ЭРГОНОМИЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ НАПИТКА ИЗ КАПСУЛЫ
ERGONOMIC DEVICE FOR BEVERAGE EXTRACTION FROM CAPSULE

Область применения
Изобретение относится к устройству для экстракции напитков из картриджей, в частности к машинам для приготовления напитков. Устройство для экстракции напитков из картриджей может иметь эргономичную конструкцию для ручного управления открыванием и закрыванием устройства для подачи и удаления картриджей.
В настоящем описании термин «напиток» означает любую жидкую пищу, такую как чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, детское питание и т.д. Картриджи означают любые герметичные конструкции для вмещения разделенного на порции ингредиента, являющиеся жесткими, такими как капсулы, или мягкими или гибкими, такие как чалды, и изготовленные из любого материала, вторсырья и не вторсырья, биоразрушаемого и не биоразрушаемого, такого как алюминий или пластик, в частности, алюминиевые чалды или алюминиевые капсулы.
Уровень техники
Проблемой, возникающей при обращении с картриджами, содержащими ингредиенты, является размещение этих картриджей в устройстве для экстракции и закрытие последнего вокруг картриджа для проведения процесса экстракции. Картридж обычно должен размещаться потребителем на опоре картриджа или в корпусе, после чего устройство вручную или автоматически закрывается вокруг картриджа.
Важно корректно разместить картридж, чтобы устройство закрывалось надлежащим образом вокруг последнего и создавало надежную герметизацию для обеспечения хороших условий экстракции. Неправильное размещение может повредить картридж и в результате повлиять на условия экстракции.
Для того чтобы герметизация устройства вокруг картриджа обеспечивала надлежащую экстракцию при прохождении через картридж жидкости под давлением без нежелательного протекания, закрывание устройства вокруг картриджа должно осуществляться с высокой точностью. Расстояние закрывания механических средств закрывания таких устройств обычно регулируется вручную в процессе изготовления устройства для достижения требуемой точности.
Также загрузка капсулы должна быть легкой, без ошибок и коррекции положения капсулы в устройстве. Загрузка также должна выполняться как можно быстрее и не требовать избыточных манипуляций.
В документ WO 2005/004683 представлено капсульное устройство приготовления напитка, содержащее первую часть; вторую часть, которая может перемещаться относительно первой; корпус для капсулы, ограничивающий перемещение подвижной части вдоль оси в указанном корпусе в закрытом положении напротив фиксированной части в положении экстракции; часть для вставки и размещения капсулы, содержащую средства для направления капсулы, устроенные таким образом, чтобы капсула вставлялась под действием силы тяжести и размещалась в промежуточном положении; систему разливания напитка; и вторую движущуюся часть, сконструированную и выполненную таким образом, чтобы перемещать капсулу из промежуточного положения в положение экстракции, когда устройство закрывается.
В документе ЕР 1721553 описано заварное устройство для кофемашин с применением капсул. Устройство имеет фронтальную часть с выпускным отверстием для напитка и заднюю часть с впускным отверстием для горячей воды. Фронтальная и задняя части монтируются между парой обращенных друг к другу плечевых направляющих элементов. Фронтальная часть перемещается между данными направляющими элементами для подгонки вплотную к задней части, образуя с задней частью заварную камеру для размещения капсулы для экстракции, а незанятый объем остается впереди фронтального элемента между направляющими элементами внутри машины.
