Technisches Gebiet

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Brühvorrichtung zum Zubereiten eines Heissgetränks, insbesondere einen Kaffeeau- tomaten zum Zubereiten eines Kaffeegetränks.

Stand der Technik

In Brühvorrichtungen zum Zubereiten eines Heissgetränks wird heisses Wasser einer Brüheinheit zugeführt, in welcher das heisse Wasser einen Geschmacksträger (beispielsweise Kaffee- pulver) durchläuft und an einem Heissgetränkeauslass als zu- bereitetes oder gebrühtes Heisegetränk ausgegeben wird.

Insbesondere bei Kaffee gibt es regionale oder kulturelle Unterschiede in der Zubereitungeart. So unterscheiden sich die persönlichen Präferenzen insbesondere in Bezug auf die Menge des eingesetzten Kaffeepulvers oder in Bezug auf die Portionsgrösse des Heissgetränks. Wenn der Kaffee in einer eher grösseren Portion zubereitet wird, kann die Einfüllmenge von gemahlenem Kaffeepulver in die Brüheinheit variiert wer- den. Beim Bezug eines sehr grossen Kaffees wird diese Menge in der Regel bis auf ein maximales Fassungsvolumen des be- treffenden Teils der Brühkammer erhöht. Beim Kaffeebezug werden zu Beginn vor allem erwünschte Ge- schmacksstoffe und Aromen ausgetragen. Bei zunehmender Be- zugsdauer wird der Kaffee wässriger, und es können uner- wünschte Bitterstoffe gelöst werden.

Bestätigungskopie Aus dem Stand der Technik sind Brühvorrichtungen bekannt, bei welchen zwei Heizsysteme vorhanden sind, d. h. zwei Durch- lauferhitzer, denen jeweils eine eigene Förderpumpe und stromabwärts jeweils ein Fluidstrang zugeordnet sind. Eine solche herkömmliche Brühvorrichtung offenbart beispielsweise die WO 2011/151703 A2. Die beiden Heizsysteme werden während eines Kaffeebezugs parallel betrieben. Mit einem Fluidstrang wird der Brüheinheit heisses Wasser zugeführt, um der Brü- heinheit zu ermöglichen, ein Kaffeegetränk zu brühen und das gebrühte Kaffeegetränk in einen Kaffeeauslauf zu leiten, wäh- rend mit dem anderen Fluidstrang gleichzeitig heisses Wasser erzeugt wird, das stromabwärts der Brüheinheit in den Kaffee- auslauf gemischt wird. Durch die zwei Heizsysteme wird die herkömmliche Brühvorrich- tung teuer, und der Platzbedarf steigt.

Die DE 10 2014 108 415 B3 offenbart eine Getränkebereitungs- roaschine, insbesondere Kaffeemaschine, welche mindestens eine Wasserpumpe zum Zuführen von Wasser zu einem ersten Durch- lauferhitzer und zu einem zweiten Durchlauferhitzer aufweist. Der erste Durchlauferhitzer ist zum Erzeugen von Heisswasser ausgebildet, während der zweite Durchlauferhitzer zum Erzeu- gen von Heisswasser und/oder zum Erzeugen von Dampf ausgebil- det ist. Der erste Durchlauferhitzer ist über eine erste Ver- bindungsleitung mit einem ersten Eingang eines Mehrwegeven- tils verbunden, während der zweite Durchlauferhitzer über eine zweite Verbindungsleitung mit einem zweiten Eingang des Mehrwegeventils verbunden ist. Die Getränkebereitungsmaschine umfasst weiterhin eine Brüheinheit zum Herstellen eines Ge- tränks (z.B. Kaffee) mit einer Brühkammer, welche über ein Überdruckventil und eine Leitung mit der ersten Verbindungs- leitung verbunden und somit ebenfalls an den ersten Durch- lauferhitzer angeschlossen ist. Die Brüheinheit ist somit ge- eignet, von dem ersten Durchlauferhitzer bereitgestelltes Heisswasser aufzunehmen, sofern der erste Eingang des Mehr- wegeventils geschlossen ist. Das Mehrwegeventil hat insgesamt fünf verschiedene Eingänge - ausser den an die beiden Durch- lauferhitzer angeschlossenen Eingängen noch drei weitere Ein- gänge, welche zum Be- oder Entlüften dienen - und ausserdem vier Ausgänge, welche an vier verschiedene Leitungen ange- schlossen sind: an eine Dampfleitung zur Versorgung einer Milch-Aufschäumeinrichtung mit Dampf; eine Luft- und Reini- gungsleitung zur Versorgung einer Luftzuführung der Milch- Aufschäumeinrichtung; eine Heisswasserleitung zur Versorgung eines Heisswasserbezugshahns mit Heisswasser; eine weitere Leitung zur Verbindung des Mehrwegeventils mit einem Entspan- nungsgehäuse zur Abfuhr von Restflüssigkeiten aus dem Mehr- wegeventil in eine dem Entspannungsgehäuse nachgeordnete Tropfschale. Das Mehrwegeventil kann in verschiedene Schalt- zustände gebracht werden, um zu erreichen, dass wahlweise: Heisswasser aus den beiden Durchlauferhitzern dem Heisswas- serbezugshahn zugeführt wird; die Milch-Aufschäumeinrichtung zum Erzeugen von Milchschaum mit Dampf und Luft oder zu Rei- nigungszwecken mit Wasser und/oder Dampf versorgt wird; Rest- flüssigkeit aus dem Ausgang des Mehrwegeventils in die Tropf- schale geleitet werden kann. An die Brüheinheit ist eine Aus- gabeleitung angeschlossen, über welche ein in der Brüheinheit hergestelltes Getränk (z.B. Kaffee) in ein Trinkgefäss aus- gegeben werden kann. Alle Leitungen, welche an einen der Aus- gänge des Mehrwegeventils angeschlossen sind, verlaufen se- parat von der Ausgabeleitung zur Ausgabe eines Getränks und münden insbesondere nicht in diese Ausgabeleitung. Es ist dementsprechend nicht vorgesehen, ein von der Brüheinheit hergestelltes Getränk durch Mischen mit einer Portion Heiss- wasser, welche die Brüheinheit nicht durchströmt hat, zu ver- dünnen. Zusammenfassung der Offenbarung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Brüh- Vorrichtung oder ein Verfahren, welches eine Brühvorrichtung verwendet, derart weiterzubilden, dass die Brühvorrichtung preiswerter wird oder der Platzbedarf verringert wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Brühvorrichtung nach An- spruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 14.

