WO2005072575A1 - Verfahren und elektronische steuereinrichtung zum steuern von heizvorgängen in einer kaffeemaschine - Google Patents

Verfahren und elektronische steuereinrichtung zum steuern von heizvorgängen in einer kaffeemaschine Download PDF

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WO2005072575A1
WO2005072575A1 PCT/EP2005/050290 EP2005050290W WO2005072575A1 WO 2005072575 A1 WO2005072575 A1 WO 2005072575A1 EP 2005050290 W EP2005050290 W EP 2005050290W WO 2005072575 A1 WO2005072575 A1 WO 2005072575A1
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temperature
water
pump
electronic control
control device
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PCT/EP2005/050290
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Inventor
Johann Magg
Andreas Mayr
Markus Obermaier
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • 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
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/24—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure
    • A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
    • A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
    • A47J31/3666—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means whereby the loading of the brewing chamber with the brewing material is performed by the user
    • A47J31/3676—Cartridges being employed
    • 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
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • 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 method for controlling heating processes in a coffee machine according to claim 1 and an electronic control device according to the preamble of claim 8.
  • Coffee machines of the prior art work according to different principles.
  • the most common models are the so-called pressureless coffee machines.
  • water flows from a storage tank into an electrically heatable pipe.
  • heated water is then pressed through a riser to an outlet through which the heated water then drips into a coffee filter.
  • the filter coffee can then flow into a jug at atmospheric pressure.
  • ground coffee there is an increased pressure in the area of ground coffee, for example 15 bar, in espresso machines.
  • This is achieved by supplying water from a water container or another water supply to an electric motor-driven pump, which then supplies the water under high pressure to a coffee grounds receiving device via an electrically heatable area.
  • This ground coffee receiving device generally comprises a sieve for receiving the coffee.
  • the ground coffee receptacle is arranged during operation in an area which is sealed off from the atmosphere and which can be referred to as the pressure chamber or brewing chamber.
  • the water for preparing the coffee is first transferred from a water container into a heatable intermediate container.
  • the heated water passes from this intermediate container to an electric motor-driven pump, from which it is fed to a ground coffee intake device under increased pressure, for example 2 to 3 bar.
  • a ground coffee intake device under increased pressure, for example 2 to 3 bar.
  • the coffee is not introduced in loose form as ground coffee into the ground coffee receiving device, but instead is placed in a holder in the form of a coffee pad, that is to say in a compressed form surrounded by filter paper.
  • the holder can form a sealed pressure chamber with a holder cover via which water is supplied.
  • the holder for the coffee pods have several functions to.
  • the holder provides a sealing surface so that a pressure chamber can be formed.
  • the holder also has an outlet opening from which the coffee can escape.
  • the coffee pad should be stored in the holder in such a way that the flow through the coffee pad is not hindered.
  • Such a coffee machine occupies an intermediate position between a conventional unpressurized coffee machine and an espresso machine.
  • thermoblock Inventions which are equipped with a water heater generally have a thermoblock. Such a thermoblock often consists of cast aluminum, water-conducting channels being formed within the block. A particularly controlled heating of the water can be achieved with a thermoblock, both in terms of steam development and in terms of the consistency of the coffee temperature.
  • thermoblocks are complex to manufacture and require a relatively large mass to store the heat.
  • thermoblocks without a thermoblock are inexpensive, but have some disadvantages, especially when operating with coffee pads, but the hot coffee should be immediately available at a certain temperature in a short time and the time for a cup is very short.
  • the disadvantages include uncontrolled steam development with corresponding overpressure, high dependence of the coffee outlet temperature on factors such as water temperature in the tank, ambient temperature, mains voltage fluctuations and tolerances of the radiator.
  • the object of the invention is to provide a method and an electronic control device on the basis of which a coffee machine can also be operated satisfactorily without a thermoblock.
  • the invention relates to a method for controlling heating processes in a coffee machine, which is particularly suitable for preparing coffee based on coffee pods, the coffee machine having a water heater and a pump for conveying water through the water heater, with the steps: measuring a temperature in the area of the instantaneous water heater and / or the water conveyed by the pump and influencing the amount of water conveyed by the pump as a function of the temperature.
  • the disadvantages compensated for which can result from the use of a water heater without a thermoblock.
  • a temperature is measured between the continuous-flow heater and a brewing chamber and this temperature is taken into account when influencing the amount of water conveyed by the pump or the heating power.
  • a temperature measurement between the water heater and a brewing chamber provides a direct indication of the temperature of the water supplied to the brewing chamber. It is therefore useful to take this temperature into account when influencing heating output and water volume.
  • a temperature to be measured between the pump and the water heater and for this temperature to be taken into account when influencing the amount of water delivered by the pump or the heating power. Influencing the heating output or the water flow rate as a function of the temperature upstream of the instantaneous water heater particularly advantageously influences the operation of the instantaneous water heater, for example with regard to the development of steam or overheating.
  • the temperature difference between an entry into the flow heater and an exit from the flow heater is measured and this temperature is taken into account when influencing the amount of water conveyed by the pump or the heating power.
  • This temperature difference provides a good measure of the heating capacity of the instantaneous water heater based on the water flow.
  • the amount of water delivered by the pump is influenced by a clocked operation of the pump.
  • the clocked operation can have the effect that no vapor overpressures arise and that water with a sufficiently high temperature is made available from the start of the brewing process.
  • the method according to the invention is advantageously further developed in that the pump is switched on before the start of heating and with a first cycle Ratio between the duty cycle and the switch-off period is operated so that the cycle ratio increases with increasing temperature and that the cycle ratio is 1 above a predetermined temperature threshold. In this way, overheating and vapor pressure are avoided. Furthermore, water can be supplied at the same temperature in almost every phase of the brewing process. Switching on the pump before the start of heating prevents the instantaneous water heater from being operated without water filling.
  • the heating output is influenced as a function of the temperature in the area of the instantaneous heater.
  • the temperature measured in the area of the instantaneous water heater can thus be used both with regard to influencing the amount of water conveyed by the pump and with regard to influencing the heating power of the instantaneous water heater.
  • the invention is based on a generic electronic control device in that the electronic control device has means for influencing the amount of water conveyed by the pump as a function of the temperature measured by the temperature sensor.
  • the advantages and special features of the method according to the invention are also implemented in the context of an electronic control device. This also applies to the particularly preferred embodiments of this device.
  • the means are formed by clocked operation of the pump.
  • the throttle is designed as a slide arranged in the conveying path. This is a particularly simple way of realizing a choke.
  • the electronic control according to the invention is advantageously further developed in that the temperature sensor is arranged in a water duct between the water heater and a brewing chamber. Measuring the temperature immediately before the brewing chamber is a useful prerequisite for providing a satisfactory brewing result.
