeit kann dabei beispielsweise Wasser oder Milch sein.
Somit kann vorteilhaft vor der Auswahl eines Bedienvorganges erfasst werden, wie oder ob sich der zu einem Zeitpunkt im Flüssigkeitstank gemessene Füllstand der Flüssigkeit ändert und wie sich der Unterschied eines Füllstandes zu einem anderen Zeitpunkt auf die Ausführung eines nächsten Bedienvorganges auswirkt.
Eine solche Einrichtung ist besonders von Vorteil, da hierbei, je nach Füllstand der Flüssigkeit im Flüssigkeitstank, verschiedene maschinenspezifische Parameter erkennbar und vorhersehbar sind, wodurch wiederum eine Handlungsmöglichkeit für den Bediener entsteht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung zu einer kontinuierlichen Füllstandsmessung ausgebildet ist.
Somit ist eine Vielzahl von Messwerten im Betrieb verfügbar, die wiederum ein großes Spektrum an Anwendungen ermöglichen.
Beispielsweise kann zu jedem Zeitpunkt ermittelt werden, ob ein Füllstand ausreicht, um einen aktivierten Bedienvorgang ausführen zu können. Gleichzeitig kann durch eine kontinuierliche Füllstandsmessung erkannt werden, ob dem Flüssigkeitstank Flüssigkeit zu- oder abgeführt wird, beziehungsweise zu- oder abgeführt werden muss. Es kann somit detektiert werden, in welche Richtung eine Änderung des Füllstandes durchlaufen wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung ausgebildet ist, wenigstens eine physikalische Eigenschaft zu messen, die mit dem Füllstand korreliert.
Vorteilhaft ist dabei, dass der Füllstand über eine Vielzahl physikalischer Eigenschaften definiert werden kann, wodurch verschiedene Messprinzipien und/oder Messeinrichtungen der Sensoranordnung anwendbar sind. Durch die Korrelation ist es einfach möglich, kontinuierliche oder sehr fein gestufte Messungen des Füllstands durchzuführen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass die physikalische Eigenschaft, die mit dem Füllstand korreliert, vorzugsweise eine Masse, eine Länge, eine Zeit und/oder eine elektrische Stromstärke ist.
Da eine Flüssigkeit in einem Flüssigkeitstank eine Gewichtskraft aufweist, kann beispielsweise mittels Gewichtssensoren ein Messwert ermittelt und einem Füllstand zugeordnet werden, wobei ebenfalls eine Änderung eines Füllstandes, die proportional zu einer Änderung der Gewichtskraft der Flüssigkeit im Flüssigkeitstank ist, über eine Gewichtsmessung bestimmt werden kann.
Eine Möglichkeit besteht zudem darin, einen Füllstand und/oder eine Änderung von Füllständen vorzugsweise mittels Weg- oder Lage-Sensoren zu messen, beispielsweise mittels Schwimmer.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Sensoren zu verwenden, die einen Füllstand und/oder eine Änderung der Füllstände über eine zeitabhängige Komponente bestimmen. Beispielsweise kann der Einsatz von optischen Sensoren vorgesehen sein, um den Füllstand und/oder die Änderung des Füllstandes zu bestimmen, wobei die hierbei charakteristische physikalische Eigenschaft zur Bestimmung des Füllstandes die Zeit ist, die ein von einer Lichtquelle emittierter Impuls benötigt, um durch die Reflexion des Füllstandes zurück zur Lichtquelle zu gelangen. Gleichzeitig ist der Einsatz von Ultraschall-Sensoren möglich, die eine Füllstandsmessung über die Zeitspanne eines gesendeten und empfangenen Ultraschallimpulses realisieren.
