УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМАЛЫВАНИЯ КОФЕ ИЛИ ДРУГИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2012 года по МПК A47J42/18 

Настоящее изобретение относится к устройству для размалывания кофе или других пищевых продуктов, а конкретно к устройству для измельчения таких продуктов, как кофе, ячмень, цветки, травы и т.д., в порошок, подаваемый в автоматические или полуавтоматические машины для приготовления и розлива напитков, получаемых завариванием таких продуктов.

Обычно в полу- или автоматических машинах, предназначенных для приготовления напитков на основе кофе, ячменя, трав, цветков или других пищевых продуктов, имеющих размер зерна, не подходящий для соответствующего процесса варки, предусматриваются соответствующие размалывающие устройства. Такие устройства, как для бытового, так и для профессионального применения, включают в себя корпус, пару перемалывающих головок (по меньшей мере, одна из которых вращается), расположенных в корпусе, моторизованное устройство для приведения в движение вращающуюся перемалывающую головку, загрузочный бункер для подачи пищевого продукта (например, кофе в бобах или зернах) между перемалывающими головками, выпускное отверстие для размолотого или порошкообразного продукта, так же как и механизм для регулирования расстояния между перемалывающими головками для того, чтобы изменять зернистость размолотого продукта.

Перемалывающие головки отличаются друг от друга по форме их краев и, в общем, они могут быть плоскими (или вогнуто-вогнутыми), коническими (или вогнуто-выпуклыми), вальцами и т.д., и они могут быть расположены одна внутри другой или вертикально одна выше другой. Вогнуто-выпуклые перемалывающие головки, например, обычно располагаются концентрически, с выпуклой перемалывающей головкой внутри вогнутой перемалывающей головки. Плоские перемалывающие головки обычно располагаются концентрически, одна выше другой.

В области полу- и автоматических машин более широко используются плоские или вогнуто-выпуклые перемалывающие головки за счет их простоты, в то время как вальцовые головки более широко используются в промышленной области. В общем, настоящее изобретение относится к любому типу перемалывающей головки и не ограничено никаким конкретным типом перемалывающей головки.

Традиционно, известные размалывающие устройства, относящиеся к типу, подходящему для вариантов использования, указанных выше, выполняются с плохо агрегатированными конструкциями, которые требуют для своего создания точной механической обработки с вытекающими из этого проблемами качества и стоимости.

Как известно, размер крупинок размолотого кофе представляет собой особенно чувствительный параметр в комплексе параметров, требующихся для приготовления напитка на основе кофе, особенно в случае кофе "эспрессо". Аналогичным образом, размер крупинок других названных пищевых продуктов (ячменя, цветков для травяных чаев, и т.д.) также важен для органолептических характеристик напитков, приготавливаемых из таких размолотых продуктов.

Размер крупинок, будучи однажды выбранным и заданным, должен оставаться настолько постоянным, насколько это возможно, в течение долгого времени, даже если размалывающее устройство должно быть демонтировано и повторно собрано для профилактического осмотра или для чистки деталей.

Поскольку значение размера крупинок размолотого кофе или других размолотых продуктов зависит в большой степени от расстояния между перемалывающими головками, то снятие размалывающего устройства с приводного электродвигателя для технического обслуживания или ремонта и последующая дальнейшая повторная сборка составляет в предшествующем уровне техники немалую проблему постольку, поскольку оно также включает в себя демонтирование перемалывающих головок с последующей потерей настройки размера крупинок.

Кроме того, известные размалывающие устройства, выполненные с плохо агрегатированными конструкциями, не допускают демонтирования и последующей повторной сборки без использования инструментов, таких как, например отвертки, плоскогубцы, гаечные ключи и тому подобное.

Поскольку демонтирование согласно предшествующему уровню техники также затрагивает части, которые входят в контакт с пищей, в данном случае перемалывающие головки входят в контакт с кофе как с бобами, так и с порошком, то необходимость прибегать к использованию инструментов для выполнения демонтирования и последующей повторной сборки находится также в противоречии с нормами, которые это запрещают.

Недавно на рынке появились автоматические машины для приготовления и розлива напитков, снабженные устройствами для регулируемого размалывания кофе с обеспечением требуемого размер крупинок кофейного порошка. В таких устройствах размер крупинок для кофейных крупинок регулируется посредством изменения расстояния между перемалывающими головками.

Например, в итальянском патенте IT 1140758 на имя Lucio Grossi описывается размалывающее устройство, устанавливаемое в автоматических машинах для приготовления и розлива кофе, которое предусматривает автоматическое регулирование расстояния между перемалывающими головками на основе разности, измеренной между фактическим временем (продолжительностью) наливания напитка, приготовленного из кофе, и предварительно заданным временем, применяемым в качестве образца. Если фактическое время наливания меньше, чем принимаемое в качестве образца эталонное время, то перемалывающие головки сдвигаются ближе друг к другу для того, чтобы уменьшить размер крупинок для кофейных крупинок, то есть уменьшить диаметр частиц кофейного порошка. Эффект, получаемый таким образом, при равенстве прочих условий заключается в увеличении времени наливания приготовленных напитков вслед за этим регулированием, потому что воде, подаваемой в варочную камеру соответствующей машины, требуется больше времени для прохождения через "тонкий" кофейный порошок. Если фактическое время наливания больше, чем принимаемое в качестве образца эталонное время, то перемалывающие головки раздвигаются, то есть расстояние между ними увеличивается для увеличения размера крупинок, то есть для увеличения диаметра частиц кофейного порошка. Эффект, получаемый таким образом при равенстве прочих условий, заключается в уменьшении времени наливания приготовленных напитков вслед за этим регулированием, потому что воде, подаваемой в варочную камеру этой машины, требуется меньше времени для прохождения через "крупный" кофейный порошок. Если фактическое время наливания напитка равно или почти равно принимаемому в качестве образца эталонному времени, то расстояние между перемалывающими головками остается неизменным, и размер крупинок размолотого кофе не изменяется. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что в размалывающем устройстве согласно патенту IT 1140758 изменение размера крупинок кофе за счет изменения расстояния между перемалывающими головками оказывает влияние на характеристики напитков, приготавливаемых после того, как такое изменение произведено, и оно не оказывает никакого влияния на уже налитый напиток.

