Машина для приготовления напитков - RU2435712C2

Чертежи

Показать все 19 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к улучшениям в машинах для приготовления напитков и, в особенности, к подающим головкам для машин для приготовления напитков, в которых используют расфасованные контейнеры с ингредиентами напитка.

Машины для приготовления напитков, такие как машины для заваривания кофе или чая, хорошо известны. Известны машины для приготовления напитков, которые выдают отдельные порции напитка непосредственно в сосуд, такой как чашка. Такие машины могут производить напиток из засыпанных ингредиентов напитка или из упаковок ингредиентов напитка, таких как коробочки, пакеты или капсулы. Пример такого типа упаковок показан в документе EP 1440903. В последующем описании такие упаковки будут называться общим термином капсулы. Однако изобретение не ограничивается использованием одного конкретного типа коробочки, пакета или капсулы. Напитки изготавливаются посредством заваривания, смешивания, растворения или осаждения ингредиентов напитка в воде. Например, для кофейных напитков нагретая вода проходит через капсулы для образования экстрагированного раствора. Популярность использования капсул в таких машинах растет из-за их удобства и качества производимого продукта.

Известно, что для удобства такие машины включают в себя механизм для удаления капсул из подающей головки машины после каждого цикла выдачи. Однако обычно такие механизмы являются сложными и требуют использования громоздкой подающей головки. Кроме того, необходимость использования механизма для удаления капсул и механизма для зажимания капсул повышает сложность машины и может приводить к способу зажимания и удаления, который является механически усложненным. Целью настоящего изобретения является разработка подающей головки и машины для приготовления напитков, включающих в себя усовершенствованный механизм удаления.

Соответственно в настоящем изобретении разработана подающая головка для машины для приготовления напитков, содержащая зажимной элемент и базу, причем зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью последовательного перемещения из открытого положения через зажимное положение в положение удаления, причем зажимное положение является промежуточным между открытым положением и положением удаления, причем

в открытом положении зажимной элемент расположен для обеспечения возможности загрузки капсулы в подающую головку, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью прижатия к упомянутой капсуле в зажимном положении, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы из зажимного положения в положение удаления для обеспечения возможности транспортировки и удаления упомянутой капсулы.

Преимущественно использование зажимного элемента как для помощи в зажимании капсулы, так и для удаления капсулы, упрощает конструкцию подающей головки и уменьшает число необходимых крупных элементов. Таким образом, достигается более компактная подающая головка.

Предпочтительно зажимной элемент выполнен с возможностью поворота относительно базы из открытого положения в зажимное положение.

Предпочтительно зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения в направлении, по существу, параллельном базе, из зажимного положения в положение удаления.

Предпочтительно в зажимном положении зажимной элемент прикладывает зажимное усилие к упомянутой капсуле, причем зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы из зажимного положения в положение удаления для обеспечения возможности удаления упомянутой капсулы при сохранении, по меньшей мере, части упомянутого зажимного усилия.

В настоящем изобретении также разработана подающая головка для машины для приготовления напитков, содержащая зажимной элемент и базу, в которой зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения из открытого положения в зажимное положение и в положение удаления, причем

в открытом положении зажимной элемент расположен для обеспечения возможности загрузки капсулы в подающую головку, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью поворота относительно базы из открытого положения в зажимное положение, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью прижатия к упомянутой капсуле в зажимном положении, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения в направлении, по существу, параллельном базе, из зажимного положения в положение удаления для обеспечения возможности удаления упомянутой капсулы.

Использование поворотного перемещения между открытым и зажимным положениями позволяет осуществлять легкое вставление капсул, которое не требует сложного скользящего тянущего механизма. В то же время использование параллельного перемещения относительно базы из зажимного положения в положение удаления помогает уменьшить требуемый размер подающей головки.

Предпочтительно в зажимном положении зажимной элемент прикладывает зажимное усилие к упомянутой капсуле, причем упомянутый зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы из зажимного положения в положение удаления упомянутой капсулы при сохранении, по меньшей мере, части упомянутого зажимного усилия.

Дополнительно в настоящем изобретении разработана подающая головка для машины для приготовления напитков, содержащая зажимной элемент и базу, причем зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения из зажимного положения в положение удаления, причем

в зажимном положении зажимной элемент выполнен с возможностью прижатия к капсуле, вставленной в подающую головку для приложения зажимного усилия к упомянутой капсуле, причем

зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы из зажимного положения в положение удаления для обеспечения возможности удаления упомянутой капсулы при сохранении, по меньшей мере, части упомянутого зажимного усилия на упомянутой капсуле.

Преимуществом этой структуры является то, что не требуется отсоединения зажимного элемента или, по меньшей мере, не требуется полного отсоединения от капсулы перед перемещением капсулы в положение удаления. Это позволяет осуществлять более быструю работу подающей головки и также позволяет осуществлять удаление капсулы без необходимости сначала возврата подающей головки или зажимного механизма в открытую конфигурацию.

Предпочтительно зажимной элемент дополнительно выполнен с возможностью перемещения в открытое положение для обеспечения возможности загрузки упомянутой капсулы в подающую головку.

