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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung zumindest einer Temperaturerfassungseinrichtung in einem Getränkeautomaten. Die Erfindung betrifft außerdem einen Getränkeautomaten mit einer Kalibrierungseinrichtung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens ausgebildet ist.
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In Getränkeautomaten, insbesondere in Kaffeevollautomaten, gibt es eine ganze Reihe an Temperaturerfassungseinrichtungen, beispielsweise ein Mainboard bzw. Temperatursensoren, wobei jedoch bislang üblicherweise eine komplette Temperaturmesskette mit sämtlichen Temperaturerfassungseinrichtungen nicht gesamtheitlich kalibriert wird. Es werden lediglich einzelne Komponenten, wie beispielsweise das Mainboard mit den für die Messung relevanten Bauteilen, kalibriert, während übrige toleranzbehaftete Temperaturerfassungseinrichtungen, wie beispielsweise Temperatursensoren, mit fertigungsbedingten Toleranzen eingebaut werden. Hieraus resultiert eine gewisse Messungenauigkeit bzw. Toleranz in der Temperaturmesskette.
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Da insbesondere in Kaffeevollautomaten die Erfassung einer Temperatur des Brühwassers essentiell für die herzustellende Kaffeequalität ist, können sich bereits geringe Erfassungsungenauigkeiten negativ auf einen Geschmack des herzustellenden Kaffeegetränks auswirken. Zwar werden die Temperatursensoren bei der Herstellung zumindest stichprobenartig auf ihre Erfassungsgenauigkeit geprüft und gegebenenfalls im Herstellungsprozess eine Kalibrierung vorgenommen, trotzdem kann bislang nicht ausgeschlossen werden, dass Temperatursensoren mit nicht bekannter Messtoleranz bzw. Ungenauigkeit in einem Getränkeautomaten verbaut werden. Verfahren zur Kalibrierung derart verbauter Sensoren sind z. B. aus
US 2013/0 167 730 A1 und
EP 2 165 243 B1 bekannt, sowie die Erfassung der Temperatur aus
DE 10 2017 200 950 A1 .
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein Verfahren zur Kalibrierung einer Temperaturerfassungseinrichtung in einem Getränkeautomaten anzugeben, welches die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet und insbesondere auch eine Insitu-Kalibrierung ermöglicht.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zumindest eine Temperaturerfassungseinrichtung, möglichst sämtliche Temperaturerfassungseinrichtungen, in einem Getränkeautomaten nach dem Einbau zu kalibrieren und dadurch eine komplett kalibrierte Temperaturmesskette zu schaffen, die eine vorherbestimmbare hohe Qualität der auszugebenden Getränke gewährleistet. Hierzu wird ein Vergleichswert, nämlich eine Soll-Siedetemperatur TSoll, herangezogen und mit einzelnen an den jeweiligen Temperaturerfassungseinrichtungen gemessenen Siedetemperaturen TIst verglichen und über eine hierbei gegebenenfalls ermittelte Differenz die Kalibrierung vorgenommen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung zumindest einer Temperaturerfassungseinrichtung, vorzugsweise sämtlicher Temperaturerfassungseinrichtungen, in einem Getränkeautomaten, insbesondere in einem Kaffeevollautomat, wird zunächst Wasser in einer Heizeinrichtung des Getränkeautomaten auf die Siedetemperatur TIst erhitzt. Diese Siedetemperatur Tlst ist dabei selbstverständlich abhängig von ortsspezifischen Daten, wie beispielsweise einem Luftdruck. Des Weiteren wird ein Umgebungsluftdruck am Getränkeautomaten ermittelt oder mittels eines vordefinierten Wertes angesetzt und daraus eine für die örtliche Lage des Getränkeautomaten spezifische Soll-Siedetemperatur TSoll berechnet bzw. angesetzt. Anschließend wird die an der zu kalibrierenden Temperaturerfassungseinrichtung erfasste Siedetemperatur TIst mit der Soll-Siedetemperatur TSoll verglichen und bei Vorliegen einer Differenz ΔT = TSoll - TIst eine entsprechende Kalibrierung der jeweiligen Temperaturerfassungseinrichtung vorgenommen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit vergleichsweise einfach, aber dennoch hochgenau und insbesondere auch Vorort eine exakte Kalibrierung sämtlicher Temperaturerfassungseinrichtungen vorgenommen werden, wodurch eine komplette Temperaturmesskette kalibriert werden kann. Darüber hinaus lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine Kosteneinsparung erreichen, da beispielsweise Bauteile, insbesondere Temperaturerfassungseinrichtungen, mit insgesamt größeren Fertigungstoleranzen verbaut werden können, da diese mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder noch im Werk vor der Auslieferung oder Vorort kalibriert werden können. Hierdurch lässt sich auch eine deutlich verbesserte Getränkequalität erreichen, so dass beispielsweise zu hohe Wassertemperaturen, welche einen Kaffee bitter und sauer machen, oder zu kalte Wassertemperaturen, welche kein zufriedenstellendes Brühergebnis und einen lediglich unzureichenden Geschmack bewirken, vermieden werden können. Darüber hinaus kann auch eine größere Getränkespreizung bei der Herstellung der Getränke ermöglicht werden, da vorhandene Temperaturlimits im Getränkeautomaten ausgereizt werden können.