Размалывающее устройство согласно IT 1140758 и устройства, ему эквивалентные, легко разрегулируются. После повторяющегося регулирования размера крупинок размолотого кофе, а следовательно, после того, как расстояние между перемалывающими головками была изменено много раз, начиная с некоторого первоначального базового положения, устройство может устанавливать перемалывающие головки неправильно, или расстояние между перемалывающими головками может больше не соответствовать расстоянию, которое требуется по сравнению с первоначальным эталонным расстоянием. Другими словами, первоначальное эталонное расстояние между перемалывающими головками может измениться, что оказывает негативное воздействие на точность регулирования и фактический получаемый размер крупинок.

Другой недостаток традиционных решений заключается в том, что известные устройства не в состоянии распознавать отсутствие крупинок кофе или других пищевых продуктов между перемалывающими головками. Другими словами, известные устройства не могут распознать момент, когда размалываемый продукт закончился (отсутствует) или когда устройство при функционировании не подает никакого порошкового продукта в машину для приготовления и розлива напитков, приготавливаемых путем варки таких порошков.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы реализовать устройство для размалывания кофе и других пищевых продуктов, которое просто и эффективно устраняет недостатки традиционных решений, будучи в то же время экономичным и надежным.

Также цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы реализовать устройство для размалывания кофе в порошок в виде бобов или зерен, которое позволяет легко его демонтировать для очистки деталей или позволяет осуществлять многочисленные циклы регулирования размера крупинок без того, чтобы это устройство теряло калибровку, то есть без изменения взаимного позиционирования перемалывающих головок и, следовательно, без изменения заданного размера крупинок размолотого кофе.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы реализовать устройство для размалывания кофе и других пищевых продуктов, которое просто монтировать и демонтировать вручную, без использования инструментов.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы реализовать устройство для размалывания кофе и других пищевых продуктов, которое обеспечивает управление с обратной связью, автоматически связанное с размером крупинок размолотого пищевого продукта.

Эти и другие цели достигнуты в настоящем изобретении, которое относится к устройству для размалывания кофе, соответствующему пункту 1 формулы изобретения.

В целом, устройство для размалывания кофе включает в себя корпус, внутри которого расположены, по меньшей мере, две перемалывающие головки, которые могут относиться к любому типу, известному в данной области техники, например, плоскому или вогнуто-выпуклому (коническому). По меньшей мере, одна из перемалывающих головок приводится во вращение вокруг своей оси относительно неподвижной перемалывающей головки или к неподвижным перемалывающим головкам. Размалываемое кофе, кофе в бобах, относящееся к типу, имеющемуся на рынке, или другой размалываемый пищевой продукт подается между перемалывающими головками через соответствующее впускное отверстие. Размолотый продукт, который измельчают в порошок, подается в секцию разгрузки, например в машину для кофе, через выпускное отверстие, расположенное в соответствии с перемалывающими головками. Предпочтительно, чтобы корпус и перемалывающие головки, расположенные внутри него, могли быть сопряжены со средством приведения во вращение перемалывающей головки посредством защелкивающегося соединения, которое делает возможным его удаление и отсоединение без помощи инструментов.

По отношению к традиционным решениям устройство согласно настоящему изобретению позволяет быстро собирать и демонтировать перемалывающие головки и связанный с ними корпус для того, чтобы производить операцию чистки деталей или техническое обслуживание, не рискуя при этом загрязнить пищевые продукты, которые присутствуют внутри, внешними инструментами или оборудованием.

Другое преимущество заключается в том, что корпус может быть заменен очень просто. Например, корпус может относиться к взаимозаменяемому типу для того, чтобы приспособить это устройство к различным машинам для производства напитков.

Специалисты в данной области техники должны понимать, что устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для того, чтобы размалывать не только кофе, но также и ячмень, цветки для травяных чаев и настоев, какао и другие пищевые продукты, которые должны быть поданы в виде порошка во внешние устройства.

Средства приведения в движение содержат ведущий вал, вращающийся вокруг своей оси, и выступающий из поддерживающей его опоры. Корпус перемалывающих головок связан с поддерживающей опорой посредством байонетного соединения. Другими словами, соединение между корпусом перемалывающих головок и поддерживающей опорой относится к байонетному типу, то есть угловому поворотному соединению охватываемой и охватывающей частей, имеющих взаимодополняющую форму. Этот тип соединения используется, например, в фотокамерах для быстрого снятия и повторного крепления объектива к корпусу камеры, что позволяет быстро присоединять и отсоединять корпус и его содержимое вручную, без помощи инструментов, ключей и т.д., предохраняя, таким образом, пищевой продукт от контакта с внешними инструментами.

Байонетное соединение между корпусом перемалывающих головок и поддерживающей опорой предотвращает относительное осевое и радиальное перемещение. После того как оператор вставил и повернул корпус с перемалывающими головками на ведущем валу, корпус остается зафиксированным в своем положении.

Вращающаяся перемалывающая головка, расположенная в корпусе, насаживается на приводной вал и соединена с ним посредством паза и шпонки. Конкретно, это соединение делает возможным передачу крутящего момента от вала к перемалывающей головке, но оно не предотвращает осевое перемещение этой перемалывающей головки на валу. Приводной вал проходит через центральное отверстие в неподвижной перемалывающей головке и не связан с ней непосредственно.

Предпочтительно, чтобы соединение, осуществляемое путем введения и запирания в устройстве согласно настоящему изобретению, позволяло обращаться с корпусом вместе с перемалывающими головками, таким образом, как будто это - "блок" компонентов, закрепляемый посредством соединения на приводном валу, например, на валу традиционного электродвигателя.

Для предотвращения отсоединения корпуса от поддерживающего основания устройство дополнительно содержит запирающий элемент, установленный с возможностью съема на свободном конце приводного вала. Запирающий элемент, запираемый вручную на приводном валу, запирает блок, образованный корпусом и перемалывающими головками на том же приводном валу.

Предпочтительно, чтобы устройство для размалывания согласно настоящему изобретению включало в себя средства регулирования расстояния между перемалывающими головками для обеспечения изменение размера крупинок размолотого продукта. Такие средства регулирования могут быть полностью ручными, полностью автоматическими или полуавтоматическими.

