МАШИНА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ Российский патент 2011 года по МПК B67D1/06 

Настоящее изобретение относится к улучшениям в машинах для приготовления напитков и, в особенности, к подающей головке для машин для приготовления напитков такого типа, 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 одного типа таких 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, чтобы образовывать извлеченный раствор. Популярность использования капсул в таких машинах растет из-за их удобства и качества производимого продукта.

Использование капсул в таких машинах требует точной установки капсулы в подающей головке машины. Существует также необходимость, для удобства, автоматизировать удаление капсулы из подающей головки машины после использования. Известные механизмы размещения и удаления могут страдать от недостатков. В частности, механизмы могут быть громоздкими и трудно адаптируемыми для работы с капсулами разных размеров.

Поэтому целью настоящего изобретения является разработка улучшенной машины для приготовления напитков и способа, который позволяет точно размещать капсулу в машине для выдачи напитка и, по выбору, обеспечивает улучшенный механизм удаления для таких капсул.

Таким образом, в настоящем изобретении разработана подающая головка для машины для приготовления напитков, содержащая подвижную первую часть, фиксированную вторую часть и направляющий элемент для капсулы, причем первая часть перемещается между открытым положением и зажимным положением;

направляющий элемент для капсулы оперативно соединен с первой частью и подвижно с возможностью скольжения относительно второй части между загрузочным положением и выливным положением/направляющий элемент для капсулы расположен в загрузочном положении, когда первая часть находится в открытом положении для того, чтобы обеспечивать возможность загрузки капсулы в направляющий элемент для капсулы;

в которой при перемещении первой части в зажимное положение, направляющий элемент для капсулы имеет возможность скольжения в положение выдачи благодаря оперативному соединению направляющего элемента капсулы с первой частью.

Преимущественно загрузка капсулы первоначально в положение загрузки, которое расположено в другом месте по отношению к конечному положению выдачи, дает большую гибкость в использовании капсул разных размеров, которые могут быть размещены в подающей головке. Автоматическое перемещение направляющего элемента для капсулы в положение выдачи при перемещении первой части в зажимное положение также улучшает скорость и простоту использования подающей головки.

Предпочтительно положение направляющего элемента для капсулы при загрузке является положением в направлении передней части подающей головки, и направляющий элемент для капсулы выполнен с возможностью скольжения в положение выдачи в обратном направлении во время закрытия первой части. Размещение положения загрузки в передней части подающей головки улучшает доступ пользователя к механизму.

Предпочтительно направляющий элемент для капсулы вынужден скользить горизонтально.

Предпочтительно положения направляющего элемента для капсулы при загрузке и выдаче отделены друг от друга на расстояние от 5 мм до 15 мм.

Более предпочтительно положения направляющего элемента для капсулы при загрузке и выдаче отделены друг от друга на расстояние от 7,8 мм до 10 мм.

Первая часть выполнена с возможностью вращения вокруг точки поворота между открытым и зажимным положениями. Настоящее изобретение позволяет вращающейся первой части быть использованной в комбинации с капсулами разных размеров, поскольку перемещение направляющего элемента для капсулы из положения загрузки в положение выдачи при закрытии первой части помогает предотвращать засорение первой части на капсуле.

Предпочтительно направляющий элемент для капсулы выполнен с возможностью скольжения в горизонтальной плоскости, и точка поворота смещена от горизонтальной плоскости. Преимущественно возможность смещения точки поворота первой части позволяет размещение других компонентов подающей головки в виде более компактного узла.

Предпочтительно направляющий элемент для капсулы оперативно соединен с первой частью посредством взаимодействующих структур направляющего элемента для капсулы и первой части.

Предпочтительно взаимодействующие структуры преимущественно содержат стержень либо на направляющем элементе для капсулы, либо на первой части, и канал либо в направляющем элементе для капсулы, либо в первой части, причем стержень вынужден перемещаться вдоль канала, когда первая часть перемещается между открытым и зажимным положениями.

Стержень может быть образован на первой части и канал может быть образован в направляющем элементе для капсулы.

