WO2001026515A2 - Timer-/temperaturgesteuerter kaffeeautomat - Google Patents

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WO2001026515A2
WO2001026515A2 PCT/EP2000/009824 EP0009824W WO0126515A2 WO 2001026515 A2 WO2001026515 A2 WO 2001026515A2 EP 0009824 W EP0009824 W EP 0009824W WO 0126515 A2 WO0126515 A2 WO 0126515A2
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WO
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water heater
temperature
time
control device
coffee machine
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PCT/EP2000/009824
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WO2001026515A3 (de
Inventor
Norbert Hofer
Original Assignee
E.I.S. Gmbh
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Publication date
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    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/52—Alarm-clock-controlled mechanisms for coffee- or tea-making apparatus ; Timers for coffee- or tea-making apparatus; Electronic control devices for coffee- or tea-making apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47J31/525—Alarm-clock-controlled mechanisms for coffee- or tea-making apparatus ; Timers for coffee- or tea-making apparatus; Electronic control devices for coffee- or tea-making apparatus the electronic control being based on monitoring of specific process parameters
    • A47J31/5253—Alarm-clock-controlled mechanisms for coffee- or tea-making apparatus ; Timers for coffee- or tea-making apparatus; Electronic control devices for coffee- or tea-making apparatus the electronic control being based on monitoring of specific process parameters of temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
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    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/54—Water boiling vessels in beverage making machines
    • A47J31/542—Continuous-flow heaters
    • A47J31/545—Control or safety devices

Definitions

  • the invention relates to a coffee machine in which the water from a fresh water container through a water heater is supplied to a coffee filter leads above and in which the water heater at least one temperature-dependent switch transmits (preamble of claim 1).
  • Coffee machines in which the water from a fresh water tank is fed through a water heater to a coffee filter and in which the water heater carries at least one temperature-dependent switch have long been known. In order to increase the usefulness of the coffee machines, additional functions have been added over time.
  • DE 29 04 431 B1 an electric coffee machine with an end-of-brew indicator is known, in which a first temperature-dependent switch is thermally coupled to the instantaneous water heater and its temperature is regulated after the drying process in the keeping-warm mode. Since the commercially available NTC resistors have large tolerances and, on the other hand, the time delay that the last water conveyed into the coffee filter needs to be approximately 2 minutes must flow to flow into the coffee pot, the object of DE 29 04 431 Bl serves as a timing element of the water heater. The slowly propagating temperature change occurring in its area after the drying process actuates a second temperature-dependent switch (18) arranged in the end section of the instantaneous water heater after the drying process is delayed and triggers the display.
  • a second temperature-dependent switch (18) arranged in the end section of the instantaneous water heater after the drying process is delayed and triggers the display.
  • a coffee or tea machine is known from DE 42 18 440 AI, which has a decalcification display device with an indicator lamp arranged in a housing wall, which in the event of a temperature rise in the Surrounding area of the water heater is switched on due to calcification of the flow tube.
  • the indicator lamp can be switched on via a thermal switch to which two heating resistors are assigned. One of the two heating resistors can be switched on via a second thermal switch arranged in the area of the instantaneous water heater.
  • this is dimensioned such that the thermal switch of the indicator lamp only responds when the flow tube is calcified and thus the temperature rise in the area surrounding the flow heater that occurs at the beginning of the brewing water production.
  • the other heating resistor is connected in series with the thermal switch of the indicator lamp and has a heating power which keeps the thermal switch in the ON position.
  • the continuous-flow heater has a resistance heating wire in addition to a channel which conducts the water to be heated, which heating wire, in addition to various switching and regulating devices, e.g. Temperature monitor is assigned to a fire safety device taken up by a carrier. Due to the fact that the support receiving the fire safety device is designed as a structural unit that can be attached to the resistance heating wire, it is possible to manufacture the support and the fire safety device as a preassembled structural unit, which, without the interposition of cables or connecting means, requires practically no assembly effort with the most fire-prone component, namely the resistance heating wire, can be brought into operative connection.
  • a coffee or tea machine with a warming heater which has an electric heater and a temperature controller, the controller switching the electric heater on and off in cycles.
  • the keep-warm heater in keep-warm mode serves as a clock for a time switch device.
  • This clock is realized mechanically by the combination of memory metal wire, tension spring, swivel lever and ratchet wheel.
  • the temperature controller switches the instantaneous water heater back on, which extends the memory metal wire again and causes the switching wheel to be rotated by one tooth width.
  • This controller game of the instantaneous water heater continues at about a 10-minute interval until an attachment of the switching wheel reaches the switch and the warming-up operation is ended as a result.
  • the G 89 12 110.4 Ul is an electric coffee machine with a base housing and one with an electric radiator Continuous-flow heater and a warming plate embedded in the base housing for a coffee pot which holds the brewed coffee are known.
  • the coffee machine is equipped with a safety device known per se for the automatic interruption of the power supply after a certain period of time, starting with switching off the instantaneous water heater or ending the brewing process.
  • a safety device known per se for the automatic interruption of the power supply after a certain period of time, starting with switching off the instantaneous water heater or ending the brewing process.
  • the use of such a safety device ensures that after a certain period of time the heating of the warming plate is also switched off by interrupting the power supply.
  • G 88 01 532.7 Ul is a coffee machine with a water reservoir, a water heater that can be connected to the electrical power supply network, a water outlet that introduces the heated water into a filter, and a sensor that switches off the water heater when the water supply is used up.
  • a signal generator for an acoustic and / or optical signal is provided, which is connected in parallel to the sensor and has a switch-on delay stage and which is activated as a start signal by a switching process triggered by the sensor.