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird als Temperaturerfassungseinrichtung ein Oberflächensensor an der Heizeinrichtung, ein in das Wasser der Heizeinrichtung ragender Temperatursensor oder ein mit, durch die Heizeinrichtung erzeugtem Dampf am Ausgang der Heizeinrichtung in Kontakt stehender Temperatursensor verwendet. Hierzu ist zu sagen, dass der beispielsweise beim Sieden des Wassers in der Heizeinrichtung entstehende Dampf ebenso wie das dort vorhandene Wasser die Siedetemperatur hat, so dass beispielsweise der Oberflächensensor oder der in das Wasser der Heizeinrichtung ragende Temperatursensor oder der die Temperatur des Dampfes ermittelnde Temperatursensor, welcher am Ausgang der Heizeinrichtung angeordnet ist, mit identischer Temperatur beaufschlagt werden können, wodurch durch einen Abgleich mit der Soll-Siedetemperatur TSoll sämtliche Temperaturerfassungseinrichtungen kalibriert werden können, beispielsweise durch eine entsprechende Anpassung einer Software des Getränkeautomaten. Die Kalibrierung der einzelnen Temperaturerfassungseinrichtungen, beispielsweise die Dampfkalibrierung, kann insbesondere direkt an der Fertigungslinie durchgeführt werden, was den großen Vorteil hat, dass dort ein Umgebungsluftdruck durch ein an einem Endprüfstand angebrachtes Luftdruckmessgerät gemessen und somit die Soll-Siedetemperatur TSoll exakt vorgegeben werden kann, wodurch ein besonders exakter Abgleich mit den ermittelten Siedetemperaturen TIst und damit eine besonders exakte Kalibrierung möglich sind.
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Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Kalibrierung erst bei einem Nutzer bzw. einer Nutzerin bei einer Erstinbetriebnahme durchzuführen und dort den jeweiligen Umgebungsluftdruck entsprechend anzusetzen bzw. zu bestimmen.
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Erfindungsgemäß wird der Umgebungsluftdruck über das Internet durch Einbeziehen von Wetterdaten und ortsspezifischen Höhendaten ermittelt. Hierzu weist der Getränkeautomat ein Kommunikationsmodul auf, über welches eine Verbindung mit dem Internet aufbaubar ist. Der Getränkeautomat übermittelt Ortsdaten, woraufhin eine spezielle Software zugehörige Höhendaten und Wetterdaten dem Internet entnimmt und daraus die für den jeweiligen Standort des Getränkeautomaten spezifische Soll-Siedetemperatur TSoll von Wasser ermittelt und dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde legt. Dies ist insbesondere bei der zunehmenden Ausführung der Getränkeautomaten bzw. Kaffeevollautomaten als sogenannte SmartHome-Geräte problemlos möglich. Auch dies bietet den Vorteil, dass die Kalibrierung der Temperaturerfassungseinrichtungen turnusmäßig und insbesondere Vorort und von einer Benutzerin bzw. einem Benutzer unbemerkt durchgeführt werden kann. Es lässt sich somit eine hohe Getränkequalität durch exakte Brühtemperaturen ebenso erreichen, wie eine Kosteneinsparung durch die Möglichkeit der Verwendung von Temperaturerfassungseinrichtungen mit größeren Toleranzen.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, einen Getränkeautomaten, insbesondere einen Kaffeevollautomaten, mit zumindest einer Temperaturerfassungseinrichtung, einer Heizeinrichtung zum Aufheizen von Wasser bis zumindest auf eine Siedetemperatur Tlst und einer Kalibrierungseinrichtung zur Kalibrierung der Temperaturerfassungseinrichtungen vorzusehen, wobei die Kalibrierungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend den vorherigen Absätzen ausgebildet ist. Gegenstand der Erfindung ist somit nicht nur das Verfahren an sich, sondern auch ein Getränkeautomat, der über eine entsprechende Software in der Kalibrierungseinrichtung die Kalibrierung der Temperaturerfassungseinrichtungen selbsttätig vornehmen kann. Mittels eines derartigen Getränkeautomaten könnte unter Umständen auf eine werksseitige Kalibrierung verzichtet werden, wodurch die Fertigungskosten reduziert und gegebenenfalls entstehende Mehrkosten durch die Kalibrierungseinrichtung ausgeglichen werden können. Ein derartiger erfindungsgemäßer Getränkeautomat ermöglicht auch eine nahezu permanente Überwachung und Kalibrierung einer Temperaturmesskette an unterschiedlichen Temperaturerfassungseinrichtungen in dem Getränkeautomaten, die darüber ortsunabhängig funktioniert.