Предпочтительно канал содержит, по меньшей мере, первую часть, связанную с не перемещением направляющего элемента для капсулы, и вторую часть, связанную с перемещением направляющего элемента для капсулы из положения загрузки в положение выдачи.

Например, первая часть канала может содержать дугу постоянного радиуса, имеющую центр вращения, совпадающий с точкой поворота первой части. Вторая часть канала может содержать проход, имеющий мгновенный центр кривизны, не совпадающий с точкой поворота первой части.

Предпочтительно фиксированная вторая часть содержит горизонтальную опорную пластину.

Направляющий элемент для капсулы может содержать кольцевой элемент, образующий отверстие капсулы. Капсула может содержать сквозное отверстие.

Предпочтительно фиксированная вторая часть образует опору для капсулы, вставляемую в сквозное отверстие.

Направляющий элемент для капсулы может содержать часть для размещения, имеющую размеры для вставления ручки капсулы. Предпочтительно часть для размещения направляющего элемента для капсулы расположена в направлении передней части подающей головки на средней линии подающей головки.

Подающая головка может содержать входной и выходной пробойники. Предпочтительно входной и выходной пробойники выполнены с возможностью перемещения относительно фиксированной второй части между втянутым положением и выдвинутым положением. В выдвинутом положении как входной, так и выходной пробойник выдвинуты вверх над фиксированной второй частью.

Предпочтительно, когда первая часть находится в зажимном положении, первая часть способна зажимать капсулу, вставленную в направляющий элемент для капсулы.

Предпочтительно первая часть содержит зажимную часть.

В настоящем изобретении также разработана система приготовления напитков, содержащая машину для приготовления напитков, описанную выше, и один или более капсул, причем одна или более капсул содержат в себе один или более ингредиентов.

Дополнительно в настоящем изобретении разработан способ загрузки капсулы в подающую головку машины для приготовления напитков такого типа, которая имеет подвижную первую часть, фиксированную вторую часть и направляющий элемент для капсулы, причем способ, содержащий этапы:

перемещения первой части в открытое положение для того, чтобы заставить направляющий элемент для капсулы перемещаться в положение загрузки в силу оперативного соединения направляющего элемента капсулы и первой детали;

загрузки капсулы в направляющий элемент для капсулы;

перемещения первой детали в закрытое положение, заставляя тем самым направляющий элемент для капсулы скользить относительно второй части в положение выдачи в силу оперативного соединения направляющего элемента для капсулы и первой детали.

Предпочтительно капсула зажимается первой частью, когда первая часть находится в положении выдачи.

Предпочтительно направляющий элемент для капсулы перемещается из самого переднего положения к заднему положению, при его перемещении из положения загрузки в положение выдачи.

Предпочтительно направляющий элемент для капсулы скользит горизонтально.

Предпочтительно направляющий элемент для капсулы скользит на расстояние от 5 до 15 мм между положениями загрузки и выдачи.

Предпочтительно первая часть поворачивается между открытым и закрытым положениями.

Предпочтительно капсула опирается на вторую часть в положениях загрузки и выдачи.

Предпочтительно капсула остается в скользящем контакте с второй частью при его перемещении из положения загрузки в положение выдачи.

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, находящейся в поднятом положении;

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

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

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

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

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

Фиг.12a-c с 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. Подающая 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 штрихкода 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 штрихкода. 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.9a, 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 EP 1440644. 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.8a 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.8a 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 штрихкода и пробивной механизм 119.

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

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.12a-12c, 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 135a, 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 135a первичного звена у третьих точек 141 поворота так, что передний конец каждого плеча 135a 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 135a 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 штрихкода.

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. Типично 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 подающей головки 3 сначала открывается, чтобы можно было вставить капсулу 70 такого типа, который 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.9a, 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.9a.

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 выравнена 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 выравнена с отверстием 83 пробойника и окном 84 штрихкода. Перемещение назад направляющего элемента 110 для капсулы вызывается взаимодействием стержней 107 и щелей 114. Как показано на фиг.8a, 8b и фиг.9a-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.9c, 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.9a. 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, выравненное с входной областью капсулы 70. Нижняя кромка зажимного элемента 100 выравнена 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 силой зажима. Эта сила в основном действует на центральную область капсулы 80 посредством выступа и на входную области 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, действующей 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 штрихкода, чтобы считывать штрихкод с капсулы 70, посредством передачи сигнала через окно 84 штрихкода. Полученный обнаруженный сигнал затем передается в устройство управления, которое тем самым определяет правильные параметры выдачи для вставленной капсулы, такой 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, описанной выше.