  • At least one temperature sensor is arranged on the conveyor section and / or in the water guide section.
  • the operation of the instantaneous water heater can be optimized on the basis of this additional information.
  • At least one temperature sensor is arranged directly on a heater of the instantaneous water heater. This enables direct measurement of the radiator temperature and enables the controller to react quickly.
  • the control device can also be developed such that a temperature sensor is arranged between the pump and the instantaneous heater and the temperature measured by this temperature sensor is taken into account when influencing the amount of water conveyed by the pump or the heating power.
  • a temperature sensor is arranged between the pump and the instantaneous heater and the temperature measured by this temperature sensor is taken into account when influencing the amount of water conveyed by the pump or the heating power.
  • the advantageous arrangement of the temperature sensor can also be characterized in that a temperature sensor is connected upstream of the water heater in the flow direction of the water.
  • a temperature sensor is connected downstream of the water heater in the flow direction of the water.
  • the electronic control device may have a differential has limiter for determining the temperature difference, between a temperature measured by a temperature sensor connected upstream of the water heater and a temperature measured by a temperature sensor connected downstream of the water heater to influence the amount of water delivered by the pump.
  • the difference between these measured temperatures can provide reliable information about the processes in the instantaneous water heater without being influenced by events in front of or behind the instantaneous water heater.
  • the invention is based on the finding that a coffee machine with a water heater without a thermoblock can be operated reliably in that an electronic control system compensates for the disadvantages arising from the absence of the thermoblock. In particular, excessive steam development and temperature fluctuations are eliminated by control processes.
  • the pump In pump operation after starting a brewing process, the pump is switched on before or with the radiator in order to prevent the radiator from being without water. In order to quickly reach the required high brewing temperature, the pump is then switched in a certain ON / OFF cycle so that no vapor overpressures arise.
  • the method is designed in such a way that only when a sensor or controller on the heater signals that a certain temperature has been reached does the pump deliver fully without interruption.
  • the pump cycle ratio and / or the heating output is changed or adapted.
  • a sensor can also be provided in the water inlet, which likewise influences the pump cycle ratio and / or the heating output.
  • the electronics can also control the length of the brewing process, depending on the number of cups selected.
  • a third steam detection is provided to prevent the heating element from overheating.
  • the electronics switch the heater off until the temperature drops below 70 to Has dropped to 90 ° C. If the heating is switched off shortly before the end of the coffee dispensing time, the pump continues to run for approx. 3 to 5 seconds in order to avoid increased steam formation in the event of overheating.
  • the pump pumps in a start phase for a short time in order to fill the possibly empty heater. Then the pump stops pumping while the heater heats up the water. When the sensor reaches a temperature of approx. 70 to 80 ° C, the pump is switched on and pumps the water up to 120 ° C out of the heating. When the temperature at the sensor drops below approx. 80 to 90 ° C, the pump is switched off again.
  • the pump When the pump is at a standstill in a delivery phase following the start phase, the water in the heating is reheated and at a temperature of approx. 80 to 95 ° C the pump switches on again when the temperature falls below approx. 75 to 95 ° C out. Within these temperature limits, the pump continues to cycle until the coffee brewing time for one or two cups has expired.
  • the heating is then switched off in a final phase approx. 1-3 seconds before the end of the coffee brewing time or the pump continues to run in order to reduce the steam formation caused by the residual heat.
  • the advantage of this method according to the invention is that an inexpensive instantaneous water heater can be used.
  • the brewing process begins immediately after the cup has been selected and there is no steam development with undesirable overpressures in the heating circuit.
  • Figure 1 is a sectional view of a coffee machine to explain the invention
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a housing part and components arranged in the housing to explain the invention
  • FIG. 3 shows a flow chart to explain a method according to the invention.
  • FIG. 4 shows a functional diagram of a configured heating power control for avoiding or preventing vapor formation.
  • FIG. 1 shows a sectional illustration of a coffee machine to explain the invention.
  • Figure 2 shows a perspective view of a housing part and components arranged in the housing to explain the present invention.
  • the coffee machine 10 comprises a flat front part 12 and a columnar rear assembly 14. Cups for removing coffee via an outlet 16 can be arranged on the front part 12.
  • a water tank 18 is inserted into the rear assembly 14.
  • the rear assembly 14 further comprises a brewing chamber 20 which is formed by a coffee pad holder 24 which can be fed with a drawer and an elastic holder cover 28 as the upper part 30 of the brewing chamber.
  • a lever mechanism with a lever 26 is provided in order to seal the coffee pad holder 24 and the holder cover 28 against one another after the drawer 22 has been inserted.
  • the lever mechanism pulls the coffee pad holder 24 against the holder cover 28. If the lever 26 is turned 90 ° to the rear, the coffee pad holder 24 is lowered so that it can be removed from the coffee machine 10 together with the drawer 22.
  • Components for conveying water, for heating water and for controlling these processes are provided within the housing formed by the front part 12 and the rear assembly 14.
  • a pump 32 is arranged, which is supplied with water from the water tank 18 via a hose 34.
  • the pump 32 is connected to a flow heater 38 at the inlet 88 thereof.
  • a hose 92 can be attached to the instantaneous heater 38 at its outlet 90.
  • the essential components of this instantaneous water heater 38 are a pipe 40 which serves to guide the water and which provides a conveying section 84, and two heating rods 42, 44.
  • heating rods 42, 44 each have two electrical connections 46, 48 to which the heating voltage is applied. It can further be provided that a throttle 86 designed as a slide is provided with an electrical connection, so as to influence the water flow rate through the water heater.
  • a keypad 50 is provided which is connected to an electronic board 52, the electronic board 52 preferably controlling all functions of the coffee machine, in particular the functions relating to the conveying and heating of the water.
  • a cable guide 54 is provided, in which the electrical lines are combined, via which the electronic control system issues its control commands and receives input information.
  • This input information relates in particular to the temperature of the instantaneous water heater detected by a temperature sensor 56 and preferably further temperature information which is recorded by temperature sensors at measuring points 58 in the flow direction behind or in front of the instantaneous water heater 38.
  • a reed switch 62 is also arranged in the rear assembly 14. The task of the reed switch 62 is to electrically detect a minimum fill level in the water tank 18. For this purpose, a float is mounted vertically displaceably in the water tank 18, which has a magnet.
  • the magnetic float is located close to the reed switch 62 and can be switched on, as a result of which a circuit is closed which transmits a signal to the electronic control system when the filis level is undershot. If the fill level in the water tank is lower than the minimum fill quantity, the coffee machine cannot be started.
  • the instantaneous water heater 38 can also have a sensor which prevents it from running dry during the heating process.
