ВАРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАПСУЛЫ С ЗАКРЫВАЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ПЕРЕДАТОЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ Российский патент 2012 года по МПК A47J31/40 

Изобретение, в общем, относится к варочному устройству для напитка или жидких пищевых продуктов, приспособленному для того, чтобы обрабатывать капсулу, содержащую ингредиент (ингредиенты), которая способна производить напиток или жидкие пищевые продукты, взаимодействуя с жидкостью, такой как, например, горячая вода под давлением, вводимой в пространство капсулы.

Широко, особенно в области кофе-машин, разрабатывались машины, в которых в варочное устройство вставляется капсула, содержащая ингредиенты напитка. Варочное устройство плотно закрывается вокруг капсулы, со стороны первой грани капсулы впрыскивается вода, в закрытом пространстве капсулы производится напиток, и приготовленный напиток может быть слит со стороны второй грани капсулы и собран в емкости, такой как чашка или стакан.

Были разработаны варочные устройства, облегчающие введение "свежей" капсулы и удаление использованной капсулы.

WO 2005/004683 относится к такому варочному устройству, которое содержит:

- каркас,

- неподвижную удерживающую часть для капсулы,

- подвижную удерживающую часть; причем упомянутая часть устанавливается по отношению к каркасу с возможностью относительного скользящего перемещения,

- вилочный шарнирный механизм, обеспечивающий механическую систему, которая позволяет закрывать удерживающие части вокруг капсулы устойчивым и влагонепроницаемым образом, при этом также противостоя противодействующей силе, действующей так, чтобы вновь их открыть, и создаваемой внутренним давлением варки; и

- рукоятку для непосредственного подъема рычагом вилочного шарнирного механизма.

Такое устройство обеспечивает простую сборку, позволяющую вводить капсулу вертикальным опусканием через проем в каркасе и удалять использованную капсулу в том же самом направлении, что и направление введения.

Хотя такое устройство удобно в использовании и надежно, тем не менее имеется несколько недостатков. В частности, это устройство может быть относительно трудно закрывать рычагом и/или оно, возможно, не достаточно компактно. Компактность зависит от нескольких технических факторов и ограничений, которые являются необходимыми для надлежащего функционирования устройства. Кинематика закрывания такова, что для того, чтобы передать силу, достаточную для закрывания вилочного шарнирного механизма прикладываемой вручную силой, с которой пользователь действует на рычаг, необходим относительно длинный рычаг. Эта прикладываемая вручную сила зависит от настройки закрывающих сил вилочного шарнирного механизма, которая зависит от зажимающих сил, прикладываемых к капсуле для того, чтобы обеспечить непроницаемую для текучей среды и стойкую к воздействию давления систему. Следовательно, для того чтобы эта прикладываемая вручную сила оставалась приемлемой, плечо рычага должно быть увеличено таким образом, чтобы создавать в шарнирном механизме необходимый вращающий момент. Кроме того, длина рычага требует располагать рычаг в задней части устройства, которое, таким образом, не оптимально, поскольку оно требует от пользователя протягивать свою руку для того, чтобы захватить рычаг в точке, относительно удаленной от передней части машины, и описывать большую дугу окружности для того, чтобы запереть устройство. Имеющееся пространство может быть недостаточным (в частности, на тесных кухнях) для того, чтобы разместить такую конструкцию устройства или осуществлять удобное управление машиной.

В некоторых системах закрывающие силы должны также быть достаточными для того, чтобы позволить перфорировать сторону капсулы. Например, входная сторона капсулы перфорируется во время закрывания для того, чтобы позволить введение впрыскиваемой текучей среды в капсулу после закрывания. Силы, требующиеся для того, чтобы проткнуть капсулу, могут быть относительно значительными в случае, когда ингредиент находится в капсуле в уплотненной форме, а не в рыхлой форме. Также на требующиеся закрывающие силы устройства влияет материал, из которого сделана капсула. Следовательно, увеличение силы, требующейся для протыкания капсулы, в частности тех капсул, которые содержат уплотненное вещество, требует от пользователя прилагать более высокое усилие на рукоятке на уровне, который не является приемлемым. Следовательно, существует потребность снизить усилия на рукоятке, обеспечивая при этом требуемую силу для правильного протыкания капсулы во время закрывания устройства вокруг капсулы.

Кроме того, известное устройство связано с линией подвода воды, которая должна быть как гибкой, так и достаточно длинной для того, чтобы компенсировать смещение подвижной удерживающей части во время циклов закрывания/открывания. Растяжение линии подвода воды, таким образом, требует относительно большого внутреннего объема каркаса для того, чтобы избежать сжатия или перегиба линии, что могло бы вызвать проблемы прерывания потока воды или поддержания расхода.

Ввиду вышеизложенных проблем задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство, которое согласно нескольким возможным вариантам своей реализации требует относительно меньшей прикладываемой вручную закрывающей силы для того же самого плеча рычага или требует меньшего плеча рычага для той же самой силы для устойчивого закрывания частей варочной машины вокруг капсулы.

Существует потребность в устройстве, которое также обеспечивает высокие закрывающие силы, действующие на капсулу, для того чтобы протыкать ее и/или обеспечить достаточно плотное уплотняющее зацепление в этом устройстве, не влияя при этом на легкость закрывания, и при уровне прикладываемого вручную усилия, который остается приемлемый для пользователя.

Также существует потребность в простом и дешевом устройстве, что не затрагивает технические ограничения, в частности потребность в относительно высоких закрывающих силах.

Существует потребность в устройстве, которое может иметь более компактную конструкцию, сохраняя при этом эффективность и надежность закрывания, присущие существующему варочному устройству, в частности обеспечивая при этом непроницаемое для текучей среды и стойкое к воздействию давления закрывание.

Эти задачи решаются посредством признаков, изложенных в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения еще более развивают центральную идею настоящего изобретения.

