Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beheizbaren Medienleitung, insbesondere zur Führung und gleichzeitigen Nacherwärmung von Brühwasser oder eines frisch aufgebrühten Heißgetränkes in einem Heißgetränke-Automaten. Bei dem Heißgetränk kann es sich insbesondere um Kaffee handeln, der in einem Kaffee-Vollautomaten zubereitet wird. Ein Heißgetränke-Automat, der z.B. mit Zubereitungs-Pads oder -Kapseln bzw. mit einem das Brühgut aufnehmenden Filter bestückt wird, ist jedoch für den Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten Medienleitung ebenso geeignet wie auch grundsätzlich die Zubereitung anderer Heißgetränke, wie z.B. Tee, der Nutzung der erfindungsgemäßen Lehre nicht entgegensteht. Die Nacherwärmung kann dazu dienen, das Fluid nach einer gewissen Fließstrecke innerhalb des Automates wieder auf eine Temperatur aufzuheizen, die es bereits nach seiner Erhitzung im Automaten besaß bzw. ein zu starkes Abkühlen des Fluids in der Medienleitung zu verhindern.

Bei einem Kaffee-Vollautomaten besteht, sofern sich dieser nach einer längeren Standzeit in einem abgekühlten Zustand befindet, am Anfang eines Brühvorgangs häufig das Problem, dass der aus dem Automaten ausfließende, frisch aufgebrühte Kaffee vergleichsweise kalt ist, obwohl das zur Zubereitung verwendete Brühwasser zuvor ordnungsgemäß erhitzt wurde. Dies hängt damit zusammen, dass das aufgeheizte Brühwasser zu Beginn des Brühvorgangs beim Durchlauf durch anfänglich auf Raumtemperatur befindliche Baugruppen des Automaten oder auch durch noch im Automaten vorhandenes kaltes Restwasser sehr schnell abgekühlt wird. Auch in der der Brüheinrichtung des Automaten beispielsweise nachgeschalteten Medienleitung selbst kann es zu der unerwünschten Abkühlung kommen. Hierdurch ist die erste aus dem Automaten entnommene Tasse Kaffee oftmals nicht heiß genug, um einen uneingeschränkten Kaffeegenuss zu gewährleisten. Es sei an dieser Stelle bereits erwähnt, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung der entsprechend hergestellten Medienleitung in Kaffee-Vollautomaten begrenzt ist, sondern grundsätzlich beispielsweise auch in Filterkaffee-Maschinen sowie Maschinen zur Zubereitung von Tee oder anderen Heißgetränken zum Einsatz kommen kann. Aus der EP 2 582 273 B1 ist es bekannt, in die entsprechende, der Brüheinrichtung eines Kaffeeautomaten nachgeschalteten Medienleitung eine lokal begrenzte, separate Heizeinrichtung in Form eines Durchlauferhitzers einzubauen. Dies ist jedoch konstruktiv vergleichsweise aufwändig und erfordert ferner eine sehr hohe Heizleistung dieser Heizeinrichtung, um auch bei der sehr kurzen Durchlaufzeit des Brühwassers durch den Durchlauferhitzer einen ausreichenden Energieeintrag zu ermöglichen.

Ferner sind in Kraftfahrzeugbereich, z.B. aus der DE 20 2015 104 387 U1 beheizbare thermoplastische Medienleitungen zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung für die Abgasnachbehandlung bekannt, bei denen die Beheizung durch außenseitig auf die Medienleitung helixförmig aufgewickelte Heizdrähte erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer beheizbaren Medienleitung, insbesondere zum Transport und zur gleichzeitigen Vorwärmung von Brühwasser oder frisch aufgebrühtem Kaffee in einem Kaffee-Vollautomaten anzugeben, die einerseits kostengünstig herstellbar ist und andererseits eine effektive Nachbeheizung des durchlaufenden Brühwassers ermöglicht.