Zudem kann vorgesehen sein, den Füllstand und/oder eine Änderung der Füllstände mittels elektrischer Verfahren zu bestimmen. Beispielsweise kann die elektrische Leitfähigkeit zweier Elektroden durch die Flüssigkeit gemessen werden, wobei sich der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden je nach Füllstand der Flüssigkeit im Flüssigkeitstank ändert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in dem Flüssigkeitstank ein Ablauftrichter ausgebildet ist. Somit kann, beispielsweise bei einer schnellen Veränderung des Füllstandes, erkannt werden, dass der Flüssigkeitstank bald aufgefüllt werden muss.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung mindestens zwei Sensoren hat. Vorteilhaft ist dabei unter anderem die Möglichkeit zur Messung diskreter Messwerte. Gleichzeitig kann eine Kombination verschiedener Sensoren vorgesehen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung mit einem leitfähigen Schwimmer und einer Elektrode ausgebildet ist, insbesondere wobei der Schwimmer elektrisch kontaktiert ist. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Füllstandsmessung über die Verwendung von zwei unterschiedlichen Messmethoden realisiert werden kann. Somit kann der Füllstand beispielsweise über die von der Position des Schwimmers abhängige elektrische Leitfähigkeit mittels Elektrode über die Flüssigkeit bestimmt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung an unterschiedlichen Positionen des Flüssigkeitstanks positionierbar und/oder positioniert ist. Somit kann die Sensoranordnung beispielsweise außerhalb und/oder innerhalb des Flüssigkeitstanks platziert sein oder platziert werden. Gleichzeitig ist vorteilhaft, wenn die Sensoranordnung oberhalb und/oder unterhalb des Flüssigkeitstanks positionierbar und/oder positioniert ist. Beispielsweise ist es möglich, dass der zur Aufnahme der physikalischen Eigenschaft verwendete Sensor außerhalb und/oder innerhalb des Flüssigkeitstank positioniert werden kann. Beispielsweise kann ein Wegmess-Sensor außerhalb des Flüssigkeitstanks angebracht werden, wobei ein in der Flüssigkeit liegender Schwimmer-Sensor innerhalb des Flüssigkeitstanks positioniert wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die physikalische Eigenschaft über Sensoren zu bestimmen, die oberhalb und/oder unterhalb des Flüssigkeitstank positioniert sind. Beispielsweise kann es bei der Verwendung eines Wegmess-Sensors gleichgültig sein, ob die Sensoranordnung oberhalb oder unterhalb des Flüssigkeitstanks positioniert ist.
Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Sensoranordnung nicht auf die Verwendung flüssigkeitsdichter Sensoren eingeschränkt ist und dass eine problemlose Entnahme des Flüssigkeitstanks realisierbar ist.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass eine Prüfeinrichtung zu einem Abgleich einer für einen aktivierten Bedienvorgang erforderlichen Flüssigkeitsmenge mit einer von der Sensoranordnung detektierten Flüssigkeitsmenge eingerichtet ist, insbesondere zu einer Ausgabe eines Warnsignals vor einem Ausführen des Bedienvorgangs.
Somit kann verhindert werden, dass ein von einem Bediener während eines Bedienvorgangs gewähltes Getränk nur teilweise ausgegeben wird. Zusätzlich kann ein Bedienvorgang die Freigabe zur Durchführung eines Wartungsvorgangs sein, wobei vorteilhaft ist, dass durch den Abgleich einer für diesen aktivierten Bedienvorgang notwendigen Flüssigkeitsmenge mit einer von der Sensoranordnung detektierten Flüssigkeitsmenge des Flüssigkeitstanks sichergestellt wird, dass der komplette Wartungsvorgang ohne Unterbrechung durchgeführt werden kann.
Vorteilhaft ist außerdem, dass der Bediener durch die Ausgabe eines Warnsignals somit rechtzeitig darüber in Kenntnis gesetzt werden kann, dass die Flüssigkeitsmenge im Flüssigkeitstank nicht zur Durchführung eines aktivierten Bedienvorgangs ausreicht, wodurch dieser beispielsweise dazu veranlasst wird, den Flüssigkeitstank aufzufüllen. Das Warnsignal kann dabei beispielsweise als optisches, digitales und/oder akustisches Signal ausgegeben werden, wobei auch eine Kombination der Signale möglich ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine, beispielsweise die bereits erwähnte, Prüfeinrichtung zu einem Abgleich einer zeitlichen Veränderung des Füllstands mit einer Sollvorgabe eingerichtet ist, insbesondere zu einer Ausgabe eines Warnsignals bei einer Abweichung außerhalb eines Toleranzbereichs. Somit können allgemeine Aussagen bezüglich des Betriebszustandes der Getränkezubereitungsmaschine getroffen werden.
Beispielsweise kann eine plötzliche Reduktion der Veränderung des Füllstandes ein Indiz dafür sein, dass sich der Füllstand oberhalb einer im Flüssigkeitstank platzierten Filtereinheit befindet und somit nahezu vollständig befüllt ist.
