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Bericht aus der Praxis

Sensorik für High-End-Kaffeemaschinen


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Flexibilität und Erfindungsgeist

Bei der Recherche für die passende Mess-Komponente für sein High-End-Modell stieß WMF auf die Allengra GmbH, ein Spezialist für die Entwicklung und Produktion von Ultraschall-Durchfluss-Sensoren. Zusammen mit einem Weltmarktführer aus der Heizungsbranche hatte Allengra bereits einen kompakten Ultraschallsensor für Gas-Wandheizgeräte entwickelt und diesen schließlich für die Großserie geliefert. WMF wollte für die Entwicklung eines Durchflusssensors für seinen Kaffeevollautomaten genau diese Mischung an Flexibilität und Erfindungsgeist, mit der Allengra bereits in vorherigen Projekten seinen Kunden die passende Lösung anbieten konnte. Die Entscheidung fiel mit der Erkenntnis, dass Allengra “seiner Konkurrenz um zwei Jahre voraus ist”, so WMF.

“Das Projekt war von Anfang an eine enge Zusammenarbeit. Die Ingenieure von WMF haben in jedem Entwicklungsschritt ihre Erfahrung und Unterstützung mit eingebracht”, so Raul Junker, Gründer und Inhaber von Allengra. So überwacht der Ultraschall-Durchflusssensor die Förderleistung der Pumpe über einen gewissen Zeitraum. Verändert sich dieser durch das Einlaufverhalten, wird nachgeregelt. Dadurch muss die Milchpumpe nun nicht mehr werksseitig kalibriert werden. Dies erledigt der Ultraschall-Durchflusssensor automatisch. Außerdem soll die Milchmenge konstant gleich bleiben, genau regelbar und ein leerer Behälter früh genug zu erkennen sein, um einen Hinweis zur Nachfüllung geben. Der Sensor erkennt auch Luftbläschen und informiert das System darüber.  

Der WMF 9000 S+ Kaffeevollautomat ist Experte für Milch in neun verschiedenen Varianten.
Der WMF 9000 S+ Kaffeevollautomat ist Experte für Milch in neun verschiedenen Varianten.
© WMF Group GmbH

Vollgepackt mit smarter Technologie

Ultraschall-Sensoren verwenden keine mechanischen Zählwerke. Dadurch findet kein Verschleiß von Einzelteilen statt und die Präzision der Messung bleibt bis zum Ende einer sehr langen Lebenszeit erhalten. Der hochgenaue Time-to-Digital-Chip, der das Rechenherz des Allengra-Sensors bildet, eignete sich ideal für diese Anwendung. Mit einer Reaktionszeit von 50 ms misst der Sensor kleinste Durchflüsse, bis zu 1 ml/sec. Gegenüber anderen Messtechniken bietet der Ultraschallsensor den Vorteil eines Leerraum-freien Designs. Für die Zulassung  in der Lebensmittelindustrie ein Muss. 

WMF testete den Sensor ausführlich für seine Zwecke. Dabei entdeckte man unter anderem, dass die schnelle Reaktionszeit des Sensors von der Umgebungstemperatur beeinflusst wurde. Eine schnelle und präzise Temperaturmessung war notwendig (Reaktionszeit von 100ms), um diesen Effekt auszugleichen. Dazu implementierte Allengra eine raffinierte Lösung, eine Kombination aus der Time-of-flight-Messung des Ultraschallsignals und der Werte des Platin Temperatur-Sensors. Mit dieser Methode erhält man die Temperatur der Flüssigkeit sofort, ohne dass diese von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird.
Die Durchflusssensoren von Allengra sind bereits von Haus aus mit bestimmten grundlegenden Elementen ausgestattet, die sich bereits in anderen Projekten als nützlich erwiesen haben: Auch der für WMF eingesetzte Micro-Flow Sensor ist vollgepackt mit smarter Technologie.


  1. Sensorik für High-End-Kaffeemaschinen
  2. Flexibilität und Erfindungsgeist
  3. Hohe Präzision, Erkennung kleinster Durchflüsse

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Allengra GmbH