Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heißgetränkeautomat, insbesondere einen Kaffeevollautomat, nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Kaffeevollautomaten nach Anspruch 8.

Kaffeevollautomaten, in denen Kaffeebohnen frisch gemahlen werden und das so hergestellten Kaffeepulver einer Brühkammer zugeführt wird, in der ein Kaffeegetränk zubereitet wird, indem Heißwasser aus einem Heißwassererzeuger durch das verdichtete Kaffeemehl gepresst wird, sind aus dem Stand der Technik in verschiedensten Ausgestaltungen und Varianten bekannt.

In Ländern mit geringerer Spannung im Niederspannungsnetz als 230 V (z.B. 1 10 V) wird für den Betrieb eines Kaffeevollautomaten, der für 230 V Netzspannung ausgelegt ist, nur eine reduzierte Leistung zur Verfügung gestellt. Dennoch soll die Leistungsfähigkeit der Maschine für die ersten aufeinanderfolgenden Produkte geringst möglich reduziert werden, d.h. in einem möglichst geringen Zeitraum sollen mehrere Kaffee- Produkte ohne Unterbrechung hintereinander ausgegeben werden können. Dabei muss die Qualität -hier vor allem gekennzeichnet durch eine definierte Zubereitungstemperatur- für das Produkt konstant bleiben.

Auf Grund der niedrigeren Netzspannung und der damit verbundenen niedrigeren dem Kaffeevollautomat zuführbare elektrischen Leistung, reicht jedoch auch dauerhaftes Heizen während der Produktzubereitung u.U. nicht aus, obwohl die Heizung an sich auf die niedrige Netzspannung ausgelegt sein kann, um die Freigabe-Temperatur für das nächste auszugebende Getränk wieder zu erreichen. Hierdurch kann eine unerwünschte Wartezeit bis zur nächsten Produktzubereitung entstehen.

Dieses Problem soll durch die Erfindung gemindert werden.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach wird ein Kaffeevollautomat geschaffen, der wenigstens folgendes aufweist:

- eine Dampf- und Heißwasserversorgung, mit einem durch eine Dampferzeuger- Zuleitung mit Wasser speisbaren Dampferzeuger und mit einem mit Wasser speisbaren Heißwassererzeuger; - eine Brüheinheit, in der das zuzubereitenden Heißgetränk mit Wasser aus dem Heißwassererzeuger zubereitbar ist;

- sowie eine Getränkeausgabe, aus der das zubereitete Heißgetränk in ein Gefäß abgebbar ist, wobei

- das Wasser, welches dem Heißwassererzeuger zuzuleiten ist, zunächst durch den Dampferzeuger oder an diesem entlang leitbar ist, bevor es in den Heißwassererzeuger leitbar ist, wobei im Bereich des Dampferzeugers ein Wärmetauscher gebildet wird.

