DE2527050C3 - Einrichtung zur automatischen Zubereitung von Getränken und flüssigen Nahrungsmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen Zubereitung von Getränken und/oder flüssigen Nahrungsmitteln aus Wasser und Ingredienzen mit einem Speicher für eine Vielzahl von zur Aufnahme der zubereiteten Getränke bzw. flüssigen Nahrungsmitteln dienenden Gefäßen, einer Vorrichtung zur Entnahme von je einem Gefäß aus dem Speicher, einer mit Bemessungsmitteln zum Abmessen von je einer vorbestimmten, vom Fassungsvermögen der Gefäße abhängigen Wassermenge versehenen Vorrichtung zur Zuleitung von Wasser, und Mitteln zum Vermischen von je einer solchen vorbestimmten Wassermenge mit den zur Zubereitung eines bestimmten Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels vorgesehenen Ingredienzen, die einen Generator zur Erzeugung elektrischer Schwingungen im Frequenzbereich der Schall- und Ultraschallschwingungen, vorzugsweise der Ultraschallschwingungen, einen Umsetzer zur Umwandlung der elektrischen Schwingungen in mechanische Schwingungen, und Übertragungsmittel zur Übertragung der mechanischen Schwingungen vom Umsetzer auf das mit den Ingredienzen zu vermischende Wasser umfassen.

Einrichtungen dieser Art werden üblicherweise als Getränkeautomaten bezeichnet. Bei den bekannten Getränkeautomaten haben sich im wesentlichen zwei verschiedene Aufbauprinzipien durchgesetzt, nämlich ein erstes, bei dem die mit dem Wasser zu vermischenden Ingredienzen in Vorratsräumen innerhalb des Getränkeautomaten untergebracht sind, und ein zweites, bei dem die mit dem Wasser zu vermischenden Ingredienzen bereits portionenweise auf die einzelnen Gefäße, in denen die fertig zubereiteten Getränke und flüssigen Nahrungsmittel ausgegeben werden, verteilt sind.

Mittel zum Vermischen des Wassers mit den Ingredienzen sind nur bei dem ersten Aufbauprinzip vorgesehen. Die bei der eingangs genannten Einrichtung hierfür vorgesehenen Mittel sind z. B. aus der DE-OS 22 25 779 bekannt. Beim zweiten Aufbauprinzip erfolgt das Vermischen des Wassers mit den Ingredienzen beim Einlaufen des Wassers in das Gefäß.

Bei dem erstgenannten Aufbauprinzip werden die Ingredienzen, z. B. Kaffeepulver, Milchpulver und Zucker, zunächst aus den entsprechenden Vorratsräumen einer trichterförmigen Mischschale zugeführt, und anschließend wird der Mischschale Wasser zugeführt, das dann mit den Ingredienzen in einen Mischbehälter läuft, wo das Wasser und die Ingredienzen mit Hilfe eines elektromotorisch angetriebenen Quirls oder anderen Rührwerkes, gegebenenfalls wie bei der eingangs genannten Einrichtung unter zusätzlicher Beaufschlagung mit Ultraschall, gründlich vermischt werden, und anschließend wird dann das so zubereitete fertige Getränk aus dem Mischbehälter über eine Abflußleitung in das Gefäß laufengelassen, das zur Ausgabe des betreffenden Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels dient. Bei diesem ersten Aufbauprinzip wird zwar eine recht gute Durchmischung von Wasser und Ingredienzen erreicht, aber das Aufbauprinzip hat verschiedene Nachteile. Einer dieser Nachteile besteht darin, daß aus der oben offenen Mischschale hie und da Ineredienzen enthaltendes Wasser herausspritzt (z. B.