Предпочтительно зажимной элемент выполнен с возможностью поворота относительно базы из открытого положения в зажимное положение.

Предпочтительно зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения в направлении, по существу, параллельном базе, из зажимного положения в положение удаления.

Последующее, в общем, применимо к любой из раскрытых в настоящем изобретении подающих головок.

В зажимном положении зажимной элемент может быть прижат к упомянутой капсуле для оказания сжимающей нагрузки к упомянутой капсуле в направлении базы.

База может образовывать горизонтальную опорную поверхность для упомянутой капсулы при перемещении упомянутой капсулы из зажимного положения к положению удаления.

Предпочтительно зажимной элемент выполнен с возможностью скольжения поперек базы из зажимного положения в положение удаления.

Зажимной элемент может тянуть упомянутую капсулу поперек базы из зажимного положения в положение удаления.

Предпочтительно подающая головка дополнительно содержит транспортировочную систему с двигателем для перемещения зажимного элемента между зажимным положением и положением удаления.

Предпочтительно транспортировочная система с двигателем содержит ходовой винт.

Предпочтительно подающая головка дополнительно содержит зажимной узел, причем зажимной узел, содержащий зажимной элемент.

Предпочтительно зажимной узел соединен с ходовым винтом.

Зажимной элемент может содержать чашеобразный корпус, выполненный для вставления упомянутой капсулы и соединения с упомянутой капсулой в зажимном положении для приложения зажимного усилия к упомянутой капсуле.

Предпочтительно подающая головка содержит входной и выходной пробойники.

Предпочтительно входной и выходной пробойники выполнены с возможностью перемещения относительно базы между втянутым положением и выдвинутым положением.

Предпочтительно в выдвинутом положении как входной, так и выходной пробойники проходят вверх над базой так, чтобы герметично соединяться с упомянутой капсулой при расположении в положении выдачи.

Предпочтительно в поднятом положении входной и выходной пробойники расположены для повышения зажимного усилия, действующего на упомянутую капсулу.

Предпочтительно подающая головка дополнительно содержит лоток удаления.

Лоток удаления может содержать проход в базе, позволяющий упомянутой капсуле падать под действием силы тяжести в лоток удаления, когда зажимной элемент находится в положении удаления.

Предпочтительно подающая головка содержит верхний кожух, выполненный с возможностью перемещения между открытой конфигурацией и закрытой конфигурацией, причем зажимной элемент присоединен к верхнему кожуху, причем зажимной элемент находится в его открытом положении, когда верхний кожух находится в его открытой конфигурации, и зажимной элемент находится в его положении выдачи, когда верхний кожух находится в его закрытой конфигурации, причем зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения между его положением выдачи и его положением удаления, когда верхний кожух находится в его закрытой конфигурации. Преимущественно удерживание верхнего кожуха в закрытой конфигурации во время перемещения зажимного элемента в положение удаления приводит к более безопасной машине, поскольку движущиеся части защищены от пользователя верхним кожухом. Кроме того, механизм эстетически приятен, поскольку внешний вид и конфигурация подающей головки не меняется во время этапа удаления.

В настоящем изобретении также разработана машина для приготовления напитков, содержащая описанную выше подающую головку.

Дополнительно в настоящем изобретении разработана система приготовления напитков, содержащая описанную выше машину для приготовления напитков и одну или более капсул, причем одна или более капсул содержит один или более ингредиентов напитка.

В настоящем изобретении также разработан способ использования машины для приготовления напитков, имеющей подающую головку такого типа, который имеет зажимной элемент и базу, содержащий этапы:

перемещения зажимного элемента в открытое положение;

загрузки капсулы в подающую головку;

перемещения зажимного элемента в зажимное положение так, чтобы зажимать капсулу в положении распределения зажимного усилия;

выдачи напитка из капсулы;

перемещения капсулы в положение удаления в силу перемещения зажимного элемента относительно базы;

удаления капсулы, причем

зажимное положение является промежуточным положением между открытым положением и положением удаления.

Предпочтительно зажимной элемент поворачивается между открытым положением и зажимным положением.

Предпочтительно зажимной элемент сдвигается между зажимным положением и положением удаления.

Предпочтительно зажимной элемент перемещается из зажимного положения в положение удаления при сохранении, по меньшей мере, части зажимного усилия, действующего на упомянутую капсулу.

Предпочтительно способ содержит дополнительные этапы пробивания упомянутой капсулы посредством входного и выходного пробойников после перемещения зажимного элемента в зажимное положение и перед выдачей напитка.

Предпочтительно при пробивании капсулы входной и выходной пробойники повышают зажимное усилие, действующее на упомянутую капсулу.

Предпочтительно способ дополнительно содержит этапы вытягивания входного и выходного пробойников из упомянутой капсулы перед перемещением капсулы в положение удаления.

