УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА ИЗ КАПСУЛЫ С ДВУХЭТАПНОЙ СИСТЕМОЙ СМЫКАНИЯ
DEVICE FOR PREPARING BEVERAGE FROM CAPSULE WITH TWO-STAGE CLOSURE SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для приготовления напитка из капсулы, содержащей ингредиенты напитка, в варочном блоке. В частности, устройство снабжено двухэтапной системой смыкания, обеспечивающей повышенную точность смыкания варочного блока вокруг капсулы.
Уровень техники, предшествующий изобретению
Известно приготовление напитка при помощи капсулы, содержащей ингредиенты напитка. В целом, капсула вставляется в устройство для приготовления напитка, такое как кофемашина, в капсулу подается жидкость, а экстракция напитка из капсулы осуществляется под давлением или под действием силы тяжести.
Термин «капсула» относится к любому гибкому, жесткому или полужесткому контейнеру, содержащему ингредиенты напитка. Другими синонимами капсулы являются: «чалда», «таблетка», «картридж» или «пакетик». Капсула может быть предназначена для однократного использования. Пользователь также может заполняться контейнер ингредиентами для формирования капсулы непосредственно перед использованием.
Термин «ингредиенты» означает любые подходящие вещества для приготовления напитка, такие как молотый кофе, растворимый кофе, листовой чай, растворимый чай, травяной чай, сухое молоко, кулинарный порошок, детское питание и комбинацию из них.
Термин «устройство для приготовления напитка» означает устройство для приготовления напитка при помощи капсулы.
В целом, капсула вставляется в разомкнутый варочный блок устройства. Например, в документе EP 1090574 устройство содержит зажимной механизм, в нижнюю часть которого вставляется капсула, а верхняя часть предназначена для замыкания нижней части. Нижняя и верхняя части установлены вокруг неподвижного шарнира, который удален на достаточное расстояние от двух частей таким образом, чтобы образовалось достаточно большое отверстие, в разомкнутом положении верхняя часть поворачивается вокруг нижней части, позволяя помещать капсулу между двумя частями. Смыкание осуществляется при помощи рычага, шарнирно установленного в верхней части и соединенного посредством коленчатого соединительного механизма с нижней частью. Устойчивое смыкание двух частей вокруг капсулы достигается за счет приведения в действие рычага и коленчатого соединительного механизма до тех пор, пока не будет достигнуто сомкнутое положение коленчатого соединительного механизма. Недостаток подобного смыкания заключается в недостаточной точности из-за большого расстояния между неподвижной шарнирной точкой и областью смыкания. Это создает опасность неточного совмещения между верхней частью и нижней частями; подобная опасность возрастает по мере старения устройства и износа деталей.
В патентном документе EP 906797 B1 устройство для приготовления напитка содержит опору крышки с поворотной запорной пластиной с кулачками, которые скользят в выемке опоры крышки, запирая опору крышки к дну головки. Запорная пластина перемещается зубчатым механизмом, приводимым в действие при помощи рычага, закрепленного к опоре крышки. Подобный механизм также не обеспечивает достаточную точность в осевом направлении смыкания, поскольку запорная пластина перемещается из расцепленного в зацепленное положение в поперечном направлении. Кроме этого, подобное устройство не может перфорировать капсулу для формирования впускного отверсти(й)я для жидкости и/или выпускного отверсти(й)я для напитка. Схожая система описана в патентном документе EP 1551263.
Патентный документ EP 1937117 B1 относится к кофемашине для приготовления эспрессо, содержащей средства удерживания фильтра для удерживания капсулы, содержащие смыкающую створку, шарнирно закрепленную одним торцом к устройству подачи машины, и содержащую с ее противоположного торца разъемно зацепляющиеся средства, способные зацепляться с зацепляющими средствами, расположенными на стенке корпуса, и выталкиватель капсулы крючкового типа, который взаимодействует с кромкой капсулы для ее выталкивания после отделения средств удерживания фильтра от устройства подачи. Точно также, подобное устройство не обеспечивает достаточную точность при смыкании смыкающей створки на устройстве подачи. Смыкающее напряжение, по существу, воспринимается шарниром, что со временем влияет на его надежность. Кроме этого, для смыкания устройства необходимо прикладывать значительное физическое усилие. Поэтому подобное устройство не предназначено для перфорирования капсулы с целью формирования впускного отверсти(й)я для жидкости и/или выпускного отверсти(й)я для напитка.
Документ EP 1209997 B1 относится к машине для приготовления напитков, содержащей варочную головку, у которой имеется верхняя часть, поворотно установленная на нижнюю часть; верхняя часть зафиксирована к нижней части при помощи переднего запора, верхняя часть содержит поворотно установленную внутреннюю крышку для осевого самовыравнивания с держателем фильтра на нижней части. Данный механизм обычно рассчитан на использование фильтруемых чалд, для которых точность смыкания не является критичной и для которых требуется относительно слабое усилие смыкания.