Gemäss einem Aspekt weist eine Brühvorrichtung zum Zubereiten eines Heissgetränks auf: eine Heisswasser-Zuführungseinrich- tung mit einem Ausgang für Heisswasser; eine Brüheinheit zum Durchführen eines Brühprozesses zum Zubereiten eines gebrüh- ten Heissgetränks, welche eine Fluidausgangsleitung aufweist und konfiguriert ist zum Entgegennehmen von Heisswasser von der Heisswasser-Zuführungseinrichtung während des Brühprozes- ses und zum Ausgeben des gebrühten Heissgetränks durch die Fluidausgangsleitung in einen Heissgetränkeauslass; eine Heisswasser-Umgehungsleitung; eine ansteuerbare Heisswasser- ümschalteinrichtung, die dazu konfiguriert ist, die Heisswas- ser-Umgehungsleitung zeitweise mit dem Ausgang der Heisswas- ser-Zuführungseinrichtung zu verbinden, sodass Heisswasser aus der Heisswasser-Zuführungseinrichtung in die Heisswasser- Umgehungsleitung zuführbar ist, wobei die Heisswasser-Umge- hungsleitung sich derart erstreckt, dass in die Heisswasser- Umgehungsleitung zugeführtes Heisswasser in den Heissgeträn- keauslass ausgebbar ist; eine Ansteuereinheit zum Ansteuern der Heisswasser-Umschalteinrichtung.

Gemäss der Erfindung umfasst der Heissgetränkeauslass mindes- tens eine Heissgetränke-Ausgabeleitung, wobei die Fluidaus- gangsleitung stromabwärts der Brüheinheit in die mindestens eine Heissgetränke-Ausgabeleitung mündet, sodass das gebrühte Heissgetränk durch die mindestens eine Heissgetränke-Ausga- beleitung des Heissgetränkeauslasses ausgebbar ist, und wobei die Heisswasser-ümgehungsleitung stromabwärts der Heisswas- ser-Umschalteinrichtung in die mindestens eine Heissgetränke- Ausgabeleitung mündet, sodass Heisswasser durch die mindes- tens eine Heissgetränke-Ausgabeleitung des Heissgetränkeaus- lasses ausgebbar ist. Diese Brühvorrichtung ist insbesondere als Kaffeeautomat aus- gebildet.

Die Heisswasser-Umgehungsleitung, oder Bypass-Leitung, führt damit auf ansteuerbare oder schaltbare Weise Heisswasser aus der gleichen Heisswasser-Zuführungseinrichtung, die auch die Brüheinheit speist, der mindestens einen Heissgetränke-Aus- gabeleitung des Heissgetränkeauslass zu. Bs ist dadurch mög- lich, gegenüber einer herkömmlichen Brühvorrichtung gemäss WO 2011/151703 A2 die Kosten der Brühvorrichtung zu senken oder den Platzbedarf zu verringern. Gleichzeitig kann sicher- gestellt werden, dass insbesondere bei einer grossen Porti- onsgrösse des zuzubereitenden Heissgetränks auf ansteuerbare Weise nicht zu viel Heisswasser durch die Brüheinheit geleitet wird. Hierdurch kann die Qualität des zuzubereitenden Heiss- getränks beibehalten oder verbessert werden; insbesondere kann bei der Bereitung eines Kaffeegetränke sichergestellt werden, dass nur wenige oder keine Bitterstoffe aus dem Kaf- feepulver gelöst werden. Mit anderen Worten: Es kann bei einer zuzubereitenden grossen Heissgetränkeportion sichergestellt werden, dass eine gerin- gere Heisswassermenge als die Gesamtportionsgrösse durch die Brüheinheit geleitet wird, ohne zusätzliche Teile wie. z. B. ein zweites Heizsystem vorzusehen. Es fliesst also im Falle einer Kaffeezubereitung weniger erwärmtes Wasser durch das (in der Brüheinheit befindliche) gemahlene Kaffeepulver, wodurch eine Überextraktion von Aromastoffen vermieden werden kann und die Abgabe von Bitterstoffanteilen in den zuberei- teten Kaffee verringert wird. Dadurch können erwünschte Ge- schmacksstoffe und Aromen während des Brühvorganges ausgetra- gen werden und keine oder nur eine geringe Menge an uner- wünschten Bitterstoffe gelöst werden. Gleichzeitig ist es möglich, eine ausreichend grosse Portion am Heissgetränkeaus- lass über eine einzige Heissgetränke-Ausgäbeleitung zu erhal- ten.

Die Heisswasser-Zuführungseinrichtung ist beispielsweise als eine Kombination aus einem Kaltwasserspeicher, einer Förder- pumpe und einem Durchlauferhitzer ausgebildet, aber nicht da- rauf beschränkt. Alternativ ist es beispielsweise auch mög- lich, Heisswasser in einem HeissWassertank oder Boiler zu speichern, und das erwärmte Wasser mit einer Förderpumpe zu fördern. In jedem Fall steht an einem Ausgang der Heisswasser- Zuführungseinrichtung das erwärmte Wasser zur Verfügung, das mittelbar oder unmittelbar in die Brüheinheit gefördert wer- den kann, und das mittelbar oder unmittelbar in die Heisswas- ser-Umgehungsleitung gefördert werden kann, und zwar abhängig von einem Umschaltzustand der Heisswasser-Umschalteinrich- tung.

Heisswasser, wie hierin verwendet, bezieht sich auf Wasser mit einer zum Zubereiten des gewünschten Heissgetränks geeig- neten Temperatur, beispielsweise Kaffee-Brühtemperatur. Ty- pische Brühtemperaturen betragen mehr als 90 °C, insbesondere mehr als 95 °C.