Теперь, только с целью примера, будет описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вид в перспективе первого варианта машины для приготовления напитков согласно настоящему изобретению, которая включает в себя первую и вторую подающую головку;

фиг.2 представляет собой вид в перспективе второго варианта машины для приготовления напитков согласно настоящему изобретению, которая включает в себя одну подающую головку;

фиг.3 представляет собой поперечное сечение вида в перспективе подающей головки согласно настоящему изобретению в открытом положении;

фиг.4 представляет собой поперечное сечение вида в перспективе подающей головки из фиг.3 в открытом положении и с первой вставленной капсулой;

фиг.5 представляет собой поперечное сечение вида в перспективе подающей головки из фиг.3 в закрытом положении с капсулой, находящейся в положении выдачи;

фиг.6 представляет собой поперечное сечение вида в перспективе изображения подающей головки из фиг.3 в закрытом положении с пробивным узлом подающей головки, находящемся в поднятом положении;

фиг.7 представляет собой поперечное сечение вида в перспективе подающей головки из фиг.3 в положении удаления;

фиг.8а и 8b представляют собой вертикальные проекции подающей головки из фиг.3 с некоторыми частями, показанными в сечении, и с некоторыми пропущенными для ясности частями, показывающие перемещение направляющего элемента капсулы подающей головки;

фиг.9а-9d представляют собой виды поперечных сечений подающей головки из фиг.8а и 8b с некоторыми частями, показанными в сечении, и со второй вставленной капсулой, показывающие перемещение направляющего элемента капсулы при закрытии подающей головки;

фиг.10 представляет собой вид в перспективе пробивного механизма подающей головки из фиг.3;

фиг.11а и 11b показывают работу пробивного механизма из фиг.10;

фиг.12а-12с показывают пробивной узел подающей головки из фиг.3.

Каждая машина 1 для приготовления напитков, изображенная на фиг.1 и 2, содержит кожух 2, вмещающий в себя внутренние механизмы машины, такие как емкость для воды, насос, нагревательное средство и средство управления.

Машина 1 из фиг.2 содержит одно устройство заваривания (brewer). Машина 1 из фиг.1 содержит первое устройство заваривания и второе устройство заваривания, соединенные вместе.

Каждое устройство заваривания машины 1 содержит подающую головку 3, предусмотренную в направлении верхней части кожуха 2, в которую при использовании вставляется капсула, содержащая один или более ингредиентов напитка. Головка или подающие головки 3 присоединены к каркасу машины 1 при сборке. Подающие головки 3 предпочтительно идентичны. Напиток выдается из устройства заваривания через выпускной патрубок 5 посредством накачивания воды из емкости устройства заваривания через капсулу для образования напитка, который затем направляется через выпускной патрубок 5 в чашку 6. Как можно видеть на фиг.1, для машины с двумя устройствами заваривания предусмотрены два выпускных патрубка 5.

Как показано на фиг.3, подающая головка 3 содержит нижнюю часть 80, верхний механизм 90 и направляющий элемент 110 для капсулы. Некоторые части внешнего кожуха подающей головки были пропущены для ясности. На практике внешний кожух будет содержать ряд отлитых деталей, имеющих форму, позволяющую размещать и защищать внутренние компоненты подающей головки.

Нижняя часть 80 содержит корпус 81, образованный из верхней и нижней отлитых деталей. Корпус 81 образует полость 88 двигателя в направлении задней части подающей головки 3, полость 86 пробивного узла в направлении передней части подающей головки 3 и полость 87 считывателя штрих-кода в самой передней части подающей головки 3. В передней части верхней поверхности корпуса 81 предусмотрена уплощенная опорная поверхность 82, в которой расположено отверстие 83 пробивного узла и окно 84 штрих-кода. Сзади опорной поверхности 82 сформирована верхняя отлитая деталь для образования лотка 85 удаления, который открыт снизу подающей головки 3.

Верхний механизм 90 содержит раму 95 каретки, ручку 92, зажимной механизм 93, ходовой винт 96 и двигатель 97.

Рама 95 каретки образует основу верхнего механизма и обеспечивает структурный каркас для других компонентов верхнего механизма. Рама 95 каретки содержит удлиненную раму, проходящую от переднего конца 155 к заднему концу 154, как показано на фиг.3. Рама содержит два боковых элемента 151 и верхний элемент 152, соединяющий два боковых элемента 151. На верхнем элементе 152 предусмотрены две прямостоящих стенки 156, что наиболее ясно видно на фиг.9b. Каждый боковой элемент 151 содержит удлиненную боковую щель 106, и верхний элемент 152 содержит удлиненную верхнюю щель 153, как наиболее ясно видно на фиг.5. Рама 95 каретки предпочтительно образована из единой отлитой детали и симметрична относительно средней линии подающей головки 3.