wenn in der Wasserzuleitung zur Mischschale Wasserstöße auftreten, was insbesondere bei mittels eines Durchlauferhitzers erhitztem Wasser vorkommen kann) und daß ferner in der Misciischab selbst Ingredienzen hängenbleiben (z. B. an Stellen erhöhter S Oberflächenrauhigkeit der Mischschale), und daß sich bei diesen innerhalb des Getränkeautomaten verspritzten oder in der Mischschale hängengebliebenen Resten (z. B. während einer längeren Pause in der Benutzung des Automaten wie über Nacht oder bei Automaten mit <o mehreren Mischsinrichtungen während einer längeren Pause in der Benutzung einer Mischschale wie der Mischschale für Suppe) Fäulnisprozesse ergeben können, wenn nicht ständig in kurzen Zeitabständen eine Reinigung des Automateninneren und insbesondere der Mischschalen durchgeführt wird. Diese ständige Reinigung, die daher aus hygienischen Gründen in der Regel •■on den Gesundheitsbehörden vorgeschrieben wird, erfordert nun einen nicht unbeträchtlichen Arbeitsaufwand, der sich in Steigerungen der Gesamtherstellungskosten für die gelieferten Getränke und flüssigen Nahrungsmittel niederschlägt Zwar kann diese Reinigung bei sehr häufig benutzten Getränkeautomaten jeweils mit dem Nachfüllen der Ingredienzen verbunden werden, aber die Gefahr solcher Fäulnisprozesse ist eben gerade bei ckü weniger benutzten Automaten am größten, und dort ist das Nachfüllen der Ing"edienzen häufig erst nach einer größeren Anzahl von Reinigungen des Automaten erforderlich. Es kommt außerdem hinzu, daß sich solche Fäulnisprozesse grundsätzlich natürlich auch an bei der Reinigung nicht sichtbaren Stellen, z. B. innerhalb des Mischbehälters oder der an diesen angeschlossenen Abflußleitung bilden können, so daß bei der Reinigung des Automaten neben der Reinigung der sichtbaren Teile wie Mischschale usw. auch eine Reinigung der nicht sichtbaren Teile wie des Inneren des Mischbehälters und der Abflußleitung erfolgen muß, was den Arbeitsaufwand für die Reinigung noch weiter erhöht. Hinzu kommt noch, daß bei Getränkeautomaten, die eine Vielzahl verschiedenartiger Getränke und flüssiger Nahrungsmittel abgeben, wegen des erwähnten Hängenbleibens von Ingredienzen in der Mischeinrichtung nicht die Möglichkeit besteht, für alle abzugebenden Getränke und flüssigen Nahrungsmittel ein und dieselbe Mischeinrichtung zu benutzen, sondern zumindest für jede Geschmacksrichtung, vorzugsweise aber für jede Sorte von abzugebenden Getränken und flüssigen Nahrungsmitteln, eine gesonderte Mischeinrichtung vorgesehen werden muß. Entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Mischeinrichtungen steigt natürlich auch der Arbeitsaufwand für die Reinigung, so daß insbesondere Getränkeautomaten mit einem reichhaltigen Angebot, die nach dem ersten Aufbauprinzip aufgebaut sind, beträchtliche Unterhaltskosten verursachen. Ein weiterer Nachteil des obenge- nannten ersten Aufbauprinzips besteht darin, daß die genaue Abmessung der Ingredienzen gewisse Schwierigkeiten bereitet. Eine Bemessung der der Mischschale zuzuführenden Ingredienzen nach Gewicht wäre zwar technisch möglich und würde dann auch zu einer genauen Bemessung führen, aber der hierfür notwendige apparative Aufwand wäre bei weitern zu hoch. Man bemißt daher in der Regel nicht nach Gewicht, sondern nach Volumen, und das wiederum führt dazu, daß die zugeführten Gewichtsmengen nicht unbeträchtlichen Schwankungen unterworfen sind. Letzteres gilt insbesondere für grobkörnige Ingredienzen wie z. B. gefriergetrocknetes Kaffeepulver, weil bei solchen grobkörnigen Ingredienzen das im Abmessungsvolumen enthaltene, von Luftzwischenräumen gebildete Luftvolumen beträchtlich schwanken kann, und zwar in erster Linie deswegen, weil sich bei vollständig mit Ingredienzen gefülltem Speicher ein relativ hoher Fülldruck und damit eine Zusammenpressung der Ingredienzen am Speicherausgang ergibt, dieser Fülldruck und damit die Zusammenpressu.ig aber mit der sukzessiven Leerung des Speichers mehr und mehr abnimmt Um nun in jedem Fall ein mit einer ausreichenden Menge von Ingredienzen versehenes Getränk bzw. flüssiges Nahrungsmittel zu garantieren, müssen die Abmessungsvolumen so bemessen sein, daß auch mit dem geringstmöglichen im Abmessungsvolumen enthaltenen Gewicht noch eine ausreichende Menge von Ingredienzen vorhanden ist, mit anderen Worten, die durchschnittlich pro Getränk bzw. flüssigem Nahrungsmittel verbrauchte Gewichtsmenge liegt um einiges, nämlich um die Hälfte des Schwankungsbereiches des Gewichtes im AbmessungsvoJumen, höher als die mindestens erforderliche Gewichtsmenge. Dieser durch die Abmessung nach Volumen verursachte Mehraufwand an Ingredienzen führt natürlich ebenfalls zu einer Kostensteigerung für den Gesamtherstellungsvorgang des Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels. Das obengenannte zweite Aufbauprinzip, bei dem jedes in dem Getränkeautomaten befindliche Gefäß schon die Ingredienzen enthält, die zur Zubereitung des in dem betreffenden Gefäß zuzubereitenden Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels erforderlich sind, weist die zuvor erwähnten Nachteile des ersten Aufbauprinzips nicht auf, denn dort erfolgt die portionenweise Bemessung der Ingredienzen nicht erst im Getränkeautomaten, sondern schon in der Fabrik, und in der Fabrik verursacht natürlich eine Bemessung der Ingredienzen nach Gewicht nur einen relativ sehr geringen Mehraufwand gegenüber dem für eine Bemessung der Ingredienzen nach Gewicht in jedem einzelnen Getränkeautomaten erforderlichen apparativen Aufwand, und außerdem — was noch viel wichtiger ist — entfallen bei diesem zweiten Aufbauprinzip die bei dem ersten Aufbauprinzip erforderlichen Mischeinrichtungen und damit natürlich auch die Notwendigkeit einer Reinigung derselben, weil dem Gefäß mit den darin befindlichen Ingredienzen nur heißes Wasser zugeführt wird. Ein wesentlicher und sehr schwerwiegender Nachteil dieses zweiten Aufbauprinzips ist aber, daß wegen des Wegfalls der Mischeinrichtungen auch die Durchmischung von Wasser und Ingredienzen nur sehr mangelhaft ist, denn die Vermischung erfolgt dort nur durch das in das Gefäß einlaufende Wasser und die bei diesem Einlaufen entstehenden Wirbelbewegungen innerhalb des schon eingelaufenen Wassers. Daher ist das zweite Aufbauprinzip zunächst einmal grundsätzlich auf solche Getränke und flüssigen Nahrungsmittel beschränkt, die mit im wesentlichen leicht löslichen oder leicht mit Wasser vermischbaren Ingredienzen hergestellt werden können. Aber auch innerhalb dieses beschränkten Anwendungsbereiches sind noch zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um dem Benutzer des Getränkeautomaten ein wenigstens einigermaßen gut durchmischtes Getränk bzw. flüssiges Nahrungsmittel zu bieten. Eine dieser Maßnahmen besteht darin, daß zu jedem Getränk bzw. flüssigen Nahrungsmittel noch ein Rührstab mitgeliefert wird, damit der Benutzer selbst noch durch Umrühren eine bessere Durchmischung erreichen kann. Es steht aber wohl außer Frage, daß diese Lösung technisch schlecht ist, weil man mit einem