Vorteilhaft ist dabei, dass, bei einer Abweichung der Sollvorgabe, maschinenspezifische Parameter detektiert werden können, wobei für den Bediener durch die Ausgabe eines Warnsignals eine Handlungsmöglichkeit entsteht. Eine Abweichung der zeitlichen Veränderung des Füllstandes kann dabei verschiedene Ursachen haben, wie beispielsweise Funktionsstörungen der Pumpe oder der Brüheinheit. Weiterhin kann beispielsweise eine Reduzierung der von einer Pumpe geförderten Flüssigkeitsmenge, die durch erhöhte Strömungswiderstände in den Leitungen (z.B. Verkalkungen, verstopfte Filtereinheit) verursacht wird, in einer Abweichung einer zeitlichen Veränderung des Füllstandes resultieren, die außerhalb eines Toleranzbereichs liegt und somit zu einer Ausgabe eines Warnsignals führt. Dem Bediener kann demnach beispielsweise ein Wartungsvorgang oder ein Wechsel der Filtereinheit vorgeschlagen werden. Dadurch kann zusätzlich überprüft werden, ob überhaupt eine Filtereinheit eingesetzt ist, da eine fehlende Filtereinheit ebenfalls die zeitliche Veränderung des Füllstandes beeinflusst. Die zeitliche Veränderung kann dabei als zeitlicher Verlauf oder als zeitliche Ableitung verarbeitet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine, beispielsweise die bereits erwähnte, Prüfeinrichtung dazu eingerichtet ist, über eine zeitliche Sollvorgabe zu überprüfen, ob ein Wechsel der Flüssigkeit notwendig ist. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass beispielsweise eine Hygienefunktion erstellt werden kann, die überprüft, ob die zeitliche Veränderung des Füllstandes der Flüssigkeit im Flüssigkeitstank über einen durch die Sollvorgabe bestimmten Zeitraum zu gering ist, wodurch dem Bediener vor einem aktivierten Bedienvorgang beispielsweise über die Ausgabe eines Warnsignals die Information übermittelt wird, dass die Flüssigkeit möglicherweise abgestanden ist und zur Erreichung eines hohen Hygienestandards besser ausgetauscht werden sollte.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Zeitmesseinrichtung zu einer Zuordnung von Zeitmesswerten zu Füllstandsmesswerten der Sensoranordnung eingerichtet ist. Hier besteht ein Vorteil darin, dass eine Verknüpfung von einem aktuellen Füllstandsmesswert mit einem Zeitmesswert eine Vielzahl von Anwendungen ermöglicht. Somit kann beispielsweise die Zeit für einen aktivierten Bedienvorgang mit einem Füllstandsmesswert verknüpft werden, wodurch wiederum die weiter oben bereits erwähnte zeitliche Sollvorgabe und ein Toleranzbereich einer zeitlichen Veränderung eines Füllstandes für einen Bedienvorgang erstellt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Flüssigkeitsmenge, die zur Durchführung eines Reinigungsvorgangs zur Verfügung steht, geprüft und/oder angezeigt wird.
Somit kann beispielsweise eine für die für den Reinigungsvorgang verwendbaren Reinigungstabletten angepasste Flüssigkeitsmenge eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass sichergestellt wird, dass die Reinigungstabletten vollständig aufgelöst und mit ausreichender Menge an Flüssigkeit vermischt werden, um eine zu hohe Dosierung zu verhindern und einen hohen Hygienestandard zu erreichen. Die hierfür notwendige Flüssigkeitsmenge wird somit vor der Ausgabe des aktivierten Bedienvorgangs überprüft und beispielsweise an einem mobilen Display an der Getränkezubereitungsmaschine angezeigt. Zudem kann vorgesehen sein, dass die für den aktuellen Füllstand notwendige Dosierung der Reinigungstabletten berechnet wird. Gleichzeitig kann beispielsweise vorgesehen sein, dass über den Füllstand berechnet wird, wie viele Reinigungstabletten für einen Reinigungsvorgang benötigt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung einen mobilen und/oder lokalen Datenspeicher hat und/oder dazu eingerichtet ist, mit diesem zu kommunizieren.
Somit können die verschiedenen, durch die Sensoranordnung gemessenen physikalischen Eigenschaften, auf einem Datenspeicher hinterlegt und zu jeder Zeit abgerufen werden, wobei vorteilhaft die Messwerte gespeichert werden, die zu einer Ausgabe eines Warnsignals führen. Vorteilhaft kann der Datenspeicher bei einem auftretenden Defekt der Getränkezubereitungsmaschine herangezogen und ausgewertet werden, um über die gespeicherten und von der Sensoranordnung aufgenommenen physikalischen Messwerte eine Analyse des Betriebszustandes durchzuführen, womit die Ursache schnell gefunden werden kann.