  • a thermostat serves as the sensor and, after the adjustable delay has elapsed, a melody sounds, for example, regardless of whether the thermostat has closed / reopened the heating circuit of the instantaneous water heater.
  • a method for preparing coffee in a coffee machine which has a water container, a device having an electrical resistance heating element for heating the water and for guiding the hot water from the container into a filter containing ground coffee and a device for grinding Has coffee and dispensing in the coffee filter.
  • a central processing and processor unit In order to control the coffee preparation process according to the number of cups of coffee to be prepared, a central processing and processor unit is provided, whereby a signal is taken from an electrical storage device which represents a time-coordinated period of hot water flow for a selected number of cups, in which case that Water is heated and the hot water is caused to flow from the container to the filter, generating clock pulses for the timed period represented by the signal, and heating and flow of hot water after the timed period has ended preparation of the selected number of cups. If the water level in the container runs out during a preparation cycle, this is determined by means of a low water shutdown and the rest of the preparation period is saved. After filling the container, the preparation can be carried out in the right time for the desired number of cups. In addition, an alarm device connected to the low water cut-off can also be provided to ensure that there is always a minimal amount of water in the container, thereby preventing the formation of scale.
  • the calcification device has a water level measuring or adjusting device coupled to a timer.
  • a level measuring device one that interacts with the water and extends over at least part of the height of the fresh water container electrical resistance or a pressure cell arranged at the outlet of the fresh water tank can be provided.
  • the adjustable short-time meter can be set to a specific runtime manually or via the level measuring device and can have a bimetal heated by its own heating resistor and / or by a water heater (radiator). If the timer switches off the heating of the water heater after a certain running time - assigned to the number of cups filled in the fresh water tank - and the level measuring device detects any water remaining in the fresh water tank, the calcification indicator is activated.
  • the invention is based on the object of designing a coffee machine in such a way that the risk of fire - in particular in the case of coffee machines with an automatically operating one electronic time control device - is largely avoided.
  • a control device is arranged in the coffee machine, which switches on the instantaneous heater in accordance with a time which can be predetermined by the user and which switches the time until a certain temperature is reached and which switches the instantaneous water heater off again if the temperature falls below a certain time.
  • the coffee machine according to the invention has the advantage that the operational safety is increased in a surprisingly simple manner and a fire risk is avoided.
  • the control device according to the invention does not control the time, but the function of the coffee machine itself. This means that the use of a fuse cannot be used at all.
  • the invention is based on the finding that the function of the coffee machine can be derived from the time until a certain temperature is reached. Significant energy savings can also be achieved, since warm water operation is not initiated if there is no water in the fresh water tank. It is also advantageous that both cost-effective production of the coffee machine according to the invention and a high level of functionality are ensured, in particular without being associated with cumbersome or difficult handling for the user.
  • the control device derives the period of time from the current flow through the heater body of the instantaneous water heater or measures the period of time between the initial activation of the instantaneous water heater and the opening of the temperature-dependent switch.
  • control device is connected to the temperature-dependent switch and this switches off the power supply to the control device when the predetermined time is undershot.
  • the temperature-dependent switch causes the instantaneous heater to be switched on and off intermittently after the specific temperature has been exceeded. If the control device does not detect any intermittent operation after the cyclical heater has been switched on several times at a predetermined time and the sequential heater has been switched off, then no more time-dependent switching on of the continuous heater is effected. With this development of the invention, it is ensured that after repeated unsuccessful initiation of the brewing process on standby operation is reliably exited. Thus, although the user has forgotten to switch off the coffee machine before the start of the holiday, the control device automatically does so. In addition to the safety aspect, it is also advantageous that the energy consumption is reduced even further.
  • the coffee machine has a communication module which - for the transmission of measurement and remote control signals via at least one bus line or a power supply line or via a radio channel - is connected both to the control device and to a remote control center or a remote control device ,
  • the coffee machine according to the invention can also be used in systems for remote control or remote control.
  • the corresponding commands are encoded and sent as electrical impulses via wire or radio to a receiver (e.g. BCU), e.g. to operate the mains switch or to trigger a relay.
  • a receiver e.g. BCU
  • This remote control can also be triggered via the telephone network by coupling with cordless telephones (DECT) or with mobile radio devices (for example according to the GSM standard) or a broadband TV cable network.
  • DECT cordless telephones
  • mobile radio devices for example according to the GSM standard
  • FIG. 1 is a view of the coffee machine according to the invention, in which the water from a fresh water tank 1 is fed to a continuous-flow heater 2, consisting of a water-carrying continuous tube 7 and a heating body 6.
  • a continuous-flow heater 2 the water supplied from the fresh water tank 1 is heated and fed via a riser pipe 8 and an overflow pipe 9 to a coffee filter 3, which is located above a coffee pot 10.
  • the instantaneous water heater 2 carries at least one temperature-dependent switch 4, which switches off the instantaneous water heater 2 at the end of the brewing process and when a certain temperature is exceeded.
  • a control device 5 is arranged in the coffee machine, which switches on the instantaneous water heater 2 in accordance with a time which can be predetermined by the user, which measures the time until a certain temperature is reached and which switches the instantaneous water heater 2 off again (relay 14) if a certain length of time occurs here is undercut.
  • the period of time can be derived from the control device 5 either from the current flow through the Schuppe ⁇ er 6 of the instantaneous water heater 2 or the time period between the first activation of the instantaneous water heater 2 and the opening of the temperature-dependent switch 4 is measured.
  • the coffee machine according to the invention works as follows:
  • the control device 5 is activated in the AUTOMATIC operating position via a switch 12 which can be operated manually by the user and has three operating positions ON / OFF or AUTOMATIC.