Более предпочтительно, чтобы такие средства регулирования являлись автоматическими и управлялись управляющим блоком устройства, или, если устройство установлено в машине для кофе, управляющим блоком этой машины.

Управляющий блок приводит в действие средства регулирования расстояния между перемалывающими головками, когда это необходимо, на основе управления с обратной связью, связанного с размером крупинок размолотого кофе или продукта, размолотого в этом устройстве.

Устройство согласно настоящему изобретению снабжено, по меньшей мере, одним датчиком, который выдает сигнал, характеризующий расстояние между неподвижной и вращающейся перемалывающими головками. Сигнал, выданный датчиком, посылается в управляющий блок для обработки. Другими словами, управляющий блок может в любой момент контролировать относительное расстояние между перемалывающими головками, анализируя сигнал от датчика. Датчик может быть электрическим, оптическим, механическим, магнитным и т.д.

Датчик может, например, быть выполнен в виде датчика линейных перемещений, связанный с корпусом, определяющим осевой ход (то есть перемещение по длине приводного вала) перемалывающей головки по отношению к остальным перемалывающим головкам. В качестве альтернативы датчик может быть оптического или инфракрасного типа или датчиком зазора, основанного на эффекте Холла, способного определять расстояние между перемалывающими головками дистанционно. В случае, когда перемалывающие головки располагаются одна внутри другой, датчик настраивают на измерение расстояния между перемалывающими головками в радиальном направлении.

Согласно дополнительному варианту реализации настоящего изобретения, в качестве альтернативы или в дополнение к вышеупомянутому датчику устройство также содержит тахометр для определения числа оборотов в минуту приводного вала. Такой тахометр посылает сигнал управляющему блоку устройства, который его обрабатывает. В частности, управляющий блок сравнивает определенное тахометром число оборотов приводного вала с предварительно выбранным значением, и на основе такой обработки он распознает, присутствуют или нет гранулы между перемалывающими головками. Другими словами, устройство согласно настоящему изобретению обеспечивает управление с обратной связью по наличию или отсутствию между перемалывающими головками крупинок кофе или других продуктов, подлежащих размалыванию. Предпочтительно, чтобы управляющий блок сравнивал значение числа оборотов приводного вала, соответствующее сигналу, посланному тахометром, с одним или более эталонными значениями, относящимися к числу оборотов приводного вала в течение идеального цикла размалывания. Разности между определенным в данный момент значением и эталонным значением для того же момента времени (например, отсчитываемого с начала включения приводного вала) указывают на количество размалываемого продукта, находящегося между перемалывающими головками в устройстве.

Например, если количество крупинок кофе, находящееся между перемалывающими головками, меньше, чем заданное, то сопротивление, оказываемое со стороны кофе перемалывающим головкам, также ниже, чем ожидаемое, и приводной вал будет вращаться со скоростью, более высокой по отношению к эталонной. Эта ситуация указывает на недостаток кофе. Управляющий блок подает сигнал, запрашивающий вмешательство оператора, который в таком случае может действовать таким образом, чтобы восстановить правильное количество кофе, подлежащего размалыванию.

Если вместо этого приводной вал вращается с более низкой скоростью, чем заданная эталонная скорость, то сопротивление, оказываемое перемалывающим головкам, чрезмерно, что свидетельствует о том, что перемалывающие головки могут быть частично заклиненными, например, по причине присутствия в корпусе устройства инородного тела или по причине присутствия твердых агломераций кофе. Управляющий блок подает сигнал тревоги.

Если приводной вал вращается со скоростью, приблизительно равной эталонной скорости, то управляющий блок не подает сигнал об изменении обычного режима работы устройства.

Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения в качестве альтернативы или в дополнение к вышеупомянутому датчику устройство также включает в себя датчик, который определяет время, затрачиваемое приводным валом для выполнения предварительно установленного количества оборотов в цикле включения, и посылает соответствующий сигнал в управляющий блок. Управляющий блок сравнивает время, затраченное приводным валом для осуществления этого предварительно установленного количества оборотов, с ожидаемым эталонным значением, и на основе такой обработки данных он распознает, присутствуют или нет между перемалывающими головками крупинки кофе или других продуктов. Например, если время, затрачиваемое приводным валом для осуществления предварительно заданных 500 оборотов, меньше чем заданный интервал времени, то управляющий блок интерпретирует это различие как отсутствие продукта между перемалывающими головками и осуществляет необходимую коррекцию, воздействуя на другие элементы устройства или подавая сигнал тревоги. Если же время, затрачиваемое приводным валом для осуществления предварительно заданных 500 оборотов, больше чем ожидаемый интервал времени, то управляющий блок интерпретирует это различие как присутствие некоторой помехи между перемалывающими головками и падает сигнал тревоги. Если время, затрачиваемое приводным валом для осуществления предварительно заданных 500 оборотов, соответствует интервалу заданного времени, то цикл размалывания идет нормально, и управляющий блок не изменяет режима работы устройства.

Обработка данных, производимая управляющим блоком в отношении скорости вращения приводного вала или в отношении продолжительности его включенного состояния (времени, затрачиваемого для выполнения предварительно заданного количества оборотов), может быть использована для того, чтобы регулировать размер крупинок размалываемого продукта и/или для контроля одного или более рабочих параметров устройства. Управляющий блок в соответствии с результатом вышеупомянутой обработки данных может увеличивать, уменьшать или сохранять постоянным время включения устройства, осуществляя или не осуществляя, таким образом, изменение размера крупинок обработанного продукта.

В дополнение к регулированию расстояния между перемалывающими головками или в качестве альтернативы к этому регулированию управляющий блок, обрабатывая сигнал, предоставленный вышеупомянутыми датчиками, может обнаруживать возможные расхождения одного или более рабочих параметров по сравнению с соответствующими эталонными значениями. Например, управляющий блок, сравнивая значения скорости вращения ведущего вала с эталонными значениями, может обнаружить наличие/отсутствие кофе для размалывания, среднюю порцию приготовленного размолотого кофе и т.д.