  • the tube 60 of the instantaneous water heater 38 is in the area in which the heating rods 42,
  • a sleeve 64 which can be made of heat-resistant plastic or metal.
  • the temperature sensor 56 is arranged in the area of this sleeve 64.
  • Hose connecting pieces 66, 68 are attached to the ends of the tube 60. In the present exemplary embodiment, these are inserted into the tube 60 and equipped with a circumferential seal 70, 72, for example an O-ring.
  • Fastening means 74, 76, 78, 80 are integrally formed on the zestable plastic hose connection piece 66, 68, only some of the fastening means being identified here by way of example with reference numerals. These fasteners 74, 76, 78, 80 serve to fasten and center the instantaneous water heater 38 in the housing and also to accommodate additional components, for example to accommodate the reed switch 62 in the fastener 78.
  • a safety valve 82 is also integrated in the hose connector 68.
  • the instantaneous water heater 38 can thus be completely assembled together with the hose connection piece 66, 68 and the attached hoses and can be easily inserted into the housing due to the centering properties.
  • FIG. 3 shows a flow chart to explain an inventive method
  • step S01 After the start of the brewing process in step S01, the pump 32 is switched on in step S02, so that water is conveyed into the pipe 40 of the water heater 38.
  • the heating voltage is subsequently applied to the heating rods 42, 44 in step S03.
  • This sequence of steps S02 and S03 ensures that the heater is not operated in a dry state. However, it can also make sense to switch on the heating immediately after the brewing process has started and to switch on the pump 32 only after a preheating period. In this way, heating operation can take place under certain circumstances with dry instantaneous water heater 38, but in return high water temperatures are already reached at the start of delivery.
  • the problem of dry running of the instantaneous water heater can be countered by providing sensors to protect against dry running.
  • step S04 the pump 32 now switches to clocked operation, in order to avoid local overheating and the resulting undesirable vapor pressures and to deliver an amount of water appropriate to the available heating power.
  • Step S05 checks whether a temperature threshold T at the water heater 38 s has been reached. If this is not the case, the pump 32 remains in clocked operation, although the clock ratio can be changed in favor of the duty cycle as the temperature rises. Only when it is determined in step S05 that a threshold temperature T has been reached at the continuous-flow heater 38 does a duration take place in step S06 operation of the pump 32 instead. After the coffee has been removed, the brewing process ends in step S07.
  • the checking of the temperature according to step S05 can in particular be developed in such a way that several temperature thresholds are set and that when a next temperature threshold is exceeded the cycle ratio of the pump is changed in favor of the switch-on time. A continuous change in the clock ratio is also possible.
  • further temperature information can also be used, which is determined in particular at the measuring points 58, 60 in front of and behind the water heater 38.
  • the functional diagram shown in FIG. 4 shows the temporal courses when dispensing a cup of coffee from a coffee pad machine according to the invention with a 1800W tubular heating element with a length of 180mm and a diameter of 16mm, with a wall thickness of the heating tube of 1.5mm.
  • a commercially available NTC serves as the sensor.
  • the tap process includes a lead time and a lag time of one second each.
  • the graph labeled Tn shows the temperature over time at the NTC sensor.
  • the graph labeled Tk shows the time profile of the temperature of the coffee and the graph labeled R shows the time profile of the temperature on the control tab.
  • the graph labeled P shows the time course of the heating power introduced into the tubular heating element.
  • the point in time marked tO marks the start of water delivery by switching on the pump.
  • the time marked with tl marks the end of delivery by switching off the pump.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Heizvorgängen in einer Kaf­feemaschine (10), die insbesondere zur Kaffeezubereitung auf der Grundlage von Kaffeepads geeignet ist, wobei die Kaffeemaschine (10) einen Durchlauferhitzer (38) und eine Pumpe (32) zum Fördern von Wasser durch den Durchlauferhitzer (38) aufweist. Bei dem Verfahren wird eine Temperatur im Bereich des Durchlauferhitzers (38) und/oder des von der Pumpe (32) ge­förderten Wassers gemessen. Um Dampfüberdrücke zu vermeiden und eine möglichst über den gesamten Brühvorgang ausreichende und konstante Wassertemperatur zur Verfügung zu stellen, wird die von der Pumpe (32) geförderte Wassermenge in Abhängigkeit der Temperatur beeinflusst. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektronische Steuereinrichtung.

Description

Beschreibung Verfahren und elektronische Steuereinrichtung zum Steuern von Heizvorgängen in einer Kaffeemaschine
[001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Heizvorgängen in einer Kaffeemaschine nach Anspruch 1 und eine elektronische Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
[002] Kaffeemaschinen des Standes der Technik arbeiten nach unterschiedlichen Prinzipien. Die gängigsten Modelle sind die sogenannten drucklos arbeitenden Kaffeemaschinen. Bei diesen fließt Wasser aus einem Norratsbehälter in ein elektrisch beheizbares Rohr. InsbeDsondere durch Dampfentwicklung in diesem Rohr wird erwärmtes Wasser dann durch eine Steigleitung zu einem Auslauf gedrückt, über welchen das erwärmte Wasser dann in einen Kaffeefilter tropft. Aus diesem Kaffeefilter kann der Filterkaffee bei atmosphäriDschem Druck dann in eine Kanne fließen.
[003] Im Gegensatz hierzu liegt bei Espressomaschinen ein erhöhter Druck im Bereich des Kaffeemehls vor, beispielsweise 15 bar. Dies wird erreicht, indem Wasser aus einem WasDserbehälter oder einer sonstigen Wasserzuführung einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe zugeführt wird, die das Wasser dann unter hohem Druck über einen elektrisch beDheizbaren Bereich einer Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung zuführt. Diese KaffeemehlaufDnahmeeinrichtung umfasst im Allgemeinen ein Sieb zur Aufnahme des Kaffees. Zur ErDzeugung des hohen Drucks im Bereich des Kaffees ist die KaffeemehlaufnahmeeinrichOtung während des Betriebs in einem gegen die Atmosphäre abgedichteten Bereich angeDordnet, der als Druckraum oder Brühkammer bezeichnet werden kann.