Derart wird es vorteilhaft möglich, dass auch bei einer relativ geringen Heizleistung des Heißwassererzeugers mehr Kaffeegetränke ohne frühe Nachheizphasen durch die Heizung des Heißwassererzeugers in einer wünschenswerten Geschwindigkeit - also in der Regel ohne eine Wartezeit zubereitbar sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Zuleitung zum Heißwassererzeuger ein Umschaltventil und einen durch den Dampferzeuger oder am Dampferzeuger entlang geführten Zweig und einen direkt in den Heißwassererzeuger geführten Zweig aufweist. Bei der Zubereitung von Kaffee-Milch- Mischgetränken besteht durch das Umschaltventil die Option, das Wasser direkt zum Heißwassererzeuger zu leiten und im Heißwassererzeuger zu erwärmen, um damit einen Energieabfluss aus dem Dampferzeuger zu verhindern. Erforderliche Nachheizphasen des Dampferzeugers vor der Zubereitung von Kaffee-Milch-Mischgeträn- ken, die andernfalls z.B. zur Erzeugung von Milchschaum erforderlich wären, werden somit reduziert oder bestenfalls vermieden. Die Heizung des Heißwassererzeugers kann in einem solchen Fall parallel zu Betrieb des Dampferzeugers zur Milchschaumbereitung in Betrieb gesetzt werden, so dass vorteilhaft leistungsbedingte Wartezeiten durch einen solchen Parallelbetrieb kompensierbar sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer ersten Schaltstellung des Umschaltventils das zu erwärmende Wasser über den durch den Dampferzeuger oder am Dampferzeuger entlang geführten Zweig der Zuleitung strömt, um dann vorgewärmt in den Heißwassererzeuger einzuströmen, während der direkt in den Heißwassererzeuger geführten Zweig der Zuleitung gesperrt ist. Derart wird es vorteilhaft möglich, dass auch bei einer relativ geringen Heizleistung des Heißwassererzeugers mehr Kaffeegetränke ohne frühe Nachheizphasen durch die Heizung des Heißwassererzeugers in einer wünschenswerten Geschwindigkeit -also in der Regel ohne eine Wartezeit- zubereitbar sind. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer zweiten Schaltstellung des Umschaltventils das zu erwärmende Wasser über den direkt in den Heißwassererzeuger geführten Zweig der Zuleitung in den Heißwassererzeuger strömt, um dort durch die Heizung des Heißwassererzeugers aufgeheizt zu werden, während der durch den Dampferzeuger oder am Dampferzeuger entlang geführten Zweig der Zuleitung abgesperrt ist. Dadurch wird ein Parallelbetrieb von Dampferzeuger und Heißwassererzeuger bei der Zubereitung Kaffee-Milch-Mischge- tränken konstruktiv einfach und damit vorteilhaft realisiert.

Ferner ist in einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorwärmleistung des Wärmetauschers durch weitere Rohrwendel, die aus dem durch den Dampferzeuger oder am Dampferzeuger entlang geführten Zweig der Zuleitung im Bereich des Dampferzeugers gebildet sind, erhöht ist, so dass der Wärmetauscher wie ein Rohrwendeiwärmetauscher arbeitet. Dadurch wird konstruktiv einfach sowie bauraumsparend eine Leistungssteigerung des Wärmetauschers erreicht.

Die Aufgabe wird auch durch das Verfahren nach Anspruch 8 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann im Rahmen der Ansprüche auch auf andere Weise oder äquivalent umgesetzt werden. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische Darstellung der Wasser- und Dampfversorgung eines erfindungsgemäßen Kaffeevollautomaten;

Figur 2: eine schematische Darstellung der Wasser- und Dampfversorgung einer

Variante eines erfindungsgemäßen Kaffeevollautomaten;

Figur 3: eine schematische Darstellung eines Hydrauliksystems eines erfindungsgemäßen Kaffeevollautomaten.

In Figur 1 ist eine Dampf- und Heißwasserversorgung 1 eines Heißgetränkeautomaten schematisch dargestellt, wobei der Getränkeautomat hier insbesondere als Kaffeevollautomat, genauer als Kaffeevollautomat ausgebildet ist. Der Heißgetränkeautomat kann beispielsweise auch als automatische Teebereitungsmaschine ausgebildet sein. Die Dampf- und Heißwasserversorgung 1 des Kaffeevollautomaten kann durch ein Trinkwassernetz mit Wasser gespeist sein. Dazu ist der Kaffeevollautomat üblicherweise dauerhaft an eine dafür vorgesehenen Zapfstelle 2 angeschlossen. Nach der Zapfstelle 2 können sich stromabwärts eine Pumpe 3 sowie optional ein Wasserzähler 4, der als Flügelradzähler ausgeführt sein kann, optional zudem ein Rückschlagventil 5 sowie wiederum optional ein Druckmessgerät 6 anschließen.

Die Dampf- und Heißwasserversorgung 1 des Kaffeevollautomat weist ferner einen Dampferzeuger 10 - in der Fachsprache auch als Dampf-Boiler bezeichnet - auf. Der Dampferzeuger 10 weist hier einen Behälter 1 1 auf, in den Wasser -hier aus dem Trinkwassernetz- über eine Dampferzeuger-Zuleitung 12 einströmen kann und der durch eine Heizung 13 vorzugsweise elektrisch beheizbar ist.