von Hand im offenen Gefäß zu betätigenden Rührstab natürlich bei weitern keine so gute Durchmischung erzielen kann wie z. B. in einem Mischbehälter mit einem elektromotorisch angetriebenen Rührwerk. Mit dem Rührstab kann man lediglich in Wasser gut lösliche Ingredienzen wie z. B. Zucker besser verteilen, aber bei im Wasser nicht oder nur schlecht löslichen Ingredienzen kann man mit einem Rührstab kein« gute Durchmischung erzielen. Dies ist der Hauptgrund, weswegen dieses zweite Aufbauprinzip in der Praxis eigentlich nur für Getränkeautomaten verwendet wird, die lediglich Kaffee, Tee usw. liefern, also solche Getränke, bei denen im Wasser sehr leicht lösliche Ingredienzen benutzt werden können. Der mitgelieferte Rührstab dient dann eigentlich nur zum Umrühren des Zuckers im Kaffee oder Tee. Soiche im Wasser sehr leicht lösliche Ingredienzen sind aber in der Regel auch in sehr starkem Maße hygroskopisch und ziehen daher die Luftfeuchtigkeit an, sobald sie mit der Atmosphäre in Berührung kommen (d.h. nach der Öffnung der Vakuumpackungen der Gefäßstangen beim Nachfüllen der Speicher des Getränkeautomaten), und gehen dann allmählich in eine zähflüssige klebrige Masse über, die sich nur sehr schwer im Wasser auflöst und sich jedenfalls durch einfaches Aufgießen von Wasser und Umrühren mit einem Rührstab unter keinen Umständen gleichmäßig im Wasser verteilen läßt. Um das zu vermeiden, sind bei den Getränkeautomaten des zweiten Aufbauprinzips nur relativ kleine Speicher vorgesehen, die für jede Sorte von auszugebenden Getränken nur ca. 20 mit den entsprechenden Ingredienzen versehene Gefäße fassen. Durch diese geringe Anzahl wird eine längere Lagerung der Gefäße in dem Speicher und damil der Übergang der in den Gefäßen befindlichen Ingredienzen in eine zähflüssige Masse weitgehend vermieden, aber dieses geringe Fassungsvermögen der Speicher hat natürlich den Nachteil, daß die Speicher praktisch täglich ode:r sogar mehrmals täglich nachgefüllt werden müssen, was wiederum einen entsprechenden Arbeitsaufwand und damit erhöhte Kosten verursacht. Die Nachteile des zweiten Aufbauprinzips sind also seine beschränkte Anwendbarkeit, die Notwendigkeit der Mitlieferung eines Rührstabes, die Notwendigkeit eines häufigen Nachfüllens sowie der dadurch verursachte Arbeitsaufwand und insbesondere die in vielen Fällen schlechte Durchmischung des Wassers und der Ingredienzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Vorteile der beiden obenerwähnten Aufbauprinzipien in sich vereinigt, deren Nachteile aber nicht aufweist, bei der also insbesondere die arbeits- und daher kostenaufwendige Reinigung einer Mischeinrichtung entfallen kann, wie dies bei dem obenerwähnten zweiten Aufbauprinzip der Fall ist, bei der sich aber andererseits eine ebensogute Durchmischung des Wassers und der Ingredienzen wie bei dem erwähnten ersten Aufbauprinzip erreichen läßt und bei der zudem auch der mit dem zweiten Aufbauprinzip erzielbare Vorteil der Einsparung von Ingredienzen erreichbar ist

Erfindungsgemäß wird das bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise jedes im Speicher befindliche Gefäß schon die Ingredienzen enthält und das Vermischen mit Wasser außerhalb des Speichers erfolgt, daß die Mittel zum Vermischen des Wassers mit den Ingredienzen eine stabförmige Sonotrode umfassen, die mit ihrem vom Umsetzer abgewandten freien Ende nach unten weist, daß das Gefäß relativ gegenüber der eintauchenden Sonotrode bewegbar ist und daß die Vorrichtung zur Zuleitung des Wassers mindestens eine Ausflußleitung aufweist, aus deren im Unfangsbereich der Sonotrode angeordneter Mündung das ausfließende Wasser an der Sonotrode herab in das Gefäß fließt.

Bei einer bevorzugten Ausbildungsform der vorliegenden Einrichtung weist die Vorrichtung zur Zuleitung von Wasser mindestens zwei Ausflußleitungen auf, von denen eine erste eine Mündung zum direkten Einfließen in der Gefäß und eine zweite eine im Umfangsbereich der Sonotrode angeordnete Mündung hat, wobei Steuermittel vorgesehen sind, um das Gefäß über die erste Ausflußleitung zunächst teilweise zu füllen und, vorzugsweise gleichzeitig, die Relativbewegung zum Eintauchen der Sonotrode in das Gefäß zu veranlassen und um während des Austauchens der Sonotrode aus dem Gefäß dieses über die zweite Ausflußleitung vollständig aufzufüllen.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Einrichtung liegt darin, daß sich eine automatische Reinigung der Sonotrode bei jedem Mischvorgang ergibt, und zwar deswegen, weil das an der Sonotrode herabfließende Wasser von der Sonotrode in Schwingungen versetzt wird und dadurch alle an der Sonotrode hängengebliebenen Ingredienzen von der Sonotrode ablöst und mitnimmt. Damit entfällt einerseits die bisher bei Verwendung einer Mischeinrichtung unumgängliche arbeits- und kostenaufwendige periodische Reinigung derselben, und andererseits bewirkt diese sich automatisch ergebende, sehr intensive Reinigung der Sonotrode, daß mit ein und derselben Sonotrode unmittelbar nacheinander die verschiedensten Getränke und flüssigen Nahrungsmittel, z. B. Suppe ur.d danach Tee, zubereitet werden können, während bisher so verschiedene Zubereitungen nicht unmittelbar nacheinander in ein und derselben Mischeinrichtung hergestellt werden konnten, sondern entweder je eine gesonderte Mischeinrichtung für jede Gruppe gleichartiger Getränke bzw. flüssiger Nahrungsmittel vorgesehen werden mußte oder aber nach jedem Mischvorgang ein gesonderter Reinigungsvorgang mit Heißwasser eingeschaltet werden mußte.