Ausgehend von einem Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf eine Silikon enthaltende, insbesondere aus Silikon bestehende, Schlauchleitung vor deren Ausvulkanisation außenseitig ein elektrisches Heizmedium, vorzugsweise helixförmig, aufgewickelt wird, dass die Schlauchleitungsoberfläche hierdurch im Auflagebereich des Heizmediums plastisch verformt wird und dass erst danach die Ausvulkanisation der Schlauchleitung stattfindet. Die erfindungsgemäß hergestellte Medienleitung kann sich strömungstechnisch gesehen hinter der Brüheinrichtung zur Kaffeezubereitung der Maschine befinden, also zur Führung und Nacherhitzung des frisch aufgebrühten Kaffees dienen. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, die Medienleitung strömungstechnisch gesehen vor der Brüheinrichtung anzuordnen. Im Rahmen der Erfindung liegt es ebenfalls, die beiden vorgenannten Alternativen miteinander zu kombinieren, d.h. eine erfindungsgemäß hergestellte Medienleitung strömungstechnisch gesehen sowohl vor als auch hinter der Brüheinrichtung vorzusehen. Durch die erfindungsgemäße Lehre wird eine kostengünstig herstellbare Medienleitung bereitgestellt, die für die beschriebenen Einsatzzwecke geeignet ist, insbesondere eine entsprechende thermische Stabilität aufweist und eine effektive Nacherhitzung des frisch aufgebrühten Kaffees bzw. des Brühwassers vor allem in der Anfangsphase des Brühvorgangs ermöglicht, in der die beschriebene Thematik der zu niedrigen Temperatur des den Automaten verlassenden Kaf- feegetränks von besonderer Bedeutung ist. Zugleich wird auch nach einer längeren Betriebsdauer des Automaten, die z.B. mit einer Verkalkung und dadurch verschlechterten Wärmeübertragung vom Erhitzer des Automaten auf das aufzuheizende Brühwasser einhergehen kann, durch die Nacherhitzung die Zeitspanne verlängert, in der das Kaffeegetränk noch mit einer zufriedenstellenden Temperatur aus dem Automaten austritt, so dass bspw. eine Entkalkung des Automaten nicht mehr von so großer Dringlichkeit ist wie bisher. Durch das vorzugsweise helixförmig entlang der Schlauchleitung aufgebrachte Heizmedium ist eine sehr gleichmäßige Erwärmung über eine große Fließlänge des Kaffees bzw. Brühwassers möglich, die einen effizienten Wärmeeintrag und damit signifikante Nacherhitzung ermöglicht. Dies erlaubt es, mittels eines konstruktiv vergleichsweise einfachen Heizmediums das durch die Schlauchleitung fließende Fluid in einem deutlichen Maße nachzuerhitzen, so dass insbesondere auch nach einem längeren Stillstand des Kaffee-Vollautomaten die erste frisch aufgebrühte Tasse Kaffee eine zufriedenstellend hohe Temperatur aufweist und damit einen uneingeschränkten Kaffeegenuss ermöglicht. Durch die helixförmige Wicklung des Heizmediums ist es ferner in vorteilhafter Weise möglich, die Medienleitung im Automaten knickfrei auch mit kleinen Biegeradien, bspw. < 40 mm, insbesondere < 30 mm, zu verlegen. Um eine definierte Anordnung des Heizmediums entlang der Schlauchleitungsoberfläche auch bei längerem Betrieb des Automaten sicherzustellen, werden erfindungsgemäß die spezifischen Materialeigenschaften des Silikons genutzt. Erfindungsgemäß erfolgt die Aufwicklung des Heizmediums, bevor das Silikonmaterial der Schlauchleitung vollständig ausvulkanisiert ist. In diesem Zustand ist das Silikonmaterial noch plastisch verformbar, so dass auf diese Weise eine Struktur auf der Schlauchleitungsoberfläche erzeugt werden kann, die die Haftung des Heizmediums auf dieser Oberfläche begünstigt. Die Silikonschlauchleitung wird zweckmäßigerweise mittels eines Extrusionsverfahrens hergestellt. Insgesamt ist mittels der erfindungsgemäßen Lehre eine wesentlich effektivere und konstruktiv einfachere Nacherhitzung des Brühwassers bzw. des frisch aufgebrühten Kaffees möglich, als dies zum Beispiel gemäß der Lehre nach EP 2 582 273 B1 der Fall ist.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Ausvulkanisation der Schlauchleitung durch die Zufuhr von Wärme. Für den grundsätzlich denkbaren Fall, dass die Ausvulkanisation selbsttätig auch ohne Wärmezufuhr abläuft, kann es von Vorteil sein, diesen Vorgang durch Wärmezufuhr zu unterstützen. Hierbei kann der Vulkanisationsprozess durch die Bestromung des aufgebrachten Heizmediums und/oder eine anderweitige Aufheizung des Heizmediums, z.B. vor der Aufwicklung, insbesondere mittels Ultraschall, erfolgen bzw. unterstützt werden. In der Regel erfolgt die Ausvulkanisation durch in der Silikonverarbeitung übliche Heizmethoden, z.B. mit Heizfluid durchströmte Vulkanisationskanäle in der Verarbeitungsstrecke, IR- Strahler, Heizöfen oder dergl. Hierdurch kann möglichst schnell und gleichmäßig die für den Vulkanisationsprozess erforderliche thermische Energie eingebracht werden. Vorzugsweise wird die Schlauchleitung im Rahmen des Vulkanisationsprozesses auf eine Temperatur von mindestens 100°C, insbesondere mindestens 150 °C, beispielsweise 150 °C bis 200 °C erwärmt.