  • the AUTOMATIC operating position is optically indicated by an LED display 11 or the like.
  • the control device 5 switches the heating element 6 at the time pre-programmed by the user (input via a keyboard (not shown in the drawing and corresponding display or by means of a rotary switch)) of the water heater 5 a. If the time falls below 50 seconds, for example, because no water has been filled into the fresh water tank 1, the control device 5 switches off, so that the temperature-dependent switch 4 is no longer in intermittent operation (for the hotplate, in the Drawing not shown) passes.
  • the temperature-dependent switch 4 switches on the heating element 6 of the continuous-flow heater 5 at regular intervals (for example 10 minutes) until after a certain time (fixed or can be entered by the user via the keyboard) the control device 5 ends the intermittent operation.
  • the intermittent operation can also be switched off or terminated when the duration falls below the predetermined time by the control device 5 being connected to the temperature-dependent switch 4 and the latter switching off the power supply to the control device 5.
  • the control device 5 In the event of repeated cyclical activation of the instantaneous water heater 2 at the predetermined time and successive deactivation of the instantaneous water heater 2 without intermittent operation, the control device 5 no longer effects a time-dependent activation of the instantaneous water heater 2.
  • This operating state can be optically signaled to the user by an LED display 13 or the like (fault display).
  • the coffee machine according to the invention is easy to handle and has the advantages that the risk of fire is reliably avoided in a simple manner and that savings in energy costs are made possible.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown.
  • Such technology can be used, for example, as part of building automation as an installation bus system for flexible logical assignment of sensors (switches, temperature sensors, anemometers, control devices) to actuators (dimmers, heaters, blinds, etc.) or to switch on the mains socket (with connected consumers) or to switch on of the consumer can be used by means of a communication module in the coffee machine according to the invention.
  • the information in turn is encoded in a suitable manner and transmitted as RF signals in the form of modulated carrier frequencies.
  • ASK amplitude shift keying
  • FSK frequency shift keying
  • PSK phase shift keying
  • bus coupling units fulfill the send and receive functions of the network transmission system.
  • the advantage of a particularly cost-effective solution of the combination of such a remote control concept with the automatic coffee machine according to the invention is that the programming can be carried out via corresponding control modules of the remote control center, as can functions such as timers and evaluation of sensor signals such as temperature.
  • the outlay for the control device (microcontroller) arranged in the coffee machine can thus be reduced since, for example, the central timer function is also used, both for switching on at the pre-programmed time and for time measurement during operation.
  • the control device then essentially only takes on the function of an intelligent converter. Furthermore, it is conceivable, for example, within the scope of the invention to provide the control according to the invention with combined time-temperature measurement also in hot water storage tanks, boiling water devices or in cookers; use an NTC resistor for the temperature-dependent switch instead of a bimetal switch; use the control device as a short-circuit protection (current measurement); to provide another electric heater instead of a water heater; feedback via a communication module: coffee is ready, no water is filled, ... to be displayed as an SMS in the display of a cell phone or multimedia product or a PC, PDA etc. All shown and described execution options, as well as all new individual features disclosed in the description and / or drawing and their combination with each other, are essential to the invention.

Abstract

Um die Brandgefahr - insbesondere bei Kaffeemaschinen mit einer automatisch arbeitenden elektronischen Zeitsteuereinrichtung - weitgehend zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung (5) angeordnet ist, welche nach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer (2) einschaltet, welche die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer (2) wieder ausschaltet, wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird.

Description

"Timer-/Temperaturgesteuerter Kaffeeautomat"
Die Erfindung betrifft einen Kaffeeautomat, bei dem das Wasser aus einem Frischwasserbehälter durch einen Durchlauferhitzer einem Kaffeefilter zugeführt wird und bei dem der Durchlauferhitzer mindestens einen temperaturabhängigen Schalter trägt (Oberbegriff des Patentanspruchs 1).
Kaffeemaschinen, bei denen das Wasser aus einem Frischwasserbehälter durch einen Durchlauferhitzer einem Kaffeefilter zugeführt wird und bei denen der Durchlauferhitzer mindestens einen temperaturabhängigen Schalter trägt, sind seit langem bekannt. Um den Gebrauchsnutzen der Kaffeemaschinen zu erhöhen, wurden diese im Laufe der Zeit mit Zusatzfunktionen ergänzt.
Beispielsweise ist aus der DE 29 04 431 Bl eine elektrische Kaffeemaschine mit einer Brüh-Ende-Anzeige bekannt, bei der ein erster temperaturabhängiger Schalter thermisch an den Durchlauferhitzer gekoppelt ist und dessen Temperaturen nach dem Trockengehen im Warmhaltebetrieb regelt. Da die handelsüblichen NTC-Widerstände große Toleranzen aufweisen und andererseits die Zeitverzögerung etwa 2 Minuten betragen muß, die das letzte in den Kaffeefilter geförderte Wasser benötigt, um in die Kaffeekanne zu fließen, dient beim Gegenstand der DE 29 04 431 Bl als Zeitglied der Durchlauferhitzer. Die in seinem Bereich nach dem Trockengehen auftretende, langsam sich fortpflanzende Temperaturänderung betätigt einen zweiten, im Endabschnitt des Durchlauferhitzers angeordneten temperaturabhängigen Schalter (18) nach dem Trockengehen verzögert und löst die Anzeige aus.