Первый аспект изобретения, таким образом, относится к варочному устройству для варки капсулы, содержащей ингредиент напитка, содержащему:

- основной каркас,

- первую удерживающую капсулу часть,

- вторую удерживающую капсулу часть для, по меньшей мере, частичного удержания капсулы; причем упомянутая удерживающая капсулу часть является подвижной по отношению к первой удерживающей капсулу части в каркасе и связанной с каркасом закрывающим механизмом, содержащим вилочное шарнирное средство для перемещения из открытого положения, в котором эти две части находятся на расстоянии друг от друга, позволяя введение капсулы между этими двумя частями, и закрытым положением, в котором первая и вторая удерживающие части закрыты вокруг капсулы;

- рукоятку, образующую рычажное средство, расположенное таким образом, чтобы приводить в движение посредством закрывающего механизма вторую удерживающую часть из

открытого положения в закрытое положение и наоборот,

отличающемуся тем, что:

закрывающий механизм содержит дополнительные средства передачи силы, связанные с рукояткой, устроенные для демультипликации силы, прилагаемой рукояткой к вилочному шарнирному средству, которое компенсирует увеличение силы, необходимое для закрывания удерживающих частей на капсуле.

В первом варианте средства передачи силы содержат дополнительные рычаги силы, приспособленные для демультипликации силы рукоятки на вилочное шарнирное средство.

Эта конфигурация предлагает возможность более компактной конструкции. Поскольку для того же самого плеча рычага требуется меньшая сила, то ручная рукоятка может быть сделана короче и расположена более эффективным и удобным способом.

В возможном варианте вилочное шарнирное средство составлено из, по меньшей мере, одной пары стержней, предпочтительно из двух пар стержней, размещенных параллельно, которые связаны на первом конце с подвижной удерживающей частью, а другой их конец прикреплен с возможностью вращения к каркасу. Второй конец упомянутой, по меньшей мере, одной пары стержней также связан, имея возможность вращаться, со средствами передачи силы вместо того, чтобы быть связанным, имея возможность вращаться, непосредственно с рукояткой. В результате угловая единица (то есть дельта А, составляющая 1 градус) на угловой траектории рычага будет передавать усилие для меньшего смещения вилочного шарнирного средства в конце угловой траектории рукоятки; (то есть там, где требуется преодолеть "тугую точку" вилочного шарнирного средства), чем в начале угловой траектории. Это приводит к меньшим прикладываемым вручную усилиям, прилагаемым на рукоятке при преодолении тугой точки; следовательно, обеспечивает возможность уменьшения плеча рычага по сравнению с существующими системами при данном вращающем моменте.

В одном варианте рукоятка размещена в положении, расположенном относительно более высоко и впереди задней точки передачи, которая прикреплена к каркасу. Было обнаружено, что эта конфигурация является более эффективной для надлежащей передачи усилий посредством средства передачи силы, внося при этом свой вклад в компактность варочной конструкции. Действительно, средство передачи силы простирается по существу над вилочным шарнирным средством между ним и рукояткой; следовательно, действует с демультипликацией силы на вилочное шарнирное средство, не занимая при этом слишком много дополнительного пространства. Рукоятка во время работы описывает меньший имеющий форму дуги путь, и она также становится более удобной для пользователя.

Предпочтительно, чтобы рукоятка также была шарнирно сочленена с верхней частью каркаса. И это также вносит свой вклад в эффективность прилагаемых сил и в эргономику устройства.

Кроме того, рукоятка может быть короче по длине, чем длина сборочной единицы, образованной второй удерживающей частью и вилочным шарнирным средством, когда они вытянуты в закрытом положении. В частности, рукоятка может быть короче, чем длина этой сборочной единицы без ущерба для простоты закрывания устройства взрослым пользователем. Например, рукоятка может быть короче на 25% или больше.

Например, средства передачи силы сконфигурированы относительно рукоятки и вилочного шарнирного средства таким образом, чтобы по меньшей мере 50 последних процентов траектории рукоятки использовались для перемещения по траектории вилочного шарнирного средства на приблизительно последние 20% или меньше, а более предпочтительно, чтобы меньше чем последние 10%.

Траектория вилочного шарнирного средства определена тем самым как представляющая собой поперечно направленное или "вертикальное" расстояние, на которое перемещается точка колена по отношению к центровой линии, проходящей через две оси вращающихся концов стержневого средства.

Предпочтительно, чтобы варочное устройство по изобретению было сориентировано таким образом, чтобы быть способным легко выполнять введение и удаление или выбрасывания капсулы. Для этого вторая удерживающая часть устроена таким образом, чтобы скользить в, по существу, горизонтальном направлении внутри каркаса. Устройство может, кроме того, содержать проем, приспособленный для вертикального опускания капсулы между двумя удерживающими частями. Следовательно, введение капсулы может быть выполнено способом, подобным копилке. Между двумя удерживающими частями также предусмотрены поддерживающие капсулу средства для того, чтобы перед закрыванием поддерживать капсулу в заранее определенном положении. Эти поддерживающие средства могут быть идентичными решениям, описанным в WO 2005/004683.

В другом предпочтительном варианте реализации изобретения варочный блок для варки капсулы, содержащей ингредиенты напитка, содержит каркас и первый и второй удерживающие капсулу элементы для, по меньшей мере, частичного охватывания капсулы во время варки. Первый удерживающий элемент может быть подвижным вдоль каркаса между открытым и закрытым положением по отношению ко второму удерживающему элементу. Для приведения первого удерживающего элемента в движение между этими двумя положениями предусмотрен закрывающий механизм, содержащий приводной элемент. Закрывающий механизм содержит средства зубчатой передачи, способные преобразовывать вращающий момент, созданный приводным элементом, в поступательные закрывающие силы на первом удерживающем элементе.

Предпочтительно, чтобы средства зубчатой передачи были устроены таким образом, чтобы передаточное отношение во время поворота постепенно изменялось, следовательно, позволяя скомпенсировать увеличение силы, требующееся для протыкания и/или плотного охвата капсулы удерживающими частями.