Der Dampferzeuger 10 ist dazu vorgesehen, durch den Betrieb der Heizung 13 aus dem eingeströmten Wasser Dampf zu erzeugen, der sich oberhalb des Wasserspiegels sammelt und durch eine Dampfleitung 14 aus dem Dampferzeuger 10 ausleitbar ist. Damit sichergestellt ist, dass sich stets ausreichend Wasser im Dampferzeuger 10 befindet, kann der Dampferzeuger 10 einen Füllstandssensor 15 aufweisen.

Der so erzeugte Dampf kann beispielsweise zum Aufschäumen von Milch verwendet werden, um mit dem durch den Dampf und Luft erzeugten Milchschaum Kaffee-Milch- Mischgetränke, wie z.B. Milchkaffee oder Latte Macchiato zuzubereiten.

Die Dampf- und Heißwasserversorgung 1 des Kaffeevollautomaten weist weiterhin einen Heißwassererzeuger 20 - in der Fachsprache auch als Wasser-Boiler bezeichnet - auf.

Der Heißwassererzeuger 20 weist einen Behälter 21 auf, in dem Wasser durch eine Heizung 22 vorzugsweise elektrisch beheizbar ist. Der Heißwassererzeuger 20 ist dazu vorgesehen, durch den Betrieb der Heizung 22 aus dem eingeströmten Wasser Heißwasser mit einer Temperatur von über 60°C zu erzeugen, wie es zur Zubereitung von Kaffeegetränken üblicherweise verwendet wird. Das so erzeugte Heißwasser ist durch eine Heißwasserleitung 23 aus dem Heißwassererzeuger 20 ausleitbar. Um sicherzustellen, dass im Heißwassererzeuger 20 kein zu hoher Druck entsteht, kann der Heißwassererzeuger 20 einen Drucksensor 24 aufweisen.

Um bei einem Stromnetz mit geringer Netzspannung (z.B. 1 10 V) die daraus resultierende geringere Leistung der Heizung 22 des Heißwassererzeugers 20 zu kompensieren, ist vorgesehen, dass das Wasser zunächst einen durch den Dampferzeuger 10 oder am Dampferzeuger 10 entlang geführten Zweig 16a einer Zuleitung 16 strömt, bevor es durch den Dampf im Dampferzeuger 10 vorgewärmt dem Heißwassererzeuger 20 zuströmt.

Dadurch wird es vorteilhaft möglich, dass trotz der geringeren Leistung der Heizung 22 des Heißwassererzeugers 20 Kaffeegetränke ohne frühe Nachheizphasen durch die Heizung 22 des Heißwassererzeugers 20 in einer wünschenswerten Geschwindigkeit -also ohne Wartezeit- zubereitbar sind.

Insofern wirken Zuleitung 16 und Dampferzeugers 10 vorteilhaft wie ein Wärmetauscher 17. Die Vorwärmleistung dieses Wärmetauschers 17 kann durch weitere Rohr- wendel, die aus dem durch den Dampferzeuger 10 oder am Dampferzeuger 10 entlang geführten Zweig 16a der Zuleitung 16 im Bereich des Dampferzeugers 10 gebildet sind, nach Bedarf erhöht werden, so dass der Wärmetauscher 17 dann wie ein Rohrwendeiwärmetauscher arbeitet.

Insofern ist also das Wasser, welches dem Heißwassererzeuger 20 zuzuleiten ist, zunächst durch den Dampferzeuger 10 oder an diesem entlang leitbar, bevor es in den Heißwassererzeuger leitbar ist, wobei im Bereich des Dampferzeugers 10 ein Wärmetauscher 17 gebildet wird.

Nach einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung, die in Figur 2 dargestellt ist, ist es vorgesehen, dass die Zuleitung 16 zum Heißwassererzeuger 20 ein Umschaltventil 30 angeordnet ist. Ferner weist die Zuleitung 16 den durch den Dampferzeuger 10 oder am Dampferzeuger 10 entlang geführten Zweig 16a sowie einen direkt in den Heißwassererzeuger 20 -also nicht durch den Dampferzeuger 10 oder am Dampferzeuger 10 entlang geführten- geführten Strang 16b auf. Das Umschaltventil 30 kann als 3/2-Wegeventil ausgeführt und ist hier in einer zweiten Schaltstellung beschältet dargestellt. Das Umschaltventil 30 ist -wie in Fig. 2 dargestellt- vorzugsweise als Magnetventil mit Federrückstellung ausgeführt, es kann auch anders ausgeführt sein.