Weiterhin ist aus der DE 42 18 440 AI eine Kaffee- oder Teemaschine bekannt, welche eine Entkalkungsanzeigevorrichtung mit einer in einer Gehäusewandung angeordneten Anzeigelampe aufweist, welche bei einem Temperaturanstieg im Umgebungsbereich des Durchlauferhitzers infolge einer Verkalkung des Durchlaufrohres eingeschaltet wird. Um zu erreichen, dass auch nach Beendigung des Brühprozesses die Anzeigelampe aufleuchtet, ist die Anzeigelampe über einen thermischen Schalter einschaltbar, dem zwei Heizwiderstände zugeordnet sind. Einer der zwei Heizwiderstände ist über einen im Bereich des Durchlauferhitzers angeordneten zweiten thermischen Schalter einschaltbar. Dieser ist hinsichtlich seiner Heizleistung derart bemessen, dass der thermische Schalter der Anzeigelampe ausschließlich bei verkalktem Durchlaufrohr und damit schon zu Beginn der Brühwassererzeugung eintretendem Temperaturanstieg im Umgebungsbereich des Durchlauferhitzers anspricht. Der andere Heizwiderstand ist mit dem thermischen Schalter der Anzeigelampe in Reihe geschaltet und weist eine den thermischen Schalter in Einschaltstellung haltende Heizleistung auf.
Um beim Betrieb eines Kaffeeautomaten eine Brandgefahr in jeder Betriebsstellung nahezu ausschließen zu können, ist aus dem DE 90 03 794 Ul bekannt, dass der Durchlauferhitzer neben einem das zu erhitzende Wasser leitenden Kanal einen Widerstandsheizdraht aufweist, welchem neben verschiedenen Schalt- und Regeleinrichtungen, wie z.B. Temperaturwächter, eine von einem Träger aufgenommene Brandsicherung zugeordnet ist. Dadurch, dass der die Brandsicherung aufnehmende Träger als auf den Widerstandsheizdraht aufbringbare Baueinheit ausgebildet ist, ist es möglich den Träger und die Brandsicherung als vormontierte Baueinheit herzustellen, die ohne Zwischenschaltung von Kabel- bzw. Verbindungsmitteln praktisch ohne Montageaufwand mit dem am stärksten brandgefährdeten Bauelement, nämlich dem Widerstandsheizdraht, in Wirkverbindung gebracht werden kann.
Um die Brandgefahr bei Kaffeemaschinen mit einer automatisch arbeitenden elektronischen Zeitsteuereinrichtung zu vermeiden, ist es aus der US 4,566,802 AI bekannt, dass der Benutzer täglich, vorzugsweise am Vorabend, nach dem Einfüllen von Wasser bzw. Kaffeepulver, manuell eine Taste zum Aktivieren der Zeitsteuereinrichtung betätigen muß. Erst dadurch wird der Brühvorgang zur vo rogrammierten Zeit am nächsten Tag gestartet.
Weiterhin ist aus der DE 40 41 328 AI eine Kaffee- oder Teemaschine mit einer Warmhalteheizung bekannt, die eine elektrische Heizung und einen Temperaturregler aufweist, wobei der Regler im Warmhaltebetrieb die elektrische Heizung Taktweise ein- und ausschaltet. Um den Warmhaltebetrieb nach einer bestimmten Zeit zu beenden, dient die Warmhalteheizung im Warmhaltebetrieb als Taktgeber einer Zeitschalteinrichtung. Dieser Taktgeber wird mechanisch durch die Kombination von Memorymetall-Draht, Zugfeder, Schwenkhebel und Schaltrad realisiert. Wenn der Wasservorrat aus dem Frischwasserbehälter verbraucht ist und der Durchlauferhitzer trockengegangen ist, wird der Durchlauferhitzer noch etwas heißer, worauf der Temperaturregler den Heizstrom des Durchlauferhitzers abschaltet. In der darauffolgenden Abkühlphase kommt es zu einer relativ schnellen Verkürzung des nun weniger beheizten Memorymetall- Drahtes, wodurch eine Entsperrung über den Schwenkhebel bewirkt wird. Nach der etwa 10-minütigen Abkühlphase schaltet der Temperaturregler den Durchlauferhitzer wieder ein, wodurch der Memorymetall-Draht wieder verlängert wird und ein Drehen des Schaltrades um eine Zahnbreite bewirkt wird. Dieses Reglerspiel des Durchlauferhitzers setzt sich solange in etwa 10- minütigem Abstand fort, bis ein Ansatz des Schaltrads den Schalter erreicht und dadurch der Warmhaltebetrieb beendet wird.
Weiterhin ist aus dem G 89 12 110.4 Ul eine elektrische Kaffeemaschine mit einem Sockelgehäuse sowie einem einen elektrischen Heizkörper aufweisenden Durchlauferhitzer und einer im Sockelgehäuse eingelassenen Warmhalteplatte für eine den gebrühten Kaffee aufnehmenden Kaffeekanne bekannt. Zusätzlich ist die Kaffeemaschine mit einer an sich bekannten Sicherheitsvorrichtung für die automatische Stromversorgungsunterbrechung nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, beginnend mit Abschaltung des Durchlauferhitzers bzw. Beendigung des Brühvorganges ausgerüstet. Durch die Benutzung einer solchen Sicherheitsvorrichtung, wie diese beispielsweise von Bügeleisen bekannt ist, wird sichergestellt, dass nach einer bestimmten Zeitspanne auch die Beheizung der Warmhalteplatte durch Unterbrechung der Stromversorgung abgeschaltet wird.