Средства зубчатой передачи могут содержать пару прямозубых цилиндрических зубчатых колес, имеющих некруглые поперечные сечения. В частности, каждое прямозубое цилиндрическое зубчатое колесо имеет более длинный поперечный радиус, и соответствующие поперечные радиусы имеют пересекающееся взаимное расположение под углом приблизительно 90 градусов друг к другу.

Предпочтительно, чтобы приводной элемент представлял собой рукоятку или, в альтернативном варианте, он может быть двигателем с ведущим валом. Другое преимущество изобретения может на самом деле заключаться в том, чтобы предложить возможность уменьшения усилия, подлежащего приложению со стороны двигателя в случае варочного устройства, оснащенного двигателем; а следовательно, существенно сэкономить на стоимости двигателя и/или потреблении энергии.

В другом аспекте изобретения варочное устройство для варки капсулы, содержащей ингредиент напитка, содержит:

- основной каркас,

- первую удерживающую капсулу часть,

- вторую удерживающую капсулу часть для, по меньшей мере, частичного удержания капсулы; причем упомянутая удерживающая капсулу часть является подвижной по отношению к первой удерживающей капсулу части,

- средство подачи воды, соединенное со второй удерживающей частью, сконфигурированное таким образом, чтобы впрыскивать воду в упомянутую часть,

отличающееся тем, что:

средство подачи воды содержит трубный участок компенсации длины, который неподвижен по отношению к каркасу, тогда как вторая удерживающая часть может перемещаться по отношению к упомянутому трубному участку компенсации длины.

Следовательно, подразумевается, что трубный участок компенсации длины, входящий в состав средства подачи воды, который необходим для компенсации относительного перемещения удерживающего участка от закрытого до открытого положения устройства, остается в относительно статичной конфигурации. Такая конфигурация средства подачи воды позволяет устранить объем, необходимый поглощать смещение трубки во время открывания устройства. Длина трубки также может быть существенно уменьшена. Эта трубка для воды в меньшей степени подвергается механическим нагрузкам, таким как повторный изгиб при сгибании или скручивания, которые могут воздействовать на условия варки (давление, расход, температуры, …), и поэтому ее срок службы повышается.

Более конкретно, трубный участок компенсации длины установлен по отношению ко второй удерживающей части таким образом, что он входит, по меньшей мере, частично в эту удерживающую часть по мере того, как удерживающая часть перемещается в открытое положение.

Трубный участок компенсации длины может скользить, по меньшей мере, частично в канале удерживающей капсулу части по мере того, как упомянутая удерживающая часть перемещается по направлению к своему открытому положению. Этот канал может быть выполнен из полой металлической трубки, которая является частью этой удерживающая части или соединена с ней и может направлять участок трубки, находясь с ним в скользящем зацеплении, уменьшая при этом механические нагрузки на сам этот участок трубки. В возможном варианте участок компенсационной трубки перемещается внутри удерживающей части, содействуя в выбрасывании капсулы из удерживающей части при открывании удерживающих частей.

Другие преимущества, признаки и задачи настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 - варочное устройство в перспективе для производящей напиток машины согласно первому варианту настоящего изобретения,

фиг.2 - вид спереди в разрезе варочного устройства, показанного на фиг.1,

фиг.3 - вид в перспективе варочного устройства, показанного на фиг.1 и 2, но в открытом положении,

фиг.4 - упрощенный вид в перспективе варочного устройства без каркаса и в открытом положении,

фиг.5 - вид сбоку фиг.4,

фиг.6 - упрощенный вид в перспективе варочного устройства в промежуточном положении,

фиг.7 - вид сбоку фиг.6,

фиг.8 - упрощенный вид в перспективе варочного устройства в закрытом положении,

фиг.9 - вид сбоку фиг.8,

фиг.10 - вид в разрезе варианта изобретения, содержащего закрепленное компенсационное трубное средство,

фиг.11 - вид в перспективе варочного устройства согласно другому варианту реализации изобретения в открытом положении для введения в него капсулы,

фиг.12 - вариант реализации изобретения, показанный на фиг.11, в перспективе с удаленной боковой стенкой,

фиг.13 - вид в перспективе с удаленной боковой стенкой варочного устройства, показанного на фиг.11, в закрытом положении,

фиг.14 - вид сбоку, выполненный по срединной вертикальной плоскости варочного устройства, показанного на фиг.11,

фиг.15 - вид сбоку, выполненный вдоль срединной вертикальной плоскости варочного устройства, показанного на фиг.11, в закрытом положении,

фиг.16 - схематический вид изменяющегося передаточного отношения средств зубчатой передачи в варианте реализации изобретения, показанном на фиг. с 12 по 15.

Перед подробным рассмотрением прилагаемых чертежей приведены для ясности нижеследующие определения:

- Термин "напиток" охватывает как пригодные для питья жидкости, так и жидкие пищевые продукты, таких как супы и тому подобное (но, не ограничиваясь ими).

- Термин "капсула" - любая емкость, ограждающая ингредиент напитка в сухой, жидкой, твердой или другой форме. Капсула может иметь твердую оболочку или мягкую оболочку. Она может быть изготовлена из одного и того же материала или из различных материалов. Она может быть герметично запечатанной (например, алюминиевый корпус и мембрана) или нет (например, частично или полностью пористой).

- Термин "варка" и "варочное устройство" относится к, соответственно, всем видам взаимодействий между жидкостью и ингредиентами, таких как экстрагирование под давлением, смешивание, растворение, настаивание и т.д., и техническим модулям как части машины для приготовления напитка, способной к обработке капсулы для обеспечения процесса варки.

- Пространственное расположение варочного устройства может также быть изменено, что не выходит за рамки объема изобретения. В частности, хотя варочное устройство описывается в горизонтальном расположении, и для простоты понимания даются ссылки на "переднее" и "заднее направления"; устройство могло бы быть расположено в другой пространственной конфигурации, то есть вертикально или наклонно.