Рама 95 каретки шарнирно присоединена к нижней части 80 посредством пары шарниров 98, образованных на прямостоящих стенках 156 в точках поворота 150, как наиболее ясно видно на фиг.9b и 9d. Шарниры 98 смещены от верхней поверхности нижней части 80 и расположены над уровнем опорной поверхности 82. Как наиболее ясно видно на фиг.9а, на которой пропущены некоторые части корпуса 91, шарниры 98 могут содержать выступ 157, имеющий зубья 158, которые вступают в зацепление с демпфирующим элементом во время поворота рамы 95 каретки для обеспечения, таким образом, контроля над скоростью поворота рамы 95 каретки. Демпфирующий элемент, например, может действовать для обеспечения того, что если ручка 92 подающей головки 3 отпущена, когда рама 95 каретки находится в поднятом положении, то рама 95 каретки поворачивается вниз контролируемым образом, а не входит в контакт с нижней частью 80 посредством свободного падения. Демпфирующий элемент может содержать выступ, подходящий для зацепления выступа 157 и демпфера, такой как вращающаяся лопатка, подвижная внутри вязкой демпфирующей жидкости, такой как масло.

Ручка 92 присоединена к раме 95 каретки и проходит вокруг передней части подающей головки 3. Ручка 92 шарнирно соединена с рамой 95 каретки посредством механизма таким образом, что когда рама 95 каретки находится в опущенном положении, ручка 92 может быть нажата для зацепления крючков, предусмотренных на ручке 92 с выступами, предусмотренными на нижней части 80, для того, чтобы обеспечить надежное удерживание рамы каретки в опущенном положении. Пример такого механизма описан в документе ЕР1440644. Однако такой механизм не относится к настоящему изобретению.

Зажимной механизм 93 содержит чашеобразный зажимной элемент 100 и чашеобразное гнездо 94. На зажимном механизме 100 предусмотрен центральный выступ 101. На наружной части зажимного элемента 100 предусмотрено множество гибких выступов 102, которые входят в зацепление с направленным внутрь фланцем 103 гнезда 94 так, чтобы прочно фиксировать зажимной элемент 100 с гнездом 94 при сборке. На верхней поверхности гнезда 94 предусмотрен цилиндрический элемент 104, в который установлена резьбовая гайка 105. Резьбовая гайка 105 наживляется на ходовой винт 96. На гнезде 94 зажимного механизма 93 также предусмотрена пара выступов или тому подобного, которые вступают в зацепление с боковыми щелями 106 рамы 95 каретки и могут скользить вдоль боковых щелей 106 рамы 95 каретки с возможностью сохранения правильной ориентации гнезда 94 при работе ходового винта 96. Поэтому вращение ходового винта 96 может быть использовано для перемещения гнезда 94 и, следовательно, зажимного механизма 100 возвратно-поступательно вдоль продольной оси верхнего механизма 90 от переднего конца 155 к заднему концу 154 рамы 95 каретки, как будет описано ниже при обсуждении работы подающей головки 3. Как наилучшим образом показано на фиг.8а и 8b, гнездо 94 дополнительно содержит пару хвостовых частей 108, которые проходят назад от каждой стороны чашеобразного корпуса гнезда 94. Рядом с каждой хвостовой частью 108 или у их дистальных концов предусмотрен стержень 107, использование которого будет описано ниже.

Ходовой винт 96 установлен на раме 95 каретки. Ходовой винт 96 расположен в направлении верхней части рамы 95 каретки в отверстии, образованном верхней щелью 153, как показано на фиг.5. Таким образом, ходовой винт 96 проходит над гнездом 94 и проходит вдоль продольной оси верхнего механизма 90 от заднего конца 154 к переднему концу 155 рамы 95 каретки. Двигатель 97 оперативно соединен с задним концом ходового винта 96 и способен вращать ходовой винт 96 как по часовой, так и против часовой стрелки. Как показано, двигатель 97 установлен на раме 95 каретки поперечно продольной оси верхнего механизма 90 для экономии пространства и соединен с ходовым винтом 96 посредством подходящей зубчатой передачи, такой как коническая зубчатая передача.

Направляющий элемент 110 для капсулы расположен между нижней частью 80 и верхним механизмом 90. Направляющий элемент 110 для капсулы лежит на нижней части 80 и выполнен с возможностью скольжения относительно нижней части 80 при оперативном соединении с верхним механизмом 90, как описано ниже.

Направляющий элемент 110 для капсулы содержит кольцевой элемент 111 и две проходящие вертикально стенки 113. Кольцевой элемент 111 и стенки 113 выполнены в виде единой отлитой детали, например, из пластикового материала. Кольцевой элемент 111 содержит кольцо, образующее отверстие 112, имеющее форму, позволяющую вставлять капсулу 70. Нижняя поверхность направляющего элемента 110 для капсулы лежит на опорной поверхности 82. Хотя отверстие 112 строго соответствует форме капсулы 70, для точной ориентации и размещения капсулы оно слегка больше, чем капсула 70 так, чтобы капсула 70, расположенная внутри отверстия 112, лежала на опорной поверхности 82 нижней части 80, а не на самом направляющем элементе 110 для капсулы. Отверстие 112 имеет такую форму, чтобы размещать часть 71 ручки капсулы 70, как показано на фиг.4. Ручка 71, таким образом, ориентирована в направлении передней части подающей головки 3 и расположена симметрично на средней линии подающей головки 3.