Предпочтительно, чтобы управляющий блок мог быть связан с управляющим блоком внешней кофе-машины. Например, устройство согласно настоящему изобретению может относиться к модульному типу, устанавливаемому в традиционных автоматических машинах для приготовления и розлива напитков. Таким образом, управляющий блок устройства согласно настоящему изобретению может принимать и обрабатывать данные, связанные с размером крупинок кофе, получаемого при размалывании на этом устройстве, и используемого упомянутой машиной для приготовления напитка.

Данные, получаемые и обрабатываемые управляющим блоком, выбираются, например, из числа: времени варки кофейного порошка, используемого количества или порции кофе, степени уплотненности кофейного порошка, объема и/или давления воды для варки. Управление с обратной связью, связанное с размером крупинок размолотого кофе, осуществляется управляющим блоком, обрабатывающим такие данные и экстраполирующим соответствующие значения размера крупинок кофе, используемого для приготовления напитка. Предпочтительно, чтобы эта обработка данных проводилась управляющим блоком устройства, сравнивающим полученные данные с эталонными данными в соответствии с алгоритмами или блок-схемами, внесенными в память блока конструктором.

Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения средство регулирования расстояния между перемалывающими головками содержит кольцо, соосное с корпусом и находящееся в зацеплении с этим последним посредством винтовой резьбы, делающей возможным относительное осевое перемещение (свинчивание и развинчивание этих двух элементов вызывает относительное перемещение вдоль общей оси, на практике, вдоль оси приводного вала). Кольцо связано с неподвижной перемалывающей головкой, в то время как вращающаяся перемалывающая головка закреплена на приводном валу. Кольцо снабжено червячным механизмом, который при его включении управляющим блоком передает ему вращение по резьбе относительно корпуса.

Работа устройства проста. Управляющий блок, когда это необходимо на основе обработки полученных данных и на основе обработки сигнала, предоставленного датчиком или тахометром, приводит в действие червячный механизм, передавая относительное вращение между кольцом, которое поддерживает неподвижную перемалывающую головку, и корпусом. Получаемый эффект заключается в том, чтобы уменьшать или увеличивать (в соответствии с направлением вращения включенного механизма) расстояние между неподвижной перемалывающей головкой и вращающейся перемалывающей головкой, изменяя, следовательно, соответствующим образом размер крупинок порошка размолотого кофе.

Предпочтительно, чтобы в корпусе был расположен упругий элемент, предохраняющий перемалывающие головки, который должен предотвращать чрезмерное уменьшение расстояния между этими перемалывающими головками и возникновение механического столкновения между такими элементами.

Устройство согласно настоящему изобретению, помимо того, что оно является простым в изготовлении сборке и демонтировании, является надежным и может быть сделано из компонентов, которые легко могут быть найдены на рынке по разумной цене.

Сборка и демонтирование корпуса и перемалывающих головок по отношению к электродвигателю просты и могут быть легко выполнены без обязательного использования ключей или инструментов, тем самым предотвращается загрязнение внутреннего пространства этого устройства. Это облегчает очистку и техническое обслуживание устройства. Демонтирование предусматривает, что оператор удаляет запирающий элемент со свободного конца приводного вала и посредством перемещения сначала поворотного, вокруг оси приводного вала, а затем поступательного вдоль той же самой оси свинчивает "блок", образованный корпусом и перемалывающими головками (и кольцом, а в конечном счете, и другими элементами, имеющимися в корпусе). Сборка единого целого, образованного корпусом, предусматривает насаживание "блока" на приводной вал и последующий поворот для запирания байонетного крепления. Оператор действует таким образом, чтобы обеспечить такое сочленение, помещая запирающий элемент на конец приводного вала.

Управление с обратной связью, связанное с размером крупинок порошка размолотого кофе, позволяет своевременно вмешаться для того, чтобы скомпенсировать любые возможные ошибки в размалывании, сохраняя, таким образом, качественные стандарты напитков, приготавливаемых, начиная с такого кофе, почти неизменными в течение долгого времени.

Кроме того, устройство может легко быть установлено в традиционных автоматических машинах для приготовления и розлива напитков. Управляющий блок приспособлен для сопряжения с управляющим блоком машин для кофе, в котором установлено устройство.

Другое преимущество по сравнению с традиционными решениями заключается в том, что данное устройство предотвращает любые возможные проблемы при размалывании, проистекающие из потери настройки или неправильной сборки частей. На самом деле управляющий блок устройства в состоянии проверять точное расстояние между перемалывающими головками в любой момент времени, анализируя сигнал, предоставляемый предшествующим датчиком, и может вмешаться для того, чтобы компенсировать любые возможные нежелательные неточности взаимного расположения.

Далее изобретение будет описано подробно со ссылкой на прилагаемые фигуры, которые приведены в качестве примера, а не ограничения, и на которых:

фигура 1 представляет собой вид в перспективе с деталировкой устройства согласно настоящему изобретению;

фигура 2 представляет собой вид в перспективе сверху устройства, показанного на фигуре 1;

фигура 3 представляет собой вид сверху устройства, показанного на фигуре 1;

фигура 4 представляет собой продольный разрез устройства, показанного на фигуре 1;

фигура 5 представляет собой вид в поперечном разрезе устройства, показанного на фигуре 1;

фигура 6 представляет собой вид сбоку устройства, показанного на фигуре 1.

На фигурах 1-6 позицией 1 обозначена плита, на которой расположена полая стойка 2, внутри которой размещается электродвигатель М, например, традиционного типа, для приведения в действие размалывающего устройства G. Плита 1 позволяет закреплять данное устройство на внешних поверхностях, например, поверхностях автоматических или полуавтоматических машин для приготовления и розлива напитков, например машин, относящихся к типу, известному в отрасли под аббревиатурой "HoReCa", что означает "для гостиницы-ресторана-кафе".

Со стойкой 2 соединена поддерживающая опора 3, внутри которой размещено зубчатое колесо 4, которое приводится во вращение известным способом от электродвигателя М через шестерню 4А и ремень 4В. Поддерживающая опора 3 закрыта снизу стенкой 5, которая действует как опора для конца 6 вала 7, объединенного с зубчатым колесом 4. Вал 7 установлен в вертикальном положении и выступает в виде консоли от поддерживающей опоры 3 через ступицу 8 колеса 4, с которым он объединен, которое установлено на подшипнике 9, расположенном в нижней стенке 5. Специалисты в данной области техники должны понимать, что приводной вал 7 может также являться валом электродвигателя М, или устройство можно приводить в движение напрямую, без зубчатого колеса 4.