Gemäss einem weiteren Aspekt ist die Heisswasser-Zuführungs- einrichtung dazu konfiguriert, Heisswasser aus einer einzigen Heisswasserquelle zu fördern. Die Heisswasserquelle ist bei- spielsweise der oben erwähnte Heisswassertank oder Boiler, oder die Heisswasserquelle ist der Ausgang des oben beschrie- benen Durchlauferhitzers. Im Falle eines HeissWassertanks o- der Boilers wird gemäss dem Aspekt das heisse Wasser aus ein- und demselben Heisswassertank bzw. Boiler sowohl zum Speisen der Brüheinheit, als auch zum Speisen der Heisswasser-Umge- hungsleitung verwendet, je nach Umschaltzustand der Heisswas- ser-Umschalteinrichtung. Entsprechend wird im Falle eines Durchlauferhitzers gemäss dem Aspekt das heisse Wasser aus ein- und demselben Durchlauferhitzer sowohl zum Speisen der Brüheinheit als auch zum Speisen der Heisswasser-Umgehungs- leitung verwendet, je nach Umschaltzustand der Heisswasser- Umschalteinrichtung.

Eine Ausführungsform der Brühvorrichtung ist derart ausgebil- det, dass die Heisswasser-Umschalteihrichtung von der Ansteu- ereinheit derart ansteuerbar ist, dass die Heisewasser-Umge- hungsleitung während des Brühprozesses zumindest zeitweise mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass während des Brühprozesses so- wohl von der Heisswasser-Zuführungseinrichtung abgegebenes Heisswasser der Brüheinheit zugeführt werden kann, um die Zubereitung eines gebrühten Heissgetränks in der Brüheinheit und eine Ausgabe des gebrühten Heissgetränks durch die min- destens eine Heissgetränke-Ausgabeleitung des Heisegeträn- keauslasses zu ermöglichen, als auch von der Heisswasser- Zuführungseinrichtung abgegebenes Heisswasser durch die Heisswasser-Umgehungsleitung durch dieselbe Heissgetränke- Ausgabeleitung des Heissgetränkeauslasses ausgegeben werden kann, durch welche das in der Brüheinheit gebrühte Heissge- tränk aus dem Heissgetränkeauslass ausgegeben wird. Bei Ausführungsformen der Brühvorrichtung ist die Heisswas- ser-Zuführungseinrichtung ausgebildet, während des Brühpro- zesses eine vorgegebene Menge Heisswasser über den Ausgang der Heisswasser-Zuführungseinrichtung auszugeben, wobei die Heisswasser-Umschalteinrichtung von der AnSteuereinheit der- art ansteuerbar ist, dass die Heisswasser-Umgehungsleitung während des Brühprozesses zeitweise mit der Heisswässer-Zu- führungseinrichtung verbunden ist und ein Teil der über den Ausgang der Heisswasser-Zuführungseinrichtung ausgegebenen vorgegebenen Menge Heisswasser durch die mindestens eine Heissgetränke-Ausgabeleitung des Heissgetränkeauslass aus- gebbar ist. Weiterhin weist die Brüheinheit einen Eingang zum Entgegennehmen von Heisswasser auf, welcher Eingang über eine Fluidleitung mit dem Ausgang der Heisswasser-Zuführungsein- richtung verbunden ist, sodass der andere Teil der über den Ausgang der Heisswasser-Zuführungseinrichtung ausgegebenen vorgegebenen Menge Heisswasser während des Brühprozesses zum Eingang der Brüheinheit zuführbar ist. Bei Ausführungsformen der Brühvorrichtung ist die Heisswas- ser-Umschalteinrichtung ein Ventil, insbesondere ein 2/2- Wege-Magnetventil, das einen Eingang und einen Ausgang hat. In einer Durchlassstellung des Ventils ist der Eingang mit dem Ausgang verbunden> In einer Unterbrechungsstellung des Ventils ist der Eingang nicht mit dem Ausgang verbunden. Der Eingang des Ventils ist mit dem Ausgang der Heisswasser-Zu- führungseinrichtung verbunden. In der Unterbrechungsstellung gelangt demnach kein am Eingang des Ventils anstehendes heis- ses Hasser zum Ausgang des Ventils. Der Ausgang des Ventils ist mit der Heisswasser-Umgehungsleitung verbunden. Eine Flu- idleitung stromaufwärts des Eingangs des Ventils stellt eine Verbindung zwischen dem Ausgang der Heisswasser-Zuführungs- einrichtung und einem Eingang der Brüheinheit her. Die Ver- bindung zwischen dem Ausgang der Heisswasser-Zuführungsein- richtung und dem Eingang der Brüheinheit ist insbesondere dauerhaft vorhanden bzw. ist nicht ansteuerbar unterbrechbar. In der Unterbrechungsstellung des Ventils wird das Heisswas- ser der Brüheinheit zugeführt. Die während eines Brühvorgangs mit beispielsweise Kaffeepulver gefüllte Brühkammer der Brü- heinheit weist einen vergleichsweise hohen Strömungswider- stand auf, während die Heisswasser-Umgehungsleitung einen vergleichsweise kleinen Strömungswiderstand aufweist. In der Durchlassstellung strömt daher ein Grossteil des heissen Was- sers, das am Eingang des Ventils anliegt, in die Heisswasser- Umgehungs1eitung. Alternativ ist bei Ausführungsformen der Brühvorrichtung die Heisswasser-Umschalteinrichtung ein Ventil, insbesondere ein 3/2 -Wege-Magnetventil, das einen Eingang, einen ersten Aus- gang und einen zweiten Ausgang hat. In einer ersten Stellung ist der Eingang mit dem ersten Ausgang verbunden. In einer zweiten Stellung ist der Eingang mit dem zweiten Ausgang ver- bunden. Der Eingang des Ventils ist mit dem Ausgang der Heiss- wasser-Zuführungseinrichtung verbunden. Der erste Ausgang des Ventils ist mit der Heisswasser-Umgehungsleitung verbunden. Der zweite Ausgang des Ventils ist mit einem Eingang der Brüheinheit verbunden.

In der ersten Stellung des Ventils strömt das heisse Wasser, das am Eingang des Ventils anliegt, in die Heisswasser-Umge- hungsleitung. In der zweiten Stellung des Ventils strömt das heisse Wasser, das am Eingang des Ventils anliegt, in den Eingang der Brüheinheit.