В документе ЕР 1659547 описана машина для приготовления напитков путем экстракции, а именно приготовления кофе эспрессо. Данная машина включает в себя экстракционную камеру внутри заварного блока, который имеет подвижную фронтальную часть с возвратной пружиной и выпускной канал для напитка, который проходит через наружный корпус машины. Подвижная фронтальная часть взаимодействует с задней частью, которая движется внутри корпуса и которую можно толкать на подвижную фронтальную часть для сжатия возвратной пружины, в результате чего выпускной канал выдвигается через наружный корпус. Чалда проходит через наружный корпус в экстракционную камеру через жесткий канал подачи чалды, и затем она перемещается в экстракционную камеру наружной втулкой на подвижной задней части заварного блока, который снабжен криволинейным каналом для движения задней части. Такое устройство имеет несколько проблем. Чалда должна перемещаться во время закрывания заварной камеры, и это может вызывать блокирование, а также делает средства фиксации чалды более сложными. Более того, открывание и закрывание заварной камеры вызывает одновременное линейное смещение подвижной задней части в пределах корпуса, подвижной передней части в пределах корпуса и выпускного канала через корпус, что увеличивает риск слишком сильного направления и застревания или неправильного расположения различных частей, которые линейно перемещаются друг относительно друга. Жидкостная система содержит подвижный узел, который делает эту систему более сложной для сборки. Когда после экстракции заварной блок повторно открывается для удаления чалды, содержащаяся в экстракционной камере вода под давлением может выходить за пределы корпуса. Кроме того, в машине остается не занятый объем между передним элементом и корпусом, когда выпускной канал находится в задвинутом положении.
В документах US 3260190 и WO 2005/072574 раскрыта кофе-машина, имеющая выдвижную секцию для размещения на ней емкости с кофе. Выдвижная секция может перемещаться горизонтально в кофемашину и подниматься по направлению к устройству впрыска воды. В документе WO 2006/023309 описана кофемашина с выдвижной секцией для вставки картриджа с кофе в машину. Выдвижная секция перемещается между открытым и закрытым положениями и имеет две полуоболочки для картриджа, которые могут поворачиваться вплотную друг к другу для образования заварной камеры, когда выдвижная секция находится в закрытом положении, и поворачиваться друг от друга, когда выдвижная секция выдвигается из машины. В документе US 6966251 представлена кофемашина с горизонтально перемещающейся выдвижной секцией для размещения в ней капсулы. Когда выдвижная секция задвигается в машину, она может двигаться вверх по направлению к закрепленному корпусу капсулы для формирования заварной камеры. В документе ЕР 1566126 описана кофемашина с вертикальным заварным блоком для размещения чалд с кофе. Заварной блок имеет неподвижную верхнюю часть и подвижную нижнюю часть для размещения чалд, которая может выталкиваться для открывания заварного блока и подводиться для вставки и удаления чалд.
Кроме того, заварные блоки описаны в патентных документах ЕР 0730425, ЕР 0862882, ЕР 1219217, ЕР 1480540, ЕР 1635680, ЕР 1669011, ЕР 1774878, ЕР 1776026, ЕР 1893064, FR 2424010, US 3260190, US 4760774, US 5531152, US 7131369, US 2005/0106288, US 2006/0102008, WO 2005/002405, WO 2005/016093, WO 2006/005756, WO 2006/066626 и WO 2007/135136.
Усовершенствованные заварные блоки, такие как заварные блоки, раскрытые в документах WO 2005/004683, WO 2007/135135 и WO 2007/135136 имеют первую часть; вторую часть, которая может перемещаться относительно первой части; корпус для капсулы, ограничивающий перемещение подвижной части вдоль оси в указанном корпусе в закрытом положении напротив фиксированной части в положении экстракции; часть для вставки и размещения капсулы, содержащую средство для ее направления, выполненное таким образом, что капсула вставляется под действием сил тяжести и размещается в промежуточном положении; систему разлива напитка; при этом вторая подвижная часть выполнена таким образом, что капсула перемещается из промежуточного положения в положение экстракции, когда устройство закрывается. Подвижная часть приводится в действие ручкой для открывания и закрывания заварного блока. Кроме того, для содействия повторному открыванию заварного блока может быть использована пружина, которая сжимается в процессе движения закрывания и затем разжимается в процессе движения открывания, как, например, показано в документе WO 2007/135136.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к устройству для приема картриджа с ингредиентом и экстракции ингредиента путем пропускания нагретой жидкости через картридж. Данное устройство содержит гнездо для картриджа, которое имеет открытое состояние для приема и/или удаления картриджа из такого устройства и закрытое состояние для экстракции ингредиента; и устройство для создания усилия, содействующего движению закрывания и открывания гнезда для картриджа.