Ein weiterer besonderer Vorteil der vorliegenden Einrichtung liegt darin, daß das von dem obenerwähnten zweiten Aufbauprinzip übernommene Merkmal der vorliegenden Einrichtung, daß jedes im Speicher befindliche Gefäß schon die Ingredienzen enthält die zur Zubereitung des in dem betreffenden Gefäß zuzubereitenden Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels erforderlich sind, nicht wie bei dem erwähnten bekannten zweiten Aufbauprinzip eine nur geringe Anzahl von Gefäßen im Speicher des Getränkeautomaten und das damit notwendige häufige Nachfüllen des Speichers erfordert, weil nämlich bei der vorliegenden Einrichtung die Durchmischung des Wassers und der Ingredienzen so intensiv ist daß selbst dann, wenn hygroskopische Ingredienzen etwas Wassei angezogen haben, noch eine gute und vollständige Vermischung des Wassers und der Ingredienzer erreicht wird. Bei der vorliegenden Einrichtung kanr daher eine relativ große Anzahl von Gefäßen irr Getränkeautomaten gespeichert werden, ohne daE wegen der mit dieser größeren Anzahl verbundener längeren Lagerung der Gefäße und der sich daraus ergebenden stärkeren Feuchtigkeitsanziehung der ir den Gefäßen enthaltenen Ingredienzen eine unvollständige Durchmischung des Wassers und der Ingredienzer

zu befürchten wäre.

Gegenüber Getränkeautomaten des zweiten Aufbauprinzips, die wegen der schlechten Auflösung der Ingredienzen in kaltem Wasser in der Regel nur heiße Getränke liefern, hat die vorliegende Einrichtung weiter den Vorteil, daß mit ihr aufgrund der genannten intensiven Durchmischung des Wassers und der Ingredienzen auch kalte Getränke usw. herstellbar sind.

Zusätzlich zu diesen besonderen Vorteilen vereinigt die vorliegende Einrichtung noch die speziellen Vorteile der obenerwähnten beiden Aufbauprinzipien in sich, ohne aber einen der speziellen Nachteile dieser Aufbauprinzipien aufzuweisen.

Die Sonotrode kann bei der vorliegenden Einrichtung zweckmäßig an ihrem vom Umsetzer abgewandten licicii UiIiUC cmc gern uniline, *ui ^ugsWcidC nuiivcXc, Endfläche aufweisen. Dadurch läßt sich eine besonders gute Übertragung der mechanischen Schwingungen auf das im Gefäß befindliche Wasser erreichen, weil damit z. B. bei Ultraschallschwingungen eine kegelförmige Abstrahlung erzielt wird.

Es ist ferner auch noch darauf hinzuweisen, daß die Vorrichtung zur Zuleitung von Wasser bei Getränkeautomaten, die kalte und heiße Getränke bzw. flüssige Nahrungsmittel liefern, Heizmittel zum Erhitzen des Wassers, vorzugsweise Durchlaufkühler, umfaßt.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Einrichtung umfaßt einen Speicher 1 für bereits portionenweise mit Ingredienzen versehene Gefäße, der in mehrere Speicherräume la, Xb, lc, Xdfür verschiedene Sorten von Getränken bzw. flüssigen Nahrungsmitteln unterteilt ist, eine Gcfäßcntnahmevorrichtung 2 zur Entnahme von je einem Gefäß aus dem Speicher 1 und Beförderung dieses Gefäßes zu einem Tragorgan 3, eine Steuerung 4 für die Gefäßentnahmevorrichtung 2, die mit einer der Anzahl der verschiedenen zubereitbaren Getränke und/oder flüssigen Nahrungsmittel entsprechenden Anzahl von Steuerorganen 5a, 5b, 5c, Sd zur Auswahl des gewünschten Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels versehen ist und die Gefäßentnahmevorrichtung 2 zur Entnahme des Gefäßes aus dem entsprechenden Speicherraum veranlaßt und die ferner auch alle übrigen mit der Zubereitung der Getränke bzw. flüssigen Nahrungsmittel verbundenen Vorgänge innerhalb der Einrichtung steuert und auch die Kassiereinheit mit Münzeinwurf, Münzprüfer, Münzbehälter usw. umfaßt, eine Wasserzuleitungsvorrichtung 6 mit Durchlauferhitzer 7 zum Erhitzen des zugeleiteten Wassers für heiße Getränke oder flüssige Nahrungsmittel und mit Wasserbemessungsmitteln 8 zum Abmessen von je einer dem Fassungsvermögen der Gefäße entsprechenden Wassermenge und mit einem umschaltbaren Zweiwegehahn 9 zur Weiterleitung des Wassers zu jeweils einer der beiden Ausflußleitungen 10 und 11, eine Relativbewegungsvorrichtung 12 zum Anheben und Absenken des Tragorgans 3, Steuermittel 13 zu einer derartigen Steuerung des Zweiwegehahns 9 und der Relativbewegungsvorrichtung 12, daß der Zweiwegehahn 9 während des Anhebens des Tragorgans 3 auf die Abflußleitung 10 und während des Absenkens des Tragorgans 3 auf die Abflußleitung 11 geschaltet wird, einen Generator 14 zur Erzeugung eines Wechselstromes im Frequenzbereich von Ultraschallschwingungen, einen an den Generator 14 angeschlossenen piezoelektrischen Wandler 15 zur Umsetzung des vom Generator 14 gelieferten Wechselstromes in Ultraschallschwingungen und eine stabförmige Sonotrode 16 zur Übertragung der von dem piezoelektrischen Wandler 15 erzeugten Ultraschallschwingungen auf das im Gefäß 17 befindliche Wasser.

Parallel zu dem Durchlauferhitzer 7 kann zusätzlich ein nicht dargestellter Durchlaufkühler für die Ausgabe von kalten Getränken vorgesehen sein.