Ein lokaler Datenspeicher kann dabei beispielsweise eine interne Festplatte sein, während ein mobiler Datenspeicher beispielsweise ein USB-Stick und/oder ein Smartphone sein kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung dazu eingerichtet ist, die relative Ausrichtung des Füllstandes zu wenigstens einem Sensor der Sensoranordnung zu messen. Somit kann beispielsweise zusätzlich die Ausrichtung des Wasserspiegels ermittelt werden, wobei vorteilhaft ist, dass hierdurch eine Neigung der Getränkezubereitungsmaschine durch unsachgemäße Positionierung der Getränkezubereitungsmaschine am Aufstellort verhinderbar ist. Somit kann zudem eine einwandfreie Benutzung der Getränkezubereitungsmaschine sichergestellt und ein Verkippen der Getränkezubereitungsmaschine verhindert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Flüssigkeitstank einen Festwasseranschluss aufweist. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der Bediener entlastet wird und den Flüssigkeitstank nicht manuell auffüllen muss.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass durch die Sensoranordnung ein Nachfüllvorgang über den Festwasseranschluss regel- und/oder steuerbar ist. Vorteilhaft ist dabei, dass der Füllstand des Flüssigkeitstanks beispielsweise stetig an einen aktivierten Bedienvorgang angepasst wird und dem Bediener somit die Bedienung erleichtert. Die Sensoranordnung kann dabei möglicherweise bei Unterschreitung einer einem Füllstand zugeordneten Sollvorgabe initiieren, dass Flüssigkeit nachgefüllt werden soll. Gleichzeitig kann vorgegeben werden, dass ein gewisser Füllstand nicht überschritten werden darf, wobei vor Überschreitung dieses Füllstandes die Zufuhr der Flüssigkeit über den Festwasseranschluss eingestellt wird, da der maximale Füllstand erreicht ist.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Überwachung eines Füllstandes, insbesondere unter Verwendung einer der oben genannten Getränkezubereitungsmaschine, wobei zu einem Füllstand ein erstes Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem zweiten Füllstand ein zweites Signal erzeugt wird. Somit kann ein Abgleich der Signale realisiert werden.
Das beschriebene Verfahren ist mit besonderem Vorteil bei Kaffeeautomaten oder Kaffeevollautomaten einsetzbar, bei denen ein Flüssigkeitstank vorhanden ist, der manuell und/oder automatisch, beispielsweise durch einen Festwasseranschluss, befüllt werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Leerlaufen eines Flüssigkeitstanks über einen von einer Flüssigkeit durchlaufenden Ablauftrichter detektiert wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Überwachung eines Füllstandes beispielsweise über die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus dem Ablauftrichter realisiert werden kann. Beispielsweise kann über eine den Durchmesser des Ablauftrichters betreffende radiale Reduktion des Strömungsquerschnitts eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit ermittelt und ein anbahnender Leerlauf des Flüssigkeitstanks erkannt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in einem Messchritt eine vorzugsweise kontinuierliche Messung wenigstens einer physikalischen Eigenschaft, die mit mindestens einem Füllstand in einem, beispielsweise dem bereits erwähnten, Flüssigkeitstank korreliert, durchgeführt wird.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die erzeugten Signale der Füllstände kontinuierlich und somit zeitunabhängig über physikalische Eigenschaften der Füllstände wie vorzugsweise Masse, Länge, Zeit oder elektrische Stromstärke definiert werden und möglicherweise in einem weiteren Verfahrensschritt miteinander verglichen werden können.
Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass eine kontinuierliche Messung beispielsweise eine permanente Überwachung eines, beispielsweise des bereits erwähnten, Füllstandes und/oder der Füllstandsänderung ermöglicht.
Besonders vorteilhaft ist dabei, dass durch das Verfahren der kontinuierlichen Messung verschiedene Messmethoden angewendet werden können.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Füllstand aufgrund der physikalischen Eigenschaft bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass dem erzeugten Signal beispielsweise ein direkter Messwert zugeordnet werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Abgleich des ersten Füllstandes mit wenigstens einem zweiten Füllstand durchgeführt wird. Somit können die den Füllständen zugeordneten erzeugten Signale über die physikalischen Eigenschaften direkt miteinander verglichen werden.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein von einem Füllstand erzeugtes erstes Signal mit einem von einem zweiten Füllstand erzeugten zweiten Signal abgeglichen wird, wodurch dem Bediener mitgeteilt werden kann, dass der für einen aktivierten Bedienvorgang notwendige Füllstand unterschritten ist und der Flüssigkeitstank aufgefüllt werden muss.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass zur Überwachung eines, beispielsweise des bereits erwähnten, Füllstandes ein Abgleich von einem zu einem ersten Füllstand erzeugten ersten Signals mit einem zu einem zweiten Füllstand erzeugten zweiten Signals dazu führt, dass der Füllstand über einen Festwasseranschluss an einen aktivierten Bedienvorgang automatisch angepasst wird.