Документ EP 2210539 относится к устройству и системе для приготовления напитка за счет использования при заваривании центробежной силы. Устройство содержит узел держателя капсулы, у держателя имеется усеченно-конусный кожух, в который вставляется капсула. Держатель установлен вдоль оси I вращения на шариковый подшипник. В узле впрыскивающей крышки имеется внутренняя крышка, которую после смыкания устройства можно поворотным образом установить на неподвижную опорную часть узла крышки вдоль оси I. Проблема заключается в том, что из-за поворотной установки впрыскивающей крышки на неподвижную опорную часть может возникать неточное совмещение оси вращения крышки с осью вращения держателя; в особенности, если шарнир подвергается многократным циклам смыкания/размыкания и испытывает высокие нагрузки.
Таким образом, существует потребность в устройстве для приготовления напитков, которое обеспечивало бы повышенную точность смыкания между частями, охватывающими капсулу. Также существует потребность в получении более прочной системы, в которой, в частности, разнесенные поворотные средства подвергаются меньшему напряжению. Также существует потребность в более надежном смыкании с потенциально большим смыкающим усилием. Также существует потребность в простом и удобном смыкании. В частности, также существует потребность в эффективной смыкающей системе для устройства, в частности, рассчитанной на центробежную экстракцию напитка с использованием ротационных варочных частей с уменьшенными и управляемыми допусками и улучшенным выравниванием подобных ротационных варочных частей во время и после их смыкания.
Изобретение предлагает устройство для приготовления напитка, которое отвечает одному или нескольким из данных требований.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к устройству для приготовления напитка, содержащему верхний подузел, содержащий стыковочную варочную головку и нижний подузел, содержащий капсулоприемник, зацепляемый стыковочной варочной головкой, перемещающейся между положением манипулирования капсулой и сомкнутым положением головки.
Верхний подузел шарнирно прикреплен к нижнему подузлу таким образом, чтобы он мог поворотно перемещаться между указанными двумя положениями, а стыковочная варочная головка содержит раму и стыковочный варочный элемент; указанный стыковочный элемент выполнен с возможностью перемещения относительно рамы между расцепленным с капсулой положением и зацепленным с капсулой положением.
Устройство дополнительно содержит запорные средства, соединенные с стыковочной варочной головкой и капсулоприемником. Запорные средства выполнены с возможностью запирания стыковочной варочной головки с капсулоприемником в сомкнутом положении головки.
Устройство дополнительно содержит перемещающие средства в стыковочной варочной головке для перемещения стыковочного варочного элемента между расцепленным с капсулой положением и зацепленным с капсулой положением.
Запорные средства и перемещающие средства предпочтительно выполнены таким образом, чтобы они позволяли зацеплять стыковочную варочную головку с приемником в сомкнутом положении головки, пока стыковочный варочный элемент находится в расцепленном с капсулой положении; и позволяли перемещающим средствам перемещать стыковочный варочный элемент из расцепленного с капсулой положения в зацепленное с капсулой положение.
Другими словами, но без дополнительного ограничения приведенного выше определения изобретения, устройство по изобретению использует двухэтапный принцип смыкания, позволяющий, во-первых, гарантировать смыкание варочной головки, а во-вторых - зацеплять непосредственно сам стыковочный варочный элемент с капсулоприемником, заставляя указанный элемент устойчиво зацепляться с капсулой.
Изобретение обладает рядом преимуществ. Зацепление стыковочного варочного элемента с капсулой не зависит от смыкания головки, что можно рассматривать в качестве «предварительного смыкания» устройства. В результате сокращается ряд допусков, что обеспечивает более точное выравнивание между варочными частями. Кроме этого, шарниры подузлов подвергаются значительно меньшему напряжению. Благодаря этому к варочным частям можно прикладывать увеличенное смыкающее усилие, в особенности -к элементу варочной головки и капсул о держателю. Подобная компоновка также наиболее предпочтительна для центробежного варочного устройства, в котором подобные части являются вращающимися, поскольку точное выравнивание между верхней и нижней вращающимися частями имеет критичное значение. Точное выравнивание также позволяет получить достаточно прочное устройство, без чрезмерного увеличения размеров отдельных элементов устройства.
Термин «положение манипулирования капсулой» относится к положению стыковочной варочной головки, позволяющему загружать капсулу в капсулоприемник и, возможно, также извлекать капсулу из капсулоприемника. В частности, в подобном положении варочная головка должна быть достаточно удалена от капсулоприемника, таким образом, чтобы капсулу, которая является достаточно крупной, можно было легко вставить в приемник.
Термин «сомкнутое положение головки» относится к устойчивому сомкнутому положению варочной головки относительно капсулоприемника, при котором капсула вставлена в капсулоприемник.
Термин «зацепленное с капсулой положение» относится к положению стыковочного варочного элемента, при котором устройство функционально готово для подачи жидкости в капсулу и/или экстракции напитка из капсулы. Данное положение, в целом, соответствует положению, при котором стыковочный варочный элемент зацеплен с капсулоприемником и/или непосредственно с капсулой, после того как капсула загружена в приемник.