Der Speicher 1, die Gefäßentnahmevorrichtung 2, die Steuerung 4 und der den Durchlauferhitzer 7 (und

ίο gegebenenfalls den Durchlaufkühler) sowie die Wasserbemessungsmittel 8 umfassende Teil der Wasserzuleitungsvorrichtung 6 können bis auf einige spezielle Details, auf die im folgenden noch eingegangen werden wird, in gleicher Weise wie bei den eingangs erwähnten bekannten Getränkeautomaten des genannten zweiten /-lüiLfaüprinZipS auSgCL/iiuCi SCiH. ija CruL/~igt SiCiI uatiC", auf die Einzelausbildung dieser Bestandteile der vorliegenden Einrichtung (soweit sie nicht mit den zuvor genannten speziellen Details zusammenhängt) hier näher einzugehen.

Die speziellen Details, in denen sich diese Bestandteile der vorliegenden Einrichtung von den entsprechenden Bestandteilen der bekannten Getränkeautomaten des zweiten Aufbauprinzips unterscheiden, betreffen in erster Linie die Steuerung 4. Die Steuerung 4 weist, wie in der Zeichnung ersichtlich, neben den zum Durchlauferhitzer 7 und zu den Wasserbemessungsmitteln 8 führenden Steuerleitungen 18 und 19, die auch der bekannte Getränkeautomat des zweiten Aufbauprinzips aufweist, zusätzlich noch die zu den Steuermitteln 13 führende Steuerleitung 20 und die zum Generator 14 führende Steuerleitung 21 auf. Diese beiden Steuerleitungen 20 und 21 werden von dem Zeitpunkt an, zu dem die Gefäßentnahmevorrichtung 2 die Beförderung des aus dem Speicher 1 entnommenen Gefäßes zu dem Tragorgan 3 abgeschlossen hat, bis zum Zeitpunkt der Beendigung der Zubereitung mit einem Steuerimpuls beaufschlagt Da auch die Wasserbemessungsmittel 8 über den gleichen Zeitraum von der Steuerung 4 mit einem Steuerimpuls beaufschlagt werden, können diese Steuerleitungen 20 und 21 innerhalb der Steuerung 4 direkt an die Steuerleitung 19 angeschlossen sein. Dieser Unterschied der Steuerung 4 der vorliegenden Einrichtung gegenüber der Steuerung der bekannten Getränkeautomaten des zweiten Aufbauprinzips ist also nur sehr geringfügig und könnte im übrigen dadurch vollständig vermieden werden, daß der Anschluß der Steuerleitungen 20 und 21 an die Steuerleitung 19 in der Zeichnung außerhalb des die Steuerung 4 darstellenden Blockes gezeichnet wird.

Die Bestandteile des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Einrichtung, die der erwähnte bekannte Getränkeautomat des zweiten Aufbauprinzips nicht enthält, sind der den Zweiwege-

SS hahn 9 sowie die zweite Ausflußleitung 11 umfassende Teil der Wasserzuleitungsvorrichtung 6, die Relativbewegungsvorrichtung 12, die Steuermittel 13, der Generator 14, der piezoelektrische Wandler 15 und die Sonotrode 16.

Der in der Zeichnung gestrichelt angedeutete steuerbare Zweiwegehahn 9 ist mit seiner Eingangsleitung an die Ausgangsleitung der Wasserbemessungsmittel 8 und mit seinen zwei Ausgangsleitungen an die Ausflußleitungen 10 und 11 angeschlossen und umfaßt einen Elektromagneten zum Umschalten auf die eine oder die andere seiner zwei Ausgangsleitungen. Wird dem Elektromagneten kein Strom zugeführt, so ist die Eingangsleitung des Zweiwegehahns mit der an die

Ausflußleitung 10 angeschlossenen Ausgangsleitung des Zweiwegehahns verbunden, und bei Stromzufuhr zu dem Elektromagneten wird die Eingangsleitung des Zweiwegehahns mit der an die Ausflußleitung 11 angeschlossenen Ausgangsleitung des Zweiwegehahns verbunden. Elektromagnetisch steuerbare Zweiwegehähne dieser Art sind unter der Bezeichnung Magnetventil erhältlich.

Die zweite Ausflußleitung 11 der Wasserzuleitungsvorrichtung 6 führt zu einem die Sonotrode 16 umgebenden, jedoch nicht mit dieser in mechanischem Kontakt stehenden Torus lla, der in seinem unteren Bereich mit gleichmäßig verteilten Ausflußlöchern versehen ist, deren Lochachsen auf die Sonotrode 16 gerichtet sind, so daß das aus diesen Ausflußlöchern ausströmende Wasser zunächst strahlartig zu der Sonotrode 16 und dann an de:r Sonotrode herab in das Gefäß fließt.

Die Relativbewegungsvorrichtung 12 umfaßt neben dem Tragorgan 3 für das Gefäß 17 und der Hubstange 12a einen senkrecht stehenden hydraulischen Druckzylinder mit Kolben, dessen Kolbenstange die Hubstange 12a bildet, einen Druckmittelbehälter für das hydraulische Druckmittel, eine über eine Zahnradpumpe führende Verbindungsleitung zwischen dem Druckmittelbehälter und dem Druckzylinder, einen Elektromotor zum Antrieb der Zahnradpumpe und eine über ein elektromagnetisch steuerbares Ventil führende Überbrückungsleitung über der Zahnradpumpe. Der Elektromotor und das elektromagnetisch steuerbare Ventil sind elektrisch parallel geschaltet und an eine von den Steuermitteln 13 kommende Stromversorgungsleitung 22 angeschlossen. Bei Stromzufuhr über diese Stromversorgungsleitung 22 wird die Zahnradpumpe vom Elektromotor angetrieben und pumpt dann hydraulisches Druckmittel vom Druckmittelbehälter in den Druckzylinder, so daß der Kolben im Druckzylinder und damit auch die Hubstange 12a, das Tragorgan 3 und das Gefäß 17 angehoben werden. Der Hub des Druckzylinders entspricht annähernd der Höhe des Gefäßes 17. Gleichzeitig mit dem Einschalten des Elektromotors wird auch das elektromagnetisch steuerbare Ventil betätigt und dadurch die Überbrückungsleitung über der Zahnradpumpe geschlossen. Sobald die Stromzufuhr über die Stromversorgungsleitung 22 aufhört, wird die Zahnradpumpe nicht mehr angetrieben und gleichzeitig von dem elektromagnetisch steuerbaren Ventil die Überbrückungsleitung über der Zahnradpumpe geöffnet, so daß nunmehr das hydraulische Druckmittel von dem Druckzylinder über die genannte Verbindungsleitung und die besagte Überbrückungsleitung wieder in den tiefergelegenen Druckmittelbehälter zurückfließen kann, wodurch sich der Kolben in dem Druckzylinder und mit diesem die Hubstange 12a, das Tragorgan 3 und das Gefäß 17 wieder absenken.