Bei Ausführungsformen der Brühvorrichtung ist die Ansteuer- einheit dazu konfiguriert, die Heisswasser-Umschalteinrich- tung während des Brühprozesses in mindestens einem Zeitinter- vall oder in einer Mehrzahl von Zeitintervallen derart anzu- steuern, dass jedes Zeitintervall einen ersten Zeitraum um- fasst, in welchem die Heisswasser-Umgehungsleitung mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist, und einen zweiten Zeitraum umfasst, in welchem die Heisswasser-Umge- hungsleitung nicht mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist.

Das Umschalten in mindestens einem Intervall führt dazu, dass das Hasser in der Brüheinheit während des ersten Zeitraums verharrt. Im Falle einer Kaffeezubereitung hat das Brühwasser dadurch eine verlängerte Kontaktzeit mit dem Kaffeepulver in der Brühkammer der Brüheinheit, was dazu beitragen kann die Löslichkeit der Geschmacksstoffe und Aromen zu verbessern.

Im Falle einer Mehrzahl von Intervallen entsteht eine Mehrzahl von Druckpulsationen in der Brüheinheit. Die kann eine Aro- maextraktion oder ein Auspressen der Pulverkörper des Kaffee- pulvers zusätzlich begünstigen und die Qualität des ausgege- benen Heissgetränks weiter verbessern. Die Druckdifferenz in- nerhalb einer Druckpulsation beträgt kurzzeitig beispiels- weise bis zu 15 bar.

Bei Ausführungsformen der Brühvorrichtung ist das Verhältnis von erstem Zeitraum zu zweitem Zeitraum des Intervalls bzw. der Intervalle vorgegeben oder vorgebbar, und zwar in Abhän- gigkeit von einer Art des zuzubereitenden Heissgetränks. Bei- spielsweise kann es vorgesehen sein, bei bestimmten Arten von Heissgetränken wie z. B. Espresso oder Ristretto ein Verhält- nis von null vorzugeben, d. h. dass bei diesen Arten das heisse Wasser während des gesamten Zubereitungsvorganges aus- schliesslich durch die Brüheinheit geleitet: wird und nicht durch die Heisewasser-Umgehungsleitung geleitet wird. Dement- sprechend kann es vorgesehen sein, dass bei anderen Arten von Heissgetränken wie z. B. Ca£6 Americanö ein Verhältnis vor- gegeben wird, das von null verschieden ist, so dass ein be- stimmter Anteil von heissem Wasser während des Zubereitungs- vorganges an der Brüheinheit vorbei und durch die Heisswasser- Umgehungsleitung geleitet wird.

Als nicht einschränkende Beispiele beträgt der erste Zeitraum 0,5 Sekunden und der zweite Zeitraum beträgt 0,5 Sekunden; oder der erste Zeitraum beträgt 0,3 Sekunden und der zweite Zeitraum beträgt 0,6 Sekunden; oder der erste Zeitraum beträgt 1,0 Sekunden und der zweite Zeitraum beträgt 0,4 Sekunden. Bei einer Abfolge mehrerer Intervalle folgt typischerweise der erste Zeitraum eines nachfolgenden Intervalls unmittelbar auf den zweiten Zeitraum des jeweiligen vorhergehenden Inter- valls .

Bei Ausführungsformen der Brühvorrichtung ist der erste Zeit- räum mindestens eines der Intervalle, typischerweise der erste Zeitraum eines jeden Intervalls, kürzer als der zuge- hörige zweite Zeitraum des jeweiligen Intervalls.

Ausführungsformen der Brühvorrichtung weisen ferner eine Vo- lumenmesseinrichtung auf. Die Volumenmesseinrichtung ist dazu konfiguriert, ein Volumen der in den Heissgetränkeauslass ausgegebenen Flüssigkeit im Zeitverlauf zu messen und die zugehörigen Messwerte an die Ansteuereinheit auszugeben. Die Ansteuereinheit ist ferner dazu konfiguriert, die Heisswas- ser-Umschalteinrichtung in Abhängigkeit von den Messwerten aus der Volumenmesseinrichtung anzusteuern. Typischerweise wird das Volumen pro Zubereitungsvorgang eines Heissgetränkes gemessen, d. h. das anfängliche Volumen bei Beginn eines Zu- bereitungsvorgangs wird als 0 angenommen. Die Volumenmessein- richtung kann das unmittelbar oder mittelbar in den Heissge- tränkeauslass ausgegebene Volumen kontinuierlich oder in vor- gegebenen oder vorgebbaren MesswertIntervallen an die Ansteu- ereinheit ausgeben.

Weiterhin ist bei Ausführungsformen die AnSteuereinheit fer- ner dazu konfiguriert, die Heisswasser-Umschalteinrichtung anzusteuern, insbesondere in einer Mehrzahl von Intervallen umzuschalten, wenn gemäss den Messwerten aus der Volumenmes- seinrichtung bestimmt wird, dass ein erstes Volumen erreicht ist .

Beispielsweise kann die Heisswasser-Umschalteinrichtung wäh- rend des Brühprozesses von der Ansteuereinheit derart ansteu- erbar sein, dass die Heisswasser-Umschalteinrichtung abwech- selnd umschaltet zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Heisswasser-Umgehungsleitung nicht mit der Heisswasser- Zuführungseinrichtung verbunden ist, und einer zweiten Stel- lung, in welcher die Heisswasser-Umgehungsleitung mit der Heisswasser- Zuführungseinrichtung verbunden ist, sofern ein von der Volumenmesseinrichtung ermittelter Messwert für das Volumen der in den Heissgetränkeauslass ausgegebenen Flüssig- keit grösser oder gleich einem ersten vorgegebenen Volumen ist. Es kann also vorgesehen sein, dass die Ansteuereinheit die Heisswasser-Umschalteinrichtung bei Erreichen eines be- stimmten Volumens, des ersten Volumens, umschaltet. Bei- spielsweise schaltet die Ansteuereinheit die Heisswasser-Um- schalteinrichtung bei Erreichen des bestimmten Volumens aus der Stellung, in welcher der die Heisswasser-Umgehungsleitung nicht mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist, in die Stellung um, in welcher die Heisswasser-Umge- hungsleitung mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung ver- bunden ist. Zum Beispiel schaltet die Ansteuereinheit die Heisswasser-Umschalteinrichtung nach Ablauf einer bestimmten Zeit wieder in die Stellung um, in welcher die Heisswasser- Umgehungsleitung nicht mit der Heisswasser-Zuführungseinrich- tung verbunden ist.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ansteuereinheit die Heisswasser-Utaschalteinrichtung bei Erreichen des ersten Vo- lumens in Intervallen umschaltet, typischerweise in einer Mehrzahl von Intervallen, wie hierin beschrieben.

Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Ansteuereinheit ferner dazu konfiguriert ist, das Ansteuern der Heisswasser- Dmschalteinrichtung zu beenden, sofern ein von der Volumen- messeinrichtung ermittelter Messwert für das Volumen der in den Heissgetränkeauslass ausgegebenen Flüssigkeit grösser o- der gleich einem zweiten vorgegebenen Volumen ist, wobei das zweite vorgegebene Volumen grösser als das erste vorgegebene Volumen ist.. Die Ansteuereinheit steuert also in dem Zeitraum ab dem Erreichen des ersten Volumens bis zum Erreichen des zweiten Volumens die Heisswässer-Umschalteinrichtung an.

Dieses Ansteuern, kann wiederum vorsehen, dass zu Beginn dieses volumenbezogenen Zeitraums die Ansteuereinheit die Heisswas- ser-Uraschalteinrichtung bei Erreichen des bestimmten Volumens aus der Stellung, in welcher die Heisswasser-Umgehungsleituhg nicht mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist, in die Stellung umschaltet, in welcher die Heisswasser- Umgehungsleitung mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist, und nach Ablauf dieses volumenbezogenen Zeit- raums wieder in die Stellung umschaltet, in welcher der die Heisewasser-Umgehungsleitung nicht mit der Heisswasser-Zufüh- rungseinrichtung verbunden ist. Dieses Ansteuern kann aber auch vorsehen, dass zu Beginn die- ses volumenbezogenen Zeitraums die Ansteuereinheit die Heiss- wasser-Umschalteinrichtung bei Erreichen des bestimmten Vo- lumens in Intervallen umschaltet, wie hierin beschrieben, und nach Ablauf dieses volumenbezogenen Zeitraums das intervall- weise Umschalten beendet.

Ausführungsformen der Brühvorrichtung sind ferner dazu kon- figuriert, der Heisswasser-Umgehungsleitung Dampf zuzuführen. Der Dampf kann insbesondere in Form eines Dampfstosses abge- geben werden. Es kann damit das Leitungssystem hinter der Brüheinheit in Richtung des Heissgetränkeauslasses entleert werden; gleichzeitig werden das Leitungssystem hinter der Brüheinheit und der Heissgetränkeauslass durch den Dampf hy- gienisch gereinigt. Beispielsweise werden Bakterien durch den Dampf abgetötet.

Gemäss einem Aspekt weist ein Verfahren zum Zubereiten eines Heissgetranks in einer hierin beschriebenen Brühvorrichtung ein Festlegen einer Art des zuzubereitenden Heissgetränks, ein Bestimmen, anhand der Art des zuzubereitenden Heissge- tränks, mindestens eines Parameters für die Ansteuerung der Heisswasser-Umschalteinrichtung, und ein Ansteuern, mittels der Ansteuereinheit, der Heisswasser-Umschalteinrichtung ge- mäss dem mindestens einen Parameter, während der Zubereitung des Heissgetränks auf.

Es ist beispielsweise möglich, dass der Parameter für eine Art des zuzubereitenden Heissgetränks angibt, dass bei der Zubereitung kein Umschalten derart erfolgen soll, dass die Heisswasser-Umgehungsleitung mit der Heisswasser-Zuführungs- einrichtung verbunden ist. Dies kann beispielsweise für ein Espresso- oder Ristretto-Getränk gegeben sein. Der Parameter kann auch für eine Art des zuzubereitenden Heissgetränks an- geben, dass eine bestimmte Anzahl von UmschaltVorgängen, bei- spielsweise ein einziger Umschaltvorgang oder eine Mehrzahl von Umschaltintervallen, erfolgen soll, d. h. ein Umschalten derart, dass die Heisswasser-Umgehungsleitung mit der Heiss- wasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist oder dass die Heisswasser-Umgehungsleitung mit der Heisswasser-Zuführungs- einrichtung in bestimmten Zeiträumen verbunden ist und in anderen Zeiträumen nicht verbunden ist.

Bei Ausführungsformen des Verfahrens umfasst der Parameter ein Volumen der in den Heissgetränkeauslass ausgegebenen Flüssigkeit. Beispielsweise umfasst der Parameter ein erstes Volumen, bei dessen Erreichen oder Überschreiten ein einma- liges oder mehrmaliges intervallweises Umschalten erfolgt. Zusätzlich umfasst der Parameter beispielsweise ein zweites Volumen, bei dessen Erreichen oder Überschreiten ein mehrma- liges intervallweises Umschalten beendet wird. Bei Ausführungsformen des Verfahrens umfasst der Parameter alternativ oder zusätzlich einen ersten Zeitraum eines Inter- valls, in welchem die Heisswasser-Umgehungsleitung mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich umfasst der Parameter einen zweiten Zeitraum eines Intervalls, in welchem die Heisswasser-Umgehungsleitung nicht mit der Heisswasser-Zuführungseinrichtung verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich umfasst der Parameter ein Verhältnis des ersten Zeitraums zum zweiten Zeitraum. Alter- nativ oder zusätzlich umfasst der Parameter eine Veränderung des Verhältnisses des ersten Zeitraums zum zweiten Zeitraum im Zeitverlauf.