Фиг.1 и 2 показывают общий вид первого варианта реализации варочного устройства или модуля согласно настоящему изобретению.

Варочное устройство для капсулы может быть интегрировано в различных производящих напитки машинах, особенно кофе-машинах. Оно может составлять независимый модуль, который нужно только соединить с источником питания и для подачи воды под давлением (подаваемой, например, от насоса, соединенного с термоблоком, котлом или другим типом нагревателя).

Варочное устройство (1) согласно изобретению содержит основной каркас (2), обычно изготовленный из долговечного материала, такого как алюминий, нержавеющая сталь, медь или твердая пластмасса или их сочетания. Каркас простирается в передней части устройства сливом (3) выдачи напитка и в задней части устройства корпусом (4), имеющим по существу трубную конфигурацию. Каркас, таким образом, простирается по существу горизонтально вдоль срединной горизонтальной плоскости I. Слив выдачи включает в себя внутренний канал, который сконфигурирован для сбора напитка и для выдачи его вниз в направлении А.

Устройство, кроме того, содержит удерживающие капсулу звенья, соответственно, первое или переднее удерживающее звено (5) и заднее удерживающее звено (6); оба из которых взаимодействуют друг с другом таким образом, чтобы удерживать капсулу на месте во время процесса варки. Удерживающие звенья (5), (6), кроме того, сконфигурированы таким образом, чтобы образовывать камеру со стороны впрыскивания воды в капсулу, тем самым позволяя воде, входящей в эту камеру, взаимодействовать с ингредиентом в капсуле. Предпочтительно, чтобы камера была непроницаемой для текучей среды по периферийным кромкам (7) этих звеньев; причем непроницаемость для текучей среды достигается при достаточной силе упирания заднего удерживающего звена (6) в обод капсулы и прижатия ее к кромке переднего удерживающего звена. Для надлежащего уплотнения может быть предусмотрена муфта (8) на заднем удерживающем звене (6) или как часть самой капсулы, что описано в нерассмотренной Европейской патентной заявке №04025320.5.

Заднее удерживающее звено может представлять собой пластину, имеющую выступающие элементы, которые разрывают или прокалывают мембрану капсулы, когда внутри камеры создается достаточное давление. Напиток может сливаться через каналы и отверстия, выполненные в самой пластине, и/или на поверхности, и/или на боку пластины. Возможны и другие принципы варки, такие как, например, предварительное открывание стороны выдачи капсулы и фильтрование напитка через фильтр в пластине.

Предпочтительно, чтобы переднее удерживающее звено (5) было закреплено в каркасе, например, оно неподвижно вставлено в борозде (9), образованной между сливом (3) выдачи и корпусом (4).

Заднее удерживающее звено (6) имеет форму клетки с внутренней полостью (10), которая охватывает корпус капсулы и связана со средствами (11) подачи воды, устроенными так, чтобы впрыскивать воду в полость и, следовательно, в капсулу, образуя вместе с полостью непроницаемую для текучей среды камеру. В основании полости (10) размещены протыкающие элементы (12), такие как лезвия для открывания капсулы и предоставления воде под давлением возможности войти в капсулу. Вода может впрыскиваться в любой точке в полости, такой как на боковой стороне, или в основании через отверстие впуска воды (13). Средства подачи воды, кроме того, включают в себя трубное средство (14) для передачи воды от нагревателя до входного отверстия, обратный клапан (15) для поддержания давления в устройстве и устранения противотока и герметизированный соединитель (16).

Заднее удерживающее звено (6) подвижно в каркасе (2) таким образом, чтобы быть способным перемещаться из открытого положения, позволяющего вставить капсулу между двумя звеньями (5), (6), в закрытое положение для варки капсулы. Удерживающее звено может перемещаться по пути закрывания от открытого до закрытого положения, который не обязательно полностью линеен. Предпочтительно, чтобы этот путь не был полностью линейным. В частности, путь закрывания имеет первый участок, который немного смещен по отношению к центровой линии (О), которая проходит через центр переднего удерживающего звена. Он имеет и второй участок, который центрирован по центровой линии (О). Отклонение от чисто линейного перемещения по пути закрывания имеет функцию, заключающуюся в перемещении капсулы из смещенного от центра положения введения в положение варки. Капсула поддерживается в предварительном положении посредством поддерживающих средств, которые могут быть вдавлены во время закрывания удерживающих звеньев. Когда удерживающие части вновь открываются, капсула, больше не поддерживаемая поддерживающими средствами, может упасть вниз под действием силы тяжести. Такой вариант введения и предварительного расположения капсулы был уже описан во всех подробностях в WO 2005/004683 А1; содержание которого является частью настоящего описания, по меньшей мере, в той части, что касается описания решения для поддержания капсулы во время закрывания (то есть от строки 36 страницы 2 до строки 26 страницы 7).

Для направления удерживающего звено на пути закрывания удерживающее звено включает в себя, например, боковые штифты (17), выступающие наружу и направляемые вдоль продольно ориентированных пазов (18), предусмотренных по бокам корпуса. Эти пазы образованы из первого (заднего) и второго (переднего) участков; где первый участок немного смещен по отношению к центровой линии удерживающих звеньев в закрытом состоянии устройства.

Как также видно на фиг.3, каркас снабжен верхним проемом (19), расположенным таким образом, чтобы принимать капсулу. Профиль проема (19) может быть приспособлен к форме принимаемой капсулы с правильной стороны введения. Как видно на фиг.2, каркас также содержит нижний проем (20) для выбрасывания использованной капсулы после того, как процесс варки закончен и заднее удерживающее звено вновь открыто. Как уже было упомянуто, капсула падает вниз под действием силы тяжести, поскольку, когда заднее удерживающее звено вновь открывается, ее больше не поддерживают поддерживающие капсулу средства.

Теперь со ссылкой на фиг. с 4 по 9 будет описана кинематика закрывающего приспособления варочного устройства, которое составляет центральную идею изобретения.