Die Steuermittel 13 umfassen einen relaisgesteuerten elektrischen Umschalter mit einer Eingangsleitung, die an die Steuerleitung 20 angeschlossen ist, und zwei Ausgangsleitungen, von denen die eine Ober eine erste Wicklung des zur Steuerung des Umschalters vorgesehenen Relais an die Stromversorgungsleitung 22 und die andere über eine zweite Wicklung des Relais an die zu dem Zweiwegehahn 9 führende Steuerleitung 23 angeschlossen ist Das Relais ist so ausgebildet, daß der Umschalter in der Ruhelage des Relais die Steuerleitung 20 mit der Stromversorungsleitung 22 verbindet Die genannte erste Wicklung des Relais ist so bemessen, daß der normale Stromverbrauch des Elektromotors und des elektromagnetisch gesteuerten Ventils in der Relativbewegungsvorrichtung 12 und auch der Einschaltstromstoß dieser beiden das Relais nicht zum Anziehen bringen kann, daß aber dann, wenn der Druckzylinder in der Relativbewegungsvorrichtung 12 seinen vollen Hub erreicht hat und der Elektromotor daher kein weiteres hydraulisches Druckmittel in den Druckzylinder mehr fördern kann und daher in seiner Drehung stark gehemmt wird und infolgedessen einen wesentlich höheren Stromverbrauch hat, das Relais angezogen und damit der Umschalter in den Steuermitteln 13 auf die zu der Steuerleitung 23 führende Ausgangsleitung umgeschaltet wird. Die zweite Wicklung des Relais ist eine normale Haltewicklung und demgemäß so bemessen, daß der Stromverbrauch des den Zweiwegehahn 9 steuernden Elektromagneten ausreicht, um das Relais im angezogenen Zustand zu halten, bis der über die Steuerleitung 20 angelieferte Steuerimpuls beendet ist, woraufhin das Relais wieder abfällt und der Umschalter wieder auf seine zur Leitung 22 führende Ausgangsleitung zurückgeschaltet wird.

Der Generator 14 ist ein gewöhnlicher WC-Generator, also ein stark rückgekoppelter, selbstschwingender Verstärker mit einem KC-Netzwerk zur Festlegung seiner Schwingungsfrequenz. Dem Generator 14 wird über die Netzleitung 24 Net^strom zugeführt, und über seine Ausgangsleitung 25 gibt er im eingeschalteten Zustand Wechselstrom mit einer Schwingungsfrequenz im Frequenzbereich der Ultraschallschwingungen, also z. B. mit 20 kHz, ab. Der Generator 14 umfaßt ferner noch ein Einschaltrelais, dessen Relaiswicklung an die Steuerleitung 21 angeschlossen ist und das den Generator 14 bei Stromzufuhr über die Steuerleitung 21 einschaltet.

Der piezoelektrische Wandler 15 ist eingangsseitig an die Ausgangsleitung 25 des Generators 14 angeschlossen und umfaßt einen Schwingquarz, der von dem vom Generator 14 gelieferten Wechselstrom in mechanische Schwingungen versetzt wird, sowie Koppelmittel, um diese von dem Schwingquarz erzeugten mechanischen Schwingungen auf die stabförmige Sonotrode 16 zu übertragen.

Die mit dem Schwingquarz gekoppelte stabförmige Sonotrode 16, die zur Übertragung der von dem Schwingquarz im piezoelektrischen Wandler 15 erzeugten mechanischen Schwingungen von diesem Schwingquarz auf das im Gefäß 17 befindliche Wasser dient, besteht aus einer Titanlegierung und hat an ihrem unteren Ende eine konvexe Endfläche, die zur besseren Abstrahlung der Ultraschallschwingungen in das Wasserdient.

Die Arbeitsweise des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Einrichtung ist folgende: Der Benutzer der Einrichtung wählt zunächst durch Druck auf eines der Steuerorgane 5a bis 5d das gewünschte Getränk bzw. flüssige Nahrungsmittel aus und löst dann durch Münzeinwurf in die erwähnte, in der Steuerung 4 enthaltene Kassiereinheit die Zubereitung dieses Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels aus. Nach der Münzprüfung und dem Richtigbefund der Münzen gibt die Kassiereinheit an die Steuerung 4 zunächst ein Freigabesignal ab, woraufhin die Steuerung 4 die Gefäßentnahmevorrichtung 2 veranlaßt, aus dem dem gewünschten Getränk bzw. flüssigen Nahrungsmittel entsprechenden Speicheiraum la, 16, Ic oder 1 rf des Speichers 1 ein Gefäß zu entnehmen und dieses Gefäß zu dem zu diesem Zeitpunkt noch abgesenkten Tragorgan 3 zu befördern. Sobald dies abgeschlossen ist,