In einer ersten Schaltstellung des Umschaltventils 30 strömt das zu erwärmende Wasser über den durch den Dampferzeuger 10 oder am Dampferzeuger 10 entlang geführten Zweig 16a der Zuleitung 16, um dann vorgewärmt in den Heißwassererzeuger 20 einzuströmen, während der direkt in den Heißwassererzeuger 20 geführten Zweig 16b der Zuleitung 16 gesperrt ist. Dadurch kann das Wasser in der ersten Schaltstellung des Umschaltventils 30 nur über den Dampferzeuger 10 -also vorgewärmt- in den Heißwassererzeuger 20 strömen.

In der hier dargestellten zweiten Schaltstellung des Umschaltventils 30 strömt das zu erwärmende Wasser über den direkt in den Heißwassererzeuger 20 geführten Zweig 16b der Zuleitung 16 in den Heißwassererzeuger 20, um dort durch die Heizung 22 des Heißwassererzeugers 20 aufgeheizt zu werden, während der durch den Dampferzeuger 10 oder am Dampferzeuger 10 entlang geführten Zweig 16 der Zuleitung 16 abgesperrt ist. Diese Schaltstellung wird eingestellt, wenn ein Kaffee-Milch-Mischge- tränk zubereitet werden soll.

Während der Zubereitung von Kaffee-Milch-Mischgetränken besteht durch das Umschaltventil 30 die Option, das Wasser direkt zum Heißwassererzeuger 20 zu leiten und im Heißwassererzeuger 20 zu erwärmen, um damit einen Energieabfluss aus dem Dampferzeuger 10 zu verhindern. Erforderliche Nachheizphasen des Dampferzeugers 10 vor der Zubereitung von Kaffee-Milch-Mischgetränken, die andernfalls z.B. zur Erzeugung von Milchschaum erforderlich wären, werden somit reduziert oder bestenfalls vermieden. Die Heizung 22 des Heißwassererzeugers 20 kann in einem solchen Fall parallel zu Betrieb des Dampferzeugers 10 zur Milchschaumbereitung in Betrieb gesetzt werden, so dass leistungsbedingte Wartezeiten durch einen solchen Parallelbetrieb kompensierbar sind.

In Figur 3 ist ein erfindungsgemäßer Kaffeevollautomat schematisch dargestellt. Neben der oben beschriebenen Dampf- und Heißwasserversorgung 1 weist der Kaffeevollautomat eine Brüheinheit 40 auf, in der das zuzubereitenden Heißgetränk -hier vorzugsweise Kaffee- aufgebrüht wird. Brüheinheiten 40 von Kaffeevollautomat sind aus dem Stand der Technik bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der Brüheinheit 40 an dieser Stelle verzichtet wird. Das für den Brühvorgang erforderliche Heißwasser wird über die Heißwasserleitung 23 der Brüheinheit 40 zugeführt. In der Heißwasserleitung 23 ist zwischen dem Heißwassererzeuger 20 und der Brüheinheit 40 ein Brühventil 50 eingesetzt.

Der Brüheinheit 40 ist wenigstens ein Kaffeemahlwerk, hier zwei Kaffeemahlwerke 61 , 62 zugeordnet, die die Brüheinheit 40 mit Kaffeepulver versorgen. Das jeweilige Kaffeemahlwerk 61 , 62 kann in Wirkverbindung mit einem Vorratsbehälter für Kaffeebohnen stehen. Durch die beiden Kaffee m ah Iwerke 61 , 62 und deren zugeordneten Vorratsbehältern sind Kaffeebohnen unterschiedlicher Sorte und / oder Röstung zur Zubereitung des Kaffeegetränks oder Kaffee-Milch-Mischgetränks verwendbar. Das Brühventil 50 steuert den Heißwasserzufluss zur Brüheinheit 40. Das Brühventil 50 ist hier beispielhaft als 2/2-Wegeventil ausgeführt und ist hier in einer zweiten Schaltstellung beschältet dargestellt. Das Brühventil 50 ist -wie in Fig. 3 dargestelltvorzugsweise als Magnetventil mit Federrückstellung ausgeführt.