Vorteilhaft ist beispielsweise, dass über den Abgleich ermittelt werden kann, ob ein regulärer Betrieb der Getränkezubereitungsmaschine möglich ist und/oder ob Komplikationen vorliegen oder demnächst auftreten können.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine physikalische Eigenschaft von einer Sensoranordnung mit mindestens zwei Sensoren erfasst wird.
Vorteilhaft ist dabei, dass neben einer kontinuierlichen Messung, auch eine diskrete Messung eines, beispielsweise des bereits erwähnten, Füllstandes realisiert werden kann. Außerdem ist beispielsweise ein Abgleich der aufgenommenen Messwerte zur Verifizierung möglich.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nach der Messung eines, beispielsweise des bereits erwähnten, ersten Füllstandes, insbesondere nach dem Abgleich mit wenigstens einem, beispielsweise dem bereits erwähnten, zweiten Füllstand, ein Warnsignal ausgegeben wird.
Somit kann der Bediener darauf aufmerksam gemacht werden, dass zur Durchführung eines Bedienvorgangs beispielsweise der Füllstand der Flüssigkeit im Flüssigkeitstank zu gering ist und aufgefüllt werden sollte. Weiterhin kann der Bediener beispielsweise darüber informiert werden, dass die von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmenge aufgrund von Strömungswiderständen in den Leitungen nicht ausreicht, um einen aktivierten Bedienvorgang durchführen zu können, wobei die Ausgabe des Warnsignals beispielsweise mit einer Empfehlung möglicher Fehlerbehebungsmöglichkeiten verknüpft werden kann z.B. Wartung, Entkalkung, Reinigungsvorgang, Filterwechsel. Zusätzlich kann die Ausgabe eines Warnsignals beispielsweise Auskunft darüber geben, ob die Flüssigkeit gewechselt werden sollte oder ob ein gewisser Füllstand erreicht ist. Das Warnsignal kann hierbei insbesondere als optisches Signal auf einem Display angezeigt werden, als Kontrollleuchte ausgebildet sein und/oder ein akustisch wahrnehmbares Geräusch sein. Beispielsweise kann das Warnsignal zusätzlich ein Kontrollsignal sein, welches über eine Treiberstufe mit einem Aktor gekoppelt ist, wobei dieser Aktor das Kontrollsignal verarbeitet und einen Bedienvorgang freigibt und/oder sperrt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Zeitmesswerte erfasst werden, und/oder wobei die Zeitmesswerte gemessenen Füllständen zugeordnet werden. Somit kann vor der Ausgabe eines Bedienvorgangs beispielsweise ermittelt werden, wie lange kein Bedienvorgang ausgeführt wurde und ob ein Wechsel der Flüssigkeit notwendig ist.
Besonders vorteilhaft ist dabei, dass ein Bedienvorgang nur freigegeben wird, wenn sichergestellt ist, dass ein hoher Hygienestandard der Flüssigkeit vorliegt.
Zudem können beispielsweise Schwankungen der Zeitmesswerte, die außerhalb einer Sollvorgabe liegen, detektiert und/oder ausgewertet und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, um einen regulären Betrieb der Getränkezubereitungsmaschine zu gewährleisten.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Messung einer, beispielsweise der bereits erwähnten, physikalischen Eigenschaft an unterschiedlichen Positionen des Flüssigkeitstanks durchgeführt wird und/oder dass wenigstens zwei physikalische Eigenschaft gemessen werden, wobei die Messung der wenigstens zwei physikalischen Eigenschaften an vorzugsweise räumlich separierten Positionen durchgeführt wird.
Die Überwachung des Füllstandes kann somit unabhängig von der Position der Sensoranordnung stattfinden. Beispielsweise ist es möglich, dass der zur Aufnahme der physikalischen Eigenschaft verwendete Sensor außerhalb und/oder innerhalb des Flüssigkeitstank positioniert werden kann. Beispielsweise kann ein Wegmess-Sensor oberhalb des Flüssigkeitstanks angebracht werden, wobei ein in der Flüssigkeit liegender Schwimmer-Sensor innerhalb des Flüssigkeitstanks positioniert wird. Gleichzeitig ist es beispielsweise möglich, die physikalische Eigenschaft über Sensoren zu bestimmen, die oberhalb und/oder unterhalb des Flüssigkeitstank positioniert sind. Beispielsweise ist es bei der Verwendung eines Wegmess-Sensors gleichgültig, ob die Sensoranordnung oberhalb und/oder unterhalb des Flüssigkeitstanks positioniert ist. Somit können auch zwei räumlich separierte Sensoren positioniert werden, beispielsweise bei der Verwendung eines Schwimmer-Sensors in Kombination mit einem optischen Sensor.