[004] Bei einer weiteren prinzipiell anders arbeitenden Kaffeemaschine ist vorgesehen, das Wasser zur Zubereitung des Kaffees zunächst aus einem Wasserbehälter in einen beOheizbaren Zwischenbehälter zu überführen. Von diesem Zwischenbehälter gelangt das erwärmte Wasser zu einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe, von der es unter erDhöhtem Druck, beispielsweise 2 bis 3 bar, einer Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung zugeDfύhrt wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Kaffee, anders als bei der Espressomaschine, nicht in loser Form als Kaffeemehl in die Kaffeemehlaufnahmeeinrichtung eingebracht wird, sondern in Form eines Kaffeepads, das heißt in verdichteter Form mit Filterpapier umgeben, in einen Halter eingelegt wird. Der Halter kann mit einer Halterabdeckung, über die Wasser zugeführt wird, einen abgedichteten Druckraum bilden. Dem Halter für die Kaffeepads kommen dabei mehrere Funktionen zu. Zum einen stellt der Halter eine Dichtfläche bereit, so dass eine Druckkammer gebildet werden kann. Weiterhin hat der Halter eine Auslassöffnung, aus der der Kaffee austreten kann. Ferner soll der Kaffeepad in einer Weise in dem Halter gelagert sein, so dass das Durchströmen des Kaffeepads nicht behindert wird. Eine derartige Kaffeemaschine nimmt eine Zwischenstellung zwischen einer herkömmliDchen drucklosen Kaffeemaschine und einer Espressomaschine ein.
[005] Kaffeemaschinen, die mit einem Durchlauferhitzer ausgestattet sind, weisen im Allgemeinen einen Thermoblock auf. Ein solcher Thermoblock besteht vielfach aus Aluminiumguss, wobei innerhalb des Blocks wasserführende Kanäle ausgebildet sind. Mit einem Thermoblock lässt sich eine besonders kontrollierte Erwärmung des Wassers erreichen, sowohl was die Dampfentwicklung als auch was die Konstanz der Kaffeetemperatur betrifft. Allerdings sind Thermoblöcke in ihrer Herstellung aufwendig, und sie benötigen zum Speichern der Wärme eine relativ große Masse.
[006] Durchlauferhitzer ohne Thermoblock sind kostengünstig, haben jedoch einige Nachteile gerade im Betrieb mit Kaffee-Pads, soll doch der heiße Kaffee sofort in kurzer Zeit mit bestimmter Temperatur zur Verfügung stehen und der Zeitablauf für eine Tasse ist sehr kurz.
[007] Die Nachteile sind u.a. unkontrollierte Dampfentwicklung mit entsprechendem Überdruck, hohe Abhängigkeit der Kaffeeauslauftemperatur von Faktoren wie Wassertemperatur im Tank, Umgebungstemperatur, Netzspannungsschwankungen und Toleranzen des Heizkörpers.
[008] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine elektronische Steuereinrichtung zur Verfügung zu stellen, auf deren Grundlage eine Kaffeemaschine auch ohne Thermoblock zufriedenstellend betrieben werden kann.
[009] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
[010] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angeDgeben.
[011] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Heizvorgängen in einer Kaffeemaschine, die insbesondere zur Kaffeezubereitung auf der Grundlage von Kaffeepads geeignet ist, wobei die Kaffeemaschine einen Durchlauferhitzer und eine Pumpe zum Fördern von Wasser durch den Durchlauferhitzer aufweist, mit den Schritten: Messen einer Temperatur im Bereich des Durchlauferhitzers und/oder des von der Pumpe geförderten Wassers und Beeinflussen der von der Pumpe geförderten Wassermenge in Abhängigkeit der Temperatur. Auf diese Weise werden die Nachteile ausgeglichen, die dadurch entstehen können, dass ein Durchlauferhitzer ohne Thermoblock verwendet wird. Indem die von der Pumpe geförderte Wassermenge in Abhängigkeit von der Temperatur dosiert zugeführt wird, können eine unkontrollierte Dampfentwicklung, insbesondere aufgrund lokaler Temperaturunterschiede, und die hohe Abhängigkeit der Kaffeeauslauftemperatur von Umgebungsbedingungen beseitigt werden.
[012] Nützlicherweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Durchlauferhitzer und einer Brühkammer eine Temperatur gemessen wird und diese Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird. Eine Temperaturmessung zwischen dem Durchlauferhitzer und einer Brühkammer liefert einen direkten Anhaltspunkt für die Temperatur des der Brühkammer zugeführten Wassers. Folglich ist es nützlich, diese Temperatur bei der Beeinflussung von Heizleistung und Wassermenge zu berücksichtigen.
[013] Es kann aber auch nützlich sein, dass zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer eine Temperatur gemessen wird und diese Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird. Eine Beeinflussung der Heizleistung beziehungsweise der Wasserfördermenge in Abhängigkeit der Temperatur vor dem Durchlauferhitzer beeinflusst insbesondere in vorteilhafter Weise die Arbeitsweise des Durchlauferhitzers, beispielsweise im Hinblick auf eine Dampfentwicklung beziehungsweise eine Überhitzung.
[014] Es kann ebenfalls von Vorteil sein, dass die Temperaturdifferenz zwischen einem Eintritt in den Durchlauferhitzer und einem Austritt aus dem Durchlauferhitzer gemessen wird und diese Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird. Diese Temperaturdifferenz liefert ein gutes Maß für die auf die Wasserfördermenge bezogene Heizleistung des Durchlauferhitzers.
[015] Es ist bevorzugt, dass die von der Pumpe geförderte Wassermenge durch einen getakteten Betrieb der Pumpe beeinflusst wird. Der getaktete Betrieb kann bewirken, dass keine Dampfüberdrücke entstehen und dass weiterhin von Beginn des Brühvorgangs an Wasser mit einer ausreichend hohen Temperatur zur Verfügung gestellt wird.
[016] Das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Pumpe vor dem Heizbeginn eingeschaltet wird und mit einem ersten Takt- Verhältnis zwischen Einschaltdauer und Abschaltdauer betrieben wird, dass mit zunehmender Temperatur das Taktverhältnis größer wird und dass oberhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle das Taktverhältnis gleich 1 ist. Auf diese Weise werden Überhitzungen und Dampfüberdrücke vermieden. Weiterhin kann nahezu in jeder Phase des Brühvorgangs Wasser mit derselben Temperatur geliefert werden. Durch das Einschalten der Pumpe vor dem Heizbeginn wird vermieden, dass der Durchlauferhitzer ohne Wasserfiilung betrieben wird.
[017] Weiterhin ist es nützlich, dass neben der Beeinflussung der von der Pumpe geförderten Wassermenge die Heizleistung in Abhängigkeit der Temperatur im Bereich des Durchlauferhitzers beeinflusst wird. Die im Bereich des Durchlauferhitzers gemessene Temperatur kann somit sowohl im Hinblick auf die Beeinflussung der von der Pumpe geförderten Wassermenge als auch im Hinblick auf die Beeinflussung der Heizleistung des Durchlauferhitzers herangezogen werden.