In einer ersten Schaltstellung des Brühventils 50 kann Heißwasser durch die Heißwasserleitung 23 aus dem Heißwassererzeuger 20 in die Brüheinheit 40 einströmen. In der hier beschalteten zweiten Schaltstellung des Brühventils 50 ist die Heißwasserleitung 23 abgesperrt, so dass kein Heißwasser in die Brüheinheit 40 einströmen kann.

Das in der Brüheinheit 40 aufgebrühte Kaffeegetränk strömt durch eine Getränkeleitung 41 in eine erste, zentrale Getränkeausgabe 70 und wird in der ersten, zentralen Getränkeausgabe 70 in ein unter die optional vertikal verschiebliche ersten, zentrale Getränkeausgabe 70 abgestelltes Trinkgefäß abgegeben. In der Getränkeleitung 41 ist dazu ein Umlenkventil 80 eingesetzt

Das Umlenkventil 80 steuert den Getränkezufluss zur ersten, zentralen Getränkeausgabe 70 oder zum Abfluss 71 , diese Flussrichtung wird vorzugsweise bei den Reinigungszyklen der Maschine benutzt. Das Umlenkventil 80 ist hier als 3/2-Wegeventil ausgeführt und ist hier in einer zweiten Schaltstellung beschältet dargestellt. Das Umlenkventil 80 ist -wie in Fig. 3 dargestellt- vorzugsweise als Magnetventil mit Federrückstellung ausgeführt.

In einer ersten Schaltstellung des Umlenkventils 80 kann ein aufgebrühtes Kaffeegetränk durch die Getränkeleitung 41 aus der Brüheinheit 40 in die erste, zentrale Getränkeausgabe 70 strömen. In einer hier beschalteten zweiten Schaltstellung des Umlenkventils 80 kann im Reinigungszyklus die Reinigungsflüssigkeit in einen Abfluss 71 fließen. In die Leitung zum Abfluss 71 kann ein Rückschlagventil 72 eingesetzt sein.

Weiterhin weist der Kaffeevollautomat ein Milchsystem 90 auf. Das Milchsystem 90 beinhaltet üblicherweise eine Einrichtung zum Milchaufschäumen, in der hier mit Hilfe von Dampf aus Milch und Luft Milchschaum hergestellt wird. Die Milch kann, verpackt in einer herkömmlichen Milchverpackung 92, wie z.B. einem Getränkekarton -aus hygienischen Gründen- in einem Milchkühler 91 untergebracht sein. Um die Milch aus der Milchverpackung 92 in das Milchsystem 90 zu leiten, ist das Milchsystem 90 mit einer ersten Milchleitung 93 mit der Milchverpackung 92 verbunden. Die erste Milchleitung 93 kann als Schlauch ausgeführt sein. Die in dem Milchsystem 90 verarbeitete Milch strömt durch eine zweite Milchleitung 94 in die erste, zentrale Getränkeausgabe 70 und wird in der ersten, zentralen Getränkeausgabe 70 -in ein unter die optional vertikal verschiebliche ersten, zentralen Getränkeausgabe 70 abgestelltes Trinkgefäßausgegeben.

Der Kaffeevollautomat kann ein Hilfssystem 100 aufweisen. Das Hilfssystem 100 wird über eine Heißwasserleitung 101 mit Heißwasser versorgt. Die Heißwasserleitung 101 zweigt stromabwärts vor dem Brühventil 50 in Richtung des Hilfssystems 100 von der Heißwasserleitung 23 ab. Ferner wird das Hilfssystem 100 mit Wasser über eine Wasserleitung 102 mit Wasser versorgt.