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Zweckmäßig ist die Heizeinrichtung als Durchlauferhitzer ausgebildet. Ein derartiger Durchlauferhitzer ermöglicht ein vergleichsweise schnelles Aufheizen des Wassers auf seine Siedetemperatur Tlst, wodurch auch das erfindungsgemäße Verfahren zu Beginn eines Brühprozesses oder bei einer Erstinbetriebnahme vergleichsweise schnell und dadurch komfortabel für eine Benutzerin bzw. einen Benutzer durchgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß weist der Getränkeautomat ein Kommunikationsmodul auf, über welches er eine Internetverbindung aufbauen kann und aufbaut, wobei die Kalibrierungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Umgebungsluftdruck am Getränkeautomat über das Internet durch Einbeziehen von ortsspezifischen Wetterdaten und Höhendaten ermittelt. Dies ist insbesondere für sogenannte SmartHome-Geräte denkbar, die ohnehin über ein entsprechendes Kommunikationsmodul verfügen. Mittels eines derart ausgebildeten Getränkeautomaten ist ebenfalls eine komfortable und insbesondere für eine Benutzerin bzw. einen Benutzer nicht bemerkbare Kalibrierung der Temperaturerfassungseinrichtung des Getränkeautomaten möglich, wodurch die Qualität der ausgegebenen Getränke gesteigert werden kann und zudem die Möglichkeit besteht, Temperaturerfassungseinrichtungen mit größerer Toleranz einzusetzen, die kostengünstiger sind.
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Zweckmäßig ist die zumindest eine Temperaturerfassungseinrichtung als NTC-Widerstand ausgebildet. Ein derartiger NTC-Widerstand ist ein temperaturabhängiger Widerstand, der zu der Gruppe der Thermistoren zählt und einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist und dadurch bei hohen Temperaturen den elektrischen Strom besser leitet als bei tiefen Temperaturen. Alternativ ist selbstverständlich auch der Einsatz eines PTC-Widerstandes möglich. Die Ausbildung der Temperaturerfassungseinrichtung als NTC-Widerstand bzw. PTC-Widerstand bietet dabei den großen Vorteil, dass diese kostengünstig und widerstandsfähig sind und darüber hinaus hinsichtlich des Messergebnisses äußerst genaue Temperaturerfassungseinrichtungen ermöglichen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
- 1 einen erfindungsgemäßen Getränkeautomaten,
- 2 eine Siedepunktkurve von Wasserdampf in Abhängigkeit des Drucks.
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Entsprechend der 1 weist ein erfindungsgemäßer Getränkeautomat 1, der beispielsweise als Kaffeevollautomat 2 ausgebildet sein kann, zumindest eine Temperaturerfassungseinrichtung 3 sowie eine Heizeinrichtung 4 zum Aufheizen von Wasser 5 auf eine Siedetemperatur Tlst auf. In der Heizeinrichtung 4 kann das Wasser 5 zum Sieden gebracht werden, so dass dieses an einem Ausgang 7 der Heizeinrichtung 4 als Dampf 6 vorliegt. Ebenfalls vorgesehen ist eine Kalibrierungseinrichtung 8 zur Kalibrierung der zumindest einen Temperaturerfassungseinrichtung 3, wobei die Kalibrierungseinrichtung 8 zur Durchführung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Dabei ist anzumerken, dass dieses Verfahren selbstverständlich auch losgelöst von dem Getränkeautomaten 1 ausgeführt werden kann, so dass die in den Getränkeautomaten 1 integrierte Kalibrierungseinrichtung 8 zur Durchführung des Verfahrens rein theoretisch auch außerhalb des Getränkeautomaten, beispielsweise als mobiles Gerät, vorhanden sein kann und eine Kalibrierung der Temperaturerfassungseinrichtung 3 über eine entsprechend Datenübertragungsverbindung ermöglicht.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung zumindest einer Temperaturerfassungseinrichtung 3, vorzugsweise sämtlicher in dem Getränkeautomaten 1 verbauter Temperaturerfassungseinrichtungen 3, wird zunächst das Wasser 5 in der Heizeinrichtung 4 auf die Siedetemperatur Tlst erhitzt und zugleich ein Umgebungsluftdruck am Getränkeautomaten 1 ermittelt bzw. angesetzt. Aus diesem Umgebungsluftdruck wird beispielsweise mittels des in 2 dargestellten Diagramms eine Soll-Siedetemperatur TSoll berechnet, abgelesen bzw. ermittelt. Aus der 2 kann man dabei erkennen, dass beispielsweise bei einem Normalluftdruck von 1.013,25 hPa die zugehörige Soll-Siedetemperatur TSoll bei 100°C liegt. Bei geringerem Umgebungsluftdruck sinkt die Soll-Siedetemperatur TSoll, während sie bei höherem Umgebungsluftdruck entsprechend der in 2 gezeigten Siedepunktkurve steigt. Da der Umgebungsluftdruck abhängig vom jeweiligen Ort, das heißt insbesondere auch abhängig von einer jeweiligen Höhenlage ist, ist die Erfassung des Umgebungsluftdrucks essentiell zur Kalibrierung der Temperaturerfassungseinrichtungen 3. An der jeweils zu kalibrierenden Temperaturerfassungseinrichtung 3 wird nun die Siedetemperatur Tlst erfasst, beispielsweise an oder in der Heizeinrichtung 4, und mit der Soll-Siedetemperatur TSoll verglichen, wobei eine Differenz ΔT = TSoll - TIst ermittelt wird und anhand dieser Differenz ΔT die Temperaturerfassungseinrichtungen 3 kalibriert werden.