Термин «расцепленное с капсулой положение» относится к положению стыковочного варочного элемента головки, при котором устройство пока еще функционально не готово для подачи жидкости в капсулу и/или экстракции напитка из капсулы. Данное положение, в целом, соответствует положению, при котором стыковочный варочный элемент удален от капсулоприемника и/или непосредственно капсулы, после того как капсула загружена в приемник.
По другому аспекту изобретения стыковочный варочный элемент установлен на раме стыковочной варочной головки, перемещаясь из расцепленного с капсулой положения в зацепленное с капсулой положение, по существу, линейно аксиально относительно капсулоприемника. Более предпочтительно, стыковочный варочный элемент дополнительно установлен на раме, перемещаясь линейно между двумя положениями без принудительного вращения в осевом направлении. Поэтому при зацеплении стыковочного варочного элемента с капсулой исключается неточное совмещение и избыточное напряжение капсулы, которое может привести к ее разрушению. В частности, если стыковочная варочная головка снабжена перфорирующими элементами, перфорирование капсулы происходит более управляемо, а разрыв верхней стенки (т.е. мембраны крышки) капсулы сокращается.
По одному из аспектов изобретения перемещающие средства содержат поворотную рычажную систему, воздействующую на силовой передающий элемент, геликоидально направляемый на раме головки; указанный силовой передающий элемент преобразует крутящий момент, создаваемый рычажной системой, в линейное усилие, прижимающее стыковочный варочный элемент. Следовательно, за счет относительно длинного углового перемещения рычажной системы к стыковочному варочному элементу можно прикладывать значительное демультиплицированное усилие, обеспечивая короткое линейное перемещение стыковочного варочного элемента. Например, перемещение рычажной системы можно осуществлять в диапазоне от 30 до 90 градусов, преобразуя его в короткое линейное перемещение на несколько миллиметров за счет геликоидально направляемого силового передающего элемента. Подобная демультипликапия усилия полностью не зависит от смыкающего поворотного движения головки на капсулоприемнике. Следовательно, на оси поворота устройства относительно не воздействует смыкающее напряжение, создаваемое при подобном высоконапорном смыкании.
По другому аспекту изобретения поворотная рычажная система содержит ручную поворотную рукоятку, поворотно установленную сверху стыковочной варочной головки, вдоль оси, предпочтительно соответствующей центральной оси капсулоприемника. После перевода стыковочной варочной головки в сомкнутое положение ось предпочтительно является вертикальной или почти вертикальной. Рукоятка позволяет легче и удобней смыкать устройство, а также расцеплять головку, как это будет рассмотрено более подробно далее. Наличие рукоятки также позволяет получить более компактное устройство.
По другому аспекту изобретения поворотная рычажная система дополнительно содержит устройство передачи крутящего момента, установленное аксиально и поворотно между поворотной рукояткой и геликоидально направляемым силовым передающим элементом; указанное устройство передачи крутящего момента содержит по меньшей мере одно зацепляющееся крыло, расположенное на удалении от оси вращения устройство передачи, приводящее в действие силовой передающий элемент вдоль его геликоидальной направляющей траектории в результате поворота рукоятки на определенную величину. Таким образом, подобное устройство передачи крутящего момента предназначено для увеличения усилия, передаваемого силовому передающему элементу, или пропорционального уменьшения ручного усилия, необходимого для перевода рукоятки из расцепленного с капсулой положения в зацепленное с капсулой положение.
По другому аспекту изобретения стыковочный варочный элемент содержит центральное впускное отверстие для жидкости и множество перфорирующих элементов, предназначенных для перфорирования выпускных отверстий для жидкости в капсуле по мере перевода стыковочных варочных элементов в зацепленное с капсулой положение. В частности, устройство выполнено с возможностью обеспечения экстракции напитка путем подачи жидкости и экстракции напитка с одной той же стороны капсулы. Преимущество этого заключается в том, что можно добиться эффективной центробежной экстракции при относительно простой конструкции капсулы. Кроме этого, можно создать более простой варочный стык (и соединенные с ним смыкающие средства), который включает в себя как впускное отверстие для жидкости, так и выпускное отверстие для напитка.
По другому аспекту изобретения запорные средства выполнены с возможностью запирания варочной головки с капсулоприемником в сомкнутом положении головки за счет прикладывания ручного усилия к верхнему подузлу относительно нижнего подузла без использования приводного элемента. Запорные средства, в частности, могут быть штыкового типа.
По одному из предпочтительных примеров запорные средства содержат, на стыковочной варочной головке, первый трубчатый элемент, который находится на стыковочной варочной головке и предназначен для зацепления с комплементарным вторым трубчатым элементом на капсулоприемнике; указанный первый трубчатый элемент прижимается кулачковым участком капсулоприемника в сомкнутом положении головки под действием упругих отклоняющих средств. Первый трубчатый элемент содержит, например, серию выемок и выступающих участков, выемки вращательно совмещаются с комплементарными выступающими участками, например, выступами на втором трубчатом элементе. Кулачковая часть капсулоприемника зацепляется с трубчатым элементом, вращательно прижимая его против усилия упругих средств, таких как одна или несколько пружин, до тех пор, пока выступающие участки (например, выступы) второго трубчатого элемента не зацепятся с выемками на первом трубчатом элементе. После зацепления первого и второго трубчатых элементов, первый трубчатый элемент, под действием упругих средств, выталкивается в прежнее положение. Подобная компоновка обеспечивает надежную фиксацию варочной головки на капсулоприемнике.