Weiterhin ist aus dem G 88 01 532.7 Ul eine Kaffeemaschine mit einem Wasservorratsbehälter, einem an das elektrische Energieversorgungsnetz anschließbaren Durchlauferhitzer, einem das erhitzte Wasser in einen Filter einleitenden Wasserauslass und einem Sensor, der den Durchlauferhitzer abschaltet, wenn der Wasservorrat verbraucht ist, bekannt. Zusätzlich ist ein Signalgeber für ein akustisches und/oder optisches Signal vorgesehen, welcher zum Sensor parallel geschaltet ist und eine Einschaltverzögerungsstufe aufweist und welcher durch einen vom Sensor ausgelösten Schaltvorgang als Startsignal aktiviert wird. Als Sensor dient ein Thermostat und nach Ablauf der einstellbaren Verzögerung ertönt beispielsweise eine Melodie, unabhängig davon, ob der Thermostat den Stromkreis der Heizung des Durchlauferhitzers wieder geschlossen / wieder geöffnet hat.
Weiterhin ist aus der DE 32 19 022 AI ein Verfahren zum Zubereiten von Kaffee in einer Kaffeemaschine bekannt, welche einen Wasserbehälter, eine ein elektrisches Widerstandsheizelement aufweisende Einrichtung zum Aufheizen des Wassers und zum Führen des heißen Wassers von dem Behälter in einen gemahlenen Kaffee enthaltenden Filter und eine Einrichtung zum Mahlen von Kaffee und Ausgabe in den Kaffeefilter aufweist. Um den Kaffeezubereitungsprozess entsprechend der Anzahl der zuzubereitenden Tassen Kaffees zu steuern, ist eine zentrale Verarbeitungs- und Prozessoreinheit vorgesehen, wobei aus einer elektrischen Speichereinrichtung ein Signal entnommen wird, welches eine zeitlich abgestimmte Periode heißen Wasserflusses für eine ausgewählte Anzahl von Tassen darstellt, wobei dann das Wasser aufgeheizt und es bewirkt wird, dass das heiße Wasser aus dem Behälter zu dem Filter fließt, wobei für die durch das Signal repräsentierte, zeitlich abgestimmte Periode taktmäßige Impulse erzeugt werden und wobei das Aufheizen und der Fluss heißen Wassers bei Beendigung der zeitlich abgestimmten Periode nach der Zubereitung der ausgewählten Anzahl Tassen beendet werden. Sollte während eines Zubereitungszyklus der Wasservorrat im Behälter zu Ende sein, so wird dies mittels einer Niedrigwasserabschaltung festgestellt und der Rest der Zubereitungsperiode wird gespeichert. Nach Auffüllen des Behälters kann die Zubereitung in der richtigen Zeit für die gewünschte Anzahl von Tassen ausgeführt werden. Zusätzlich kann auch eine mit der Niedrigwasserabschaltung verbundene Alarmeinrichtung vorgesehen sein, um sicherzustellen, dass in dem Behälter immer eine minimale Menge Wasser vorhanden ist, wodurch die Bildung von Kesselstein verhindert wird.
Schließlich ist aus der DE 26 52 399 AI eine elektrische Kaffeemaschine mit einem Frischwasserbehälter, aus dem Wasser durch einen Wassererhitzer einem Kaffeefilter zugeführt wird, und einer Verkalkungsanzeigeeinrichtung bekannt. Damit die Verkalkungseinrichtung auch bei geringen von zu zubereitenden Kaffeemengen anspricht, weist die Verkalkungsanzeigeeinrichtung eine mit einem Zeitmesser gekoppelte Wasser-füllstandsmess- oder -einStelleinrichtung auf. Als Füllstandmesseinrichtung kann ein sich über mindestens einen Teil der Höhe des Frischwasserbehälters erstreckender, mit dem Wasser zusammenwirkender elektrischer Widerstand oder eine am Ausgang des Frischwasserbehälters angeordnete Druckmessdose vorgesehen sein. Der einstellbare Kurzzeitmesser kann manuell oder über die Füllstandmesseinrichtung auf eine bestimmte Laufzeit eingestellt werden und kann ein durch einen eigenen Heizwiderstand und/oder von einem Durchlauferhitzer (Heizköφer) beheiztes Bimetall aufweisen. Schaltet der Zeitschalter nach Ablauf einer bestimmten - der jeweils in den Frischwasserbehälter eingefüllten Tassenzahl zugeordneten - Laufzeit die Heizung des Wassererhitzers ab und stellt die Füllstandsmesseinrichtung noch im Frischwasserbehälter verbliebenes Wasser fest, so wird die Verkalkungsanzeige betätigt.
Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedliche Ausführungsformen von Kaffeemaschinen bekannt, welche für die verschiedensten Zwecke eine Temperatur- und/oder Zeitsteuerung aufweisen. Jedes dieser Geräte ist in besonderer Weise für den jeweiligen Anwendungszweck ausgestaltet, teilweise mit erheblichem Kostenaufwand. Dabei wird dem Problem der Brandgefahr, welche bei fehlendem Wasser im Frischwasserbehälter bzw. beim intermittierenden Betrieb des Durchlauferhitzers am größten ist, wenig Beachtung geschenkt. Auch beim Gegenstand der DE 40 41 328 AI setzt sich der intermittierende Betrieb über einen relativ langen Zeitraum, in der Regel 2 Stunden, fort. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Haushaltsgeräte-Industrie als äußerst fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die sehr schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
Der Erfindung liegt gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Kaffeeautomat derart auszugestalten, dass die Brandgefahr - insbesondere bei Kaffeemaschinen mit einer automatisch arbeitenden elektronischen Zeitsteuereinrichtung - weitgehend vermieden wird.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Kaffeeautomat mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gelöst, dass im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung angeordnet ist, welche nach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer einschaltet, welche die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer wieder ausschaltet, wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird.