gibt die Gefäßentnahmevorrichtung an die Steuerung 4 ein Vollzugssignal ab. Nach Empfang dieses Vollzugssignals beaufschlagt die Steuerung 4 die Steuerleitungen 19,20 und 21 und im Falle, daß das gewünschte Getränk bzw. flüssige Nahrungsmittel ein heißes Getränk oder flüssiges Nahrungsmittel ist, auch die Steuerleitung 18 mit Strom. Durch diese Stromzufuhr werden erstens die Wasserbemessungsmittel 8, zweitens über die Steuermittel 13 die Relativbewegungsvorrichtung 12 und drittens der Generator 14 sowie gegebenenfalls auch der Durchlauferhitzer 7 eingeschaltet. Die Einschaltung der Wasserbemessungsmittel 8 bewirkt den Beginn des Durchlaufs von Wasser durch dieselben und die gleichzeitige Ingangsetzung der Abmessung der dem Fassungsvermögen des Gefäßes 17 entsprechenden Wassermenge. Die Abmessung erfolgt in bekannter Weise entweder mit einem in die Durchflußleitung eingeschalteten Wasserzähler oder aber mit Hilfe eines Meßgefäßes vom Fassungsvermögen des Gefäßes 17, das zunächst über den Eingang der Wasserbemessungsmittel sehr schnell gefüllt und dann über den Ausgang der Wasserbemessungsmittel langsam auslaufen gelassen wird. Es können aber auch zwei Meßgefäße verwendet werden, von denen das volle über den Ausgang der Wasserbemessungsmittel auslaufen gelassen wird und gleichzeitig das Leere über den Eingang der Wasserbemessungsmittel nachgefüllt wird; in letzterem Fall ist aber der Durchlauferhitzer nicht wie in der Zeichnung vor sondern nach den Wasserbemessungsmitteln anzuordnen. Die gleichzeitig mit dem Einschalten der Wasserbemessungsmittel 8 und gegebenenfalls des Durchlauferhitzers 7 erfolgende Einschaltung der Relativbewegungsvorrichtung 12 bewirkt, daß das Tragorgan 3 und mit diesem das Gefäß 17 langsam angehoben wird. Gleichzeitig während dieses Anhebens fließt über die Ausflußleitung 10 der Wasserzuleitungsvorrichtung 6 Wasser in das Gefäß 17. Die gleichzeitig mit dem Einschalten der Wasserbemessungsmittel 8 und gegebenenfalls des Durchlauferhitzers 7 sowie der Ingangsetzung der Relativbewegungsvorrichtung 12 erfolgende Einschaltung des Generators 14 bewirkt die Versorgung des piezoelektrischen Wandlers 15 mit Wechselstrom und die Umsetzung desselben in Ultraschallschwingungen, die an die Sonotrode 16 abgegeben werden und diese in Schwingungen versetzen. Durch das Anheben des Tragorgans 3 taucht die Sonotrode 16 in das Gefäß 17 und kurz danach in das bereits während dieses Anhebens in das Gefäß 17 aus der Ausflußleitung 10 geflossene Wasser ein und überträgt nunmehr die Ultraschallschwingungen auf das im Gefäß 17 befindliche Wasser. Durch die so erzeugten Schwingungen des im Gefäß 17 befindlichen Wassers wird eine intensive Durchmischung des Wassers und der im Gefäß 17 befindlichen Ingredienzen erreicht. Mit dem weiteren Anheben des Tragorgans 3 taucht die Sonotrode 16 immer weiter in das im Gefäß 17 befindliche und noch weiterhin über die Ausflußleitung 10 zulaufende Wasser ein, bis das Tragorgan 3 an seinem Höchststand angelangt ist Letzteres ist der Fall, wenn der Kolben des obenerwähnten Druckzylinders in der Relativbewegungsvorrichtung 12 seinen vollen Hub erreicht hat In diesem Moment erhöht sich, wie oben schon erläutert der Stromverbrauch des Elektromotors in der Relativbewegungsvorrichtung 12 wesentlich, was dazu führt, daß das obenerwähnte Relais in den Steuermitteln 13 anzieht und damit die Steuerleitung 20 von der Leitung 22 abschaltet und mit der Leitung 23 verbindet Dadurch wird die Stromversorgung des elektromagnetisch gesteuerten Zweiwegehahns 9 eingeschaltet und der Zweiwegehahn damit von der Ausflußleitung 10 auf die Ausflußleitung 11 umgeschaltet. Gleichzeitig wird die Stromversorgung der Relativbewegungsvorrichtung 12 abgeschaltet und damit die erwähnte ÜberbrückungsleitMng über der Zahnradpumpe geöffnet, so daß nunmehr das hydraulische Druckmittel aus dem Druckzylinder in der Relativbewegungsvorrichtung 12 wieder in den Druckmittelbehälter

ίο abfließen kann. Dadurch beginnt sich das Tragorgan 3 wieder abzusenken, wobei gleichzeitig über die Ausflußleitung 11 und den Torus 11a sowie die in diesem Torus vorhandenen Ausflußlöcher Wasser fließt, das dann an der Sonotrode 16 herab in das Gefäß 17 läuft.

Die Zeichnung zeigt die Einrichtung zu diesem Zeitpunkt bzw. in diesem Zustand. Das an der Sonotrode 16 herabfließende Wasser reinigt die mit dem Absenken des Tragorgans 3 allmählich wieder aus dem Gefäß 17 austauchende Sonotrode 16. Die Reinigung der Sonotrode 16 durch dieses an ihr herabfließende Wasser von etwa haften gebliebenen Ingredienzen usw. ist so vollständig, daß sich danach auch bei einer mikroskopischen Untersuchung keinerlei Rückstände an der Sonotrode 16 mehr finden lassen.

