DE4337425A1

DE4337425A1 - Kaffeemaschine

Info

Publication number: DE4337425A1
Application number: DE4337425A
Authority: DE
Inventors: Nicolaas Marcel Ferdinand Dam
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1993-11-03
Publication date: 1994-06-09
Also published as: FR2698775A1; FR2698775B1; US5455887A; JPH06209857A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine mit einer ersten und einer zweiten Speisespannungsklemme, einem Heizelement, einem ersten Schaltelement und einem zweiten Schaltelement, wobei das Heizelement, das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zwischen der ersten und der zweiten Speisespannungsklemme reihengeschaltet sind, und das erste Schaltelement zum Einstellen des Heizelements auf eine erste Wärmetemperatur und das zweite Schaltelement zum Einstellen des Heizel ements auf eine zweite Wärmetemperatur geeignet sind. Unter Wärmetemperatur sei eine mittlere Temperatur verstanden, die zum Warmhalten von (einer Kaffeekanne mit) Kaffee auf einer von der Kaffeemaschine umschlossenen und mit dem Heizelement gekoppelten Wärmeplatte erzeugt wird.

Eine derartige Kaffeemaschine läßt sich zum Brühen und Warmhalten von Kaffee für Haushalt oder gewerbliche Zwecke benutzen.

Eine derartige Kaffeemaschine ist u. a. aus dem deutschen Gebrauchs muster mit der Veröffentlichungsnummer 87 01 914 bekannt. Für die Wahl der ersten oder der zweiten Wärmetemperatur enthält die bekannte Kaffeemaschine einen Druck schalter mit einer ersten und einer zweiten Position. Abhängig von der von einem Benutzer getroffenen Wahl erzeugt die bekannte Kaffeemaschine die erste oder die zweite Wärmetemperatur, wobei das erste und das zweite Schaltelement in einem ersten und einem zweiten Temperaturregler ausgeführt sind und die erste Wärmetemperatur höher ist als die zweite Wärmetemperatur. In der ersten Position entsprechend der ersten Wärmetemperatur regelt der erste Temperaturregler das Heizelement, und wird der zweite Temperaturregler mittels des Druckschalters kurzgeschlossen. In der zweiten Position entsprechend der zweiten Wärmetemperatur befindet sich der erste Temperatur regler in einem Leitzustand und der zweite Temperaturregler regelt das Heizelement.

Ein Nachteil einer derartigen Kaffeemaschine ist, daß die Position des Druckschalters nicht nur für die Wärmetemperatur, sondern auch für die Brühtempe ratur bestimmend ist. Unter Brühtemperatur sei eine mittlere Temperatur verstanden, die mittels des Heizelements zum Brühen von Kaffee erzeugt wird. Da die Position des Druckschalters für die Brühtemperatur bestimmend ist, brüht die bekannte Kaffee maschine bei Unachtsamkeit eines Benutzers Kaffee bei einer ungeeigneten Brühtempe ratur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kaffeemaschine zu schaffen, die eine verbesserte Regelung zum Einstellen des Heizelements auf die erste und die zweite Wärmetemperatur besitzt.