Der erfindungsgemäße Kaffeeautomat weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise die Betriebssicherheit erhöht wird und eine Brandgefahr vermieden wird. Im Vergleich zur Kaffee- oder Teemaschine gemäß der DE 40 41 328 AI kontrolliert die erfindungsgemäße Steuereinrichtung nicht die Zeit, sondern die Funktion des Kaffeeautomaten an sich. Dadurch kann auf die Verwendung einer Schmelzsicherung ganz verzichtet werden. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die Funktion des Kaffeeautomaten aus der Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur abgeleitet werden kann. Zudem ist eine wesentliche Energieeinsparung erzielbar, da bei fehlendem Wasser im Frischwasserbehälter ein Warmhaltebetrieb nicht eingeleitet wird. Weiterhin ist von Vorteil, dass sowohl eine kostengünstige Fertigung des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten als auch eine hohe Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist, insbesondere ohne dass hiermit eine umständliche oder schwierige Handhabung für den Benutzer verbunden ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung leitet, gemäß Patentanspruch 2, die Steuereinrichtung die Zeitdauer aus dem Stromfluß durch den Heizköφer des Durchlauferhitzers ab oder mißt die Zeitdauer zwischen erstmaligem Einschalten des Durchlauferhitzers und dem Öffnen des temperaturabhängigen Schalters. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders wirtschaftliche und daher preisgünstige Ausfuhrungsform des Kaffeeautomaten, da keine besondere Brandsicherung, sondern nur jeweils eine elektrische Verbindung zwischen Steuereinrichtung und der jeweiligen Komponente erforderlich ist. Dadurch kann eine entsprechende Vorfertigung ermöglicht und der Zusammenbau wesentlich erleichtert werden.
In Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3, ist die Steuereinrichtung mit dem temperaturabhängigen Schalter verbunden und dieser schaltet beim Unterschreiten der vorbestimmten Zeitdauer die Stromversorgung der Steuereinrichtung ab.
Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass ohne Zeitverzögerung das Abschalten des Durchlauferhitzers bewirkt wird. Weiterhin ist ein sehr robuster Betrieb möglich, so dass eventuelle Temperaturschwankungen am Durchlauferhitzer, gemessen mittels temperaturabhängigen Schalter, sich nicht auswirken und eine Fehlfunktion zuverlässig verhindert wird, da die Abkühlphase des Durchlauferhitzers die Schaltfunktion nicht beeinflußt.
Gemäß Patentanspruch 4 bewirkt, in Weiterbildung der Erfindung, der temperaturabhängige Schalter nach dem Überschreiten der bestimmten Temperatur ein intermittierendes Ein- und Ausschalten des Durchlauferhitzers. Stellt die Steuereinrichtung nach mehrmaligen zyklischen Einschalten des Durchlauferhitzers zur vorbestimmten Zeit und aufeinanderfolgendem Ausschalten des Durchlauferhitzers keinen intermittierenden Betrieb fest, so wird kein zeitabhängiges Einschalten des Durchlauferhitzers mehr bewirkt. Mit dieser Weiterbildung der Erfindung ist sichergestellt, dass nach mehrmaligem vergeblichen Einleiten des Brühvorgangs an aufeinanderfolgenden Tagen zuverlässig der Stand-by-Betrieb verlassen wird. Obwohl also der Benutzer vergessen hat, den Kaffeeautomat vor Urlaubsantritt abzuschalten, wird dies von der Steuereinrichtung automatisch nachgeholt. Neben dem Sicherheitsaspekt ist noch von Vorteil, dass der Energieverbrauch noch weiter reduziert wird.
Schließlich ist gemäss Patentanspruch 5 vorgesehen, dass der Kaffeeautomat ein Kommunikationsmodul aufweist, welches - zur Übertragung von Mess- und Fernsteuersignale über mindestens eine Busleitung oder eine Stromversorgungsnetzleitung oder über einen Funkkanal - sowohl mit der Steuereinrichtung als auch mit einer Fernsteuerzentrale oder einem Fernsteuergerät in Verbindung steht.