Прежде всего, варочное устройство предполагается закрывать вручную рукояткой (21), которая расположена на верхней стороне устройства и сочленена с ним с возможностью вращения вокруг оси (22), прикрепленной к верхней стороне каркаса.

Заднее удерживающее звено связано с вилочным шарнирным механизмом (23), который по сути своей известен. Такого рода механизм позволяет перемещать удерживающее звено (6) и устойчиво запирать его на месте действием "колена" после того, как преодолена "тугая точка", что соответствует вытягиванию механизма в немного реверсированной угловой конфигурации относительно его сложенного положения. Для этого предпочтительно чтобы, этот механизм содержал две пары (24), (25) стержней (26), (27). Эти две пары размещены параллельно с каждой стороны удерживающего звена для того, чтобы обеспечить высокое сопротивление крутильным усилиям. Первые или передние стержни (26) закреплены на передней крайней оси (28) на стороне заднего удерживающего звена (6) и на другом своем конце на свободной поворотной оси (29) ко второму или заднему стержню (27) вилочного шарнирного механизма. Второй задний стержень (27) затем прикреплен посредством задней крайней оси (30) к средству передачи силы, чья структура и функция будут описаны сразу после этого. Эти два стержня (26), (27), таким образом, прикреплены к свободной поворотной оси (29), которая способна перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях, когда передняя и задняя оси (28), (30) отходят друг от друга во время закрытия варочного устройства. Можно заметить, что как передняя, так и задняя оси (28), (30) соответственно направляются и связаны с каркасом, тогда как поворотная ось (29) - нет. Передняя ось (28) имеет выступ в виде бокового штифта (17) в боковом пазу (18). Задняя ось (30) является статичной относительно каркаса, позволяющего воспринимать силы реакции, когда удерживающее звено толкается вперед к переднему удерживающему звену.

Как видно на фиг.2, предусматривается система регулирования силы в шарнирном средстве, позволяющая компенсировать производственные допуски и точно регулировать его закрывающую силу. Для этого эти два стержня (26), (27) скреплены соединением ось (50)/продолговатая проушина (51). Для настройки положения оси (50) в продолговатой проушине (51) с целью настройки необходимой силы для закрывания шарнирного механизма предусмотрена игла (53). Положение иглы (53) является регулируемым в продольном направлении вдоль сопряженной резьбы (54) и может быть передвинуто посредством отвертки или гаечного ключа. Кроме того, может быть предусмотрена спираль (52), предотвращающая отвинчивание иглы во время использования варочного устройства, что в противном случае воздействовало бы на закрывающую силу варочного устройства. Согласно изобретению рукоятка напрямую не сочленена с задней осью (30) вилочного шарнирного механизма (23), но связана с промежуточными средствами (31) передачи силы, чья функция заключается в демультипликации силы от рукоятки до вилочного шарнирного механизма. Этот механизм образован из, по меньшей мере, двух вторых пар (32), (33) стержней (34), (35), соединенных соответственно с каждой боковой стороной рукоятки и вилочного шарнирного механизма. Каждая пара стержней содержит верхний стержень (34), связанный посредством верхней свободной поворотной оси (36) с рукояткой, и нижний более короткий стержень (35), связанный с верхним стержнем посредством промежуточной свободной поворотной оси (37) и связанный неподвижно с вилочным шарнирным механизмом (23) под определенным фиксированным углом В, например, составляющим приблизительно 110-130 градусов.

Следовательно, вращательное перемещение рукоятки (21) от открытого положения (см. фиг.4-5) в направлении закрывания (см. фиг.7-8 и, в конечном счете, фиг.8-9) вынудит средство (31) передачи складываться в месте промежуточной поворотной оси (37), следовательно, передавая вилочному шарнирному механизму силу, которая увеличивается по мере того, как угол (А) складывания средства (31) уменьшается. В результате сила, прикладываемая средством передачи силы к шарнирному механизму для прохождения "тугой точки" между промежуточными позициями, показанными на фиг.7, к зарытому положению, показанному на фиг.9, является более высокой, чем сила в начале операции закрывания (то есть между открытым положением, показанным на фиг.5, и промежуточным положением, показанным на фиг.7). Также для сравнения: вертикальное смещение Δd2 вилочного шарнирного механизма в конце процесса закрывания при прохождении от формы открытой буквы "V" до формы перевернутой буквы "V" (см. фиг.9) значительно меньше, чем смещение Δd1 от открытого до промежуточного положения (см. фиг.7). Смещение Δd2 проявляет себя в рабочем угловом диапазоне (А2) рукоятки, который все-таки относительно важен (см. фиг.7). Следовательно, отношение угла поворота рукоятки к смещению вилочного шарнирного механизма (или в виде, эквивалентном относительному смещению удерживающих звеньев) ΔА/Δd имеет тенденцию увеличиваться по мере того, как рукоятка опускается вниз к закрытому положению.

Конечно, средство передачи силы могло бы быть заменено эквивалентным средством, которое может отличаться по своей форме, но которое проявляют ту же самую функцию демультипликации силы (то есть тот же самый основной эффект).

Фиг.10 относится к варианту варочного устройства, касающемуся другого аспекта изобретения. Усовершенствование заключается в средстве подачи воды для капсульного варочного устройства. Средство (11) подачи воды содержит трубный участок (38) компенсации длины, который является неподвижным по отношению к каркасу, тогда как заднее удерживающее звено (6) перемещается во время открывания и закрывания относительно передней удерживающей части. Трубный участок компенсации длины представляет собой, например, участок трубы, которая простирается предпочтительно в направлении назад, имея прямолинейную конфигурацию. Эта труба может быть гибкой или полужесткой, но ее жесткость должна быть определена таким образом, чтобы позволить трубе входить в удерживающее звено (6) в то время, когда это звено открывается (то есть перемещается назад), но не быть слишком жесткой, чтобы избежать блокирования открывания устройства.