Eine erfindungsgemäße Kaffeemaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltelement zum Einstellen des Heizelements auf die zweite Wärmetempe ratur abhängig von einer zum Einstellen der ersten Wärmetemperatur erforderlichen Dauer ausgelegt ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Regelung für die jeweiligen Wärmetemperaturen für die Brühtemperatur unnötig bestimmend ist. Da in der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine das Einstellen der zweiten Wärmetemperatur von der zum Einstellen der ersten Wärmetemperatur erforderlichen Dauer abhängig ist, muß das Einstellen der ersten Wärmetemperatur erfolgen, bevor die zweite Wärmetem peratur von der Kaffeemaschine einstellbar ist. Infolgedessen wirkt die erste Wärmetem peratur als Brühtemperatur, wonach in Abhängigkeit von der von einem Benutzer ge troffenen Wahl die zweite Wärmetemperatur zum Warmhalten einer Kaffeekanne mit Kaffee verwendbar ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kaffee maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltelement mit einem Tempera turregler mit einem ersten Schalter und einem Temperatursensor versehen ist, wobei der erste Schalter mit dem Heizelement und dem zweiten Schaltelement zwischen der ersten und der zweiten Speisespannungsklemme seriell gekoppelt ist. Wenn der erste Schalter mittels eines Temperaturreglers ausgeführt ist, befindet sich der erste Schalter für die Dauer der Heizzeit in einem leitenden Zustand, bis der Temperatursensor eine Über schreitung einer ersten Temperaturschwelle detektiert, und befindet sich der ersten Schalter für die Dauer einer Abkühlzeit in einem Sperrzustand, bis eine zweite Tempe raturschwelle erreicht wird. In der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine, in der das zweite Schaltelement die zweite Wärmetemperatur abhängig von einer für die erste Wärmetemperatur erforderlichen Dauer einstellt, kann die Heizdauer oder die Ab kühldauer als maßgebende Dauer benutzt werden. Zum Erhalten der zweiten Wärme temperatur, die niedriger ist als die erste Wärmetemperatur, befindet sich das zweite Schaltelement eine kürzere Zeit als das erste Schaltelement (der erste Schalter) in einem leitenden Zustand oder befindet sich das zweite Schaltelement eine längere Zeit als das erste Schaltelement (der erste Schalter) in einem Sperrzustand.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kaffee maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltelement mit einem zweiten Schalter und einem Signalsensor versehen ist, wobei der zweite Schalter mit dem Heizelement und dem ersten Schaltelement zwischen der ersten und der zweiten Speisespannungsklemme seriell gekoppelt und der Signalsensor zum Regeln des zweiten Schalters ausgelegt ist. Entsprechend dem ersten Schalter verwirklicht der zweite Schalter eine Unterbrechung des Stroms, der mittels des Heizelements für die zweite Wärmetemperatur sorgt. Mit dem Signalsensor werden die zum Einstellen der ersten Wärmetemperatur erforderliche Zeit aufgezeichnet und der zweite Schalter auf Basis der maßgebenden Dauer geregelt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemaßen Kaffeemaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß der Signalsensor mit einem Widerstand und einem Mikroprozessor versehen ist, wobei der Widerstand mit dem Heizelement, dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schalter zwischen der ersten und der zweiten Speises pannungsklemme seriell gekoppelt ist, und der Mikroprozessor sich zum Regeln des zweiten Schalters abhängig von einer am Widerstand liegenden Spannung eignet. Das betreffende Ausführungsbeispiel ist eine einfache Implementierung des Signalsensors. Im leitenden Zustand des ersten (und des zweiten) Schalters führt der Widerstand eine vom Strom erzeugte Spannung. Wenn die Zeit, in der die Spannung vorhanden ist oder nicht, vom Mikroprozessor aufgezeichnet wird, wird die zum Einstellen der ersten Wärmetemperatur erforderliche Zeit erhalten. Zum Aufzeichnen kann der Mikro prozessor mit einer Komparatorschaltung, einer Speicherschaltung und einer Takt geberschaltung ausgerüstet sein.

Diese und andere Eigenschaften der Erfindung (mit weiteren Einzelheiten) werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kaffee maschine, und

Fig. 2 eine elektrische Schaltung für eine erfindungsgemäße Kaffee maschine.

In diesen Figuren sind gleiche Bauteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kaffeemaschine dargestellt. Die Ausführungsform enthält ein Wärme und Wasser leitendes Gußstück (oder eine Rohrpumpe) 1, das zum Zuführen von kaltem Wasser mit einem Wasserbehälter 2 über eine Wasserzuleitung 3 und zum Ableiten von warmem Wasser mit einer Wasserausflußleitung 4 mittels einer Wasserabfuhrleitung 5 verbunden ist. Zur Vervollständigung der Kaffeemaschine enthält die Ausführungsform eine Kaffeekanne 6, die unter einer Filtereinrichtung 7 und auf eine Wärmeplatte gestellt werden kann. Zum Heizen des Wärme und Wasser leitenden Gußstücks 1 und der Wärmeplatte 8 enthält die Ausführungsform eine Schaltung 9, die zum Einstellen eines Heizelements (12) auf eine erste oder eine zweite Wärmetemperatur ausgelegt ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Heizelement (12) nicht in einem mit der elektrischen Schaltung 9 versehenen Modul, sondern nahe beim Wärme und Wasser leitenden Gußstück 1 und der Wärmeplatte 8 angeordnet.