Der erfindungsgemäße Kaffeeautomat kann auch in Systemen zur Fernsteuerung bzw. Fernbedienung eingesetzt werden. Die entsprechenden Befehle werden kodiert und als elektrische Impulse über Draht oder per Funk einem Empfänger (beispielsweise BCU) zugeführt, z.B. um den Netz-Schalter zu betätigen oder ein Relais auszulösen. Diese Fernsteuerung kann auch über das Telefonnetz durch Kopplung mit Schnurlos-Telefonen (DECT) oder mit Mobilfunkgeräten (beispielsweise nach dem GSM-Standard) oder ein Breitband-TV-Kabelnetz ausgelöst werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt die einzige FIG. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten, bei dem das Wasser aus einem Frischwasserbehälter 1 einem Durchlauferhitzer 2, bestehend aus einem wasserführenden Durchlaufrohr 7 und einem Heizköφer 6, zugeführt wird. Im Durchlauferhitzer 2 wird das aus dem Frischwasserbehälter 1 zugeführte Wasser erhitzt und über ein Steigrohr 8 sowie ein Überlaufrohr 9 einem Kaffeefilter 3 zugeführt, welcher sich oberhalb einer Kaffeekanne 10 befindet. Schließlich trägt der Durchlauferhitzer 2 mindestens einen temperaturabhängigen Schalter 4, welcher am Ende des Brühvorgangs und Überschreiten einer bestimmten Temperatur den Durchlauferhitzer 2 abschaltet. Erfindungsgemäß ist im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung 5 angeordnet, welche nach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer 2 einschaltet, welche die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer 2 wieder ausschaltet (Relais 14), wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird. Die Zeitdauer kann die Steuereinrichtung 5 entweder aus dem Stromfluß durch den Heizköφer 6 des Durchlauferhitzers 2 ableiten oder es wird die Zeitdauer zwischen erstmaligem Einschalten des Durchlauferhitzers 2 und dem Öffnen des temperaturabhängigen Schalters 4 gemessen.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten ist wie folgt:
Der Benutzer füllt am Vorabend Kaltwasser in den Frischwasserbehälter 1 ein. Über einen vom Benutzer manuell betätigbaren Schalter 12, welcher drei Betriebsstellungen EIN-/AUS oder AUTOMATIK aufweist, wird in der Betriebsstellung AUTOMATIK die Steuereinrichtung 5 aktiviert. Die Betriebsstellung AUTOMATIK wird durch eine LED-Anzeige 11 oder Ähnliches optisch angezeigt. Die Steuereinrichtung 5 schaltet zu der von dem Benutzer voφrogrammierten Zeit (Eingabe über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Tastatur und entsprechende Anzeige oder mittels Drehschalter) den Heizköφer 6 des Durchlauferhitzers 5 ein. Wird bis zum Überschreiten einer bestimmten Temperatur die Zeitdauer von beispielsweise 50 Sekunden unterschritten, weil kein Wasser im Frischwasserbehälter 1 eingefüllt wurde, so schaltet die Steuereinrichtung 5 ab, so dass der temperaturabhängige Schalter 4 nicht mehr in den intermittierenden Betrieb (für die Warmhalteplatte, in der Zeichnung nicht dargestellt) übergeht. Im anderen Fall schaltet der temperaturabhängige Schalter 4 in regelmäßigen Abständen (beispielsweise 10 Minuten) jeweils den Heizköφer 6 des Durchlauferhitzers 5 ein, bis nach einer bestimmten Zeit (fest vorgegeben oder durch den Benutzer über die Tastatur eingebbar) die Steuereinrichtung 5 den intermittierenden Betrieb beendet. Das Abschalten bzw. die Beendigung des intermittierenden Betriebs beim Unterschreiten der vorbestimmten Zeitdauer kann auch dadurch realisiert werden, dass die Steuereinrichtung 5 mit dem temperaturabhängigen Schalter 4 verbunden ist und dieser die Stromversorgung der Steuereinrichtung 5 abschaltet.
Für den Fall mehrmaligen zyklischen Einschaltens des Durchlauferhitzers 2 zur vorbestimmten Zeit und aufeinanderfolgendem Ausschalten des Durchlauferhitzers 2 ohne intermittierenden Betrieb, bewirkt die Steuereinrichtung 5 kein zeitabhängiges Einschalten des Durchlauferhitzers 2 mehr. Dieser Betriebszustand kann dem Benutzer durch eine LED-Anzeige 13 oder Ähnliches (Störungsanzeige) optisch signalisiert werden.
Der erfindungsgemäße Kaffeeautomat ist einfach zu handhaben und weist die Vorteile auf, dass auf einfache Art und Weise die Brandgefahr zuverlässig vermieden wird und dass eine Einsparung bei den Energiekosten ermöglicht wird.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise wird bei der netzgebundenen Übertragungstechnik das 230V/50Hz-Stromversorgungsnetz, oder ein anderes, z.B. 110 V/60Hz-Netz, zusätzlich zu seiner herkömmlichen Stromversorgungsfunktion als Bussystem für die Übertragung von Informationen bzw. Befehlen benutzt. Eine solche Technik kann beispielsweise im Rahmen der Gebäudeautomatisierung als Installationsbussystem zur flexiblen logischen Zuordnung von Sensoren (Schalter, Temperaturfühler, Windmesser, Steuergeräte) zu Aktoren (Dimmer, Heizungen, Jalousien etc.) oder zum Einschalten der Netzsteckdose (mit angeschlossenen Verbraucher) oder zum Einschalten des Verbrauchers mittels Kommunikationsmodul im erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten benutzt werden. Die Übertragung solcher Steuerfunktionen auf dem Stromnetz als physikalisches Medium ist dabei für viele Anwender eine besonders kostengünstige Lösung im Vergleich zu anderen Installationsbussystemen, die separate Übertragungsmedien, wie z. B. Zweidrahtleitung (twisted pair) beim Europäischen Installationsbus (EIB) oder Glasfaserkabel benutzen. Letztere erfordern eine zum Strom Versorgungsnetz parallelgeführte Installation eines zweiten Kabels. Die Nutzinformation selbst wird dabei in einem von der 50 Hz- Versorgungsfrequenz abweichenden Frequenzbereich übertragen. In Europa steht dafür auf der Verbraucherseite, also in Gebäuden, z. B. der Bereich von 95 ... 148.5 KHz zur Verfügung. Energie Versorgungsunternehmen nutzen in Europa den Bereich von 3 ... 95 kHz.
Die Informationen wiederum werden in geeigneter Weise kodiert und in Form von modulierten Trägerfrequenzen als HF-Signale übertragen. Hier kommen bekannte Verfahren, wie Amplitudenumtastung (engl.- amplitude shift keying = ASK), Frequenzumtastung mit und ohne Bandspreizung (engl.: frequency shift keying = FSK) und Phasenumtastung (engl.: phase shift keying = PSK) zur Anwendung. Solche Netzbussysteme sind von verschiedenen Herstellern bekannt. In der Druckschrift "Busch-Powernet EIB" der Busch- Jaeger Elektro GmbH, Lüdenscheid, Druckschrift Nr. BJE OMI-01-0750414.96 ist beispielsweise ein derartiges System beschrieben.