Vorzugsweise entsteht durch die Aufwicklung des Heizmediums mindestens eine lokale Vertiefung auf der Schlauchleitungsoberfläche entlang des Heizmediums, in die das Heizmedium eingebettet wird. Hierbei wird die mindestens eine Vertiefung zweckmäßigerweise rillenförmig ausgebildet. Die lokale Vertiefung führt beispielswesie zu einer vergrößerten Auflagefläche des Heizmediums auf der Schlauchleitungsoberfläche, welche mit einer vergrößerten Haftkraft einhergeht. Ein weiterer Vorteil der Vertiefung besteht darin, dass das Heizmedium hierdurch näher an das zu beheizende Fluid heranrückt und weniger Schlauchmaterial zu beheizen ist. Der Heizeffekt tritt somit insgesamt schneller ein.

Das elektrische Heizmedium kann mindestens einen Heizdraht, z.B. mindestens zwei axial entlang der Schlauchleitung, vorzugsweise gleichmäßig, zueinander beabstandete Heizdrähte, mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt umfassen. Sofern nur ein Heizdraht vorgesehen ist, sind auch hier vorteilhafterweise die einzelnen Wicklungen dieses Heizdrahtes axial entlang der Schlauchleitung gleichmäßig voneinander beabstandet. Der Durchmesser des kreisförmigen Querschnittes beträgt zweckmäßigerweise 0,5 - 1,5 mm. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass der mindestens eine Heizdraht auf mindestens eine folienartige Trägerschicht, z.B. aus einem Metall, aufgebracht ist und entsprechend das mindestens einen Verbund aus mindestens einem Heizdraht und einer Trägerschicht aufweisende Heizmedium auf die Schlauchleitungsoberfläche aufgewickelt wird. Die Trägerschicht besitzt zweckmäßigerweise eine Schichtdicke von höchstens 0,5 mm, vorzugsweise höchstens 0,3 mm. Alternativ hierzu oder auch in Kombination kann das Heizmedium mindestens eine Heizfolie, z.B. mindestens zwei axial entlang der Schlauchleitung zueinander versetzte Heizfolien, umfassen, die ggf. wiederum axial, vorzugsweise gleichmäßig, voneinander beabstandet angeordnet sind. Sofern nur eine Heizfolie vorgesehen ist, sind wiederum die einzelnen Wicklungen dieser Heizfolie axial entlang der Schlauchleitung vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet. Im Rahmen der Erfindung liegt es grundsätzlich aber auch, dass sich die Wicklungen der mindestens einen Heizfolie randseitig überlappen, so dass insbesondere das Heizmedium eine geschlossene Oberfläche bildet. Bei der Heizfolie ist im Querschnitt gesehen die Breite in der Regel mindestens zehnmal so groß wie Dicke, zweckmäßigerweise mindestens 20 mal so groß. Die Dicke der Heizfolie beträgt zum Beispiel 0,2 - 0,8 mm. Auch bei der Verwendung einer Heizfolie liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Heizfolie auf eine folienartige Trägerschicht, z.B. aus einem Metall, aufgebracht ist und entsprechend das mindestens einen Verbund aus Heizfolie und Trägerschicht aufweisende Heizmedium auf die Schlauchleitungsoberfläche aufgewickelt wird. Auch hier besitzt die Trägerschicht zweckmäßigerweise eine Schichtdicke von höchstens 0,5 mm, vorzugsweise höchstens 0,3 mm.

Die Schlauchleitung selbst weist beispielsweise einen Außendurchmesser von 5 bis 15 mm, vorzugsweise 7 bis 12 mm auf. Die Wandstärke der Schlauchleitung beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3 mm, insbesondere 0,8 bis 1 ,5 mm. Die vorzugsweise in einem Kaffee- Vollautomaten verbaute Medienleitung ist in der Regel vergleichsweise kurz und weist eine maximale Länge von 50 cm, insbesondere maximal 30 cm, z.B. maximal 25 cm auf.