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Hierdurch ist es möglich, Temperaturerfassungseinrichtungen 3 mit größeren Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Messgenauigkeit zu verwenden, was eine kostengünstigere Fertigung ermöglicht und trotzdem aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens eine hohe Getränkequalität durch eine exakte Temperaturbestimmung erlaubt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darüber hinaus die gesamte Messkette kalibrierbar.
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Als Temperaturerfassungseinrichtung 3 kann beispielsweise ein Oberflächensensor 9 an der Heizeinrichtung 4, ein in das Wasser der Heizeinrichtung 4 ragender Temperatursensor 10 oder ein mit, durch die Heizeinrichtung 4 erzeugtem Dampf 6 am Ausgang 7 der Heizeinrichtung 4 in Kontakt stehender Temperatursensor 11 verwendet werden. Selbstverständlich ist auch die Kalibrierung weiterer, nicht gezeigter Temperaturerfassungseinrichtungen 3 an unterschiedlichsten Stellen in dem Getränkeautomaten 1, beispielsweise an einem Getränkeauslauf oder im Bereich einer Leitung, möglich.
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Der Getränkeautomat 1 weist ein Kommunikationsmodul 13 auf, über welches eine Internetverbindung aufbaubar ist, wobei die Kalibrierungseinrichtung 8 derart ausgebildet ist, dass sie den Umgebungsluftdruck am Getränkeautomat 1 über das Internet durch ein Beziehen von ortsspezifischen Wetterdaten und Höhendaten ermittelt. Dabei kann eine Ortsbestimmung des Getränkeautomaten 1 über das Kommunikationsmodul 13 erfolgen und über eine entsprechende Software die zugehörigen Daten bezüglich des Umgebungsluftdrucks übermittelt werden.
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Die Heizeinrichtung 4 kann beispielsweise als Durchlauferhitzer ausgebildet sein, wodurch eine vergleichsweise schnelle und einfache und damit für Benutzer bzw. eine Benutzerin komfortable Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist. Die Temperaturerfassungseinrichtung 3 kann als NTC-Widerstand oder als PTC-Widerstand ausgebildet sein und dabei ebenfalls eine exakte, aber dennoch kostengünstige Temperaturerfassung ermöglichen.
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Alles in allem kann mit dem erfindungsgemäßen Getränkeautomaten 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren eine deutlich exaktere Temperaturbestimmung ermöglicht werden, da vergleichsweise einfach eine gesamte Messkette kalibriert werden kann. Hierdurch ist auch eine deutlich verbesserte Getränkequalität möglich, wobei zugleich auch eine Kosteneinsparung erzielbar ist, da Temperaturerfassungseinrichtungen 3 mit größeren Toleranzen verbaut werden können. Auch ist eine größere Temperaturspreizung bei Getränken möglich, da einzelne Temperaturlimits im Getränkeautomaten 1 ausgereizt werden können. Dabei kann die Kalibrierung turnusmäßig und insbesondere Vorort und von einer Benutzerin bzw. einem Benutzer unbemerkt durchgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getränkeautomat
- 2
- Kaffeevollautomat
- 3
- Temperaturerfassungseinrichtung
- 4
- Heizeinrichtung
- 5
- Wasser
- 6
- Dampf
- 7
- Ausgang der Heizeinrichtung
- 8
- Kalibrierungseinrichtung
- 9
- Oberflächensensor
- 10
- Temperatursensor
- 11
- Temperatursensor
- 12
- Drucksensor
- 13
- Kommunikationsmodul