Diese Vollständigkeit der Reinigung liegt darin begründet, daß ja auch das an der Sonotrode 16 herabfließende Wasser in Ultraschallschwingungen versetzt wird und daher jegliche Rückstände von der Sonotrode ablöst. Der Wasserzufluß über die Ausflußleitung 11 und den Torus lla hört kurz nach dem Austauchen der Sonotrode 16 aus dem im Gefäß 17 nunmehr befindlichen fertig zubereiteten Getränk bzw. flüssigen Nahrungsmittel auf und wenig später, wenn die Sonotrode i6 vollständig aus dem Gefäß i7 ausgetauclu ist, erreicht das Tragorgan 3 seinen Tiefststand, und zu diesem Zeitpunkt schaltet die Steuerung 4 die Stromzufuhr zu den Steuerleitungen 19, 20 und 21 und gegebenenfalls 18 wieder ab, wodurch erstens der Generator 14 abgeschaltet wird und damit die Sonotrode 16 aufhört zu schwingen, zweitens die Stromzufuhr zu dem Elektromagneten des Zweiwegehahns 9 abgeschaltet wird und dadurch der Zweiwegehahn 9 wieder auf die Abflußleitung 10 umgeschaltet wird und gleichzeitig auch das erwähnte Relais in den Steuermitteln 13 abfällt und damit die Steuerleitung 20 wieder auf die Leitung 22 umgeschaltet wird, und wodurch drittens die Wasserbemessungsmittel 8 abgeschaltet und damit der Wasserdurchlauf durch die Wasserzuleitungsvorrichtung 6 gesperrt wird. Es ist noch zu bemerken, daß die Wasserzuleitungsvorrichtung 6 und die Relativbewegungsvorrichtung 12 sowie die Steuerung 4 konstruktiv so aufeinander abgestimmt sind, daß die Gesamtzeit für das Anheben und Wiederabsenken des Tragorgans 3 durch die Relativbewegungsvorrichtung 12 etwa mit der Gesamtzeit des Durchlaufs einer dem Fassungsvermögen des Gefäßes 17 entsprechenden Wassermenge durch die Wasserzuleitungsvorrichtung 6 übereinstimmt und die Steuerung 4 über diese Gesamtzeit den Steuerleitungen 19, 20, 21 und gegebenenfalls 18 Strom zuführt und daß ferner während des Anhebens des Tragorgans 3 etwa 60 bis 80% der genannten Wassermenge über die Ausflußleitung 10 in das Gefäß 17 fließen. Anstelle einer Abstimmung der Steuerung 4 auf die besagte Gesamtzeit kann die Abschaltung der Stromzufuhr zu den Steuerleitungen 19,20,21 und gegebenenfalls 18 durch die Steuerung 4 aber auch mit Hilfe eines der Steuerung 4 von der Relativbewegungsvorrichtung 12 zuzuführen-

den Endsignals erfolgen, das dann von der Relativbewegungsvorrichtung 12 abgegeben wird, wenn das Tragorgan 3 und damit der Kolben des erwähnten Druckzylinders in der Relativbewegungsvorrichtung 12 seinen Tiefstand erreicht hat Von dem nunmehr wieder abgesenkten Tragorgan 3 kann dann das fertig

zubereitete Getränk bzw. flüssige Nahrungsmittel vom Benutzer weggenommen werden. Die Einrichtung selbst befindet sich wieder im Ausgangszustand und ist damit zur Zubereitung eines neuen Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmittels bereit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunsen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur automatischen Zubereitung von Getränken und/oder flüssigen Nahrungsmitteln aus s Wasser und Ingredienzen mit einem Speicher für eine Vielzahl von zur Aufnahme der zubereiteten Getränke bzw. flüssigen Nahrungsmittel dienenden Gefäßen, einer Vorrichtung zur Entnahme von je einem Gefäß aus dem Speicher, einer mit Bemessungsmitteln zum Abmessen von je einer vorbestimmten, vom Fassungsvermögen der Gefäße abhängigen Wassermenge versehenen Vorrichtung zur Zuleitung von Wasser, und Mitteln zum Vermischen von je einer solchen vorbestimmten Wassermenge mit den zur Zubereitung eines bestimmten Getränkes bzw. flüssigen Nahrungsmitteis vorgesehenen Ingredienzen, die einen Generator zur Erzeugung elektrischer Schwingungen im Frequenzbereich der Schall- und Ultraschallschwingungen, einen Umsetzer zur Umwandlung der elektrischen Schwingungen in mechanische Schwingungen, und Übertragungsmittel zur Übertragung der mechanischen Schwingungen vom Umsetzer auf das mit den Ingredienzen zu vermischende Wasser umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jedes im Speicher (1) befindliche Gefäß schon die Ingredienzen enthält und das Vermischen mit Wasser außerhalb des Speichers (1) erfolgt, daß die Mittel zum Vermischen des Wassers mit den Ingredienzen eine stabförmige Sonotrode (16) umfassen, die mit ihrem vom Umsetzer abgewandten freien Ende nach unten weist, daß das Gefäß (17) relativ gegenüber der eintauchenden Sonotrode (16) bewegbar ist und daß die Vorrichtung zur Zuleitung des Wassers mindestens eine Ausflußleitung (10, U) aufweist, aus deren im Umfangsbereich der Sonotrode angeordneter Mündung das ausfließende Wasser an der Sonotrode (16) herab in das Gefäß (17) fließt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Zuleitung von Wasser mindestens zwei Ausflußleitungen (10, 11) aufweist, von denen eine erste (10) eine Mündung zum direkten Einfließen in das Gefäß (17) und eine zweite (11) eine im Umfangsbereich der Sonotrode angeordnete Mündung hat, und daß Steuermittel vorgesehen sind, um das Gefäß (17) über die erste Ausflußleitung (10) zunächst teilweise zu füllen und, vorzugsweise gleichzeitig, die Relativbewegung zum Eintauchen der Sonotrode (16) in das Gefäß (17) zu veranlassen und um während des Austauchens der Sonotrode (16) aus dem Gefäß (17) dieses über die zweite Ausflußleitung (11) vollständig aufzufüllen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode (17) an ihrem vom Umsetzer (15) abgewandten freien Ende eine gekrümmte, vorzugsweise konvexe, Endfläche aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Zuleitung von Wasser Heizmittel zum Erhitzen des Wassers, vorzugsweise einen Durchlauferhitzer, aufweist.