Besonders vorteilhaft ist zudem, dass zur Durchführung der Überwachung eines, beispielsweise des bereits erwähnten, Füllstandes beispielsweise auch Sensoren verwendet werden können, die nicht wasserdicht sind.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Messwert der physikalischen Eigenschaft, insbesondere zusammen mit einem zugehörigen Zeitmesswert gespeichert wird.
Somit können die gespeicherten Messwerte beispielsweise dazu verwendet werden, mögliche Ursachen für auftretende Defekte zu analysieren, zu detektieren und/oder vorherzusehen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführbeispiels näher beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.
Es zeigt in jeweils stark vereinfachter Darstellung

1 eine zweidimensionale Schnittdarstellung eines Flüssigkeitstanks mit Ablauftrichter, Füllstand, Filtereinheit, optischer Sensoreinheit und Ultraschall-Sensor,
2 eine zweidimensionale Schnittdarstellung eines Flüssigkeitstanks aus 1 ohne Filtereinheit,
3 eine zweidimensionale Schnittdarstellung eines Flüssigkeitstanks aus 1 ohne optische Sensoreinheit,
4 eine zweidimensionale Schnittdarstellung eines Flüssigkeitstanks aus 3 ohne Filtereinheit,
5 eine zweidimensionale Schnittdarstellung eines Flüssigkeitstanks mit Ablauftrichter, Füllstand, Filtereinheit und einer Vorrichtung zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit und
6 eine zweidimensionale Schnittdarstellung eines Flüssigkeitstanks aus 5 ohne Filtereinheit.

1 zeigt einen Flüssigkeitstank 1 mit Ablauftrichter 2, Filtereinheit 3 und einer im Flüssigkeitstank 1 befindlichen Flüssigkeit 4, wodurch im Flüssigkeitstank 1 ein Füllstand 5 vorhanden ist.
Die Sensoranordnung 6 besteht dabei aus einer Kombination zweier Sensoren, wobei einer dieser Sensoren als optische Sensoreinheit 7 und ein anderer Sensor als Ultraschall-Sensor 8 ausgebildet ist.
Die Sensoren können bei weiteren Ausführungsbeispielen getrennt voneinander einzeln realisiert sein.
Das jeweils zugrundeliegende physikalische Messprinzip ermöglicht eine Messung von einer Vielzahl unterschiedlicher Füllstände bis hin zu einer kontinuierlichen Messung von Füllständen, insbesondere als Funktion einer Zeitvariablen.
Der Ablauftrichter 2 befindet sich dabei am Boden des Flüssigkeitstanks 1, damit die Flüssigkeit 4 vollständig aus dem Flüssigkeitstank 1 abfließen und entleert werden kann.
Die optische Sensoreinheit 7 umfasst dabei eine Sender- und Empfängereinheit 9, die oberhalb und außerhalb des Flüssigkeitstanks 1 angeordnet ist, und einen Reflektor 10, der unterhalb und außerhalb des Flüssigkeitstanks 1 angeordnet ist.
Die Sender- und Empfängereinheit 9 sendet einen in dieser Figur nicht dargestellten Lichtstrahl durch die Flüssigkeit 4, welcher von dem Reflektor 10 reflektiert wird und als reflektierter Lichtstrahl zurück zur Sender- und Empfängereinheit 9 gesendet wird, wobei über die Zeitspanne zwischen gesendetem und empfangenem Lichtstrahl der Füllstand 5 der Flüssigkeit 4 im Flüssigkeitstank 1 bestimmt wird.
Gleichzeitig ist ein Ultraschall-Sensor 8 neben dem Flüssigkeitstank 1 außerhalb positioniert. Der Ultraschall-Sensor 8 emittiert dabei Ultraschallimpulse 11, die von der Flüssigkeit 4 im Flüssigkeitstank 1 reflektiert werden, wobei der Füllstand 5 wiederum über die Zeitspanne vom Senden bis zum Empfangen der Ultraschallimpulse 11 ermittelt und überwacht wird.
Somit ist eine Sensoranordnung 6 realisiert, mit denen die unterschiedlichen Füllstände 5 über dieselbe physikalische Eigenschaft miteinander vergleichbar sind und wodurch die Erstellung von zeitlichen Sollvorgaben und Toleranzbereichen der Veränderung der Füllstände 5 für aktivierte Bedienvorgänge möglich ist.
Von der Sensoranordnung 6 ist somit auch über den Ablauftrichter 2 ein nahender Leerstand des Flüssigkeitstanks 1 über die Zeitspanne zwischen dem Senden und Empfangen der Signale detektierbar, da sich die Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit 4 beim Durchlaufen des Ablauftrichters 2 durch den reduzierten Strömungsquerschnitt erhöht und von der Sollvorgabe des aktivierten Bedienvorgangs abweicht.