Как уже отмечалось, рычажная система содержит поворотную рукоятку, аксиально расположенную сверху стыковочной варочной головки. Рычажная система предпочтительно позволяет выполнить поворотную рукоятку таким образом, чтобы при ее переводе из нейтрального положения в первое угловое положение она воздействовала на перемещающие средства, а при ее переводе из указанного нейтрального положения во второе угловое положение рукоятки она воздействовала на запорные средства для расцепления стыковочной варочной головки, которая возвращается в положение манипулирования капсулой. Более предпочтительно, первое и второе угловые положения находятся в противоположных направлениях вращения относительно нейтрального положения. Для эксплуатации устройства достаточно одной рукоятки, что позволяет пользователю легко и удобно манипулировать рукояткой для смыкания и повторного размыкания устройства.
Устройство дополнительно содержит защитную запорную систему для блокирования перемещающих средств, пока стыковочная варочная головка не зафиксирована запорными средствами в сомкнутом положении головки.
Устройство по изобретению дополнительно содержит кожух, удерживающий капсулу, находящуюся в капсулоприемнике, приводимую во вращение вокруг его центральной оси, а стыковочный варочный элемент установлен с возможностью свободного вращения в стыковочной варочной головке таким образом, чтобы он выравнивался с центральной осью кожуха в зацепленном с капсулой положении стыковочного варочного элемента в кожухе.
В частности, перемещающие средства расположены относительно капсулоприемника таким образом, чтобы при перемещении из расцепленного с капсулой положения в зацепленное с капсулой положение, они могли выталкивать стыковочный варочный элемент поперечно оси вращения стыковочного варочного элемента, которая выровнена с центральной осью кожуха. Предпочтительно силовой передающий элемент перемещающих средств выполнен с возможностью зацепления с капсулоприемником, обеспечивая выравнивание силового передающего элемента и, в конечном счете, выравнивание стыковочного варочного элемента с капсулоприемником и, в частности, с осью вращения его кожуха. Например, силовой передающий элемент установлен в стыковочной варочной головке с определенным поперечным зазором, а его форма и размеры позволяют ему зацепляться с трубчатым элементом капсулоприемника таким образом, чтобы силовой передающий элемент принудительно перемещался поперечно внутри подобного зазора для выравнивания капсулоприемника при перемещении в зацепленное с капсулой положение. Это всегда гарантирует надлежащее выравнивание оси вращения поворотных частей центробежного устройства.
Далее изобретение будет рассмотрено со ссылкой на прилагаемые фигуры.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано устройство для приготовления напитка по изобретению, после того как стыковочная варочная головка сомкнута, а рукоятка находится в нейтральном положении, соответствующем расцепленному с капсулой положению стыковочного варочного элемента в головке, вид в перспективе;
на фиг. 2 показано устройство для приготовления напитка, после того как стыковочная варочная головка находится в положении манипулирования капсулой (т.е. в «разомкнутом положении»), позволяющем вставлять капсулу в капсулоприемник, вид спереди;
на фиг. 3 показано устройство для приготовления напитка, в том же положении, что и на фиг. 2, вид в перспективе в сечении вдоль продольной плоскости А на фиг. 2;
на фиг. 4 показано устройство в том же положении, что и на фиг. 2, вид в сечении;
на фиг. 5 показана стыковочная варочная головка, вид в сечении по фиг. 4 в увеличенном масштабе;
на фиг. 6 показан фрагмент стыковочной варочной головки по фиг. 5;
на фиг. 7 показано устройство, после того как устройство находится в сомкнутом положении головки, а рукоятка находится в нейтральном положении, соответствующем расцепленному с капсулой положению стыковочного варочного элемента головки (как на фиг. 1), вид сверху;
на фиг. 8 показано устройство, после того как устройство находится в сомкнутом положении головки, а стыковочный варочный элемент находится в расцепленном с капсулой положении; в результате чего устройство оказывается в рабочем и выровненном с осью вращения положении для экстракции напитка, вид в сечении;
на фиг. 9 показано устройство, после того как рукоятка приведена в действие для опускания стыковочного варочного элемента в зацепленное с капсулой положение, вид сверху;
на фиг. 10 показано устройство, после того как рукоятка приведена в действие для опускания стыковочного варочного элемента в зацепленное с капсулой положение, вид в перспективе;
на фиг. 11 показано устройство, после того как рукоятка приведена в действие для размыкания стыковочной варочной головки; в результате подобного приведения в действие головка возвращается в положение манипулирования капсулой, вид сверху;
на фиг. 12 показан фрагмент устройства, в частности, защитной запорной системы, до того, как стыковочная варочная головка переведена в сомкнутое положение;
на фиг. 13 показан фрагмент устройства, в частности, защитной запорной системы, после того как стыковочная варочная головка переведена в сомкнутое положение.