Обычно такое устройство имеется в машине для приготовления напитков для приема картриджей с ингредиентами, таких как капсулы и/или чалды. Например, такой машиной может быть машина для приготовления кофе, чая, шоколада или супа. В частности, данная машина устроена для приготовления напитка в гнезде для картриджа путем пропускания горячей воды или другой жидкости через картридж, содержащий ингредиент приготавливаемого напитка, такой как молотый кофе, иди чай, или шоколад, или какао, или сухое молоко.
Например, машина для приготовления напитка содержит блок приготовления напитка, предназначенный для приема картриджей и их извлечения после использования, например, устройство для экстракции; корпус с отверстием, ведущим в зону, в которую извлекаются капсулы из блока приготовления; и приемник, имеющий полость, образующую область хранения для сбора извлекаемых картриджей до уровня заполнения приемника. Приемник вставляется в указанную выше зону и извлекается из данной зоны для удаления накопленных картриджей. Такие машины описаны в документах WO 2009/074550 и РСТ/ЕР 09/053368.
Согласно настоящему изобретению устройство для создания усилия связано со средствами демпфирования движения, осуществляемого под действием устройства для создания усилия в процессе закрывания и открывания гнезда для картриджа. Средства демпфирования могут содержать по меньшей мере один из демпферов: инерционный демпфер, демпфер трения, гидравлический демпфер, пневматический демпфер или магнитный демпфер. Например, средства демпфирования содержат инерционный демпфер и/или демпфер трения, в частности демпфер на основе цилиндрической зубчатой передачи.
В результате можно предотвратить любое резкое или неконтролируемое открывание под действием устройства для создания усилия. В частности, предотвращается любой резкий или неконтролируемый удар механических частей устройства, что предотвращает ранний выход из строя механических частей и обеспечивает дополнительный комфорт потребителю. Движения, которым помогает или которые вызываются устройством создания усилия, контролируются средствами демпфирования.
Устройства для создания усилия могут быть выполнены с возможностью накопления энергии при закрывании гнезда для картриджа и высвобождения накопленной энергии при открывании гнезда, содействуя его открыванию, и наоборот.
Обычно устройство имеет ручку, перемещаемую потребителем для перевода гнезда для картриджа из открытого состояния в закрытое, и/или наоборот. Ручку можно использовать либо только для закрывания гнезда для картриджа, либо только для его открывания, т.е. только в одном направлении, как ручку одностороннего действия, или как для закрывания, так и для открывания гнезда для картриджа, т.е. в обоих направлениях, как ручку двустороннего действия. Когда ручка работает только в одном направлении, устройство для создания усилия и средства демпфирования обычно выполнены с возможностью вступления в действие при обратном движении гнезда для картриджа. Когда ручка работает в обоих направлениях, устройство для создания усилия и средства демпфирования могут быть выполнены таким образом, что они либо содействуют возврату ручки, когда она управляется потребителем, или даже возвращают ручку без необходимости какой-либо помощи со стороны потребителя. Ручка двустороннего действия может быть выполнена в виде шарнирного рычага, за который может взяться потребитель. Ручка одностороннего действия может иметь форму поворотной клавиши, за которую может взяться потребитель.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения устройство для создания усилия содержит пружину. Пружина может быть винтовой, спиральной или пластинчатой. Пружина может сжиматься при движении открывания или закрывания гнезда для картриджа и разжиматься при обратном движении. Например, пружина сжимается при закрывании гнезда для картриджа и разжимается при его открывании, содействуя открыванию, или наоборот. В зависимости от вида пружины и ее расположении в устройстве, она может сжиматься и разжиматься при повороте, сжатии и растяжении, и изгибе.
Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство для создания усилия содержит систему масс, такую как противовес. Например, центр масс системы поднимается при закрывании гнезда для картриджа и опускается под действием сил тяжести при открывании этого гнезда, содействуя открыванию, или наоборот. В частности, ручка может вращаться вокруг оси совместно с массой, установленной вне указанной оси вращения ручки.
Обычно гнездо для картриджа имеет первую и обращенную к ней вторую опоры для картриджа, которые разводятся в процессе открывания гнезда для картриджа и сводятся вместе во время закрывания гнезда для картриджа. Примеры таких гнезд представлены в упомянутых выше документах WO 2005/004683, WO 2007/135135 и WO 2007/135136.
По меньшей мере, одна опора для картриджа может перемещаться гидравлически.
По меньшей мере, одна опора для картриджа может перемещаться посредством движений ручки с помощью механического привода. Например, механический привод содержит рычаг для передачи усилия, в частности шарнирное звено, и/или зубчатую передачу для передачи усилия, в частности прямозубую цилиндрическую передачу.
Изобретение также относится к устройству для приема картриджа с ингредиентом и экстракции ингредиента путем пропускания нагретой жидкости через картридж, а именно к описанному выше устройству. Такое устройство содержит гнездо для картриджа, которое имеет открытое состояние для приема и/или удаления капсулы из такого устройства и закрытое состояние для экстракции ингредиента, и перемещаемую потребителем ручку для перевода гнезда для картриджа из открытого в закрытое состояние и наоборот. Этому устройству может быть присущ любой признак или комбинация признаков, описанных выше.
Согласно настоящему изобретению перемещаемая потребителем ручка соединяется со средством обратной связи в конце хода для обеспечения соответствующей обратной связи с потребителем, приводящим ручку в движение.
Обычно средства обратной связи имеют чувствительную к усилию конструкцию. Средство обратной связи в конце хода может включать в себя конструкцию для создания механической «опорной точки» с более или менее мгновенным освобождением ручки в конце ее хода, при этом устройство обратной связи в конце хода содержит, в частности, упругий зажим или запор. Конфигурация механической «опорной точки» обычно формируется для создания повышенного усилия для прохода конкретной точки, при этом проход точки связан для потребителя с освобождением.
Для информирования потребителя о том, что достигнут конец перемещения ручки, и чтобы потребитель знал, что действие выполнено соответствующим образом, могут быть реализованы и другие системы обратной связи по усилию.
Как отмечено выше, данное устройство может включать в себя устройство для создания усилия, содействующего закрыванию или открыванию гнезда для картриджа. Перемещаемая потребителем ручка может соединяться со средствами демпфирования для демпфирования движения ручки, вызванного действием устройства для создания усилия.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения устройство для создания усилия выполнено с возможностью содействия открыванию гнезда для картриджа, а устройство обратной связи в конце хода работает при закрывании гнезда для капсулы, или наоборот.
Дополнительно изобретение относится также к устройству для приема капсулы с ингредиентом и экстракции ингредиента путем пропускания нагретой жидкости через картридж, в частности, к описанному выше устройству. Это устройство содержит гнездо для картриджа, которое имеет открытое состояние для приема и/или удаления картриджа из такого устройства и закрытое состояние для экстракции ингредиента, и перемещаемую потребителем ручку для перевода гнезда для картриджа из открытого состояния в закрытое, и наоборот. Перемещаемая потребителем ручка соединяется со средствами демпфирования перемещения ручки. Данное устройство может включать в себя любые из описанных выше признаков разных устройств для экстракции или любую комбинацию таких признаков.
Кроме того, изобретение относится к машине для приготовления напитков, в частности чая, кофе или шоколада. Такая машина содержит описанное выше устройство.