[018] Die Erfindung baut auf einer gattungsgemäßen elektronischen Steuereinrichtung dadurch auf, dass die elektronische Steuereinrichtung Mittel zum Beeinflussen der von der Pumpe geförderten Wassermenge in Abhängigkeit der von dem Temperaturfühler gemessenen Temperatur aufweist. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens auch im Rahmen einer elektronischen Steuereinrichtung umgesetzt. Dies gilt auch für die besonders bevorzugten Ausführungsformen dieser Einrichtung.
[019] In diesem Sinne ist es bevorzugt, dass die Mittel durch einen getakteten Betrieb der Pumpe gebildet sind.
[020] Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Mittel zur Änderung des Durchflusswiderstandes ausgebildet sind. Auch hierdurch können die Heizvorgänge im Durchlauferhitzer in vorteilhafter Weise beeinflusst werden.
[021] Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Mittel zur Änderung des Durchflusswiderstandes eine Drossel aufweist.
[022] Dabei kann vorgesehen sein, dass die Drossel als ein in der Förderstrecke angeordneter Schieber ausgebildet ist. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit zur Realisierung einer Drossel.
[023] Ebenso kann nützlicherweise vorgesehen sein, dass neben der Beeinflussung der von der Pumpe geförderten Wassermenge Mittel zur Beeinflussung der Heizleistung in Abhängigkeit der Temperatur vorgesehen sind. Es können somit weitgehend unabhängige Größen, nämlich die geförderte Wassermenge und die Heizleistung, temperaturabhängig beeinflusst werden. [024] Die Beeinflussung der Heizleistung kann auch so weitergebildet sein, dass die Mittel zur Beeinflussung der Heizleistung eine Steuerung zum Schalten unterschiedlicher Anzahlen von mehreren Heizkörpern des Durchlauferhitzers aufweist. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Durchlauferhitzers ist dieser mit zwei einander gegenüberliegenden Heizstäben ausgestattet, so dass sich die Möglichkeit der selektiven Spannungsversorgung der Heizstäbe zur Beeinflussung der Heizleistung anbietet.
[025] Die erfindungsgemäße elektronische Steuerung ist in vorteilhafter Weise dadurch weiter gebildet, dass in einer Wasserführungsstrecke zwischen dem Durchlauferhitzer und einer Brühkammer der Temperaturfühler angeordnet ist. Die Messung der Temperatur unmittelbar vor der Brühkammer ist eine nützliche Voraussetzung für die Bereitstellung eines zufriedenstellenden Brühergebnisses.
[026] Zusätzlich oder alternativ kann auch von Vorteil sein, dass zumindest ein Temperaturfühler auf der Förderstrecke und/oder in der Wasserführungsstrecke angeordnet ist. Aufgrund dieser zusätzlichen Informationen lässt sich der Betrieb des Durchlauferhitzers optimieren.
[027] Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Temperaturfühler direkt auf einem Heizkörper des Durchlauferhitzers angeordnet ist. Die hierdurch ermöglicht direkte Messung der Heizkörpertemperatur ermöglicht ein schnelles Reagieren der Steuerung.
[028] Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann auch so weitergebildet sein, dass zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer ein Temperaturfühler angeordnet ist und die von diesem Temperaturfühler gemessene Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird. Durch die Kenntnis der Temperatur des Wassers vor dem Durchlauferhitzer kann die in den Durchlauferhitzer geförderte Wassermenge beziehungsweise die vom Durchlauferhitzer bereitgestellte Heizleistung im Hinblick auf insbesondere den Betrieb des Durchlauferhitzers aber auch im Hinblick auf die zu erzielende Wassertemperatur in der Brühkammer vorteilhaft beeinflusst werden.
[029] Die vorteilhafte Anordnung des Temperaturfühlers kann auch dadurch gekennzeichnet werden, dass ein Temperaturfühler dem Durchlauferhitzer in Strömungsrichtung des Wassers vorgeschaltet ist.
[030] Im gleichen Sinne lässt sich formulieren, dass ein Temperaturfühler dem Durchlauferhitzer in Strömungsrichtung des Wassers nachgeschaltet ist.
[031] Des weiteren kann nützlich sein, dass die elektronische Steuereinrichtung ein Diffe- renzglied zur Ermittlung der Temperaturdifferenz aufweist, zwischen einer von einem dem Durchlauferhitzer vorgeschalteten Temperaturfühler gemessenen Temperatur und einer von einem dem Durchlauferhitzer nachgeschalteten Temperaturfühler gemessenen Temperatur zur Beeinflussen der von der Pumpe geförderten Wassermenge. Die Differenz dieser gemessenen Temperaturen kann zuverlässigen Aufschluss über die Vorgänge im Durchlauferhitzer ohne Beeinflussung durch Vorgänge vor beziehungsweise hinter dem Durchlauferhitzer geben.
[032] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Kaffeemaschine mit einem Durchlauferhitzer ohne Thermoblock dadurch zuverlässig betrieben werden kann, dass eine elektronische Steuerung die durch das Fehlen des Thermoblocks entstehenden Nachteile ausgleicht. Insbesondere werden übermäßige Dampfentwicklungen und Temperaturschwankungen durch Steuerungsvorgänge beseitigt.
[033] In einer weiteren erfindungsgemäßen Steuerung werden die oben genannten Nachteile durch folgende Verfahrensschritte bzw. Funktionen der Elektronik ausgeglichen oder sogar ganz beseitigt.
[034] Im Pumpenbetrieb nach Starten eines Brühvorganges wird die Pumpe vor oder mit dem Heizkörper eingeschaltet, um zu vermeiden, dass der Heizkörper ohne Wasserfiilung ist. Um schnell auf die benötigte hohe Brühtemperatur zu kommen, wird die Pumpe dann in einem bestimmten EIN/ AUS Takt so geschaltet, dass keine Dampfüberdrücke entstehen.
[035] Das Verfahren ist so ausgelegt, dass erst wenn ein Fühler oder Regler auf der Heizung signalisiert, dass eine bestimmte Temperatur erreicht ist, die Pumpe ohne Unterbrechung voll fördert.
[036] Mit einem Fühler bzw. Sensor im Wasserauslauf zwischen Heizkörper und Brühraum wird das Pumpentaktverhältnis und/oder die Heizleistung verändert bzw. angepasst.
[037] Es kann ein Fühler auch im Wasserzulauf vorgesehen sein, der ebenfalls das Pumpentaktverhältnis und/oder die Heizleistung beeinflusst.
[038] Die Elektronik kann auch die Länge des Brühvorganges steuern, je nachdem welche Tassenzahl angewählt wurde.