На каждой стороне направляющего элемента 110 для капсулы расположены стенки 113 и, как наилучшим образом показано на фиг.8а и 8b, в каждой предусмотрена щель 114 дугообразной формы, в которую при сборке вставляются с возможностью скольжения стержни 107 гнезда 94. Таким образом, осуществляется взаимосвязь направляющего элемента 110 для капсулы и зажимного механизма. Каждая щель 114 содержит первую часть 115 в форме дуги, имеющей центр вращения, совпадающий с точкой 150 поворота зажимного механизма 93. Каждая щель 114 также содержит вторую часть 116 в форме дуги, чей мгновенный центр кривизны не совпадает с точкой 150 поворота. Функция щели 114 будет описана ниже.

Подающая головка 3 дополнительно содержит считыватель 120 штрих-кода и пробивной механизм 119.

Считыватель 120 штрих-кода расположен в полости 87 считывателя штрих-кода и ориентирован для возможности передачи и получения сигналов через окно 84 штрих-кода.

Пробивной механизм 119 содержит пробивной узел 121, двигатель 130, ходовой винт 131 и связующий механизм 133. Пробивной механизм 119 работает для поднятия и опускания пробивного узла 121. Пробивной узел 121 расположен в полости 86 пробивного узла нижней части 80.

Как показано на фиг.12а-12с, пробивной узел 121 содержит корпус 122 с установленным в нем входным пробойником 123 и выходным пробойником 124. В корпусе 122 предусмотрен канал 125, связывающий входной пробойник 123 с жидкостным входным отверстием 126 корпуса 122. Жидкостное входное отверстие 126 соединяется посредством труб с источником подачи воды при сборке подающей головки с оставшейся частью машины 1. Уплотнительный элемент 128 расположен на верхней поверхности корпуса 122, окружающей входной пробойник 123 и выходной пробойник 124. На уплотнительном элементе 128 предусмотрены возвышающиеся кольцевые части 129, окружающие пробивной элемент входного пробойника 123 и пробивной элемент выходного пробойника 124.

В полости 86 пробивного узла также предусмотрен лоток 89 патрубка, показанный на фиг.3, в который проходит пробивной узел 121. Лоток 89 патрубка действует как воронка для направления напитка, выливаемого через выходной пробойник 124 в выходной патрубок 5, расположенный у нижней части лотка 89 патрубка.

Двигатель 130 расположен у задней части подающей головки 3 на расстоянии от пробивного узла 121. Двигатель 130 расположен, по существу, на одной линии с продольной осью нижней части 80, но наклонен вниз слегка ниже горизонтали. Двигатель 130 присоединен к ходовому винту 131 посредством резьбового, по существу, U-образного заднего соединительного элемента 138, как наиболее ясно видно на фиг.10. На дистальном конце ходового винта 131 предусмотрен концевой упор. Двигатель 130 способен вращать ходовой винт 131 как по часовой, так и против часовой стрелки для того, чтобы перемещать задний соединительный элемент 131 возвратно-поступательно вперед и назад относительно нижней части 80.

Как показано на фиг.10, связующий механизм 133 содержит U-образное первичное звено 135, имеющее пару проходящих вперед плеч 135а, пару вторичных звеньев 136 и пару третичных звеньев 137, задний соединительный элемент 138 и передний соединительный элемент 149. Связующий механизм прикреплен к нижней части 80 посредством задней установочной пластины 160, передней установочной пластины 161 и двух боковых установочных пластин 162, которые все прочно прикреплены к нижней стороне верхней отлитой детали нижней части 80.

В боковых установочных пластинах 162 предусмотрена пара первых точек 139 поворота. В передних установочных пластинах 161 предусмотрена пара вторых точек 140 поворота.

Как наиболее ясно видно на фиг.10, 11а и 11b, U-образное первичное звено 135 присоединено с возможностью вращения у заднего конца к заднему соединительному элементу 138.

Передний соединительный элемент 149 содержит, по существу, U-образный элемент, имеющий два плеча 146 и соединительный мостик 147. Дистальные концы двух плеч 146 присоединены с возможностью вращения к первым точкам 139 поворота.

Вторичные звенья 136 присоединены с возможностью вращения к плечам 135а первичного звена у третьих точек 141 поворота так, что передний конец каждого плеча 135а первичного звена соединен с задним концом соответствующего вторичного звена 136. Противоположный конец каждого вторичного звена 136 присоединен с возможностью вращения к переднему соединительному элементу 149 у четвертых точек 148 поворота.

Третичные звенья 137 соединены между третьими точками 141 поворота (где соединены плечи 135а первичного звена и вторичные звенья 136) и вторыми точками 140 поворота на передней установочной пластине 161.

Пробивной узел 121 прочно прикреплен к соединительному мостику 147 переднего соединительного элемента 149, как показано на фиг.10. Пробивной узел 121 может быть альтернативно выполнен как единое целое с передним соединительным элементом 149.

Как наиболее ясно показано на фиг.10, связующий механизм 133 передает движущую силу от двигателя 130 у задней части подающей головки 3 к передней части подающей головки 3. Кроме того, посредством использования пары плеч 135а первичного звена, вторичных звеньев 136 и третичных звеньев 137, а также U-образных элементов 135, 149, связующий механизм проходит вокруг лотка 85 удаления, не мешая лотку, как показано на фиг.5.