Zweckmäßigerweise wird auf das Heizmedium außenseitig eine, vorzugsweise polymere, Schutzschicht aufgetragen. Diese Schutzschicht dient einerseits zum mechanischen Schutz des oftmals recht empfindlichen Heizmediums und andererseits gleichzeitig zur Wärmedämmung sowie zur elektrischen Isolierung. Als Material kommt beispielsweise ein Thermoplast, z.B. ein thermisch entsprechend belastbares PA, oder auch ein Elastomer, z.B. Silikon, bspw. Liquid Silicone Rubber (LSR) infrage. Die Schutzschicht kann mittels eines Extrusionsverfahrens aufgebracht werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, das Material der Schutzschicht geschäumt auszubilden, um hierdurch die Wärmedämmeigenschaften und auch die elektrische Isolationswirkung zu verbessern. Die Schutzschicht kann vergleichsweise dünn, z.B. mit einer Schichtdicke von maximal 2 mm, insbesondere maximal 1 mm ausgebildet sein. Aufgrund der vorzugsweise vergleichsweise geringen Länge der Medienleitung kann es aber auch zweckmäßig sein, die Schutzschicht mittels Spritzguss aufzutragen. Insbesondere bei einer Anordnung der Medienleitung strömungstechnisch gesehen vor der Brüheinrichtung des Kaffee-Vollautomaten kann es aufgrund des dort herrschenden Überdrucks des Brühwassers (bspw. mehr als 5 bar ü) ferner zweckmäßig sein, die Medienleitung mit einer Armierungsschicht zu versehen, die z.B. aus gewickelten und/oder geflochtenen Filamenten besteht. Diese Armierungsschicht wird zweckmäßigerweise auf die Schutzschicht aufgetragen, wobei die Armierungsschicht wiederum von einer polymeren, vorzugsweise extrudierten oder spritzgegossenen, Außenschicht, z.B. aus PA umgeben werden kann. Die Filamente können alle aus demselben, alternativ aber auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen. So liegt es z.B. im Rahmen der Erfindung, dass mehrere Filamente aus unterschiedlichen Werkstoffen gemeinsam einzelne Stränge bilden und diese Stränge zur Herstellung der Armierungsschicht miteinander verflochten oder aufgewickelt werden. Hierbei kann ein einzelner Strang Filamente aus unterschiedlichen Polymeren aufweisen, z.B. Polyester einerseits und Aramid andererseits. Im Rahmen der Erfindung liegt es ebenfalls, die Armierungsschicht mit der darunterliegenden Schicht zu verkleben.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine mit dem vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Medienleitung sowie ein Automat zur Zubereitung von Heißgetränken, insbesondere Kaffee, mit einer solchen Medienleitung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kaffee-Vollautomaten mit einer erfindungsgemäß hergestellten Medienleitung

Fig. 2 eine erfindungsgemäß hergestellte Schlauchleitung in einer ausschnittsweisen Längsansicht,

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Schlauchleitung in einer Querschnittsdarstellung und

Fig. 4, 5 eine alternative Ausführungsform der Erfindung in einer den Fig. 2 bzw. 3 entsprechenden Darstellung

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Automaten zur Zubereitung von Heißgetränken, insbesondere eines Kaffee-Vollautomaten 1000, mit einer erfindungsgemäß hergestellten Medienleitung 100. Der Automat 1000 umfasst neben der Medienleitung 100 einen elektrischen Erhitzer 300 zur Erzeugung von heißem Brühwasser 1, welches durch eine Transportleitung 200 zu einer Brüheinrichtung 400 des Automaten 1000 geführt wird, in der zur Zubereitung von heißem Kaffee Kaffeepulver mit dem Brühwasser 1 überbrüht wird. Dieser frisch zubereitete Kaffee 1 fließt danach von der Brüheinrichtung 400 durch die Medienleitung 100 zur Kaffee-Entnahmeeinrichtung 500 des Automaten 1000 und wird hierbei nacherhitzt. Zusätzlich zur Leitung 100 (oder alternativ) kann auch die Transportleitung 200 zum Transport des Brühwassers 1 vom Erhitzer 300 zur Brüheinrichtung 400 als erfindungsgemäße Medienleitung ausgebildet sein. Die Fig. 2 zeigt ausschnittsweise eine Längsansicht der in Fig. 1 dargestellten, elektrisch beheizbaren Medienleitung 100, die zum Transport und zur gleichzeitigen Nacherwärmung des frisch aufgebrühten Kaffee 1 im Kaffee-Vollautomaten 1000 dient. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer solchen Medienleitung 100 wird im Ausführungsbeispiel auf eine Schlauchleitung 2 aus Silikon außenseitig ein elektrisches Heizmedium in Form zweier elektrischer Heizdrähte 3 helixförmig entlang der Längsachse x der Schlauchleitung 2 aufgewickelt. Die Heizdrähte 3 werden hierbei in axiale Richtung gesehen mit der Länge a gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Die Heizdrähte 3 werden auf die noch nicht ausvulkanisierte Silikon-Schlauchleitung 2 aufgewickelt, wodurch das Silikonmaterial an seiner Oberfläche lokal verformt wird. Hierdurch wird die Anbindung der Heizdrähte 3 an die Oberfläche der Schlauchleitung 2 verbessert. Nach Aufwicklung der Heizdrähte 3 wird die vollständige Ausvulkanisation der Schlauchleitung 2 bei einer Temperatur von 100 bis 200 °C durchgeführt, wobei die entsprechende Wärmezufuhr durch eine Bestromung der Heizdrähte 3 erfolgt.