Поддерживающая опора 3 закрыта сверху стенкой 10, которая помимо опоры для колеса 4 функционирует в качестве опоры и места для закрепления корпуса 11, содержащего размалывающий кофе механизм и, в частности, перемалывающие головки.

Корпус 11 соединен с поддерживающей опорой 3 посредством запирающего соединения. Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения корпус 11 связан с поддерживающей опорой 3, а конкретно со стенкой 10 байонетным соединением. Как показано на фигуре 1 и на фигуре 6, такое соединение относится к типу с охватываемым и охватывающим элементами и содержит круговой сектор 12, выполненные в стенке 10 или связанные с ней и соответствующие криволинейные сегменты на стенке 13, выступающие от внешней стенки корпуса 11, будучи закрепленными на ней или выполненными с ней как единое целое. Такие криволинейные сегменты 13 выступают концентрически от внешней стенки корпуса 11 и предназначены для того, чтобы быть вставленными в углубление, образованное круговыми секторами 12 вместе со стенкой 10. Поперечное сечение сегментов 13 и поперечное сечение углубления секторов 12 таковы, что образуют соединение в виде муфты. В качестве альтернативы, круговые сектора 12 могут быть выполнены на корпусе 11, а криволинейные сегменты на стенке 10.

Корпус 11 вставляется в осевом направлении на приводной вал 7. Другими словами, корпус 11 "надевается" на вал 7 посредством перемещения, которое приводит к тому, что вал вставляется в корпус, вдоль своей оси (направление D на фигуре 4). С этой целью корпус 11 имеет нижнее центральное отверстие 15, через которое проходит приводной вал 7. Та же стенка 14 также образует основание осевого углубления 16, внутри которого располагается подшипник 17, который является промежуточной опорой для поддерживающей размалывающую головку опоры 18, в форме чаши, образующей полость для нижней перемалывающей головки 19, которая в данном случае конического типа, а в качестве альтернативы она может представлять собой плоскую перемалывающую головку.

Перемалывающая головка 19 кольцевой формы прикрепляется к основанию опоры 18 размалывающей головки несколькими винтами.

Центральная часть опоры 18 размалывающей головки снабжена осевым отверстием 118, через которое проходит приводной вал. Отверстие 118 контактирует со шпонкой 20, установленной на приводном валу 7. Находясь в зацеплении с опорой 18 размалывающей головки, шпонка 20 передает вращение от приводного вала 7 к опоре 18 размалывающей головки, а следовательно, к перемалывающей головке 19, которая в этом случае является вращающейся перемалывающей головкой.

Верхний конец 21 выступающего в вертикальном направлении приводного вала 7 снабжен резьбой, на которую надевается запирающий элемент 22, например гайка, которая может быть удалена вручную, без использования инструментов. Между запирающим элементом 22 и центральной частью опоры 18 размалывающей головки расположен упругий элемент, в предпочтительном варианте - цилиндрическая винтовая пружина 23.

Верхняя часть корпуса 11, которая имеет круглое поперечное сечение, снабжена резьбой 111, нарезанной на внутренней поверхности. Такая резьба находится в зацеплении с соответствующей резьбой 124, расположенной на внешней поверхности кольца 24, к нижнему концу 224 которого прикреплена, например, винтами, неподвижная перемалывающая головка 25. Кольцо 24 и перемалывающая головка 25 располагаются вдоль оси внутри корпуса 11, при этом перемалывающая головкой 25 располагается напротив перемалывающей головки 19. Очевидно, что поворот кольца по отношению к корпусу 11 регулирует взаимное расположение перемалывающих головок 25 и 19 и, следовательно, изменяет соответствующим образом размер крупинок размолотого кофе или другого размолотого пищевого продукта ячменя, цветков ромашки, трав и т.д.

Предпочтительно, чтобы кольцо 24 можно было вращать по отношению к корпусу 11 посредством механизма, содержащего червяк 26. Червяк 26 можно приводить во вращение вручную, например, посредством ручки 27 управления, показанной на фигуре 4, или приводить в действие автоматически посредством электродвигателя, управляемого управляющим блоком электронного типа.

В варианте реализации изобретения, показанном на фигурах 1-6, червяк 26 смонтирован между двумя опорами 28, расположенными на плите 29, прикрепленной к верхнему концу корпуса 11. Червяк 26 находится в зацеплении с зубчатым колесом 30 на внешнем ободе верхнего конца кольца 24. Посредством такого механизма может быть получено точное регулирование расстояния между перемалывающими головками 19, 25, а следовательно, и требуемого значения размера крупинок для кофе, обрабатываемого устройством G.

Предпочтительно, чтобы механизм для регулирования размера крупинок кофе приводился в действие автоматически или полуавтоматически и включал червяк 26, управляемый управляющим блоком - центральным процессором, например, посредством вала и ременной передачи, что схематически показано на фигуре 5.

Внутренняя часть кольца 24 включает в себя загрузочный бункер 31 с отверстием 32 в его основании для подачи кофейных бобов в пространство 33 между перемалывающими головками.

Последние, как можно видеть на фигурах 1 и 2, снабжены радиальными скребками, которые забирают, транспортируют кофе и подают его к разгрузочному выпускному отверстию 35, предусмотренному на боковой стенке корпуса 11.

Из сказанного выше и в соответствии с эскизами понятно, что устройство G размола кофе согласно настоящему изобретению может быть снято и отделено от средств М, 7 приведения в движение, которые приводят в действие перемалывающие головки 19, 25 простым отвинчиванием вручную гайки 22, а следовательно, без инструментов какого бы то ни было вида, снятием ее с конца 21 приводного вала 7, снятием в осевом направлении спиральной пружины 23, расположенной на том же самом приводном валу 7, и, наконец, поворотом корпуса 11, как это показано стрелкой F на фигуре 2.