Особое преимущество этого перемещения направляющего элемента 110 для капсулы заключается в возможности размещения капсулы, имеющей относительно глубокие профили, такие как тип капсулы 70, показанной на фиг.9a-9d. Как показано на фиг.9a-9d, удерживание направляющего элемента 110 для капсулы в положении загрузки из фиг.9a до тех пор, пока зажимной механизм 93 не повернется частично вниз до точки, показанной на фиг.9c, 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 используемой 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 зажимающей силы, которая 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 минимальную зажимающую силу 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.11a 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 тоже время плечи 135a первичного звена толкают нижние концы вторичных звеньев 136. Из-за сдерживания третичных звеньев 137, которые соединяют плечи 135a первичного звена и вторичные звенья 136 со вторыми точками 140 поворота, толкательное перемещение плеч 135a 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 капсуле. 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 капсулы 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, он 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.

Изобретение относится к машине для приготовления напитков, содержащихся в капсулах. Подающая головка для машины содержит подвижную первую часть, фиксированную вторую часть и направляющий элемент для капсулы. Первая часть выполнена с возможностью перемещения между открытым положением и зажимным положением. Направляющий элемент для капсулы оперативно соединен с первой частью и выполнен для перемещения с возможностью скольжения относительно второй части между положением загрузки и положением выдачи. Направляющий элемент для капсулы расположен в положении загрузки, когда первая часть находится в открытом положении для того, чтобы обеспечивать возможность загрузки капсулы в направляющий элемент для капсулы. При перемещении первой части в зажимное положение направляющий элемент для капсулы выполнен с возможностью скольжения в положение выдачи благодаря оперативному соединению направляющего элемента для капсулы с первой частью. Изобретение позволяет точно размещать капсулу в машине и обеспечивает улучшенное ее удаление после использования. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Подающая головка для машины для приготовления напитков, содержащая подвижную первую часть, фиксированную вторую часть и направляющий элемент для капсулы; причем первая часть выполнена с возможностью перемещения между открытым положением и зажимным положением; причем направляющий элемент для капсулы оперативно соединен с первой частью и выполнен для перемещения с возможностью скольжения относительно второй части между положением загрузки и положением выдачи; причем направляющий элемент для капсулы расположен в положении загрузки, когда первая часть находится в открытом положении для того, чтобы обеспечивать возможность загрузки капсулы в направляющий элемент для капсулы; причем при перемещении первой части в зажимное положение, направляющий элемент для капсулы выполнен с возможностью скольжения в положение выдачи благодаря оперативному соединению направляющего элемента для капсулы с первой частью.

2. Подающая головка по п.1, в которой положение направляющего элемента для капсулы при загрузке является положением в направлении передней части головки подачи, и направляющий элемент для капсулы имеет возможность скольжения в положение выдачи в обратном направлении во время закрытия первой части.

3. Подающая головка по п.1, в которой направляющий элемент для капсулы вынужден скользить горизонтально.

4. Подающая головка по п.1, в которой положения направляющего элемента для капсулы при загрузке и выдаче отделены друг от друга на расстояние от 5 мм до 15 мм.

5. Подающая головка по п.4, в которой положения направляющего элемента капсулы при загрузке и выдаче отделены друг от друга на расстояние от 7,8 мм до 10 мм.

6. Подающая головка по п.1, в которой первая часть выполнена с возможностью вращения вокруг точки поворота между открытым и зажимным положениями.

7. Подающая головка по п.6, в которой направляющий элемент для капсулы имеет возможность скольжения в горизонтальной плоскости, а точка поворота смещена от горизонтальной плоскости.

8. Подающая головка по п.1, в которой направляющий элемент для капсулы оперативно соединен с первой частью посредством взаимодействующих структур направляющего элемента для капсулы и первой части.