Работа пробивного механизма 119 будет описана ниже.

Машина для приготовления напитков также содержит устройство управления для управления работой машины, включающее в себя управление работой компонентов каждой подающей головки 3, таких как двигатели 95, 130 и считыватель 120 штрих-кода.

Подающая головка 3 также может иметь блокировочное устройство или датчики, связанные с управляющим устройством, для передачи в управляющее устройство данных о положении гнезда 94 на его ходовом винте 96, положении пробивного механизма 119 и положении верхнего механизма 90, например, находится ли верхний механизм 90 в закрытом положении. Обычно блокировочное устройство предусматривается для подтверждения закрытия ручки 92, когда верхний механизм 90 находится в самом нижнем положении. Работа подающей головки 3 прекращается, когда это блокировочное устройство показывает, что ручка 92 открыта.

В качестве альтернативы использованию блокировочного устройства на ходовом винте 96 для определения положения гнезда 94 может быть использовано управление с помощью замера тока. При замере тока контролируется ток, вырабатываемый двигателем 97, и управляющее устройство интерпретирует повышение значения вырабатываемого тока сверх заданного порогового значения, как указывающее на то, что гнездо 94 достигло одного из его концевых упоров либо на переднем конце 155, либо на заднем конце 154 рамы 95 каретки.

При использовании подающая головка 3 сначала открывается, чтобы можно было вставить капсулу 70 такого типа, которая имеет чашеобразную верхнюю часть 76, герметизированную эластичной мембраной 77 вокруг периферического фланца 78, посредством перемещения верхнего механизма 90 в поднятое положение, как показано на фиг.3. Открытие верхнего механизма достигается сначала посредством открытия ручки 92 для отцепления крючков от выступов нижней части 80 и затем поднятия ручки 92. Как показано на фиг.3 и фиг.9а, в поднятом положении верхнего механизма 90, направляющий элемент 110 для капсулы расположен в самом переднем положении для облегчения загрузки капсулы 70, и зажимной механизм 100 поднят как часть верхнего механизма 90. Направляющий элемент 100 для капсулы имеет такое расположение в результате взаимодействия стержней 107 хвостовых частей 108 в щелях 114 направляющего элемента 110 капсулы. В особенности, в поднятом положении каждый стержень 107 перемещен к вершине первой части 115 щели 114, как показано на фиг.9а.

Затем капсула 70 вставляется в отверстие 112 направляющего элемента 110 для капсулы так, что капсула 70 лежит на опорной поверхности 82, как показано на фиг.4. На фиг.4 показана подающая головка 3 с капсулой 70, имеющей относительно плоский профиль. Часть 71 ручки капсулы 70 выровнена в направлении передней части подающей головки 3 и лежит на средней линии подающей головки 3.

Затем верхний механизм 90 закрывается в положение, показанное на фиг.5, посредством нажатия вниз ручки 92. Закрытие верхнего механизма 90 заставляет направляющий элемент 110 для капсулы и капсулу 70 скользить назад поверх опорной поверхности 82 в положение выдачи, в котором капсула 70 правильно выровнена с отверстием 83 пробойника и окном 84 штрих-кода. Перемещение назад направляющего элемента 110 для капсулы вызывается взаимодействием стержней 107 и щелей 114. Как показано на фиг.8а, 8b и фиг.9а-9d, вращение вниз верхнего механизма 90 заставляет зажимной механизм 93 также вращаться вниз, перемещая стержни 107 сначала вдоль первой части 115 щелей 114 и затем вдоль второй части 116. Перемещение стержней 107 вдоль первой части 115 щелей в положение, показанное на фиг.9с, не вызывает никакого перемещения направляющего элемента 110 для капсулы, поскольку центр кривизны первой части 115 совпадает с точкой вращения зажимного механизма. Однако дальнейшее вращение вниз зажимного механизма 93 вызывает скольжение назад направляющего элемента 110 для капсулы из-за того, что стержни 107 упираются в самую заднюю поверхность щелей 114, заставляя тем самым направляющий элемент 110 для капсулы перемещаться, чтобы обеспечивать перемещение стержней в положение, показанное на фиг.9d. В закрытом положении зажимного механизма 93 направляющий элемент 110 для капсулы перемещается в заднем направлении на расстояние от 7,8 до 10 мм.

В закрытом положении выступ 101 зажимного элемента 100 входит в относительно неглубокое центральное углубление 75, образованное в верхней части 76 капсулы 70. В зажимном элементе 100 также предусмотрено образование 79, выровненное с входной областью капсулы 70. Нижняя кромка зажимного элемента 100 выровнена и выполнена с возможностью контакта с периферическим фланцем 78 капсулы 70 в закрытом положении. Таким образом, в закрытом или зажатом положении зажимной элемент 100 действует на капсулу 70 с усилием зажима. Эта сила в основном действует на центральную область капсулы 80 посредством выступа и на входную область капсулы 70 посредством образования 79. Однако, если требуется, нижняя кромка зажимного элемента 100 может действовать с относительно малой силой на периферический фланец 78. На этой стадии пробивной узел 121 все еще опущен. Поэтому сила, действующая на капсулу 70, заставляет капсулу входить в контакт с опорной поверхностью 82. Таким образом, нижняя мембрана 77 передает некоторую приложенную нагрузку в область, сразу окружающую отверстие 83 пробойника. Кроме того, оставшаяся часть нагрузки, действующая на капсулу 70, передается через периферический фланец 78 там, где он контактирует с опорной поверхностью 82.