Wie insbesondere anhand des vergrößerten Ausschnittes in Fig. 3 rechts erkennbar ist, entsteht durch die plastische Verformbarkeit des noch nicht ausvulkanisierten Silikonmaterials der Schlauchleitung 2 jeweils entlang eines Drahtes 3 eine lokale, rillenartige Vertiefung 20 auf der Oberfläche der Schlauchleitung 2, in die der jeweilige Draht 3 eingebettet und damit die Auflagefläche des Heizdrahtes 3 vergrößert wird. Die Heizdrähte 3 weisen einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser ÖHD von 0,5 bis 1 ,5 mm auf. Außenseitig auf die Heizdrähte 3 wird eine polymere Schutzschicht 4, z.B. aus Polyamid, aufgetragen, die sowohl zum mechanischen Schutz der Drähte 3 als auch zur Wärmeisolierung dient und z.B. eine Schichtdicke s _a von 0,2 bis 0,8 mm aufweist. Die Schlauchleitung 2 selbst weist einen Außendurchmesser dA von 5 bis 15 mm, vorzugsweise 7 bis 12 mm auf. Die Wandstärke Sj der Schlauchleitung 2 beträgt vorzugsweise 0,5 bis 2 mm, insbesondere 0,8 bis 1 ,5 mm. Die Schlauchleitung 2 ist vergleichsweise kurz und weist eine maximale Länge von 30 cm auf.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 ist das Heizmedium als elektrische Heizfolie 3‘ ausgebildet, welches ebenfalls helixförmig entlang der Schlauchleitungsachse x auf die Schlauchleitung 2 aufgewickelt wird. Hierdurch bildet sich eine der Breite bp der Heizfolie 3' entsprechende Vertiefung 20‘, in der die Heizfolie 3‘ zu liegen kommt. Die Breite bp der Heizfolie 3‘ ist im Querschnitt gesehen mehr als 20 mal so groß wie deren Dicke s _F , welche 0,2 - 0,8 mm beträgt. Im Ausführungsbeispiel wird lediglich eine Heizfolie 3‘ auf die Schlauchleitung 2 aufgewickelt, im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch auch selbstver- ständlich, dass mehrere Folien, vorzugsweise gleichmäßig voneinander axial beabstandet, aufgewickelt werden. Die einzelnen Wicklungen der Heizfolie 3‘ werden hierbei in axiale Richtung gesehen mit der Länge a‘ gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet.

Sofern die Medienleitung zum Transport von Brühwasser 1 hin zur Brüheinrichtung 400 des Kaffee-Vollautomaten 1000 dient (dargestellt durch die Transportleitung 200 in Fig. 1), ist diese aufgrund des dort herrschenden hohen Druckes zusätzlich mit einer (in den Fig. nicht dargestellten) Armierungsschicht aus gewickelten oder geflochtenen Filamenten versehen, die wiederum von einer polymeren, vorzugsweise extrudierten, Außenschicht, z.B. aus PA umgeben wird.

Alternativ zur Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Medienleitung 100 in einem Kaffee-Vollautomaten 1000 kann diese auch z.B. in einfachen Kaffeemaschinen sowie Maschinen zur Zubereitung von Tee oder anderen Heißgetränken zum Einsatz kommen.