Дополнительно настоящее изобретение относится и к системе, которая содержит картридж с ингредиентом и машину для приготовления напитков, упомянутую выше. Картридж размещается в гнезде для картриджа в описанном выше устройстве, входящем в состав машины для приготовления напитков.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения приведены в дальнейшем описании со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1а и 1b показано для сравнения известное из уровня техники устройство для экстракции, вид в разрезе;
- на фиг.2а-2с показаны части устройства для экстракции напитка согласно настоящему изобретению в открытом состоянии, вид в разрезе;
- на фиг.3а и 3b - то же, в закрытом и открытом состояниях, соответственно, вид в перспективе;
- на фиг.4 представлено устройство для экстракции напитка, показанное на фиг.2а-3b, в закрытом состоянии, частично схематичный вид в разрезе; и
- на фиг.5а-5с показана часть устройства для экстракции с устройством обратной связи по усилию в конце хода согласно настоящему изобретению, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
На фиг.1а и 1b для сравнения показан вариант выполнения известного устройства 1а. Конструкционные и рабочие детали данного варианта выполнения подробно описаны в документе WO 2007/135136. В частности, прилагаемые к данному документу фигуры 1а и 1b соответствуют фигурам 7 и 5 этого документа соответственно.
Показанное на фиг.1а и 1b устройство 1а для экстракции имеет ручное устройство открывания и закрывания, включающее ручку 41а и систему 43с, 43с', 46а, 46а' для содействия возврату данного устройства в открытое состояние. На фиг.1а устройство 1а для экстракции уже почти закрывается ручкой 41а, приближающейся к закрытому горизонтальному положению. На фиг.1b устройство 1а для экстракции полностью открыто ручкой 41а, расположенной в основном вертикально.
Устройство 1а для экстракции имеет гнездо для картриджа, сформированное из двух обращенных друг к другу опор 20а, 30а для картриджа. Опора 30а для картриджа может перемещаться в целом поступательно к и от обращенной к ней опоры 20а путем вращения ручки 41а вокруг фиксированной оси 42а вращения. Движения вращения ручки 41а передаются перемещающейся опоре 30а для картриджа через систему рычагов, образующих шарнирно-рычажный механизм 43а, 43b, 44а, и устройство ослабления 43ab, взаимосвязанные между собой посредством поворотного элемента 42а'. Рычажный механизм имеет рычаг 43а, шарнирно связанный с опорой 30 для картриджа осью 45а. Устройство ослабления шарнирно крепится к ручке 41а на оси 42b. В результате, когда ручка 41а поворачивается, как показано стрелками A1, A2, а именно из закрытого положения в вертикальное положение, рычаг 43b' слегка поворачивается и сдвигается за ось 44а шарнирно-рычажного механизма 43а, 43b, 44а, а ось 44а опускается при повороте движении рычага 43b вокруг оси 42а'.
Для содействия открыванию устройства 1а для экстракции система подвижных рычагов 43а, 43b, 43ab, 44а соединяется с винтовой пружиной 46а растяжения. Пружина 46а имеет пару крюкообразных концов 46а', один из которых показан на фиг.1а. Эти концы могут крепиться в соответствующих отверстиях в соответствующих выступах 43с, 43с' на рычагах 43b, 43b'. При установке на выступах 43с, 43с' пружина 46а находится в растянутом состоянии в закрытом положении устройства для экстракции (фиг.1а) и в состоянии меньшего растяжения или свободно в открытом положении устройства (фиг.1b) в результате изменения расстояния между выступами 43с и 43с' в открытом и закрытом состояниях. В результате пружина 46а будет содействовать открыванию устройства 1а для экстракции, облегчая движение открывания, и сжиматься во время закрывания устройства 1а.
Настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретный вариант его осуществления, показанный на фиг.2а-4.
На фиг.2а-4 показано устройство 1 для экстракции согласно настоящему изобретению. Устройство 1 может быть частью машины для приготовления напитков посредством прохождения нагретой жидкости, такой как вода, через картридж 2с ингредиентом 2 в форме мягкой чалды, например, изготовленной из герметичной и воздухонепроницаемой алюминиевой оболочки, содержащей ингредиент напитка, например, молотый кофе, как, например, выпускаемый под знаком NESPRESSO™.