In Fig. 2 ist eine elektrische Schaltung für eine erfindungsgemäße Kaffeemaschine dargestellt. Die betreffende Schaltung enthält eine erste 10 und eine zweite Speisespannungsklemme 11, ein Heizelement 12, das mit dem Wärme und Wasser leitenden Gußstück (1) und der Wärmeplatte (8) (thermisch) gekoppelt ist, ein erstes Schaltelement 13, das mit einem Temperaturregler mit einem ersten Schalter 15 und einem Temperatursensor versehen ist, und ein zweites Schaltelement 14, das mit einem zweiten Schalter 17 und einem Signalsensor mit einem Widerstand 18 und einem Mikroprozessor 19 versehen ist. Während das Heizelement 12, der Schalter 15, der Schalter 17 und der Widerstand 18 zwischen den Speisespannungsklemmen 10 und 11 seriell gekoppelt sind, werden der Schalter 15 vom Temperatursensor 16 und der Schalter 17 vom Mikroprozessor (19) geregelt. Zum Regeln des Schalters 17 ist der Mikroprozessor 19 über den Widerstand 18 gekoppelt und der Mikroprozessor 19 emp fängt ein Regelsignal S, das mit einer von einem Benutzer getroffenen Wahl der ersten oder der zweiten Wärmetemperatur zusammenhängt. Der Mikroprozessor 19 wird über eine nicht dargestellte Speiseschaltung mit einer den Speisespannungsklemmen 10 und 11 zugeführten (Netz-) Speisespannung gespeist. Zur Erläuterung der Wirkung der Schaltung unterscheidet man zwischen einem Brühmodus und einem Wärmemodus der Kaffeemaschine. Wenn den Speisespannungsklemmen 10 und 11 mittels eines nicht dargestellten Hauptschalters die (Netz-)Speisespannung zugeführt wird, tritt die Kaffeemaschine in den Brühmodus und die Schaltelemente 13 und 14 befinden sich dabei in einem leitenden Zustand. Die (Netz-)Speisespannung und der leitende Zustand lösen einen elektrischen Strom durch das Heizelement 12 aus, und mit diesem Strom erwärmt das Heizelement 12 das Wärme und Wasser leitende Gußstück (1). Wenn der Wasserbehälter (2) mit (kaltem) Wasser gefüllt ist, wird der Brühmodus erhalten. Das in dem Wärme und Wasser leitenden Gußstück (1) vorhandene Wasser wird erwärmt und aus dem Wasserbehälter (2) nach der Wasserausflußleitung gepumpt. Nach dem Entleeren des Wasserbehälters steigt die Wärmetemperatur des Wärme und Wasser leitenden Gußstücks (1) auf eine erste Temperaturschwelle an, was im Schaltelement 13 (d. h. im Temperatursensor 16) detektiert wird. Hierdurch tritt das Schaltelement 13 (d. h. der Schalter 15) in einen Sperrzustand und der elektrische Strom durch das Heizelement 12 wird unterbrochen, was das Schaltelement 14 (d. h. der aus dem Widerstand 18 und dem Mikroprozessor bestehende Signalsensor) detektiert. Nach dem Abkühlen des Wärme und Wasser leitenden Gußstücks (1) auf eine zweite Tempera turschwelle kehrt das Schaltelement 13 (d. h. der Schalter 15) in den leitenden Zustand zurück und die Kaffeemaschine kehrt (nach einer vorgegebenen Zeit) aus dem Brühmo dus in den Wärmemodus zurück.

Abhängig von einer von einem Benutzer getroffenen Wahl, die mit dem Regelsignal S nach dem Schaltelement 14 (d. h. dem Mikroprozessor 19) weitergeleitet wird, erzeugt die Kaffeemaschine die erste oder die zweite Wärmetemperatur. Bei der Wahl der ersten Wärmetemperatur regelt das Schaltelement 13 (d. h. der Schalter 15) das Heizelement 12 und befindet sich dabei jeweils in einem leitenden Zustand bis zum Erreichen der ersten Temperaturschwelle und nach dem Erreichen der zweiten Temperaturschwelle. Die betreffende Wirkung des Schaltelements 13 entspricht der betreffenden Wirkung im Brühmodus. Bei der Wahl der zweiten Wärmetemperatur regelt das Schaltelement 14 das Heizelement 12. Zum Erzeugen der zweiten Wärmetem peratur ist das Schaltelement 14 zum Aufzeichnen einer zum Einstellen der ersten Wärmetemperatur erforderlichen Zeit ausgelegt. Die vom Schaltelement 13 bestimmte Zeit betrifft eine Dauer, die zwischen einer Überschreitung einer vom Schaltelement 13 bestimmten ersten Temperaturschwelle und einer Überschreitung einer vom Schalt element 13 bestimmten zweiten Temperaturschwelle (Abkühlzeit) oder zwischen einer Überschreitung der zweiten Temperaturschwelle und einer Überschreitung der ersten Temperaturschwelle (Erwärmungszeit) liegt. Die Dauer kann am Ende des Brühmodus oder am Anfang des Wärmemodus aufgezeichnet werden. In der Schaltung nach Fig. 2 erfolgt die Aufzeichnung der Dauer mit Hilfe des den Widerstand 18 durchfließenden (elektrischen) Stroms. Den betreffenden Strom setzt der Widerstand 18 in eine Span nung um, auf deren Basis der Mikroprozessor 19 die Zeit aufzeichnet. Der elektrische Strom, mit dem das Heizelement 12 die Wärmeplatte (8) erwärmt, durchfließt zum Erzeugen der zweiten Wärmetemperatur in einem Bruchteil der Zeit das Schaltelement 14.