Der Kaffeevollautomat verfügt weiterhin über eine Steuerung, die das Zubereiten eines Heißgetränks im Kaffeevollautomat steuert bzw. regelt, die hier jedoch nicht dargestellt ist.

Für den Betrieb einer Dampf- und Heißwasserversorgung 1 eines Heißgetränkeautomaten, insbesondere eines Kaffeevollautomat wird folgendes Verfahren angegeben:

Zunächst wird der Kaffeevollautomat mit einer Dampf- und Heißwasserversorgung 1 bereitgestellt, wobei die Dampf- und Heißwasserversorgung 1 üblicherweise durch ein Trinkwassernetz mit Wasser gespeist ist. Die Dampf- und Heißwasserversorgung 1 weist einen Dampferzeuger 10 auf, wobei der Dampferzeuger 10 einen Behälter 1 1 aufweist, in dem Wasser, hier Wasser aus dem Trinkwassernetz über eine Dampferzeuger-Zuleitung 12 einströmen kann und der durch eine Heizung 13 vorzugsweise elektrisch beheizbar ist und dadurch aus dem Wasser Dampf erzeugbar ist, der aus einer Dampfleitung 14 aus dem Dampferzeuger 10 ausleitbar ist. Ferner weist die Dampf- und Heißwasserversorgung 1 einen Heißwassererzeuger 20 auf, wobei der Heißwassererzeuger einen Behälter 21 aufweist, in dem Wasser durch eine Heizung 22 vorzugsweise elektrisch beheizbar ist und dadurch das Wasser auf eine vordefinierte Zubereitungstemperatur aufheizbar ist.

In einem folgenden zweiten Verfahrensschritt strömt das Wasser aus dem Trinkwassernetz durch einen ersten Abschnitt 16a der Zuleitung 16 in den Dampferzeuger 10;

In einem weiteren, dritten Verfahrensschritt wird das Wasser aus dem trinkwassernetz in der Zuleitung 16 in dem Dampferzeuger 10 vorgewärmt;

In einem abschließenden vierten Verfahrensschritt strömt das im Dampferzeuger 10 vorgewärmte Wasser durch einen zweiten Abschnitt 16b der Zuleitung 16 in den Heißwassererzeuger 20. Dadurch können Getränke trotz einer geringen Leistung der Heizung 22 des Heißwassererzeugers 20 ohne frühe Nachheizphasen durch die Heizung 22 des Heißwassererzeugers 20 in einer wünschenswerten Geschwindigkeit -also ohne Wartezeit- zubereitet werden.

Optional kann in der Zuleitung 16, die mit dem Dampferzeuger 10 verbunden ist, ein Umschaltventil 30 eingesetzt sein. Durch das Umschaltventil 30 kann das Wasser alternativ auch über einen Teil 16a‘ des ersten Abschnitt 16a der Zuleitung 16, eine Wasserzuleitung 26 sowie einen Teil 16b‘ des zweiten Abschnitts 16b der Zuleitung 16direkt in den Heißwassererzeuger 20 einströmen. Die Zuleitung 16 zum Dampferzeuger 10 ist dann abgesperrt.

Bezugszeichenliste

1 Dampf- und Heißwasserversorgung

2 Zapfstelle

3 Pumpe

4 Wasserzähler

5 Rückschlagventil

6 Druckmessgerät

10 Dampferzeuger

11 Behälter

12 Dampferzeuger-Zuleitung

13 Heizung

14 Dampfleitung

15 Füllstandssensor

16 Zuleitung

16a, b Zweig (der Zuleitung)

17 Wärmetauscher

20 Heißwassererzeuger

21 Behälter

22 Heizung

23 Heißwasserleitung

24 Überdruckventil

25 Vorwärmleitung

26 Wasserzuleitung

30 Umschaltventil

40 Brüheinheit

41 Getränkeleitung

50 Brühventil

61 , 62 Kaffeemahlwerk

70 erste Getränkeausgabe

71 Abfluss

72 Rückschlagventil 80 Umlenkventil

90 Milchsystem 91 Milchkühler

92 Milchverpackung

93 erste Milchleitung

94 zweite Milchleitung 100 Hilfssystem

101 Heißwasserleitung

102 Wasserleitung