Bei Ausführungsformen sieht das Verfahren ferner vor, dass nach Abschluas der Zubereitung des Heissgetranks Dampf, ins- besondere in Form eines Dampfstosses , in die Heisswasser- Umgehungsleitung zugeführt wird. Bs kann damit das Leitungs- system hinter der Brüheinheit in Richtung des Heissgeträn- keauslasses entleert werden; gleichzeitig werden das Lei- tungssystem hinter der Brüheinheit und der Heissgetränkeaus- lass durch den Dampf hygienisch gereinigt. Beispielsweise werden Bakterien durch den Dampf abgetötet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden werden Ausführungsformen der Brühvorrichtung und des zugehörigen Verfahrens anhand von Zeichnungen näher er- läutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Brühvorrichtung ge- mäss einer Ausführungsform; Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Brühvorrichtung ge- mäss einer weiteren Ausführungsform;

Brühparameter im Zeitverlauf eines Brühvorgangs unter Verwendung einer Brühvorrichtung gemäss einer Ausfüh- rungsform; und

Fig. 4 schematische Druckverhältnisse in einer Brühkammer einer Brüheinheit einer Brühvorrichtung gemäss einer Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Brühvorrich- tung 1 gemäss einer Ausführungsform. Die Brühvorrichtung 1 umfasst einen Kaltwassertank 10. Eine von dem Kaltwassertank 10 abgehende erste Fluidleitung 11, in welche ein Durchfluss- messer 12 eingeschaltet ist, führt das kalte Wasser eine An- ordnung aus einer Pumpe 15 und einem Drosselventil 16 zu, von wo es weiter durch einen Durchlauferhitzer 20 in eine zweite Fluidleitung 25 strömt. Die Anordnung aus Pumpe 15, Drossel- ventil 16 und Durchlauferhitzer 20 bildet gemäss der darge- stellten Ausführungsform eine Heisswasser-Zuführeinrichtung 22, wobei Heisswasser an ihrem Ausgang 22A, welcher dem Aus- gang des Durchlauferhitzers 20 entspricht, zur Verfügung steht. Die Heisswasser-Züführungseinrichtung 22 fördert dem- nach Heisswasser aus einer einzigen Heisswasserquelle .

Ober eine dritte Fluidleitung 30 strömt das geförderte Wasser über ein Rückschlagventil 32 an den Eingang 31A einer Brü- heinheit 31. Vor dem Eingang 31A der Brüheinheit 31 ist ein Schaltventil 33 vorgesehen, das wahlweise Wasser dem Eingang der Brüheinheit 31 zuführen kann oder eine Restflüssigkeit, die beispielsweise nach dem Abschluss eines Brühvorgangs in einer Brühkammer der Brüheinheit 31 entsteht, aus der Brüh- kammer der Brüheinheit 31 über eine Drainageleitung 37 in einen Restflüssigkeitsbehälter 120 abführen kann.

Ein Schaltventil 75 kann derart umgeschaltet werden, dass ein Fluid (Heisswasser oder Dampf) aus einer mit der zweiten Flu- idleitung 25 verbundenen fünften Fluidleitung 70 wahlweise (über eine mit dem Schaltventil 75 verbundene Fluidleitung 81) an einen Heisswasserauslauf 90, (über eine mit dem Schalt- ventil 75 verbundene Fluidleitung 80) an eine Milchaufschau- meinrichtung 85 oder (über eine mit dem Schaltventil 75 ver- bundene Fluidleitung 82) an eine Kondensationseinrichtung 95 abgegeben werden kann. Aus der Kondensationseinrichtung 95 kann kondensiertes Wasser durch eine weitere Fluidleitung 96 abfHessen. An einem Ausgang der Brühkammer der Brüheinheit 31 ist ein Crema-Ventil 35 vorgesehen,, um den Abfluss von Fluid aus der Brühkammer in eine Fluidausgangsleitung 36 zu kontrollieren. Das Fluid aus der Brühkammer, typischerweise also das zube- reitete Heissgetränk wie beispielsweise ein Kaffeegetränk, strömt durch die Fluidausgangsleitung 36 und eine später noch beschriebene Mischeinrichtung 55 in eine Heissgetränke-Aus- gabeleitung (z.B. eine Kaffeeausgabeleitung) 60 und von dort aus in einen Kaffeeauslauf 65, der einen Heissgetränkeauslass bildet.

Auf einer Trinkgefäss-Ablage 100 ist unterhalb des Kaffeeaus- laufs 65 ein Trinkgefäss 110 platzierbar, um das zubereitete Heissgetränk entgegenzunehmen..

Stromabwärts der zweiten Fluidleitung 25, also des Ausgangs der Heisswasser-Zuführungseinrichtung, und hinter einem Ver- zweigungspunkt, von welchem die dritte. Fluidleitung zur Zu- fuhr von Heisswasser an die Brüheinheit 31 abgeht, ist eine vierte Fluidleitung 40 vorgesehen, welche eine Heisswasser- Umgehungsleitung bildet. In die vierte Fluidleitung 40 ist eine ansteuerbare Heisswasser-Umschalteinrichtung einge- schaltet, die in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ein 2/2- Hege-Magnetventil 50 ist. In der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist demnach die dritte Fluidleitung permanent mit der zweiten Fluidleitung 25 verbunden.

Das Ventil 50 ist umschaltbar zwischen einer Durchlassstel- lung und einer Unterbrechungsstellung. Das Umschalten erfolgt selektiv während eines Brühvorgangs mittels einer geeigneten AnSteuereinheit 5. Während des Brühvorgangs ist der Strö- mungswiderstand am Eingang der Brüheinheit 31 vergleichsweise hoch. In der Unterbrechungsstellung des Ventils 50, die in Fig. l gezeigt ist, ist das Ventil nicht durchlässig. Dement- sprechend strömt das heisse Wasser ausschliesslich zum Ein- gang 31A der Brüheinheit 31. In der Durchlassstellung hingegen strömt aufgrund des grossen StrömungswiderStandes ein Gross- teil des heissen Wassers durch das Ventil 50, und weiter über ein Drosselventil 51 zur Mischeinrichtung 55.