Ein offensichtlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine ist, daß das Kaffeebrühen immer im Brühmodus bei der ersten Wärmetemperatur erfolgt, die sich zum Kaffeebrühen eignet. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemaßen Kaffeemaschine ist, daß sie zum Erzeugen der ersten und der zweiten Wärmetemperatur nur eine beschränkte Netzspannungsverschmutzung dadurch bewerkstelligt, daß die (Netz-)Speisespannung mit einer niedrigen Frequenz (d. h. jeweils nach einer Anzahl von Netzspannungszyklen) geschaltet wird.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungs formen und die dargestellte Zeichnung. Ein Fachmann kann sich im Rahmen der Erfin dung eine Anzahl von Abwandlungen ausdenken. Eine mögliche Abwandlung bezieht sich auf das Heizelement, das nicht sowohl mit dem Wärme und Wasser leitenden Gußstück als auch mit der Wärmeplatte (thermisch) gekoppelt zu sein braucht. Eine andere Abwandlung bezieht sich auf das erste und das zweite Schaltelement, die auf mehrere Weisen ausführbar sind. Eine weitere Abwandlung betrifft den ersten und den zweiten Schalter, die mittels eines einzigen Schalters ausführbar sind, den der Tempera tursensor und der Signalsensor regeln, und wobei die erste Wärmetemperatur niedriger oder höher als die zweite Wärmetemperatur sein kann. Eine andere Abwandlung betrifft den Mikroprozessor, der für ein weiteres Regeln der Kaffeemaschine ausgelegt sein kann. Ein Beispiel einer weiteren Regelung ist das Feststellen eines ungewöhnlichen Temperaturverlaufs. Ein ungewöhnlicher Temperaturverlauf tritt beispielsweise auf, wenn im Wärmemodus im Wasserbehälter Wasser nachgefüllt wird. Durch das Zuführen von Wasser kann der Mikroprozessor den Wärmemodus beenden und nach dem Brühmodus zurückkehren.

Claims

1. Kaffeemaschine mit einer ersten (10) und einer zweiten Speisespannungs klemme (11), einem Heizelement (12), einem ersten Schaltelement (13) und einem zweiten Schaltelement (14), wobei das Heizelement (12), das erste Schaltelement (13) und das zweite Schaltelement (14) zwischen der ersten (10) und der zweiten Speisespan nungsklemme (11) reihengeschaltet sind, und das erste Schaltelement (13) zum Ein stellen des Heizelements (12) auf eine erste Wärmetemperatur und das zweite Schaltele ment (14) zum Einstellen des Heizelements (12) auf eine zweite Wärmetemperatur geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltelement (14) zum Ein stellen des Heizelements (12) auf die zweite Wärmetemperatur abhängig von einer zum Einstellen der ersten Wärmetemperatur erforderlichen Dauer ausgelegt ist.

2. Kaffeemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltelement (13) mit einem Temperaturregler mit einem ersten Schalter (15) und einem Temperatursensor (16) versehen ist, wobei der erste Schalter (15) mit dem Heizelement (12) und dem zweiten Schaltelement (14) zwischen der ersten (10) und der zweiten Speisespannungsklemme (11) seriell gekoppelt ist.

3. Kaffeemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltelement (14) mit einem zweiten Schalter (17) und einem Signalsensor (18, 19) versehen ist, wobei der zweite Schalter (17) mit dem Heizelement (12) und dem ersten Schaltelement (13) zwischen der ersten (10) und der zweiten Speisespannungs klemme (11) seriell gekoppelt und der Signalsensor (18,19) zum Regeln des zweiten Schalters (17) ausgelegt sind.

4. Kaffeemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalsensor (18, 19) mit einem Widerstand (18) und einem Mikroprozessor (19) versehen ist, wobei der Widerstand (18) mit dem Heizelement (12), dem ersten Schal telement (13) und dem zweiten Schalter (17) zwischen der ersten (10) und der zweiten Speisespannungsklemme (11) seriell gekoppelt ist, und der Mikroprozessor (19) sich zum Regeln des zweiten Schalters (17) abhängig von einer am Widerstand liegenden Spannung eignet.