9. Подающая головка по п.8, в которой взаимодействующие структуры содержат стержень либо на направляющем элементе для капсулы, либо на первой части, и канал либо в направляющем элементе для капсулы, либо в первой части, причем стержень вынужден перемещаться вдоль канала, когда первая часть перемещается между открытым и зажимным положением.

10. Подающая головка по п.9, в которой стержень образован на первой части и канал образован в направляющем элементе для капсулы.

11. Подающая головка по п.9, в которой канал содержит, по меньшей мере, первую часть, связанную с не перемещением направляющего элемента для капсулы, и вторую часть, связанную с перемещением направляющего элемента для капсулы из положения загрузки в положение выдачи.

12. Подающая головка по п.11, в которой первая часть канала содержит дугу постоянного радиуса, имеющую центр вращения, совпадающий с точкой поворота первой части.

13. Подающая головка по п.11, в которой вторая часть канала содержит проход, имеющий мгновенный центр кривизны, не совпадающий с точкой поворота первой части.

14. Подающая головка по п.1, в которой фиксированная вторая часть содержит горизонтальную опорную пластину.

15. Подающая головка по п.1, в которой направляющий элемент для капсулы содержит кольцевой элемент, образующий отверстие капсулы.

16. Подающая головка по п.1, в которой направляющий элемент для капсулы содержит сквозное отверстие.

17. Подающая головка по п.16, в которой фиксированная вторая часть образует опору для капсулы, вставляемой в сквозное отверстие.

18. Подающая головка по п.1, в которой направляющий элемент для капсулы содержит часть для размещения, имеющую размеры для вставления ручки капсулы.

19. Подающая головка по п.18, в которой часть для размещения направляющего элемента для капсулы расположена в направлении передней части подающей головки на средней линии подающей головки.

20. Подающая головка по п.1, содержащая входной и выходной пробойники.

21. Подающая головка по п.20, в которой входной и выходной пробойники выполнены с возможностью перемещения относительно фиксированной второй части между втянутым положением и выдвинутым положением.

22. Подающая головка по п.21, в которой в выдвинутом положении как входной, так и выходной пробойники выдвинуты вверх выше фиксированной второй части.

23. Подающая головка по п.1, в которой при нахождении первой части в зажимном положении, первая часть имеет возможность зажимать капсулу, вставленную в направляющий элемент для капсулы.

24. Подающая головка по любому из предшествующих пунктов, в которой первая часть содержит зажимную часть.

25. Машина для приготовления напитков, содержащая подающую головку по п.1.

26. Система приготовления напитков, содержащая машину для приготовления напитков по п.25 и одну или более капсул, причем одна или более капсул содержат в себе один или более ингредиентов напитка.

27. Способ загрузки капсулы в подающую головку машины для приготовления напитков, такого типа, который имеет подвижную первую часть, фиксированную вторую часть и направляющий элемент для капсулы, содержащий этапы, на которых: перемещают первую часть в открытое положение для того, чтобы направляющий элемент для капсулы переместился в положение загрузки в силу оперативного соединения направляющего элемента для капсулы и первой части; загружают капсулу в направляющий элемент для капсулы; перемещают первую часть в закрытое положение, заставляя тем самым направляющий элемент для капсулы скользить относительно второй части в положение выдачи в силу оперативного соединения направляющего элемента для капсулы и первой части.

28. Способ по п.27, в котором капсула зажимается первой частью, когда первая часть находится в положении выдачи.

29. Способ по п.27, в котором направляющий элемент для капсулы перемещается от самого переднего положения к заднему положению при его перемещении из положения загрузки в положение выдачи.

30. Способ по п.27, в котором направляющий элемент для капсулы скользит горизонтально.

31. Способ по п.27, в котором направляющий элемент для капсулы скользит на расстояние от 5 до 15 мм между положениями загрузки и выдачи.

32. Способ по п.27, в котором первая часть поворачивается между открытым и закрытым положениями.

33. Способ по п.27, в котором капсула опирается на вторую часть в положениях загрузки и выдачи.

34. Способ по п.33, в котором капсула остается в скользящем контакте со второй частью при его перемещении из положения загрузки в положение выдачи.