Осуществление изобретения
Как в целом показано на фиг. 1, настоящее изобретение относится к устройству 1 для приготовления напитков, такому как настольная центробежная кофемашина. Устройство для приготовления напитков содержит верхний подузел 2 и нижний подузел 3.
Верхний подузел содержит стыковочную варочную головку 4, а нижний подузел содержит капсулодержатель 5. Капсулодержатель 5 может зацепляться стыковочной варочной головкой 4, перемещающейся между положением манипулирования капсулой и сомкнутым положением головки. На фиг. 1 устройство показано в сомкнутом положении головки. На последующих фиг. 2 и 3 устройство показано в положении манипулирования капсулой.
В положении манипулирования капсулой капсула может быть загружена в капсулоприемник 5 и, возможно, капсула также может быть извлечена из капсулоприемника при помощи извлекающих средств 28. Поскольку это не является основным предметом настоящего изобретения, для упрощения восприятия, извлекающая система, включающая в себя подобные средства, подробно рассматриваться в настоящей заявке не будет. Извлекающая система подробно описана в патентном документе WO 2012/041605. Капсула также может быть удалена вручную, однако подобная извлекающая система также не является обязательной.
В положении манипулирования капсулой стыковочная варочная головка 4 должна находиться на достаточном расстоянии от капсулоприемника 5, для того чтобы капсулу можно было легко вставить в приемник. Для этого верхний подузел 2 шарнирно закреплен к нижнему подузлу 3 таким образом, чтобы он мог поворотно перемещаться между двумя вышеуказанными положениями. В частности, верхний подузел содержит плечо 29, идущее назад от стыковочной варочной головки 4. Верхний подузел установлен на шарнир 6 в задней части нижнего подузла 3. В качестве неограничивающего примера на фиг. 3 показан фрагмент шарнира 6. Шарнир, по существу, проходит поперечно, тем самым, позволяя открывать верхний подузел относительно нижнего подузла за счет его перемещения вдоль продольной плоскости LP таким образом, чтобы головка поднималась вверх по изогнутой траектории В. Предпочтительно верхний и нижний подузлы установлены поворотно и дополнительно снабжены упругими отклоняющими средствами 30, заставляющими верхний подузел автоматически возвращаться в положение манипулирования капсулой («разомкнутое положение») по фиг. 2 и 3, после того как стыковочная варочная головка расцепляется от капсулоприемника.
Нижний подузел 3 может содержать различные средства, имеющиеся в типовом устройстве для приготовления напитков, такие как выпускное отверстие 31 для напитка, подставку 32 для чашки, бак 33 с водой и т.д. Верхний подузел также может содержать, например, интерфейс 34 пользователя.
Как видно из фиг. 2 и 3, капсулоприемник может содержать кожух 27 для приема капсулы. Кожух предпочтительно установлен в капсулоприемнике с возможностью вращения вокруг центральной оси J относительно внешнего корпуса 35. Как показано на фиг. 4, кожух 27 соединен с поворотными приводными средствами 36, позволяющими вращать кожух 27 и, соответственно, также капсулу с высокой скоростью для экстракции напитка. В частности, поворотные приводные средства 36 содержат центральный вал 37, выровненный вдоль оси J, соединенный с роторным двигателем 38, таким как электродвигатель постоянного тока.
Стыковочная варочная головка содержит стыковочный варочный элемент 8, показанный на фиг. 3. Стыковочный варочный элемент 8 предназначен для зацепления с верхней стенкой капсулы, после того как капсула вставлена в кожух капсулоприемника. Стыковочный варочный элемент 8 может содержать центральное впускное отверстие для жидкости или инжектор 17 для подачи экстракционной жидкости, более предпочтительно горячей воды, в капсулу. Предпочтительно впускное отверстие 17 для жидкости образовано в перфорирующем элементе 37, таком как полая игла. Стыковочный элемент 8 имеет форму диска с упругой или подпружиненной кромкой 38, которая может прикладывать давление к окружной кромке капсулы, подобно тому, как это описано в WO 2011092301.
Стыковочный варочный элемент 8 дополнительно содержит множество перфорирующих элементов 18, предназначенных для перфорирования выпускных отверстий для напитка в верхней стенке капсулы по мере перемещения стыковочного варочного элемента 8 в зацепленное с капсулой положение. Перфорирующие элементы 18 предпочтительно расположены по окружности дискообразного элемента 8 и выступают вниз для перфорирования выпускных отверстий в нескольких окружных областях верхней стенки капсулы. Положение перфорирующих элементов способствует экстракции напитка за счет центробежного вращения капсулы в устройстве. Точно также, в документе WO 2011092301 предлагается неограничивающее описание того, каким образом в капсуле можно проделывать выпускные отверстия для напитка с целью экстракции напитка из капсулы.