На своем переднем конце (39) участок (38) трубы может быть установлен с возможностью относительного скольжения в удерживающем звене (6). Если описать это более конкретно, то удерживающее звено может включать в себя трубчатый канал (40), такой как расширяющийся участок в жесткой втулке. Соединение переднего конца (39) в канале представляет собой непроницаемое для текучей среды, но скользящее соединение; требуя, следовательно, одного или более уплотняющих элементов (41), вставляемых во внутреннюю часть канала, таких как уплотнительные кольца и тому подобное.

Задний конец (42) из компенсационного участка трубы может быть прикреплен неподвижно к изменяющему направление соединительному участку (49), выполняющему функцию изменения направления трубки, согласно тому, что необходимо. В данном случае, компенсационный участок (38) трубы может быть жестким, полым корпусом со входом (42) для приема передней по ходу потока трубки (43) подачи текучей среды, которая приносит текучую среду от нагревателя воды, и выходом (44) для приема заднего прикрепляемого конца компенсационного трубного средства. Этот корпус может, если нужно, заключать в себе обычный обратный клапан (45), который обычно предусматривается дальше по ходу потока от средства подачи воды, то есть непосредственно перед варочной полостью. Предусматриваются надлежащие уплотняющие элементы (46), (47), фитинги (48) для обеспечения посредством этого корпуса надлежащего непроницаемого для текучей среды соединения.

Когда заднее удерживающее звено (6) перемещается назад, компенсационный участок трубы, который закреплен на своем заднем конце (42), но свободен на своем переднем конце (39), входит в канал и в конечном счете в варочную полость (10). Передний конец этого участка может быть усилен с пластмассой, металлом и/или волокнами для повышения его долговечности. Также из этих материалов может быть изготовлен или усилен ими весь участок. Этот конец может также немного расширяться для того, чтобы повысить герметизирующее усилие в радиальном направлении, когда конец возвращается на свое место в герметизирующем зацеплении с каналом для подачи воды.

Передний конец (39) компенсационного участка (38) трубы может выступать внутрь полости (10) удерживающей части (6), когда удерживающая часть перемещается назад во время нового открывания варочного устройства. Компенсационный участок трубы может, таким образом, помочь удалить капсулу из полости. Когда удерживающая часть (6) перемещается назад, капсула может по-прежнему находиться в зацеплении с протыкающими элементами (12), что, таким образом, заставляет капсулу оставаться застрявшей в полости. Следовательно, по мере того, как удерживающая часть скользит назад, компенсационный участок трубы может толкнуть капсулу, чтобы она вышла из зацепления с протыкающими элементами.

Теперь со ссылкой на фиг. с 11 по 16 опишем другой возможный вариант изобретения.

Это устройство содержит основной каркас (60), который может быть составлен из левого участка (61) каркаса, правого участка (62) каркаса, верхнего участка (63) каркаса (например, для стабильности) и переднего участка (64) слива напитка.

Каркас может быть полностью изготовлен из пластмассы или металла или сочетания пластмассы и металла. Участки могут быть выполнены как полученные литьем под давлением или выдавливанием детали.

Устройство, показанное на фиг. с 11 по 13, содержит два удерживающих элемента соответственно, первый и второй удерживающие элементы (65), (66); которые в открытом положении, показанном на фиг.12, находятся в разнесенном друг от друга взаимном расположении для того, чтобы позволить введение в устройство капсулы (9).

Согласно аспекту изобретения в открытом промежутке между удерживающими элементами предусматривается поддерживающий капсулу элемент (67) для того, чтобы принимать и направлять капсулу при ее опускании и удерживать ее в предварительном положении в варочном устройстве. Поддерживающий элемент (67) расположен таким образом, чтобы поддерживать капсулу во время закрывания варочного устройства и позволить выбрасывание капсулы во время нового открывания варочного устройства.

Подробное описание принципа удержания и выбрасывания капсулы в варочном устройстве дается в одновременно рассматриваемой европейской патентной заявке, поданной в тот же самый день, что и настоящая заявка, и озаглавленной: "Brewing device with a capsule holder for facilitating insertion and removal of capsule" ("Варочное устройство с держателем капсулы для облегчения введения и удаления капсулы").

В раскрываемом варианте реализации изобретения первый удерживающий элемент установлен с возможностью скольжения вдоль каркаса, то есть таким образом, чтобы два боковых звена (65), (66) были способны к возвратно-поступательному движению вдоль по существу продольной срединной оси I. Второй удерживающий элемент (66) размещен в каркасе в неподвижном положении, то есть зафиксированном положении. Следовательно, для закрывания удерживающих элементов (65), (66) вокруг капсулы (67) первый удерживающий элемент (65) вынуждают приблизиться ко второму удерживающему элементу (66) до того положения, где он может образовать со вторым удерживающим элементом в закрытом положении, показанном на фиг.13, непроницаемое для текучей среды зацепление.

Согласно аспекту изобретения варочное устройство имеет закрывающий механизм (68), содержащий приводной элемент (69) и средства (70) передачи силы, которые передают силу, приложенную приводным элементом (69) или на этом элементе, первому удерживающему элементу. Приводной элемент (69) может быть ручным рычагом. Этот рычаг передает вращающий момент, который прикладывается пользователем, непосредственно средству (68) передачи силы. Средство передачи силы содержит средства прямозубой цилиндрической зубчатой передачи, которые спроектированы таким образом, чтобы преобразовывать вращающий момент рычага в поступательные силы на удерживающем элементе (65).