Die Mischeinrichtung 55 umfasst eine (in den Figuren nicht dargestellte) Mischkammer, welche sowohl mit der Fluidaus- gangsleitung 36 als auch mit der vierten Fluidleitung 40 der- art verbunden ist, dass ein Fluid, welches von der Brüheinheit 31 über die Fluidausgangsleitung 36 zur Mischeinrichtung 55 strömt, sich mit einem Fluid, welches vom Ventil 50 über die vierte Fluidleitung 40 zur Mischeinrichtung 55 strömt, in der Mischkammer der Mischeinrichtung 55 vermischen kann. Ein Aus- gang der Mischkammer der Mischeinrichtung 55 mündet in die Heissgetränke-Ausgabeleitung {Kaffeeausgabeleitung) 60, so- dass ein Fluid aus der Mischkammer der Mischeinrichtung 55 über die Heissgetränke-Ausgabeleitung (Kaffeeausgabeleitung) 60 in den Kaffeeauslauf 65 gelangt, wobei die Heissgetränke- Ausgabeleitung 60 im vorliegenden Beispiel im Kaffeeauslauf 65 in zwei Leitungeabschnitte verzweigt ist und jeder dieser zwei Leitungsabschnitte an seinem Ende eine Ausgangsöffnung 60A zur Ausgabe eines Heissgetränks (z.B. Kaffee) aufweist.

Dadurch kann - je nach {Stellung des Ventils 50 - ein Teil des heissen Wassers an der Brüheinheit 31 vorbeigeleitet werden, und es kann eine gute Qualität des ausgegebenen Heissgetränks selbst bei einer grossen Bezugsmenge gewährleistet werden.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile wie in Fig. 1 angeben und deren Beschreibung hier weggelassen ist. In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist statt des Ventils 50 ein Ventil 50Ά vorgesehen, das als 3/2-Wege-Magnetventil aus- gebildet ist und einen Eingang sowie zwei Ausgänge hat. Der Eingang des Ventils 50A ist mit der zweiten Fluidleitung 25 und somit mit dem Ausgang 22A der Heisswasser-Zuführeinrich- tung 22 verbunden. Der erste Ausgang des Ventils 50A ist stromabwärts mit der vierten Fluidleitung 40 verbunden, wel- che eine Heisswasser-Umgehungsleitung bildet. Der zweite Aus- gang des Ventils 50A ist mit dem Eingang 31A der Brüheinheit 31 über die dritte Fluidleitung 30 verbunden. In der ersten Stellung des Ventils 50A ist der Eingang des Ventils 50A mit dem ersten Ausgang des Ventils 50A verbunden; entsprechend ist in der zweiten Stellung des Ventils 50A der Eingang des Ventils 50A mit dem zweiten Ausgang des Ventils 50A verbunden. Das Ventil 50A kann also zwischen einer Ausgabe des heissen Wassers an die vierte Fluidleitung 40 und an den Eingang der Brüheinheit 31 umschalten.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist also in einer der beiden Stellungen des Ventils 50A die dritte Fluidleitung 30 zur Zufuhr von Heisswasser in die Brüheinheit 31 mit der zweiten Fluidleitung 25, also dem Ausgang 22A der Heisswasser- Zuführungseinrichtung 22 verbunden, und die vierte Fluidlei- tung 40 ist stromabwärts des Ventils 50A gesperrt. In der anderen der beiden Stellungen des Ventils 50A ist die vierte Fluidleitung 40 mit der zweiten Fluidleitung 25, also dem Ausgang 22A der Heisswasser-Zuführungseinrichtung 22 verbun- den, und die dritte Fluidleitung 30 zur Zufuhr von Heisswasser in die Brüheinheit 31 ist gesperrt.

Fig. 3 zeigt verschiedene Parameter der Brühvorrichtung 1 während des Zeitverlaufs eines Brühvorgangs.

Im oberen Teil von Fig. 3 ist der Betrieb der Pumpe 15 mit zwei Zuständen {eingeschaltet bzw. ausgeschaltet) darge- stellt.

Im mittleren Teil von Fig. 3 ist die Stellung des Ventils 50 aus der Ausführungsform gemäss Fig. 1 dargestellt; die Ven- tilposition „auf entspricht dabei einer Stellung, in welcher die Heisswasser-Umgehungsleitung 40 mit der Heisswasser-Zu- führungseinrichtung 22 verbunden ist, und die Ventilposition „zu* entspricht einer Stellung, in welcher die Heisswasser- Umgehungsleitung 40 nicht mit der Heisswasser-Zuführungsein- richtung 22 verbunden ist.

Im unteren Teil von Fig. 3 ist schematisch der Verlauf des am Heissgetränkeauslass ausgegebenen Fluidvolumens V darge- stellt.

Zunächst ist das Ventil 50 geschlossen. Die Pumpe 15 wird eingeschaltet und mit konstanter Leistung betrieben, nach ei- nem gewissen Zeitraum wieder ausgeschaltet, anschliessend wieder eingeschaltet. Bei diesem Vorbrühvorgang steigt das Volumen des geförderten Brühwassere während der Einschaltzei- ten der Pumpe 15 Linear an, d. h, bei konstantem Volumenstrom wird der Brüheinheit 31 Brühwasser zugeführt, um das Kaffee- pulver in der Brühkammer der Brüheinheit 31 zu benetzen. Wäh- rend der Ausschaltzeit kann sich das in die Brüheinheit 31 geförderte Wasser im Kaffeepulver verteilen, und das Crema- Ventil 35 der Brüheinheit 31 ist geschlossen, so dass während dieses Zeitraums ein Kaffeegetränk noch nicht ausgegeben wird.

Anschliessend wird die Pumpe 15 wieder bis zum Ende des Brüh- vorganges mit konstanter Leistung im Einschaltzustand betrie- ben. Das Volumen V des geförderten Brühwassers steigt wiederum linear an, bis ein Volumen vO erreicht ist und der Brühvorgang endet .

Das Ventil 50 wird abhängig vom Volumen V angesteuert. Das Ventil wird in der Ausführungsform beispielhaft derart ange- steuert, dass das Ventil 50 geschlossen ist, solange das Vo- lumen kleiner als ein erster Schwellenwert vi ist. Sobald der erste Schwellenwert vi erreicht ist, wird das Ventil 50 ge- öffnet, und heisses Wasser fliesst durch die vierte Fluidlei- tung 40, an der Brüheinheit 31 vorbei, direkt in den Kaffee- ausläse 65.