Стыковочный варочный элемент 8 предпочтительно устанавливают с возможностью свободного вращения в стыковочной варочной головке 4 вокруг оси I, когда варочная головка находится в положении манипулирования капсулой. В зацепленном с капсулой положении стыковочный варочный элемент принудительно перемещается поперечно оси К, таким образом, чтобы после загрузки капсулы он был, по существу, выровнен с центральной осью J кожуха (фиг. 8). Для этого стыковочная варочная головка содержит раму 7, которая неподвижно закреплена в верхнем подузле таким образом, чтобы она была сопряжена с внешним корпусом. Стыковочный варочный элемент 8 выполнен с возможностью аксиального перемещения относительно рамы 7 между расцепленным с капсулой положением по фиг. 4 и зацепленным с капсулой положением по фиг. 8. Устройство дополнительно содержит перемещающие средства 10 в стыковочной варочной головке, предназначенные для перемещения стыковочного варочного элемента между двумя положениями. Расположение и перемещение стыковочного варочного элемента в стыковочной варочной головке при помощи перемещающих средств 10 будет более подробно рассмотрено ниже.
Устройство дополнительно содержит запорные средства 9, соединенные с стыковочной варочной головкой 4 и капсулоприемником 5 (фиг. 3). Запорные средства выполнены с возможностью запирания стыковочной варочной головки 4 с капсулоприемником 5 в сомкнутом положении головки по фиг. 1, 4 и 5.
Таким образом, запорные средства 9 и перемещающие средства 10 позволяют запирать стыковочную варочную головку 4 к приемнику 5 в сомкнутом положении головки (фиг. 4), когда стыковочный варочный элемент 8 находится в расцепленном с капсулой положении, и позволяют перемещающим средствам 10 перемещать стыковочный варочный элемент 8 из расцепленного с капсулой положения в зацепленное с капсулой положение, после того как стыковочная варочная головка заперта к капсулоприемнику в сомкнутом положении головки.
Устройство по изобретению действует по принципу двухэтапного смыкания, таким образом, чтобы на первом этапе стыковочная варочная головка крепилась к капсулоприемнику, а затем, на втором этапе, стыковочный варочный элемент 8 опускался, зацепляясь с капсулой и кожухом 27. Зацепленное с капсулой положение на втором этапе показано на фиг. 8.
Запорные средства 9 выполнены с возможностью запирания варочной головки с капсулоприемником в сомкнутом положении головки за счет прикладывания ручного усилия к верхнему подузлу 12 относительно нижнего подузла 13 без использования приводного элемента. На самом деле, верхний подузел шарнирно установлен вокруг шарнирной ос(ей)и 6, стыковочная варочная головка может быть перемещена в направлении капсулоприемника путем простого выталкивания головки вниз, до тех пор, пока запорные средства 9 не замкнут головку в капсулоприемнике.
Для этого запорные средства 9 содержат, во-первых, на стыковочной варочной головке - первый трубчатый элемент 19, именуемый далее «трубчатый запорный элемент», который находится в стыковочной варочной головке, и, во-вторых, в капсулоприемнике - комплементарный второй трубчатый элемент 20. Как показано на фиг. 2, трубчатый запорный элемент 19 установлен внутри рамы 7 с возможностью вращения вокруг центральной оси I стыковочной варочной головки. Как показано на фиг. 7 и 10, трубчатый запорный элемент 19 может быть приведен во вращение против усилия, создаваемого упругими средствами 22, такими как одна или несколько (например, прижимных) пружин. Пружин(ы)а соединен(ы)а одним концом с трубчатым элементом, а другим концом - с рамой верхнего подузла. Трубчатый запорный элемент 19 и второй трубчатый элемент 20 могут быть соединены по принципу штыковой смыкающей системы. Трубчатый запорный элемент содержит серию выемок 23 (фиг. 6) и серию направленных внутрь выступающих участков 24 между выемками. Выемки поворотно совмещаются с комплементарными выступами 25, направленными наружу, на втором трубчатом элементе 20 капсулоприемника. Соединение обеспечивается за счет вхождения выступов 25 внутрь проходящих вовнутрь участков трубчатого запорного элемента.
Запорные средства 9 дополнительно содержат, сверху капсулоприемника, кулачковый участок 21 (виден на фиг. 2), зацепляющийся с выемкой 37 на трубчатом элементе. Кулачковый участок может обеспечивать принудительное вращательное зацепление трубчатого запорного элемента 19, преодолевая усилие пружины 22, пока выступы 25 второго трубчатого элемента 20 не зацепятся с выемками 24 трубчатого запорного элемента. После зацепления первого и второго трубчатых элементов, трубчатый запорный элемент 19, под действием пружины 22, принудительно возвращается в прежнее положение. Подобная компоновка обеспечивает надежное зацепление варочной головки на капсулоприемнике, именуемое «сомкнутым положением головки», показанное на фиг. 1, 4 и 7.
Возвращаясь к варочной головке, стыковочный варочный элемент 8 установлен на раме стыковочной варочной головки 4, перемещаясь из расцепленного с капсулой положения в зацепленное с капсулой положение, по существу, в линейном осевом направлении относительно капсулоприемника. Более предпочтительно стыковочный варочный элемент 8 дополнительно установлен на раме 7, перемещаясь между двумя положениями без принудительного вращения в осевом направлении I. В этом случае стыковочный варочный элемент может зацепляться с капсулой равномерно, не вызывая значительного напряжения капсулы, которое может привести к ее повреждению.