[039] Um eine Überhitzung des Heizkörpers zu verhindern ist eine 3. Dampferkennung vorgesehen. Um eine Entstehung von Dampf zu verhindern werden erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen: [040] Liegt am Temperaturfühler bzw. Sensor eine Temperatur über 90 bis 100°C länger als ca. 3 bis 5 Sek. an, so schaltet die Elektronik den Heizkörper solange ab, bis die Temperatur auf einen Wert unter 70 bis 90°C gesunken ist. Wenn die Abschaltung der Heizung kurz vor Ende der Kaffeebezugszeit erfolgt, so läuft die Pumpe ca. 3 bis 5 Sek. nach, um eine erhöhte Dampfbildung bei Überhitzung zu vermeiden.
[041] Sollte der Sensor einen Defekt aufweisen oder fehlerhaft oder gar nicht angeschlossen sein, so erkennt die Elektronik diesen Fehler und lässt das Gerät nicht starten.
[042] Der Verfahrensablauf der vorzugsweise elektronischen Regelung ist wie folgt:
[043] Beim Starten des Kaffeebezuges pumpt die Pumpe in einer Startphase eine kurze Zeit, um die evtl. leere Heizung zu fiilen. Dann unterbricht die Pumpe die Förderung, während die Heizung das Wasser aufheizt. Ist eine Temperatur von ca.70 bis 80°C am Sensor erreicht, wird die Pumpe eingeschaltet und fördert das bis zu 120°C heiße Wasser aus der Heizung. Wenn die Temperatur am Sensor wieder unter ca. 80 bis 90°C absinkt, wird die Pumpe wieder abgeschaltet.
[044] Bei Stillstand der Pumpe in einer an die Startphase anschließenden Förderphase wird das Wasser in der Heizung wieder aufgeheizt und bei einer Temperatur von ca. 80 bis 95°C schaltet die Pumpe wieder ein, beim Unterschreiten von ca. 75 bis 95°C aus. In diesen Temperaturgrenzen taktet die Pumpe weiter, bis die Kaffeebezugszeit für eine oder zwei Tassen abgelaufen ist.
[045]
[046] Die Heizung wird anschließend in einer Schlussphase ca. 1 -3 Sek. vor Ende der Kaffeebezugszeit abgeschaltet bzw. die Pumpe läuft nach, um die durch die Nachwärme entstehende Dampfbildung zu verringern.
[047] Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass ein kostengünstiger Durchlauferhitzer eingesetzt werden kann. Unmittelbar nach Tassenanwahl beginnt der Brühvorgang und es entsteht keine Dampfentwicklung mit unerwünschten Überdrücken im Heizkreis.
[048] Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorDzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Dabei zeigt: [049] Figur 1 eine Schnittdarstellung einer Kaffeemaschine zur Erläuterung der Erfindung;
[050] Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuseteils sowie im Gehäuse angeordneter Bauteile zur Erläuterung der Erfindung;
[051] Figur 3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
[052] Figur 4 ein Funktionsdiagramm eines getalteten Heizleistungssteuerung zur Vermeidung bzw. Verhinderung von Dampfbildung.
[053] Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
[054] Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Kaffeemaschine zur Erläuterung der Erfindung. Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gehäuseteils sowie im Gehäuse angeordneter Bauteile zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Die Kaffeemaschine 10 umfasst ein flaches Vorderteil 12 und eine säulenartige hintere Baugruppe 14. Auf dem Vorderteil 12 können Tassen zur Entnahme von Kaffee über einen Auslauf 16 angeordnet werden. In die hintere Baugruppe 14 ist ein Wasserbehälter 18 eingesetzt. Die hintere Baugruppe 14 umfasst weiterhin eine Brühkammer 20, die durch einen mit einer Schublade zuführbaren Kaffeepadhalter 24 und eine elastische Halterabdeckung 28 als Brühkammeroberteil 30 gebildet wird. Um den Kaffeepadhalter 24 und die Halterabdeckung 28 nach dem Einschieben der Schublade 22 gegeneinander abzudichten, ist ein Hebelmechanismus mit einem Hebel 26 vorgesehen. Im dargestellten Zustand zieht der Hebelmechanismus den Kaffeepadhalter 24 gegen die Halterabdeckung 28. Legt man den Hebel 26 um 90° nach hinten um, so wird der Kaffeepadhalter 24 abgesenkt, so dass er zusammen mit der Schublade 22 aus der Kaffeemaschine 10 entnehmbar ist.
[055] Innerhalb des durch das Vorderteil 12 und die hintere Baugruppe 14 gebildeten Gehäuses sind Komponenten zur Förderung von Wasser, zur Erwärmung von Wasser und zur Steuerung dieser Vorgänge vorgesehen. Im unteren Gehäusebereich an der Grenze zwischen dem Vorderteil 12 und der hinteren Baugruppe 14 ist eine Pumpe 32 angeordnet, der über einen Schlauch 34 Wasser aus dem Wasserbehälter 18 zugeführt wird. Über einen weiteren Schlauch 36 ist die Pumpe 32 mit einem Durchlauferhitzer 38 an dessen Eintritt 88 verbunden. In vergleichbarer Weise kann ein Schlauch 92 an dem Durchlauferhitzer 38 an dessen Austritt 90 aufgesteckt sein. Wesentliche Komponenten dieses Durchlauferhitzers 38 sind ein der Wasserführung dienendes Rohr 40, das eine Förderstrecke 84 zur Verfügung stellt, sowie zwei Heizstäbe 42, 44. Diese Heizstäbe 42, 44 weisen jeweils zwei elektrische Anschlüsse 46, 48 auf, an die die Heizspannung angelegt wird. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine als Schi eber ausgebildete Drossel 86 mit einem elektrischen Anschluss vorgesehen ist, um so die Wasserfördermenge durch den Durchlauferhitzer zu beeinflussen. Am Vorderteil 12 der Kaffeemaschine 10 ist ein Tastenfeld 50 vorgesehen, das mit einer Elektronikplatine 52 verbunden ist, wobei die Elektronikplatine 52 vorzugsweise sämtliche Funktionen der Kaffeemaschine steuert, insbesondere die Funktionen im Hinbück auf die Förderung und die Erwärmung des Wassers. Ausgehend von der Elektronikplatine 52 ist eine Kabelführung 54 vorgesehen, in der die elektrischen Leitungen zusam- mengefasst sind, über die die elektronische Steuerung ihre Steuerbefehle ausgibt und Eingangsinformationen empfängt. Diese Eingangsinformationen betreffen insbesondere die von einem Temperaturfühler 56 erfasste Temperatur des Durchlauferhitzers sowie vorzugsweise weitere Temperaturinformationen, die von Temperaturfühlern an Messstellen 58 in Strömungsrichtung hinter beziehungsweise vor dem Durchlauferhitzer 38 erfasst werden. In der hinteren Baugruppe 14 ist weiterhin ein Reedschalter 62 angeordnet. Aufgabe des Reedschalters 62 ist es, einen Mindestfüllstand im Wasserbehälter 18 elektrisch zu detektieren. Dazu ist im Wasserbehälter 18 ein Schwimmer vertikal verschieblich gelagert, der einen Magneten aufweist. Bei Unterschreiten einer Mindestfillmenge im Wasserbehälter 18 befindet sich der Magnetschwimmer nahe des Reedschalters 62 und lässt diesen einschalten, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird, der ein Signal über das Unterschreiten des Filistandes an die elektronische Steuerung übergibt. Ist der Füllstand im Wasserbehälter geringer als die Mindestfillmenge, kann die Kaffeemaschine nicht in Betrieb genommen werden. Der Durchlauferhitzer 38 kann weiterhin über einen Fühler verfügen, der ein Trockenlaufen während des Heizvorgangs verhindert. Das Rohr 60 des Durchlauferhitzers 38 ist in dem Bereich, in dem die Heizstäbe 42,