Die Schnittstelle zwischen einer "Anwendung bzw. Verbraucher" (Sensor oder Aktor) und dem "Bus" (230 V-Stromversorgungsleitung) wird in Netzbussystemen durch sogenannte Buskoppelbausteine (engl.: bus coupling unit = BCU) hergestellt. Diese Buskoppelbausteine erfüllen die Sende- und Empfangsfunktionen des Netzübertragungssystems. Der Vorteil einer besonders kostengünstigen Lösung der Kombination eines solchen Fernsteuerkonzepts mit dem erfindungsgemäßen Kaffeeautomaten liegt darin, dass die Programmierung über entsprechende Bedienungsmodule der Fernsteuerzentrale erfolgen kann ebenso wie Funktionen wie Timer, Auswertung von Sensorsignalen wie Temperatur, mitgenutzt werden können. Damit kann der Aufwand für die in der Kaffeemaschine angeordnete Steuereinrichtung (Mikrocontroller) reduziert werden, da beispielsweise die zentrale Timerfunktion mitgenutzt wird und zwar sowohl zum Einschalten zur voφrogrammierten Zeit als auch zur Zeitmessung während des Betriebs. Die Steuereinrichtung übernimmt dann im wesentlichen nur noch die Funktion eines intelligenten Umsetzers. Weiterhin ist es beispielsweise im Rahmen der Erfindung denkbar, die erfindungsgemäße Steuerung mit kombinierter Zeit-Temperaturmessung auch bei Warmwasserspeichern, Kochendwassergeräten oder bei Kochherden vorzusehen; für den temperaturabhängigen Schalter anstelle eines Bimetallschalters einen NTC-Widerstand einzusetzen; die Steuereinrichtung als Kurzschlußsicherung zu benutzen (Strommessung); anstelle eines Durchlauferhitzers eine andere elektrische Heizung vorzusehen; mittels eines Kommunikationsmodul eine Rückmeldung: Kaffe ist fertig, kein Wasser eingefüllt, ... als SMS im Display eines Handy oder Multimediaprodukts oder eines PCs, PDA anzuzeigen usw. Alle dargestellten und beschriebenen Ausfuhrungsmöglichkeiten, sowie alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten neuen Einzelmerkmale und ihre Kombination untereinander, sind erfindungs wesentlich.

Claims

Patentansprüche
1. Kaffeeautomat, bei dem das Wasser aus einem Frischwasserbehälter (1) durch einen Durchlauferhitzer (2) einem Kaffeefilter (3) zugeführt wird und bei dem der Durchlauferhitzer (2) mindestens einen temperaturabhängigen Schalter (4) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung (5) angeordnet ist, welche nach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer (2) einschaltet, welche die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer (2) wieder ausschaltet, wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird.
2. Kaffeeautomat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) die Zeitdauer aus dem Stromfluß durch den Heizköφer (6) des Durchlauferhitzers (2) ableitet oder die Zeitdauer zwischen erstmaligem Einschalten des Durchlauferhitzers (2) und dem Öffnen des temperaturabhängigen Schalters (4) mißt.
3. Kaffeeautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) mit dem temperaturabhängigen Schalter (4) verbunden ist und dass dieser (4) beim Unterschreiten der vorbestimmten Zeitdauer die Stromversorgung der Steuereinrichtung (5) abschaltet.
4. Kaffeeautomat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Schalter (4) nach dem Überschreiten der bestimmten Temperatur ein intermittierendes Ein- und Ausschalten des Durchlauferhitzers (2) bewirkt und dass die
Steuereinrichtung (5) für den Fall mehrmaligen zyklischen Einschaltens des Durchlauferhitzers (2) zur vorbestimmten Zeit und aufeinanderfolgendem Ausschalten des Durchlauferhitzers (2) ohne intermittierenden Betrieb, kein zeitabhängiges Einschalten des Durchlauferhitzers (2) mehr bewirkt.
5. Kaffeeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaffeeautomat ein Kommunikationsmodul aufweist, welches - zur Übertragung von Mess- und Fernsteuersignale über mindestens eine Busleitung oder eine Stromversorgungsnetzleitung oder über einen Funkkanal - sowohl mit der Steuereinrichtung (5) als auch mit einer
Fernsteuerzentrale oder einem Fernsteuergerät in Verbindung steht.
1. Timer-/Temperaturgesteuerter Kaffeeautomat.
2.1 Kaffeemaschinen sind in unterschiedlichen Ausfuhrungsformen bekannt, welche für die verschiedensten Zwecke eine Temperatur- und oder Zeitsteuerung aufweisen. Jedes dieser Geräte ist in besonderer Weise für den jeweiligen Anwendungszweck ausgestaltet, teilweise mit erheblichem Kostenaufwand. Dabei wird dem Problem der Brandgefahr, welche bei fehlendem Wasser im Frischwasserbehälter bzw. beim intermittierenden Betrieb des Durchlauferhitzers am größten ist, wenig Beachtung geschenkt.
2.2 Um die Brandgefahr - insbesondere bei Kaffeemaschinen mit einer automatisch arbeitenden elektronischen Zeitsteuereinrichtung - weitgehend zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Kaffeeautomat eine Steuereinrichtung angeordnet ist, welche nach Maßgabe einer durch den Benutzer vorgebbaren Zeit den Durchlauferhitzer einschaltet, welche die Zeit bis zum Eneichen einer bestimmten Temperatur mißt und welche den Durchlauferhitzer wieder ausschaltet, wenn eine bestimmte Zeitdauer hierbei unterschritten wird.
2.3 Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Haushaltgeräte, insbesondere Kaffeeautomaten einschließlich solcher fernsteuerbarer Art.
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