Устройство 1 для экстракции имеет гнездо 10 для картриджа, содержащее первую опору 20 для картриджа и вторую опору 30 для картриджа, обращенную к первой опоре 20 для картриджа. Опоры 20, 30 для картриджа выполнены с возможностью приема картриджа 2 в открытом состоянии, когда они находятся на расстоянии друг от друга, и закрытия картриджа 2 в закрытом состоянии для экстракции, когда они сведены друг к другу. На фиг.2а, 2b, 2с и 3b показано гнездо 10 для картриджа с опорами 20, 30 для картриджа в их открытом состоянии, когда они разведены друг от друга. На фиг.3а и 4 показано посадочное гнездо 10 для картриджа с опорами 20, 30 для картриджа в их закрытом состоянии для экстракции, когда они сведены друг к другу и картридж 2 закрыт в гнезде 10.
На фиг.2а показана вставка картриджа 2 под действием сил гравитации сверху в гнездо 10 для картриджа. Более конкретно, картридж 2 показан над входным каналом 11 для картриджа, который ведет в гнездо 10 в нижней части.
На фиг.2b показан картридж 2, размещенный в гнезде 10 для картриджа в открытом состоянии перед процессом экстракции. Гнездо 10 для картриджа соединено с удерживающими картридж элементами 12 для удержания картриджа 2 в гнезде 10, когда опорные элементы 20, 30 находятся в открытом состоянии на расстоянии друг от друга. Более конкретно, удерживающие элементы 12 расположены на краю гнезда 10 так, чтобы ободок 3 картриджа 2 опирался на элементы 12 и прижимался к ним вплотную в данном промежуточном положении загрузки капсулы. Когда опорные элементы 20, 30 сведены вместе, капсула 2с ободком 3 проталкивается опорным элементом 30 через расположенный на краю элемент 12 вплотную к противоположному элементу 20 в положение картриджа для экстракции, в котором картридж 2 закрыт между опорными элементами 20, 30 (как показано на фиг.4).
На фиг.2с гнездо 10 для картриджа показано в его повторно открытом состоянии после экстракции с опорными элементами 20, 30 в их положении на расстоянии друг от друга. Устройство 1 выполнено с возможностью извлечения использованного картриджа 2 под действием сил гравитации из гнезда 10 через нижний канал 13 для извлечения. Картридж 2 может поступать в коллектор для картриджей (не показан), например, в приемный контейнер для картриджей, расположенный под гнездом 10.
Основной принцип устройства для экстракции с удерживающими элементами, используемыми при вставке, промежуточном положении, закрывании и извлечении картриджа 2, раскрывается подробнее в документе ЕР 1859714, в частности для мягких или гибких картриджей, например чалд, а также в документе ЕР 1646305, в частности для жестких картриджей, например капсул.
На фиг.3а и 4 опорные элементы 20, 30 показаны сведенными вместе, закрывающими картридж 2 в гнезде 10.
Как более подробно показано на фиг.4, опора 20 для картриджа имеет трубчатый поршень 21, перемещаемый в поршневой камере 25. Поршневая камера 25 ограничивается наружной, в целом, имеющей форму чаши передней частью 26, вмещающей переднюю часть элемента опоры 20 для картриджа и, в целом, трубчатой задней частью 27, внутри и вдоль которой перемещается поршень 21.
Кроме того, устройство 1 для экстракции соединяется с устройством впрыска жидкости, которое включает: источник жидкости, такой как холодная вода, в частности, хранящаяся в резервуаре 60а, насос 60 для нагнетания жидкости под давлением из резервуара 60а через трубку 61 и вход 28 камеры в поршневую камеру 25 и дальнейшего нагнетания жидкости все еще под давлением через выход 29 камеры во встроенный нагреватель 70 через трубку 71 и от нагревателя 70 через обратный клапан 80, трубку 81 в поршневую трубку 21, образующую вход гнезда 10 для картриджа для подачи нагретой жидкости.