Если описать это более конкретно, то средство (70) цилиндрической прямозубой зубчатой передачи состоит из пары зубчатых колес (71), (72), которые находятся в зацеплении и соединены, имея возможность вращаться, с каркасом, то есть с левым и правым участками (61), (62) каркаса, соответственно с задней осью (73), и передней осью (74). Заднее зубчатое колесо (71) представляет ведущее зубчатое колесо, получающее вращающий момент рычага и которое приводит во вращение переднее зубчатое колесо или ведомое зубчатое колесо (72). Переднее зубчатое колесо (72) соединено со стержневым средством (75) осью (76) поворота, установленной в поперечном направлении на переднем зубчатом колесе, которая смещена от центра (74) оси переднего зубчатого колеса. Стержневое средство (75) может представлять собой пару боковых стержней, соединенных соответственно с передним зубчатым колесом (72) посредством упомянутой оси (76) поворота и с первым удерживающим элементом (65) посредством передней оси (77) поворота. В результате угловой траектории рычаге, например траектории, составляющей приблизительно 90 градусов, зубчатые колеса приводятся во вращение, тем самым передавая поступательные силы посредством стержневого средства (75) на первый удерживающий элемент (65). Стержневое средство и переднее зубчатое колесо образуют вилочное шарнирное средство, которое складывается в месте оси (76) поворота.

Кроме того, согласно предпочтительному варианту средства цилиндрической прямозубой передачи спроектированы таким образом, чтобы обеспечить изменяющееся передаточное отношение. Передаточное отношение выражает отношение между входными скоростями ведущего зубчатого колеса и выходной скоростью ведомого зубчатого колеса, которые проиллюстрированы на фиг.16. Передаточное отношение непосредственно получают как отношение радиусов (r1/r2) в полюсе зацепления. Согласно изобретению отношение радиусов, r1/r2, постепенно изменяется на протяжении угловых траекторий средств зубчатой передачи, следовательно, также и на протяжении угловой траектории рычага, поэтому обеспечивая изменяющуюся выходную скорость на ведомом зубчатом колесе, которая передается как изменяющаяся скорость поступательного движения закрывания на первый удерживающий элемент.

Предпочтительно, чтобы цилиндрическое прямозубое колесо было спроектировано таким образом, чтобы передаточное отношение обеспечивало постепенно увеличивающийся выходной вращающий момент и, наоборот, уменьшающуюся выходную скорость вращения. Этот увеличивающийся выходной вращающий момент передает на первый удерживающий элемент увеличивающиеся поступательные силы и, наоборот, снижение скорости закрывания первого удерживающего элемента в направлении второго удерживающего элемента.

Следовательно, более высокие закрывающие силы подаются тогда, когда они наиболее желательны, то есть в конце движения закрывания. Изменение выходных сил также получено без существенного изменения входной силы, прикладываемой к рычагу, что, следовательно, облегчает ручное закрывание устройства.

Для этого на протяжении угловой траектории закрывающего механизма в направлении закрывания (направление А на фиг.16) радиус r1 (в точке зацепления) ведущего зубчатого колеса становится меньше, а радиус r2 (в точке зацепления) ведомого зубчатого колеса становится больше. Соотношение таково, что r1 больше, чем r2, в начале движения закрывания и r1 меньше, чем r2, в конце движения закрывания.

Например, передаточное отношение r1/r2 может изменяться от 5:1 до 1:5.

Для того чтобы получить изменяющиеся передаточные отношения, зубчатые колеса могут иметь некруговое поперечное сечение с более длинной продольной осью и более короткой поперечной осью.

Например, зубчатые колеса имеют эллипсоидальное поперечное сечение. Для этого каждое цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо имеет более длинный поперечный радиус. Соответствующие более длинные поперечные радиусы цилиндрических прямозубых зубчатых колес, таким образом, располагаются приблизительно под углом 90 градусов друг к другу.

Фиг.14 и 15 иллюстрирует соответственно открытое состояние и закрытое состояние устройства. В открытом состоянии рычаг (69) по существу расположен в вертикальном положении и первый удерживающий элемент (65) находится на расстоянии от второго (неподвижного) удерживающего элемента (66). Радиус (r1) ведущего зубчатого колеса максимален, тогда как радиус (r2) ведомого зубчатого колеса минимален. По меньшей мере, одно из зубчатых колес, например ведомое зубчатое колесо, может также содержать направленную внутрь кривизну в области его меньшего размера для того, чтобы уменьшить расстояние между осями поворота и иметь более компактную конструкцию. Когда рычаг опускают для закрывания устройства, передаточное отношение будет изменяться, вызывая постепенное увеличение силы и замедление скорости закрывания на удерживающем элементе. В конце угловой траектории рычага (см. фиг.15), то есть на угловом пути 90 градусов, передаточное отношение средства зубчатой передачи изменяется на обратное, и сила становится максимальной, и, таким образом, скорость становится минимальной.

Варочное устройство, кроме того, содержит средство (78) содействия выбрасыванию в форме толкателя, прикладывающего выбрасывающую силу к капсуле, отсоединяемой от внутренней поверхности первого удерживающего элемента. Капсула может остаться застрявшей на этой поверхности, например, из-за перфорирующих элементов, зацепившихся в капсуле. Поэтому средство (78) содействия выбрасыванию скоординировано с открыванием удерживающих элементов вокруг капсулы таким образом, чтобы гарантировать то, что оно прилагает выбрасывающую силу при новом открывании удерживающего элемента. Для этого средство содействия выбрасыванию направляется средствами зубчатой передачи. Толкатель средства содействия выбрасыванию имеет задний конец, находящийся в непосредственном зацеплении с ведомым зубчатым колесом, и толкается в поступательном перемещении этим зубчатым колесом.