Этот поворот позволяет освободить криволинейные сегменты 13 из выемки секторов 12, делая, таким образом, возможным осевое снятие корпуса 11.

Это стало возможным, потому что зацепление между штифтом 20 и вращающейся нижней опорой 18 размалывающей головки относится только к поворотному типу без осевого запирания.

Следовательно, можно понять, что взаимное расположение перемалывающих головок 19 и 25 не изменяется во время операции демонтирования, и, следовательно, запланированное значение размера крупинок не утрачивается.

Сборка выполняется путем измененной последовательности рабочих этапов, описанных выше на обратную, и размер крупинок сохраняется неизменным.

Предпочтительно, чтобы устройство G включало в себя управляющий блок - центральный процессор для приведения в действие средств регулирования расстояния между перемалывающими головками 19, 25 или средствами регулирования размера крупинок.

Управляющий блок - центральный процессор приводит в действие червяк 26, например, посредством электродвигателя М2 и приводного вала 216, для того чтобы изменять расстояние между перемалывающими головками 19, 25, когда это необходимо исходя из обработанных данных или предварительно введенной информации о размере крупинок порошка размолотого кофе. Другими словами, блок центрального процессора осуществляет управление с обратной связью, связанное с размером крупинок кофе, обработанного устройством G.

Данные, относящиеся к размеру крупинок уже размолотого кофе, экстраполируются, начиная с обработки данных, полученных внешними блоками, например данных, предоставленных машиной для кофе, в которой установлено устройство G. Такие данные относятся к приготовлению напитка, начинающемуся с порции кофе, размолотого устройством G, и они содержат, например, время продолжительности варки, давление и/или объем воды для варки, количество кофейного порошка, используемого для этой порции, степень уплотненности порошка в варочной камере и т.д.

Оснащенный центральным процессором управляющий блок устройства G получает данные от машины для кофе и обрабатывает их, сравнивая эти данные, например, с эталонными значениями, запоминаемыми в специальной ячейке памяти, определяющей значения размера крупинок, соответствующего напитку, получаемому при точно определенных рабочих условиях.

В случае необходимости блок центрального процессора осуществляет поворот червяка 26 для того, чтобы изменить расстояние между перемалывающими головками 19, 25, изменяя размер крупинок размолотого кофе, чтобы компенсировать любые возможные изменения других параметров варки или чтобы изменять одни и те же условия варки таким образом, чтобы удовлетворить вкусу пользователя кофеварки.

Предпочтительно, чтобы устройство G включало в себя датчик S (см. фигуру 4), предусматриваемый для определения относительного расстояния между вращающейся перемалывающей головкой 19 и неподвижной перемалывающей головкой 25 и для подачи сигнала, соответствующего таким данным, управляющему блоку - центральному процессору. Предпочтительно, чтобы датчик S являлся датчиком, основанным на эффекте Холла.

В качестве альтернативы или в дополнение к датчику S устройство G снабжается тахометром S 1 для определения скорости вращения приводного вала 7. Тахометр S 1 размещен в стенке 10 (показан схематично на фигуре 1, но не детализирован) и может определять скорость вращения вала 7 на расстоянии, то есть дистанционно.

Тахометр S 1 посылает электрический сигнал управляющему блоку - центральному процессору, обеспечивающему его обработку. Конкретно, управляющий блок - центральный процессор сравнивает сигнал, полученный датчиком S 1, и, следовательно, сравнивает соответствующее измеренное значение скорости вращения вала 7 с ожидаемым, предварительно заданным или эталонным значением. Эталонное значение записывается в память блока центрального процессора конструктором устройства 1. Конкретно, блок центрального процессора сохраняет в памяти многочисленные эталонные значения, каждое из которых относится к данным, начиная с момента включения вала 7. Такие эталонные значения могут быть установлены опытным путем на основе испытаний работы устройства G.

Разности между измеренным значением в данный момент времени и эталонным значением для того же момента времени указывают на количество размалываемого пищевого продукта, находящегося в устройстве между перемалывающими головками.

Если количество продукта, например, кофейных крупинок, находящихся между перемалывающими головками 19, 25, ниже чем то, что ожидается для подачи порции, подходящей для заваривания кофе, сопротивление, оказываемое кофе перемалывающим головкам 19, 25, также ниже чем то, что ожидается, и приводной вал 7 вращается со скоростью, более высокой по отношению к эталонной скорости. Эта ситуация указывает на недостаток кофе в устройстве G. Управляющий блок - центральный процессор подает сигнал, требующий вмешательства, или дает команду другим механизмам подачи продукта, подлежащего размалыванию, которые восстанавливают надлежащий уровень между перемалывающими головками 19, 25.

Если приводной вал 7 вращается со скоростью, более низкой чем эталонная, то это является признаком чрезмерного сопротивления, оказываемого перемалывающим головкам 19, 25, свидетельствующим, что перемалывающие головки 19, 25 могут быть частично заклинены, например, из-за присутствия в корпусе 11 инородного тела или из-за образования нежелательных агломераций размалываемого продукта. Управляющий блок - центральный процессор подает сигнал тревоги.

Если приводной вал 7 вращается со скоростью одинаковой или сопоставимой в пределах точно заданной границы неопределенности с эталонной скоростью, управляющий блок - центральный процессор не изменяет обычный режим работы устройства G.

Управляющий блок - центральный процессор запрограммирован таким образом, чтобы регулировать размер крупинок размолотого продукта, основываясь на обработке сигнала, посланного тахометром S 1. На самом деле, блок центрального процессора способен увеличивать, уменьшать или сохранять неизменным время включения приводного вала 7, основываясь на сопротивлении, оказываемом перемалывающим головкам 19, 25. Другими словами, управление с обратной связью, связанное с тем, присутствует или нет между перемалывающими головками 19, 25 пищевой продукт, подлежащий обработке, может совмещаться с управлением с обратной связью, связанным с размером крупинок размолотого продукта. Увеличение времени включения уменьшает размер крупинок и, наоборот, при уменьшении времени включения размер крупинок остается большим.