Перемещающие средства 10, предназначенные для перемещения стыковочного варочного элемента, содержат поворотную рычажную систему 11, изображенную, например, на фиг. 2, 5 и 6. Поворотная рычажная система 11 выступает в качестве силового передающего элемента 12, который геликоидально направляется на раме 7 головки. Более конкретно, силовой передающий элемент 12, в целом, имеет форму диска с выступающими по бокам шпильками 39, которые зацепляются в паре геликоидальных траекторий 40 трубчатой рамы 7. Силовой передающий элемент 12 выполнен с возможностью преобразования крутящего момента, создаваемого рычажной системой 11, в осевое усилие, прикладываемое к стыковочному варочному элементу 8.
Предпочтительно, как показано на фиг. 5, после смыкания головки, силовой передающий элемент 12 может выталкивать стыковочный варочный элемент 8 вниз, в зацепленное с капсулой положение. Для этого силовой передающий элемент 12 соединен с верхним кольцевым узлом 41, установленным на нижний кольцевой узел 42 при помощи центральной силовой пружины 43. Верхний кольцевой узел линейно выталкивается передающим элементом 12, который сжимает силовую пружину 43, которая, в свою очередь, выталкивает нижний кольцевой узел 42 линейно вниз, в направлении стыковочного варочного элемента 8. Нижний кольцевой узел соединен с варочным стыком при помощи свободно вращающегося приспособления, такого как шариковый подшипник 44. Как будет рассмотрено ниже, силовой передающий элемент 12 установлен на раме с регулируемым поперечным люфтом, позволяющим осуществлять его регулировку относительно капсулоприемника при осевом выравнивании, когда стыковочный варочный элемент 8 перемещается аксиально в зацепленное с капсулой положение. В результате подобной регулировки положения во время подобного зацепления силовой передающий элемент поперечно перемещает стыковочный варочный элемент 8 по всей механической цепи, состоящей из верхнего кольцевого узла 41, силовой пружины 43 и нижнего кольцевого узла 42. В результате этого обеспечивается точное выравнивание стыковочного варочного элемента 8 с капсулоприемником.
Поворотная рычажная система дополнительно содержит ручную поворотную рукоятку 14, поворотно расположенную сверху стыковочной варочной головки 4, предпочтительно вдоль оси I, соответствующей центральной оси поворотного стыковочного варочного элемента, после того как варочная головка находится в зацепленном с капсулой положении (фиг. 3). После перевода стыковочной варочной головки в сомкнутое положение ось I предпочтительно является вертикальной или почти вертикальной (фиг. 5).
Поворотная рычажная система 11 дополнительно содержит устройство 15 передачи крутящего момента, установленное аксиально и поворотно между поворотной рукояткой 14 и геликоидально направляемым силовым передающим элементом 12. Устройство 15 передачи крутящего момента неподвижно соединено с рукояткой 14, например, при помощи заклепок и/или винтов. Устройство 15 передачи крутящего момента и рукоятка 14 также могут быть цельными, отлитыми, например, из пластика. Устройство 15 передачи крутящего момента содержит пару оппозитных зацепляющихся крыльев 16, расположенных со смещением от оси I вращения устройства передачи, предназначенных для перемещения силового передающего элемента 12 вдоль его геликоидальной направляющей траектории в результате поворота рукоятки 14 на определенную величину. Как показано на фиг. 2, 6 и 7, крылья 16 содержат паз 45, с которым зацепляется вертикальный язычок 46 силового передающего элемента 12. Такие же крылья 16 имеются с оппозитной стороны системы относительно оси I. При перемещении рукоятки в направлении D1, т.е. по часовой стрелке, на угловое расстояние примерно в 80 градусов, как показано на фиг. 9, устройство 15 передачи крутящего момента также перемещается в этом же направлении на такое же угловое расстояние. Устройство 15 передачи крутящего момента заставляет силовой передающий элемент 12 перемещаться геликоидально вдоль геликоидальных траекторий 40 рамы. Устройство 15 передачи крутящего момента, в итоге воздействует на стыковочный варочный элемент 8, перемещая его линейно вниз, без принудительного вращения, в направлении кожуха капсулоприемника.
Подобное устройство 15 передачи крутящего момента, таким образом, предназначено для увеличения усилия, передаваемого силовому передающему элементу 12, или пропорционального уменьшения ручного усилия, необходимого для перевода рукоятки 14 из расцепленного с капсулой положения (фиг. 5) в зацепленное с капсулой положение стыковочного элемента (фиг. 8 и 9). Следовательно, демультипликация усилия, воздействующего на стыковочный элемент, достигается за счет относительно большого углового перемещения рычажной системы, например, на 80 градусов, вызывающего короткое линейное (неротационное) перемещение, например, на несколько миллиметров, стыковочного варочного элемента 8. Подобная демультипликация усилия абсолютно не зависит от смыкающего поворотного перемещения головки к капсулоприемнику. Следовательно, на поворотные оси 6 устройства относительно не воздействует смыкающее напряжение, создаваемое при подобном независимом напорном смыкании.