2 zeigt den Flüssigkeitstank 1 aus 1 mit fehlender Filtereinheit 3. Das Flüssigkeitsvolumen, das proportional zum Füllstand 5 der Flüssigkeit 4 im Flüssigkeitstank 1 ist, ist dabei im Vergleich zu einer eingesetzten Filtereinheit 3 größer, da das Flüssigkeitsvolumen nicht von der Filtereinheit 3 verdrängt wird. Hierdurch fällt der Füllstand 5 bei gleichbleibender Pumpleistung langsamer, als dies mit Filtereinheit 3 der Fall wäre. Dies resultiert in einer Abweichung der zeitlichen Sollvorgabe für einen aktivierten Bedienvorgang, wobei dies von der Sensoranordnung 6 erkannt und dem Bediener über ein Warnsignal mitgeteilt werden kann.
3 zeigt den Flüssigkeitstank 1 aus 1, wobei der Ultraschall-Sensor 8 oberhalb und außerhalb des Flüssigkeitstanks 1 positioniert ist und wobei die Sensoranordnung über keine optische Sensoreinheit 7 verfügt. Auch hier wird der Füllstand 5 über die Zeitspanne zwischen dem Absenden und Empfangen der Ultraschallimpulse 11 eines Ultraschall-Sensors 8 bestimmt.
4 zeigt den Flüssigkeitstank 1 und die Sensoranordnung 6 aus 3, mit dem Unterschied, dass die Filtereinheit 3 fehlt, weshalb die Zeitspanne zwischen dem Senden und Empfangen der Ultraschallimpulse 11 different zu der zeitlichen Sollvorgabe eines aktivierten Bedienvorgangs mit eingesetzter Filtereinheit 3 ist. Über ein Warnsignal ermöglicht die Sensoranordnung 6 dem Bediener, die fehlende Filtereinheit 3 einzusetzen.
5 zeigt einen Flüssigkeitstank 1 mit einer Flüssigkeit 4, einer Filtereinheit 3, einem Füllstand 5, einem Ablauftrichter 2 und einer elektrischen Schaltung 12, wobei der Füllstand 5 konduktiv über die elektrische Leitfähigkeit mit Elektroden bestimmt wird, die in einer Reihenschaltung an einem Ende über eine positive Leitung 13 und an dem anderen Ende über eine negative Leitung 14 mit einer Spannungsquelle 15 verbunden sind. Die Elektroden und die Spannungsquelle 15 sind dabei räumlich separiert angeordnet. Da die Flüssigkeit 4 elektrisch leitfähig ist, ändert sich der Widerstand der Elektroden proportional zum Füllstand 5 der Flüssigkeit 4 im Flüssigkeitstank 1. Eine weitere in dieser Figur nicht dargestellte Ausführungsform zur konduktiven Bestimmung des Füllstandes 5 über die elektrische Leitfähigkeit beinhaltet den Einsatz eines leitfähigen Schwimmers, der mit einer Elektrode kontaktiert ist.
Somit kann eine elektrische Sollvorgabe mit einem Toleranzbereich für verschiedene Füllstände 5 und Veränderungen der Füllstände 5 während den Bedienvorgängen erstellt werden, wobei die Füllstände 5 über die elektrische Leitfähigkeit der Elektrode definiert werden.
6 zeigt die Sensoranordnung 6 aus 5, mit dem Unterschied, dass die Filtereinheit 3 nicht in den Flüssigkeitstank 1 eingebaut ist. Durch die fehlende Verdrängung des Flüssigkeitsvolumens der Flüssigkeit 4 im Flüssigkeitstank 1 entspricht die Veränderung des Füllstandes 5 bei einem aktivierten Bedienvorgang nicht der regulären Veränderung des Füllstandes 5. Die elektrische Leitfähigkeit entspricht somit nicht der Sollvorgabe. Die Sensoranordnung 6 detektiert somit eine fehlende Filtereinheit 3 und kann den Bediener darauf hinweisen, dass die Filtereinheit 3 eingesetzt werden muss, um einen regulären Betriebszustand zu ermöglichen.