Что касается датчика S, то он может относиться к механическому, электрическому или оптическому типу, например: инфракрасному или кодовому датчику положения, датчику на основе эффекта Холла и т.д. Управляющий блок - центральный процессор получает сигнал от датчика S и обрабатывает его для того, чтобы определить, когда это необходимо, фактическое положение перемалывающих головок 19, 25.

Согласно варианту реализации настоящего изобретения в качестве альтернативы или в дополнение к вышеупомянутому датчику S устройство G также включает в себя датчик Т, не показанный на чертежах, который определяет время, затрачиваемое приводным валом 7 для выполнения предварительно установленного количества оборотов в цикле включения, и посылает соответствующий сигнал управляющему блоку - центральному процессору. Управляющий блок - центральный процессор сравнивает время, затрачиваемое приводным валом 7 для выполнения этого предварительно установленного количества оборотов, например, 200, 300 или 500, с предварительно запланированным эталонным значением и на основе такой обработки данных он распознает, присутствуют или нет между перемалывающими головками крупинки кофе или других продуктов. Например, если время, затрачиваемое приводным валом 7 для выполнения предусмотренных 300 оборотов, меньше чем предварительно запланированный интервал времени, то управляющий блок - центральный процессор интерпретирует это различие как указывающее на отсутствие продукта, подлежащего растиранию, между перемалывающими головками приводной вал 7 вращается более быстро, чем ожидается, по причине низкого сопротивления встречаемого перемалывающими головками 19, 25, и он заканчивает свой цикл включения раньше, и он осуществляет необходимые корректирующие действия, например, воздействуя на другие части устройства или подавая сигнал тревоги. Если же вместо этого время, затрачиваемое приводным валом для выполнения предусмотренных 300 оборотов, больше чем предварительно запланированный интервал времени, то управляющий блок - центральный процессор интерпретирует это различие как указывающее на присутствие некоторой помехи между перемалывающими головками 19, 25 приводной вал 7 вращается более медленно, чем ожидается, по причине неожиданного сопротивления оказываемого вращающейся перемалывающей головке, и он падает сигнал тревоги. Если время, затрачиваемое приводным валом для выполнения предусмотренных 300 оборотов, соответствует интервалу предварительно запланированного времени, то цикл размалывания идет нормально, и управляющий блок - центральный процессор не вмешивается с целью изменения режима работы устройства G.

В общем управляющий блок - центральный процессор в дополнение или в качестве альтернативы к регулированию расстояния между перемалывающими головками обрабатывает сигналы, поступающие от датчиков S, S 1, для того чтобы определить возможные расхождения рабочих параметров устройства по отношению к соответствующим эталонным значениям. Примерами рабочих параметров являются средняя продолжительность цикла размалывания, размер крупинок размолотого продукта, масса размолотого продукта и т.д.

Управляющий блок - центральный процессор, следовательно, способен надлежащим образом переустанавливать перемалывающие головки 19, 25 после их отклонения от заданного положения или разрегулирования, например, вследствие неправильной повторной сборки или износа.

Изобретение относится к области бытовой техники. Устройство для размалывания кофе, реализующее заявленный способ, содержит корпус, внутри которого расположены, по меньшей мере, две перемалывающие головки, из которых, по меньшей мере, одна является вращающейся. Также содержит средства приведения в движение упомянутой, по меньшей мере, одной перемалывающей головки, впускное отверстие для подачи кофе между перемалывающими головками и выпускное отверстие для размолотого кофе. Предпочтительно, чтобы упомянутый корпус и перемалывающие головки, расположенные внутри него, связаны со средствами приведения в движение посредством разъемного фиксирующего соединения, которое обеспечивает их быстрое снятие и повторную сборку без помощи инструментов. Предпочтительно, чтобы это устройство включало в себя средства регулирования расстояния между перемалывающими головками и, по меньшей мере, один датчик для измерения такого расстояния и/или датчик скорости вращения приводного вала. Заявленная группа изобретений позволяет повысить надежность и эффективность работы устройства. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство (G) для размалывания кофе или других пищевых продуктов, содержащее корпус (11), внутри которого расположены, по меньшей мере, две перемалывающие головки (19, 25), из которых, по меньшей мере, одна (19) является вращающейся; средства (2) приведения в движение упомянутой, по меньшей мере, одной перемалывающей головки (19) и включающие в себя приводной вал (7), приводимый во вращение вокруг своей собственной оси, который выступает из поддерживающей опоры (3); впускное отверстие (32) для подачи кофе между перемалывающими головками (19, 25) и выпускное отверстие (35) для размолотого кофе, причем упомянутый корпус (11) и перемалывающие головки (19, 25), расположенные внутри него, сочленены с упомянутыми средствами приведения в движение (2) посредством разъемного фиксирующего соединения (12, 13, 18, 218, 20, 120), которое делает возможным его быстрое снятие и повторную сборку без помощи инструментов; и управляющий блок (центральный процессор), сравнивающий сигнал скорости упомянутого приводного вала (7) с одним или более эталонными значениями для обнаружения возможных расхождений одного или более параметров работы устройства по отношению к соответствующим эталонным значениям, отличающееся тем, что упомянутый управляющий блок (центральный процессор), когда это необходимо на основе упомянутого сравнения, приводит в действие упомянутые средства (26, 30, М2, 111, 124) регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) или изменяет продолжительность включения упомянутого приводного вала (7).

2. Устройство (G) по п.1, в котором упомянутое разъемное фиксирующее соединение выполнено в виде байонетного соединения (12, 13), связывающее корпус (11) с упомянутой поддерживающей опорой (3), предотвращающее относительные осевые и радиальные перемещения, и содержит соединение (18, 218, 20, 120) между упомянутой вращающейся перемалывающей головкой (19) и приводным валом (7) для передачи вращения, обеспечивающее осевое перемещение вращающейся перемалывающей головки (19) относительно приводного вала (7).

3. Устройство (G) по п.2, отличающееся тем, что дополнительно содержит запирающий элемент (22), установленный с возможностью демонтажа на свободном конце (21) приводного вала (7) для стопорения упомянутого разъемного фиксирующего соединения (12, 13, 18, 218, 20, 120).

4. Устройство (G) по любому одному из предшествующих пп.1-3, отличающееся тем, что дополнительно содержит автоматические, полуавтоматические или ручные средства (26, 30, М2, 111, 124) регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) для изменения размера крупинок размолотого кофе.