Центрирование поворотных деталей варочной головки относительно капсулоприемника также обеспечивается за счет создания достаточного кольцевого зазора 47 между силовым передающим элементом 12 и рамой 7 для того, чтобы силовой передающий элемент 12, при совмещении со вторым трубчатым элементом в кольцевом зазоре 48, мог быть надлежащим образом выровнен с капсулоприемником. Подобный зазор может быть относительно небольшим, в диапазоне от 1/10 до 2 мм в расцепленном с капсулой положении (фиг. 5). Между нижним вторым трубчатым элементом 20 и трубчатой рамой 7 головки образуется кольцевая выемка 48. Силовой передающий элемент содержит трубчатый, предпочтительно сужающийся торец 61, выступающий в направлении выемки, который зацепляется с выемкой 48 между вторым трубчатым элементом 20 и рамой 7, обеспечивая самовыравнивание силового передающего элемента и, в итоге стыковочного варочного элемента 8, центральной оси К с осью J капсулоприемника, и в итоге его кожуха 27. Следовательно, стыковочный варочный элемент 8 может перемещаться поперечно от оси I, в расцепленном с капсулой положении, к оси К, в зацепленном с капсулой положении, за счет саморегулировки силового передающего элемента 12 в выемке, рядом с капсулоприемником, таким образом, что обеспечивается надлежащее выравнивание оси К с осью I капсулоприемника. Важным результатом является, что стыковочный варочный элемент 8 всегда остается поворотно выровненным с капсулоприемником, в частности, с поворотным кожухом 27, несмотря на возможную небольшую нецентрированность рамы варочной головки с капсулоприемником или верхнего подузла с нижним подузлом в результате, например, габаритных допусков, износа шарнира или подвижных частей, либо в силу других технических причин. Следует отметить, что возможная нецентрированность оси I с осью К может быть относительно небольшой, например, в диапазоне от 0.1 до 1 мм.
Как показано на фиг. 12 и 13, устройство дополнительно содержит защитную запорную систему 26 для блокирования перемещающих средств 10 пока стыковочная варочная головка 4 не зафиксирована запорными средствами 9 в сомкнутом положении головки. Система выполнена таким образом, что подобная блокировка делает невозможным опускание стыковочного варочного элемента 8 в зацепленное с капсулой положение. В частности, защитная запорная система 26 содержит привод 49, способный перемещаться между блокированным положением силового передающего элемента 12 (фиг. 12) и расцепленным положением силового передающего элемента 12 (фиг. 13). В блокированном положении упорный участок 50 привода находится в зацеплении с поперечным участком стенки 51 элемента 12, тем самым не позволяя ему перемещаться геликоидально. Привод принудительно направляется упругим элементом 52, расположенным между приводом и верхним упором 53 рамы, в нижнее положение. В расцепленном положении (фиг. 13) привод содержит шпильку 54, которая зацепляется с капсулоприемником, например, с передней внешней стенкой 55. В данном положении привод находится в верхнем положении за счет прижимания упругих средств 52 к упору 53, тем самым, расцепляя упорный участок 50 привода от поперечного участка стенки 51. Данное положение соответствует сомкнутому положению головки, при котором стыковочная варочная головка зафиксирована к капсулоприемнику при помощи запорных средств 9. В данном положении перемещающие средства 10 могут перемещать стыковочный варочный элемент.
Устройство по изобретению дополнительно содержит расцепной механизм, использующий поворотную рычажную систему 11 для расцепления запорных средств 9. Подобный механизм будет рассмотрен со ссылкой на фиг. 6 и 11. Устройство 15 передачи крутящего момента содержит толкатель 56, который находится рядом с идущим вверх выступом 57 трубчатого запорного элемента 19. При переводе поворотной рукоятки 14 в направлении D2, т.е. против часовой стрелки, на несколько градусов из нейтрального положения по фиг. 7, например, на 10 градусов, устройство передачи крутящего момента непосредственно воздействует, при помощи толкателя 56, на выступ 47, перемещая трубчатый запорный элемент 19 в том же направлении, таким образом, чтобы обеспечить угловое выравнивание выемки 23 с выступами 25 на втором трубчатом элементе 20. В результате подобного выравнивания верхний подузел 2 автоматически поворотно выталкивается от нижнего подузла 3 вокруг поворотных осей 6 под действием упругих отклоняющих средств 30. Во время данного возврата устройства в положение манипулирования капсулой, капсула, помещаемая в кожух, в целом обрабатывается средствами 28 извлечения капсулы и удаляется в капсульный отсек 58 устройства. В частности, средства извлечения содержат пару подпружиненных зажимных элементов 59, которые зацепляются с кромкой капсулы и поднимают ее после расцепления стыковочной варочной головки. Затем поднятая капсула скользит назад вдоль зажимных элементов 59 и падает в желоб 60, сообщающийся с капсульным отсеком. Принцип действия системы извлечения описан в патентном документе WO 2012041605.