В гнезде 10 для картриджа нагретая жидкость под давлением течет через картридж 2 для приготовления напитка посредством экстракции ингредиента, содержащегося в картридже 2, напиток собирается и подается через выход 35, соединенный с опорой 30 для картриджа.
Для полной ясности путь течения жидкости через устройство 1 для экстракции схематично показан толстыми стрелками на фиг.4.
Таким образом, данное устройство впрыска жидкости соединено с поршневой камерой 25 для впрыска не нагретой жидкости под давлением в камеру 25 и гидравлического приведения опоры 20 для картриджа поршнем 21 вплотную к противоположной опоре 30 для картриджа в закрытое положение. Уплотнения 22, 23, например, уплотнительные кольца между опорой 20 для картриджа, поршнем 21 и передней и задней частями 26, 27 предотвращают утечку из камеры 25. В процессе циркуляции через поршневую камеру 25 жидкость далее циркулирует постоянно под давлением из поршневой камеры 25 через нагреватель 70 в камеру 10 картриджа в соответствии с настоящим изобретением.
Кроме того, опора 30 для картриджа перемещается к и от противоположной опоры 20 для картриджа механическим приводом.
Как более детально показано на фиг.3а и 3b, механический привод содержит управляемую вручную, в целом, Г-образную ручку 41, шарнирно установленную на неподвижной раме 40 с помощью оси 42 ручки 41. Пара рукояток 43 на одном конце соединены с помощью стержня 44 и шарнирно установлены на ручке 41 на расстоянии от оси 42, а на другом конце с помощью стержня 45 шарнирно прикреплены к опоре 30 для картриджа таким образом, что когда, в целом, Г-образная ручка 41 выталкивается из открытого положения (фиг.3b) в закрытое положение (фиг.3а), рукоятки 43 приводятся в движение ручкой 41, вращающейся вокруг оси 42, для проталкивания опоры 30 для картриджа к опоре 20 для картриджа. Различные механические приводные устройства, приводимые в движение вручную и/или механически, можно использовать для реализации данного вспомогательного аспекта настоящего изобретения, например, как описано в документах ЕР 1646305, ЕР 1859713, ЕР 1767129 и WO 2009/043630. В частности, механический привод может иметь серию элементов, формирующих шарнирно-рычажный механизм и устройство ослабления, работающие на основании основного принципа, показанного на фиг.1а и 1b.
На раме 40 также размещается закрывающая панель 40' для защиты трубки 61, входного соединения 28 и передней и задней частей 26, 27, ограничивающих поршневую камеру 25. Передняя и задняя части 26,27 также крепятся к раме 40. В результате трубки 61, 71 могут монтироваться между неподвижными элементами 26, 60, 70, 80 и могут изготавливаться из прочных материалов, с которыми можно легко обращаться в процессе автоматического производства устройства для экстракции.
Более того, для облегчения повторного открывания ручки 41 предусматривается пружинный элемент 46, как показано на фиг.3b. Пружинный элемент 46 сжимается во время движения закрывания и автоматически приводит ручку 41 назад в движении открывания или, по меньшей мере, содействует такому движению открывания. В частности, геликоидальная пружина 46 имеет один конец 46', прикрепленный к раме 40, и другой конец, прикрепленный к оси 42 или прижимающийся в ручке 41 рядом с осью 42. Геликоидальная пружина 46 монтируется вокруг оси 42. Конечно, можно предусмотреть другие пружинные устройства для воспроизведения данного или подобного эффекта. Пружинное устройство может, например, соединяться с другими элементами шарнирной цепи элементов, которые соединяют опору 30 для картриджа с ручкой 41. Пружина может монтироваться для работы в сцеплении, как показано на фиг.1а и 1b, в сжатии или скручивании. Более того, пружина может иметь форму пластины, которая монтируется для работы на изгиб между рамой 40 и ручкой 41.