5. Устройство (G) по п.4, в котором упомянутый управляющий блок (центральный процессор) приводит в действие упомянутые средства (26, 30, М2, 111, 124) регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) автоматически, когда необходимо на основе управления с обратной связью, в функции размера крупинок кофе, размалываемого устройством.

6. Устройство (G) по п.5, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, один датчик (S), который выдает сигнал, характеризующий расстояние между упомянутыми перемалывающими головками (19, 25), при этом упомянутый управляющий блок приводит в действие упомянутые средства (26, 30, 111, 124) регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) на основе обработки сигнала, характеризующего расстояние, полученного от упомянутого датчика (S).

7. Устройство (G) по п.1, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, один тахометр (S1), который выдает сигнал, характеризующий скорость вращения упомянутого приводного вала (7).

8. Устройство (G) по п.6, отличающееся тем, что упомянутый управляющий блок связан с кофе-машиной для того, чтобы принимать и обрабатывать данные, связанные с размером крупинок кофе, размалываемого устройством и используемого упомянутой машиной для приготовления напитка, причем упомянутые данные выбираются из числа: времени варки кофейного порошка, используемых количества или порции кофе, степени уплотненности кофейного порошка, объема и/или давления воды для варки.

9. Устройство (G) по п.4, отличающееся тем, что упомянутые средства регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) содержат кольцо (24), соосное с упомянутым корпусом (11) и связанное с ним посредством резьбы (111, 124), обеспечивающей относительное осевое перемещение, при этом упомянутое кольцо (24) связано с неподвижной перемалывающей головкой (25).

10. Устройство (G) по п.9, отличающееся тем, что упомянутое кольцо (24) снабжено червячным механизмом (26) для поворота посредством упомянутой резьбы (111, 124) относительно упомянутого корпуса (11).

11. Устройство (G) по п.10, в котором упомянутый управляющий блок (центральный процессор) приводит в действие упомянутый червячный механизм (26) для того, чтобы увеличивать или уменьшать расстояние перемалывающей головки (25) по отношению к вращающейся перемалывающей головке (19).

12. Устройство (G) по п.2, отличающееся тем, что упомянутое соединение между валом (7) и упомянутой вращающейся перемалывающей головкой (19) содержит опору (18) перемалывающей головки, снабженную сквозным осевым отверстием (118) с диаметрально противоположными осевыми пазами (218), и шпонкой (20), связанной с приводным валом (7), при этом концы (120) упомянутой шпонки (20) расположены с возможностью скольжения в упомянутых осевых пазах (218).

13. Устройство (G) по п.3, отличающееся тем, что дополнительно содержит пружину (23), установленную между запирающим элементом (22), расположенным на свободном конце (21) вала (7), и упомянутой опорой (18) вращающейся перемалывающей головки.

14. Способ для размалывания кофе или других пищевых продуктов в устройстве, содержащем корпус (11), внутри которого расположены, по меньшей мере, две перемалывающие головки (19, 25), из которых, по меньшей мере, одна (19) является вращающейся; средства (2) приведения в движение упомянутой, по меньшей мере, одной перемалывающей головки (19) и включающие в себя приводной вал (7), приводимый во вращение вокруг своей собственной оси, который выступает от поддерживающей опоры (3); впускное отверстие (32) для подачи кофе между перемалывающими головками (19, 25) и выпускное отверстие (35) для размолотого кофе; и управляющий блок (центральный процессор), сравнивающий сигнал скорости упомянутого приводного вала (7) с одним или более эталонными значениями для обнаружения возможных расхождений одного или более параметров работы устройства по отношению к соответствующим эталонным значениям, отличающийся тем, что упомянутый управляющий блок (центральный процессор), когда это необходимо на основе упомянутого сравнения, приводит в действие упомянутые средства (26, 30, М2, 111, 124) регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) или изменяет продолжительность включения упомянутого приводного вала (7).

15. Способ по п.14, в котором расстояние между перемалывающими головками (19, 25) регулируют для изменения размера крупинок размолотого кофе посредством автоматических, полуавтоматических или ручных средств (26, 30, М2, 111, 124).

16. Способ по п.15, в котором регулирование расстояния между перемалывающими головками (19, 25) выполняется автоматически упомянутым управляющим блоком, который приводит в действие упомянутые средства (26, 30, М2, 111, 124) регулирования, когда это необходимо, на основе управления с обратной связью, связанного с размером крупинок кофе, размолотого этим самым устройством.

17. Способ по п.16, в котором управляющий блок (центральный процессор) приводит в действие упомянутые средства (26, 30, М2, 111, 124) регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) на основе обработки сигнала расстояния, полученного, по меньшей мере, от одного датчика (S), который выдает сигнал, характеризующий расстояние между упомянутыми перемалывающими головками (19, 25).

18. Способ по п.14, в котором упомянутый сигнал, характеризующий скорость вращения упомянутого приводного вала (7), выдается, по меньшей мере, одним тахометром (S1).

19. Способ по п.14, в котором упомянутый управляющий блок связан с кофе-машиной для того, чтобы принимать и обрабатывать данные, связанные с размером крупинок кофе, размалываемого устройством и используемого упомянутой машиной для приготовления напитка, причем упомянутые данные выбираются из числа: времени варки кофейного порошка, используемых количества или порции кофе, степени уплотненности кофейного порошка, объема и/или давления воды для варки.

20. Способ по п.14, в котором упомянутые средства регулирования расстояния между перемалывающими головками (19, 25) содержат кольцо (24), соосное с упомянутым корпусом (11) и установленное в нем посредством резьбы (111, 124) для того, чтобы осуществлять относительные осевые перемещения, при этом упомянутое кольцо (24) связано с неподвижной перемалывающей головкой (25) и снабжено червячным механизмом (26) для поворота по упомянутой резьбе (111, 124) относительно упомянутого корпуса (11), и при этом упомянутый управляющий блок (центральный процессор) приводит в действие упомянутый червячный механизм (26) для того, чтобы увеличивать или уменьшать расстояние перемалывающей головки (25) по отношению к вращающейся перемалывающей головке (19).