Закрытие верхнего механизма 90 также запускает работу считывателя 120 штрих-кода, чтобы считывать штрих-код на капсуле 70 посредством передачи сигнала через окно 84 штрих-кода. Полученный обнаруженный сигнал затем передается в устройство управления, которое тем самым определяет правильные параметры выдачи для вставленной капсулы, такие как температура воды, объем, время пропитывания и так далее.

Открытие верхнего механизма 90 после выполнения цикла выдачи и удаления происходит в результате обратного перемещения направляющего элемента 110 для капсулы, описанного выше.

Особое преимущество этого перемещения направляющего элемента 110 для капсулы заключается в возможности размещения капсул, имеющих относительно глубокие профили, такие как тип капсулы 70, показанного на фиг.9а-9d. Как показано на фиг.9а-9d, удерживание направляющего элемента 110 для капсулы в положении загрузки из фиг.9а до тех пор, пока зажимной механизм 93 не повернется частично вниз до точки, показанной на фиг.9с, позволяет нижней кромке зажимного элемента 100 не касаться задней точки 73 капсулы 70. Последующее перемещение назад капсулы 70 позволяет использовать зажимной элемент 100, который строго соответствует диаметру капсулы, без загрязнения кромки зажимного элемента на передней поверхности 74 капсулы или выступа 101 на сторонах относительно глубокого центрального углубления 75 капсулы 70. Таким образом, размер зажимного элемента 100 минимизируется без необходимости использовать, по существу, вертикальное перемещение зажимного механизма 93 для вставления капсул разной глубины.

Как показано на фиг.5, на этом этапе пробивной узел 121 находится в опущенном положении так, что входной пробойник 123 и выходной пробойник 124 находятся полностью ниже уровня опорной поверхности 82. При получении пусковой команды от пользователя (например, посредством нажатия кнопки пуск/стоп) управляющее устройство машины 1 запускает двигатель 130 для поднятия пробивного механизма 119 в поднятое положение, показанное на фиг.6 так, чтобы входной пробойник 123 и выходной пробойник 124 были подняты над уровнем опорной поверхности 82.

В поднятом положении пробивной узел 121 поднят до точки, в которой уплотнительный элемент 128 ориентирован, по существу, горизонтально с основным уровнем уплотнительного элемента 128, расположенным на уровне с опорной поверхностью 82. Однако в этом положении поднятые кольцевые части 129 уплотнительного элемента 128 лежат слегка над уровнем опорной поверхности 82. Таким образом, поднятые кольцевые части 129 способны слегка деформировать и тем самым растягивать упругую нижнюю мембрану 77 капсулы 70. Периферический фланец 78 капсулы 70 остается в контакте с опорной поверхностью 82 из-за сдерживающего контакта нижней кромки зажимного элемента 100.

Кроме того, перемещение вверх пробивного узла 121 подталкивает капсулу 70 более плотно к выступу 101 и образованию 79 зажимного элемента 100 для повышения зажимающего усилия, которое удерживает капсулу 70 в положении между зажимным элементом 100 и пробивным узлом 121. Таким образом, комбинация действия зажимного элемента 100 и пробивного узла 121 создает минимальное зажимное усилие в 30 Н (около 3,1 кгс) на входе капсулы и силу от 75 Н (около 8 кгс) до 130 Н (около 13,3 кгс) на выходе.

Перемещение пробивного механизма 119 из опущенного положения в поднятое положение наиболее ясно видно на фиг.11а и 11b и включает в себя вращение пробивного узла 121 вокруг его точки поворота на 5-10 градусов и, предпочтительно, больше, чем на 7,5 градусов. При работе двигателя 130 задний соединительный элемент 138 перемещается вперед приблизительно на 20 мм посредством вращения ходового винта 131. В результате соединения заднего соединительного элемента 138 с первичным звеном 135,первичное звено 135 перемещается, по существу, в направлении вдоль продольной оси первичного звена, хотя это может сопровождаться небольшим вращательным перемещением первичного звена 135 относительно заднего соединительного элемента 138. В то же время плечи 135а первичного звена толкают нижние концы вторичных звеньев 136. Из-за сдерживания третичных звеньев 137, которые соединяют плечи 135а первичного звена и вторичные звенья 136 со вторыми точками 140 поворота, толкательное перемещение плеч 135а первичного звена заставляет вторичные звенья 136 вращаться по часовой стрелке, как показано на фиг. 11b. Это вращение приводит к вращению вверх переднего соединительного элемента 149 из-за соединения вторичных звеньев 136 с передним соединительным элементом 149 и соединения плеч 148 переднего соединительного элемента 149 с первыми точками 139 поворота боковых установочных пластин 162. Вращение вверх переднего соединительного элемента 149 приводит поэтому к вращению вверх пробивного узла 121 из-за прочного соединения пробивного узла 121 с передним соединительным элементом 149. В поднятом положении третичные звенья 137 расположены, по существу, вертикально и выровнены также с вторичными звеньями 136, которые также выровнены вертикально. В этом положении вторичные и третичные звенья могут наилучшим образом противостоять направленным вниз нагрузкам, которые прикладываются зажимным элементом 100 к капсуле 70. Перемещение вторичных и третичных звеньев также действует в виде рычажного зажима, в котором вторичные и третичные звенья защелкиваются и имеют склонность оставаться в положении на фиг.11b до тех пор, пока положительная сила обратного хода не будет приложена двигателем 130.