Die Erfindung schlägt somit bei einer Getränkezubereitungsmaschine vor, eine Sensoranordnung 6 so auszubilden, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Füllständen 5 durch Sensorsignale unterscheidbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Flüssigkeitstank
2: Ablauftrichter
3: Filtereinheit
4: Flüssigkeit
5: Füllstand / Füllstände
6: Sensoranordnung
7: Optische Sensoreinheit
8: Ultraschall-Sensor
9: Sender- und Empfängereinheit
10: Reflektor
11: Ultraschallimpulse
12: Elektrische Schaltung
13: Positive Leitung
14: Negative Leitung
15: Spannungsquelle

Claims

Getränkezubereitungsmaschine, mit einem Flüssigkeitstank (1) und einer Sensoranordnung (6), die auf einen Füllstand (5) im Flüssigkeitstank (1) reagiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) zu einer Unterscheidung einer Vielzahl von Füllständen (5) eingerichtet ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) zu einer kontinuierlichen Füllstandsmessung ausgebildet ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) ausgebildet ist, wenigstens eine physikalische Eigenschaft zu messen, die mit dem Füllstand (5) korreliert.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Eigenschaft vorzugsweise eine Länge, eine Masse, eine Zeit und/oder eine elektrische Stromstärke ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Flüssigkeitstank (1) ein Ablauftrichter (2) ausgebildet ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) mindestens zwei Sensoren hat.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) mit einem leitfähigen Schwimmer und einer Elektrode ausgebildet ist, insbesondere wobei der Schwimmer elektrisch kontaktiert ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) an unterschiedlichen Positionen des Flüssigkeitstanks (1) positionierbar und/oder positioniert ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfeinrichtung zu einem Abgleich einer für einen aktivierten Bedienvorgang erforderlichen Flüssigkeitsmenge mit einer von der Sensoranordnung (6) detektierten Flüssigkeitsmenge im Flüssigkeitstank (1) eingerichtet ist, insbesondere zu einer Ausgabe eines Warnsignals vor einem Ausführen des Bedienvorgangs.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine Prüfeinrichtung zu einem Abgleich einer zeitlichen Veränderung des Füllstands (5) mit einer Sollvorgabe eingerichtet ist, insbesondere zu einer Ausgabe eines Warnsignals bei einer Abweichung außerhalb eines Toleranzbereichs.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine Prüfeinrichtung dazu eingerichtet ist, über eine zeitliche Sollvorgabe zu überprüfen, ob ein Wechsel der Flüssigkeit (4) notwendig ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitmesseinrichtung zu einer Zuordnung von Zeitmesswerten zu Füllstandsmesswerten der Sensoranordnung (6) eingerichtet ist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsmenge, die zur Durchführung eines Reinigungsvorgangs zur Verfügung steht, geprüft und/oder angezeigt wird.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) einen mobilen und/oder lokalen Datenspeicher hat und/oder dazu eingerichtet ist, mit diesem zu kommunizieren.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) dazu eingerichtet ist, die relative Ausrichtung des Füllstandes (5) zu wenigstens einem Sensor der Sensoranordnung (6) zu messen.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitstank (1) einen Festwasseranschluss aufweist.
Getränkezubereitungsmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Sensoranordnung (6) ein Nachfüllvorgang über den Festwasseranschluss regel- und/oder steuerbar ist.
Verfahren zur Überwachung eines Füllstandes (5), insbesondere unter Verwendung einer wie zuvor beanspruchten Getränkezubereitungsmaschine, wobei zu einem Füllstand (5) ein erstes Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem zweiten Füllstand (5) ein zweites Signal erzeugt wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leerlaufen eines Flüssigkeitstanks (1) über einen von einer Flüssigkeit (4) durchlaufenden Ablauftrichter (2) detektiert wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Messschritt eine vorzugsweise kontinuierliche Messung wenigstens einer physikalischen Eigenschaft, die mit mindestens einem Füllstand (5) in dem oder einem Flüssigkeitstank (1) korreliert, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Füllstand (5) aufgrund der physikalischen Eigenschaften bestimmt wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgleich des ersten Füllstandes (5) mit wenigstens einem zweiten Füllstand (5) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine physikalische Eigenschaft von einer Sensoranordnung (6) mit mindestens zwei Sensoren erfasst wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Messung des oder eines ersten Füllstandes (5), insbesondere nach dem Abgleich mit wenigstens dem oder einem zweiten Füllstand (5), ein Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Zeitmesswerte erfasst werden, und/oder wobei die Zeitmesswerte gemessenen Füllständen (5) zugeordnet wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der oder einer physikalischen Eigenschaft an unterschiedlichen Positionen des Flüssigkeitstanks (1) durchgeführt wird und/oder dass wenigstens zwei physikalische Eigenschaften gemessen werden, wobei die Messung der wenigstens zwei physikalischen Eigenschaften an vorzugsweise räumlich separierten Positionen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Messwert der physikalischen Eigenschaft, insbesondere zusammen mit einem zugehörigen Zeitmesswert, gespeichert wird.