44 an dem Rohr 60 anliegen, abgeflacht. Bei entsprechender Auslegung der Heizstäbe mit ebenfalls einer flachen Seite kann so eine gute Anlage und folglich ein guter Wärmeübergang zwischen den Heizstäben 42, 44 und dem Rohr 60 erfolgen. Die Anordnung von Rohr 60 und Heizstäben 42, 44 wird durch eine Manschette 64 zusammengehalten, die aus wärmebeständigem Kunststoff oder Metall gefertigt sein kann. Im Bereich dieser Manschette 64 ist der Temperaturfühler 56 angeordnet. An den Enden des Rohrs 60 sind Schlauchanschlussstutzen 66, 68 angebracht. Diese sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in das Rohr 60 eingesteckt und mit einer umlaufenden Dichtung 70, 72, beispielsweise einem O-Ring, ausgestattet. An den aus hit- zebeständigem Kunststoff gefertigten Schlauchanschlussstutzen 66, 68 sind Befestigungsmittel 74, 76, 78, 80 angeformt, wobei nur einige der Befestigungsmittel hier beispielhaft mit Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Diese Befestigungsmittel 74, 76, 78, 80 dienen zur Befestigung und Zentrierung des Durchlauferhitzers 38 im Gehäuse und weiterhin zur Aufnahme zusätzlicher Komponenten, beispielsweise zur Aufnahme des Reedschalters 62 in dem Befestigungsmittel 78. In den Schlauchanschlussstutzen 68 ist weiterhin ein Sicherheitsventil 82 integriert. Der Durchlauferhitzer 38 kann somit zusammen mit den Schlauchanschlussstutzen 66, 68 und den aufgesteckten Schläuchen komplett montiert werden und ohne weiteres aufgrund der zentrierenden Eigenschaften in das Gehäuse eingesetzt werden. Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens. Nach dem Start des Brühvorgangs in Schritt S01 wird in Schritt S02 die Pumpe 32 eingeschaltet, so dass Wasser in das Rohr 40 des Durchlauferhitzers 38 gefördert wird. Nachfolgend wird in Schritt S03 die Heizspannung an die Heizstäbe 42, 44 angelegt. Diese Reihenfolge der Schritte S02 und S03 stellt sicher, dass die Heizung nicht im trockenen Zustand betrieben wird. Es kann aber auch sinnvoll sein, die Heizung sofort nach dem Start des Brühvorgangs einzuschalten und erst nach einer Vörheizperiode die Pumpe 32 einzuschalten. Hierdurch kann unter Umständen zwar ein Heizbetrieb bei trockenem Durchlauferhitzer 38 stattfinden, im Gegenzug erreicht man jedoch bereits bei Förderbeginn hohe Wassertemperaturen. Der Problematik des Trockenlaufens des Durchlauferhitzers kann dadurch begegnet werden, dass Fühler zum Schutz gegen das Trockenlaufen vorgesehen sind. Diese können entweder als Feuchtefühler ausgelegt sein, so dass dafür gesorgt werden kann, dass im Falle des Trockenlaufens die Heizleistung heruntergefahren wird beziehungsweise die Pumpe 32 eingeschaltet wird. Ebenfalls kann ein solcher Fühler auf Temperaturbasis arbeiten, so dass beim Erreichen einer bestimmten Temperatur am Durchlauferhitzer in jedem Fall die Pumpe 32 eingeschaltet wird. In Schritt S04 geht die Pumpe 32 nun in einen getakteten Betrieb über, um so einerseits lokale Überhitzungen und daraus resultierende unerwünschte Dampfüberdrücke zu vermeiden und andererseits eine der zur Verfügung stehenden Heizleistung angemessene Wassermenge zu fördern. In
Schritt S05 wird geprüft, ob ein Temperaturschwellenwert T am Durchlauferhitzer 38 s erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so verbleibt die Pumpe 32 im Taktbetrieb, wobei allerdings das Taktverhältnis zu Gunsten der Einschaltdauer bei steigender Temperatur verändert werden kann. Erst wenn in Schritt S05 ermittelt wird, dass eine Schwellentemperatur T am Durchlauferhitzer 38 erreicht ist, findet in Schritt S06 ein Dau- s erbetrieb der Pumpe 32 statt. Nach der Entnahme des Kaffees endet der Brühvorgang in Schritt S07.
[058] Die Überprüfung der Temperatur gemäß Schritt S05 kann insbesondere so weitergebildet sein, dass mehrere Temperaturschwellen angesetzt werden und dass jeweils beim Überschreiten einer nächsten Temperaturschwelle das Taktverhältnis der Pumpe zu Gunsten der Einschaltzeit verändert wird. Ebenfalls ist eine kontinuierliche Veränderung des Taktverhältnisses möglich. Bei der Überprüfung der Temperaturen können auch weitere Temperaturinformationen verwendet werden, die insbesondere an den Messstellen 58, 60 vor und hinter dem Durchlauferhitzer 38 ermittelt werden.
[059] Das in Figur 4 gezeigte Funktionsdiagramm zeigt die zeitlichen Verläufe beim Zapfen einer Tasse Kaffe aus einer erfindungsgemäßen Kaffeepadmaschine mit einem 1800W Rohrheizkörper der Länge 180mm und dem Durchmesser von 16mm, bei einer Wandstärke des Heizrohres von 1,5mm. Als Sensor dient ein handelsüblicher NTC. Der Zapf Vorgang schließt eine Vorlauf zeit und eine Nachlaufzeit von jeweils einer Sekunde mit ein. Der mit Tn bezeichnete Graph zeigt den zeitlichen Verlauf der Temperatur am NTC-Sensor. Der mit Tk bezeichnete Graph zeigt den zeitlichen Verlauf der Temperatur des Kaffees und der mit R bezeichnete Graph zeigt den zeitlichen Verlauf der Temperatur an der Reglerlasche. Der mit P bezeichnete Graph zeigt den zeitlichen Verlauf in den Rohrheizkörper eingebrachten Heizleistung. Der mit tO bezeichnete Zeitpunkt kennzeichnet den Förderbeginn des Wassers durch Einschalten der Pumpe. Der mit tl bezeichnete Zeitpunkt kennzeichnet das Förderende durch Ausschalten der Pumpe.