Поднятие пробивного механизма 119 вызывает пробивание капсулы 70 входным пробойником 123 и выходным пробойником 124 для образования соответственно входного отверстия и выходного отверстия в нижней стороне капсулы 70.

Как только управляющее устройство обнаруживает, что пробивной узел 121 находится в поднятом положении, начинается выдача напитка из капсулы 70. Как и с работой ходового винта 96, для определения положения пробивного узла 121 может быть использовано считывание тока, вырабатываемого двигателем 130. Нагретая вода подается от жидкостного входного отверстия 126 через канал 125 и входной пробойник 123 в капсулу. Полученный напиток выдается через выходной пробойник 124, лоток 89 патрубка и через выходное отверстие 5 в приемный сосуд 6.

После того, как выдача останавливается, пробивной узел 121 опускается посредством проведения в обратном направлении описанной выше операции с помощью включения двигателя 130 в обратном направлении. Это убирает входной пробойник 123 и выходной пробойник из пути удаления капсулы 70, а также перемещает часть нагрузки, прилагаемой к капсуле 70.

Затем управляющее устройство включает двигатель 97 для удаления капсулы 70 посредством перемещения капсулы 70 в положение удаления. Работа двигателя 97 приводит к вращению ходового винта 96, заставляя зажимное гнездо 94 и зажимной элемент 100 скользить назад в положение, показанное на фиг.7. Зажимной элемент 100 вместе с этим перемещает капсулу 70, располагая капсулу 70 над лотком 85 удаления. Во время этого перемещения капсула 70 все еще находится под действием некоторой нагрузки от гнезда 94 верхнего механизма 90. Когда капсула 70 существенно или полностью выравнивается с лотком 85, она падает вниз под действием гравитации из лотка 85 в мусоросборник в нижней части машины 1. Следует отметить, что во время этого перемещения внешняя часть корпуса 91 верхнего механизма 90 остается стационарной так, что движение зажимного механизма 93 остается внутренним по отношению к подающей головке 3. Особое преимущество заключается в том, что не требуется открывать подающую головку 3, чтобы удалить капсулу 70. Кроме того, зажимной механизм 93 предназначен не только для зажимания капсулы 70 во время выдачи напитка, но также и для удаления капсулы 70.

Двигатель 97 затем реверсируется, чтобы перемещать зажимной механизм 93 обратно в переднее положение для готовности к следующему циклу выдачи.

По выбору, для очистки полости 86 пробивного узла, опорной поверхности 82 и зажимного элемента 100 может быть использована продувка паром. Пар направляется через входной пробойник 123. Продувка паром может выполняться при поднятом или опущенном положении пробивного корпуса 121. Кроме того, это может выполняться автоматически после каждого цикла выдачи и/или выполняться время от времени посредством либо ручного управления пользователя, либо автоматического управления управляющего устройства. Продувка паром также может быть использована во время цикла выдачи, когда капсула 70 находится в положении выдачи, чтобы высушивать капсулу 70 и помогать удалять любую оставшуюся жидкость из капсулы 70.

Реферат

Изобретение относится к подающей головке машины для приготовления напитков, содержащей зажимной элемент и базу. Зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы, последовательно перемещаясь из открытого положения через зажимное положение в положение удаления. При этом зажимное положение является промежуточным между открытым положением и положением удаления. В открытом положении зажимной элемент расположен для обеспечения возможности загрузки капсулы в подающую головку, затем зажимной элемент прижимается к упомянутой капсуле в зажимном положении и выполнен с возможностью перемещения относительно базы из зажимного положения в положение удаления для обеспечения возможности транспортировки и удаления упомянутой капсулы. По второму варианту выполнения головка отличается от предыдущей лишь тем, что зажимной элемент выполнен с возможностью поворота относительно базы из открытого положения в закрытое положение, а также тем, что зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения в направлении, по существу, параллельном базе, из зажимного положения в положение удаления для обеспечения возможности удаления упомянутой капсулы. По третьему варианту выполнения головка отличается от первого варианта лишь тем, что зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения относительно базы из зажимного положения в положение удаления для обеспечения возможности удаления упомянутой капсулы при сохранении, по меньшей мере, части упомянутого зажимного усилия на капсуле. Машина для приготовления напитков содержит подающую головку, выполненную в соответствии с третьим вариантом. Система

Формула