Das Ventil 50 wird in dem gezeigten Beispiel in Intervallen mit jeweils einem ersten Zeitraum tl (Ventil geöffnet) und einem zweiten Zeitraum t2 (Ventil geschlossen) angesteuert, d. h. impulsweise. Die Gesamtzahl von Zeiträumen, in denen das Ventil 50 während der ersten Zeiträume tl geöffnet ist, kann beispielsweise bei vorgegebenen Parametern tl und t2 in Abhängigkeit des Volumens des geförderten Brühwassers be- stimmt werden. Alternativ kann das Ventil 50 derart als Funk- tion des Volumens V gesteuert werden, dass es geöffnet oder geschlossen wird, wenn das Volumen V bestimmte vorgegebene Schwellwerte erreicht. Im Beispiel gemäss Fig. 3 wird das Ventil 50 beispielsweise geöffnet, wenn das Volumen V den Wert vOl erreicht, und anschliessend wieder geschlossen, wenn das Volumen V den Wert v02 erreicht, und danach wieder geöffnet, wenn das Volumen V den Wert v03 erreicht. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, dass die Pumpleistung der Pumpe 15 und somit der Volumenstrom des von der Pumpe 15 geförderten Wassers konstant ist, wenn die Pumpe 15 angeschaltet ist. In diesem Fall ist die Dauer des Zeitraums tl proportional zur Volumendifferenz v02-v01 und die Dauer des Zeitraums t2 pro- portional zur Volumendifferenz v03-v02.

Im vorliegenden Beispiel wird der Zeitpunkt, ab dem das Ventil 50 ständig bis zum Ende des Brühvorgangs geschlossen gehalten wird, wie folgt bestimmt. Vorgegeben wird ein zweiter Schwel- lenwert v2 für das Volumen V. Sobald das Volumen V den Schwel- lenwert v2 erreicht, wird geprüft, ob das Ventil 50 gerade geöffnet ist. Falls das Ventil 50 gerade geöffnet ist (in Fig. 3 nicht dargestellt) , bleibt das Ventil 50 bis zum Ende der zuletzt erfolgten pulsweisen Ansteuerung der Dauer des ersten Zeitraums tl noch geöffnet; anschliessend wird das Ventil 50 geschlossen und bleibt bis zum Ende des Brühvorgangs geschlos- sen.

Wenn das Volumen V den Wert vO erreicht, ist das Ende des Brühprozesses erreicht, und die Pumpe 15 wird abgeschaltet. Im Beispiel gemäss Fig. 3 wird das Ventil 50 durch mehrere Impulse der Dauer tl wiederholt angesteuert und dementspre- chend periodisch wiederkehrend geöffnet und geschlossen. Es ist alternativ auch denkbar, das Ventil 50 nur während eines einzigen Zeitintervalls, mit einer Zeitdauer tl, welche einem Bruchteil der Dauer eines Kaffeebezugs entspricht, im Verlauf eines Brühprozesses zu öffnen und ansonsten geschlossen zu halten. Dieses einmalige Öffnen des Ventils 50 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Brühvorgangs erfolgen, z.B. am Anfang des jeweiligen Brühvorgangs oder am Ende jeweiligen Brühvorgangs oder an einem anderen Zeitpunkt zwischen dem Anfang und dem Ende des jeweiligen Brühvorgangs.

Im Falle der Ausführungsform gemäss Fig. 2 kann die Steuerung von Pumpe 15 und Ventil 50A analog zur Darstellung gemäss Fig. 3 erfolgen. Das Ventil 50A gemäss Fig. 2 kann impulsweise angesteuert werden mit denselben Impulsfolgen wie das Ventil 50 in Fig. 3. Wird das Ventil 50A impulsweise mit Impulsen der Dauer tl und Abständen der Dauer t2 zwischen zwei aufei- nanderfolgenden Impulsen angesteuert, so wird das Ventil 50A periodisch abwechselnd in zwei verschiedene Zustände ge- bracht, bei denen abwechselnd die dritte Fluidleitung 30 zur Zufuhr von Heisswasser in die Brüheinheit 31 mit der zweiten Fluidleitung 25 verbunden und die vierte Fluidleitung 40 stromabwärts des Ventils 50A gesperrt ist, oder die vierte Fluidleitung 40 mit der zweiten Fluidleitung 25 verbunden und die dritte Fluidleitung 30 zur Zufuhr von Heisswasser in die Brüheinheit 31 gesperrt ist. Demensprechend flieset das durch die zweite Fluidleitung 25 geförderte Heisswasser während der impulsweisen Ansteuerung des Ventils 50A abwechselnd durch die dritte Fluidleitung 30 oder durch die vierte Fluidleitung 40. Fig. 4 zeigt den Druck des Brühwassers in der Brühkammer der Brüheinheit 31 als Funktion der Zeit t während eines Kaf- feebezugs im Anschluss an das Vorbrühen, bei kontinuierlich arbeitender Pumpe 15 und impulsweiser Ansteuerung des Ventils 50 bzw. des Ventils 50A mit Impulsen der Dauer tl und dem zeitlichen Abstand t2 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Im- pulsen .

Die Pumpe 15 arbeitet während des Kaffeebezugs mit maximaler Leistung und ist typischerweise dazu ausgelegt, einen Druck von typischerweise 15 bar zu- erzeugen.

Wenn die vierte Fluidleitung 40 mit der Heisswasser-Zufüh- rungseinrichtung 22 verbunden ist, sinkt der Druck des Brüh- wassere in der Brühkammer der Brüheinheit 31. Die Grösse des Druckabfalls während eines Impulses der Zeitdauer tl hängt von der. Grösse von tl ab, also der Zeitspanne, während der die vierte Fluidleitung 40 jeweils mit der Heisswasser-Zufüh- rungseinrichtung verbunden ist. Ist tl gross (z.B. grösser als 1 Sekunde) , kann der Druck des Brühwassers in der Brüh- kammer auf ungefähr 0 bar fallen, wenn das Ventil 50 bzw. das Ventil 50A die Fluidleitung 40 freigibt.