Изобретение относится к области приготовления напитков. Варочное устройство содержит основной каркас, первую удерживающую капсулу часть, вторую удерживающую капсулу часть для, по меньшей мере, частичного удержания капсулы. Вторая удерживающая капсулу часть является подвижной относительно первой удерживающей капсулы части в каркасе и связана с каркасом закрывающим механизмом, содержащим вилочное шарнирное средство, перемещающееся из открытого положения, при котором данные две части удалены друг от друга, позволяя введение капсулы между двумя частями, в закрытое положение, при котором первая и вторая удерживающие части сомкнуты вокруг капсулы. Устройство дополнительно включает рукоятку для ручного управления, образующую рычаг для приведения в движение посредством закрывающего механизма второй удерживающей части из открытого положения в закрытое положение и наоборот. Причем закрывающий механизм содержит дополнительные средства передачи усилия, которые выполнены с возможностью демультипликации силы, прикладываемой рукояткой к вилочному шарнирному средству, за счет чего демультипликация усилия увеличивается при переводе рукоятки в закрытое положение. Изобретение позволяет обеспечить стойкое к воздействию давления закрывание. 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Варочное устройство для варки капсулы с ингредиентом напитка, содержащее:
- основной каркас (2; 60),
- первую удерживающую капсулу часть (5; 65),
- вторую удерживающую капсулу часть (6; 66) для, по меньшей мере, частичного удержания капсулы; упомянутая вторая удерживающая капсулу часть (6; 66) является подвижной относительно первой удерживающей капсулы части (5; 65) в каркасе (2) и связана с каркасом закрывающим механизмом (23, 31; 68), содержащим вилочное шарнирное средство (23; 72, 75, 76), перемещающееся из открытого положения, при котором данные две части удалены друг от друга, позволяя введение капсулы между двумя частями, в закрытое положение, при котором первая и вторая удерживающие части сомкнуты вокруг капсулы;
- рукоятку (21; 69) для ручного управления, образующую рычаг для приведения в движение посредством закрывающего механизма второй удерживающей части из открытого положения в закрытое положение и наоборот, отличающееся тем, что закрывающий механизм (23, 31; 68) содержит дополнительные средства (31; 71, 72) передачи усилия, сопряженные с рукояткой и связанные с ней, дополнительные средства передачи силы выполнены с возможностью демультипликации силы, прикладываемой рукояткой к вилочному шарнирному средству, за счет чего демультипликация усилия увеличивается при переводе рукоятки в закрытое положение.

2. Варочное устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительные средства (31; 71, 72) передачи усилия выполнены с возможностью связывания рукоятки (21; 69) с вилочным шарнирным средством (23; 72, 75, 76).

3. Варочное устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительные средства (31) передачи усилия содержат силовые рычаги (32, 33, 34, 35), которые при смыкании демультиплицируют усилие, передаваемое с рукоятки на вилочное шарнирное средство (23; 72, 75, 76).

4. Варочное устройство по п.3, отличающееся тем, что вилочное шарнирное средство (23) содержит пару из двух стержней (24, 25, 26, 27); один конец которых соединен со второй удерживающей частью (6), а другой конец соединен с упомянутыми дополнительными средствами (31) передачи усилия.

5. Варочное устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительные средства (6) передачи усилия образованы из, по меньшей мере, пары соединительных стержней (32, 33, 34, 35), прикрепленных одним концом к рукоятке (21), а другим концом к вилочному шарнирному средству (6).

6. Варочное устройство по любому из пп.3, 4 или 5, отличающееся тем, что средства (31) передачи усилия выполнены по отношению к рукоятке (21) и вилочному шарнирному средству (23) таким образом, чтобы увеличивать отношение угловой траектории рукоятки (21; 69) к траектории закрывания этой, по меньшей мере, второй удерживающей части (6; 66) когда рукоятка приводится в движение в направлении закрывания.

7. Варочное устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, последние 40° траектории рукоятки используются для смещения траектории вилочного шарнирного средства (23) приблизительно на последних 20% или менее.

8. Варочное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства передачи силы содержат средства (71, 72) зубчатой передачи, способные передавать крутящий момент, создаваемый рукояткой (69), в качестве закрывающего усилия на первую удерживающую часть (65).

9. Варочное устройство по п.8, отличающееся тем, что средства зубчатой передачи содержат пару прямозубых цилиндрических зубчатых колес (71, 72), имеющих некруглые поперечные сечения.

10. Варочное устройство по п.9, отличающееся тем, что каждое прямозубое цилиндрическое зубчатое колесо (71, 72) имеет более длинный поперечный радиус, и при этом соответствующие поперечные радиусы расположены под углом приблизительно в 90° друг к другу.

11. Варочное устройство по любому одному из пп.1-5, 7-10, отличающееся тем, что рукоятка (21) прикреплена к верхней стороне каркаса (2), в частности вдоль оси (22).

12. Варочное устройство по п.11, отличающееся тем, что рукоятка (21) короче по длине, чем длина сборочного узла, образованного второй удерживающей частью (6) и вилочным шарнирным средством (23) когда они вытянуты в закрытом положении.

13. Варочное устройство по любому из пп.1-5, 7-10, 12, отличающееся тем, что вторая удерживающая часть (6) выполнена с возможностью скольжения, по существу, в линейном направлении внутри каркаса (2).

14. Варочное устройство по п.13, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит проем (19), приспособленный для расположения капсулы между двумя удерживающими частями.

15. Варочное устройство по п.14, отличающееся тем, что между двумя удерживающими частями (65, 66) предусмотрены поддерживающие капсулу средства (67) для того, чтобы перед закрыванием поддерживать капсулу в определенном положении.

16. Варочное устройство по любому из пп.1-5, 7-10, 12, 14, 15, содержащее средство (11) подачи воды, соединенное с упомянутой второй удерживающей частью (6; 66), выполненное с возможностью впрыскивания воды в упомянутую часть, средство подачи воды, после его соединения со второй удерживающей частью, содержит трубный участок (38) компенсации длины, который неподвижен по отношению к упомянутому основному каркасу (60), тогда как вторая удерживающая часть может перемещаться по отношению к упомянутому компенсационному трубному участку при ее размыкании и смыкании относительно упомянутой первой удерживающей капсулу части (5; 65).

17. Варочное устройство по п.16, отличающееся тем, что компенсационный трубный участок (38) установлен по отношению ко второй удерживающей части (6; 66) с возможностью входа, по меньшей мере, частично в эту удерживающую часть, по мере того как удерживающая часть перемещается в открытое положение.

18. Варочное устройство по п.17, отличающееся тем, что компенсационный трубный участок (38) скользит, по меньшей мере, частично в канале (40) удерживающей капсулу части (6; 66), по мере того как упомянутая удерживающая часть перемещается по направлению к своему открытому положению.