[060] Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger KombiDnation für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
[061] Bezugszeichenliste
[062] 10 Kaffeemaschine
[063] 12 Vorderteil
[064] 14 hintere Baugruppe
[065] 16 Auslauf
[066] 18 Wasserbehälter
[067] 20 Brühkammer
[068] 22 Schublade
[069] 24 Kaffeepadhalter
[070] 26 Hebel [071] 28 Halterabdeckung
[072] 30 Brühkammeroberteil
[073] 32 Pumpe
[074] 34 Schlauch
[075] 36 Schlauch
[076] 38 Durchlauferhitzer
[077] 40 Rohr
[078] 42 Heizstab, Heizkörper
[079] 44 Heizstab, Heizkörper
[080] 46 elektrischer Anschluss
[081] 48 elektrischer Anschluss
[082] 50 Tastenfeld
[083] 52 Elektronikplatine
[084] 54 Kabelführung
[085] 56 Temperaturfühler
[086] 58 Messstelle, Temperaturfühler
[087] 60 Messstelle, Temperaturfühler
[088] 62 Reedschalter
[089] 64 Manschette
[090] 66 Schlauchanschlussstutzen
[091] 68 Schlauchanschlussstutzen
[092] 70 Dichtung
[093] 72 Dichtung
[094] 74 Befestigungsmittel
[095] 76 Befestigungsmittel
[096] 78 Befestigungsmittel
[097] 80 Befestigungsmittel
[098] 82 Sicherheitsventil
[099] 84 Förderstrecke
[100] 86 Drossel, Schieber
[101] 88 Eintritt
[102] 90 Austritt
[103] 92 Schlauch

Claims

Ansprüche [001] Verfahren zum Steuern von Heizvorgängen in einer Kaffeemaschine (10), die insbesondere zur Kaffeezubereitung auf der Grundlage von Kaffeepads geeignet ist, wobei die Kaffeemaschine (10) einen Durchlauferhitzer (38) und eine Pumpe (32) zum Fördern von Wasser durch den Durchlauferhitzer (38) aufweist, mit den Schritten: - Messen einer Temperatur im Bereich des Durchlauferhitzers (38) und/oder des von der Pumpe geförderten Wassers; - Beeinflussen der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge in Abhängigkeit der Temperatur.
[002] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Durchlauferhitzer (38) und einer Brühkammer (20) eine Temperatur gemessen wird und diese Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird.
[003] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pumpe (32) und dem Durchlauferhitzer (38) eine Temperatur gemessen wird und diese Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird.
[004] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen einem Eintritt (88) in den Durchlauferhitzer (38) und einem Austritt (90) aus dem Durchlauferhitzer (38) gemessen wird und diese Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird.
[005] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Pumpe (32) geförderte Wassermenge durch einen getakteten Betrieb der Pumpe (32) beeinflusst wird.
[006] Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, - dass die Pumpe (32) vor dem Heizbeginn eingeschaltet wird und mit einem ersten Taktverhältnis zwischen Einschaltdauer und Abschaltdauer betrieben wird, - dass mit zunehmender Temperatur das Taktverhältnis größer wird und - dass oberhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle das Taktverhältnis gleich 1 ist.
[007] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Beeinflussung der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge die Heizleistung in Abhängigkeit der Temperatur im Bereich des Durchlauferhitzers (38) beeinflusst wird. [008] Elektronische Steuereinrichtung zum Steuern von Heizvorgängen in einer Kaffeemaschine (10) , die insbesondere zur Kaffeezubereitung auf der Grundlage von Kaffeepads geeignet ist, wobei die Kaffeemaschine (10) einen Durchlauferhitzer (38) und eine Pumpe (32) zum Fördern von Wasser entlang einer Förderstrecke (84) durch den Durchlauferhitzer (38) sowie einen Temperaturfühler (56, 58, 60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung Mittel zum Beeinflussen der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge in Abhängigkeit der von dem Temperaturfühler (56, 58, 60) gemessenen Temperatur aufweist.
[009] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch einen getakteten Betrieb der Pumpe (32) gebildet sind.
[010] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Änderung des Durchflusswiderstandes ausgebildet sind.
[011] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Änderung des Durchflusswiderstandes eine Drossel (86) aufweist.
[012] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (86) als ein in der Förderstrecke (84) angeordneter Schieber ausgebildet ist.
[013] Elektronische Steuereinrichtung nach einem der Anspruch 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Beeinflussung der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge Mittel zur Beeinflussung der Heizleistung in Abhängigkeit der Temperatur vorgesehen sind.
[014] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung der Heizleistung eine Steuerung zum Schalten unterschiedlicher Anzahlen von mehreren Heizkörpern (42, 44) des Durchlauferhitzers (38) aufweist.
[015] Elektronische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wasserführungsstrecke zwischen dem Durchlauferhitzer (38) und einer Brühkammer (20) der Temperaturfühler (58) angeordnet ist.
[016] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperaturfühler (56, 58) auf der Förderstrecke (84) und/ oder in der Wasserführungsstrecke angeordnet ist.
[017] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperaturfühler (56) direkt auf einem Heizkörper (42, 44) des Durchlauferhitzers (38) angeordnet ist.
[018] Elektronische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pumpe (32) und dem Durchlauferhitzer (38) ein Temperaturfühler (60) angeordnet ist und die von diesem Temperaturfühler (60) gemessene Temperatur bei der Beeinflussung der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge beziehungsweise der Heizleistung berücksichtigt wird.
[019] Elektronische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (60) dem Durchlauferhitzer (38) in Strömungsrichtung des Wassers vorgeschaltet ist.
[020] Elektronische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (58) dem Durchlauferhitzer (38) in Strömungsrichtung des Wassers nachgeschaltet ist.
[021] Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung ein Differenzglied zur Ermittlung der Temperaturdifferenz aufweist, zwischen einer von einem dem Durchlauferhitzer (38) vorgeschalteten Temperaturfühler (60) gemessenen Temperatur und einer von einem dem Durchlauferhitzer (38) nachgeschalteten Temperaturfühler (58) gemessenen Temperatur zur Beeinflussen der von der Pumpe (32) geförderten Wassermenge.
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