Конечно, можно монтировать пружину в противоположном направлении, т.е. для содействия движению закрывания устройства для экстракции.
Кроме того, согласно настоящему изобретению для формирования эргономичного ощущения от управления механическим приводом во время движения открывания и закрывания с помощью ручки 41, с целью повышения комфорта для потребителя в процессе приведения в движение ручки 41 и предотвращения удара ручки 41 в конце хода в случае приведения в движение пружиной 46 предусматривается демпфер движения. В данном конкретном варианте осуществления предусматривается демпфер в форме цилиндрических зубчатых передач, которые следуют за вращением оси 42. Таким образом, первое зубчатое колесо 47 устанавливается на оси 42, которая прикреплена к ручке 41. Второе зубчатое колесо 48, взаимодействующее с первым колесом 47, подвижно монтируется на раму 40 для демпфирования вращения оси 42. Инерция и трение, связанные с движением цилиндрических зубчатых передач, контролируют движение открывания и действуют как демпфер. Конечно, разные системы демпфирования подходят для управления открыванием и/или закрыванием такого устройства для экстракции, в частности демпферы, выбранные из демпферов трения, гидравлических демпферов, пневматических демпферов, магнитных демпферов и т.д.
Устройство 1 для экстракции также оснащено выталкивателем 90 картриджа для выталкивания картриджа 2 при повторном открывании после экстракции с тем, чтобы содействовать извлечению картриджа 2. Стержень выталкивателя 90 перемещается внутри трубчатого поршня 21 и приводится в движение с помощью кулачка 49 и толкателя 91 кулачка путем перемещения ручки 41, с которой соединен кулачок 49. На фиг.4 толкатель 90 показан в убранном положении, а на фиг.2b - в выдвинутом положении для выталкивания картриджа 2 из опоры 20 для картриджа.
Также на фиг.4 показано, что опора 20 для картриджа оснащена разбрызгивателем 95 для впрыска нагретой жидкости в картридж 2с помощью полых игл 96 для прокалывания картриджа 2. В процессе использования нагретая жидкость подается под давлением из трубки 81 в трубчатый поршень 21 для циркуляции вокруг выталкивателя 91, вдоль разбрызгивателя 95 и в капсулу 2с помощью игл 96. Уплотнения 92, 93, например, уплотнительные кольца, предусматриваются для предотвращения протекания впрыснутой воды вдоль выталкивателя 90. Противолежащая опора 30 для картриджа опирается на устройство 97 вскрытия, например, в форме пластины с разрывающими элементами, например, такой как пирамидальная пластина. В результате нагретая жидкость, впрыскиваемая в картридж 2с помощью игл 96, экстрагирует ингредиент, содержащийся в капсуле, и покидает капсулу 2 через устройство вскрытия 97, из которого она подается в разливочный выпускной патрубок 35. Далее можно использовать чашку или кружку для сбора напитка, подаваемого через выпускной патрубок 35, который соединяется с опорой 30 для картриджа. После экстракции выталкиватель 90 особенно полезен для отсоединения картриджа 2 от игл 96.
После ввода картриджа 2 в открытое гнездо 10 (фиг.2b) потребитель опускает вниз ручку 41, в результате чего передняя часть устройства 1 для экстракции, т.е. опора 30 для картриджа, приводится в движение рукояткой 43 и рычажным механизмом, расположенным с обеих сторон устройства 1 для экстракции. В результате картридж 2 вставляется между удерживающими элементами 12 посредством изгиба окружных кромок 3 картриджа 2. Как только механическое движение закрывания с помощью ручки 41 заканчивается, капсула 2 захватывается между пирамидальной пластиной 97 и разбрызгивателем 95 и прокалывается иглами 96. На данной стадии образуется близко расположенное уплотнение гнезда 10 для картриджа вокруг картриджа 2. В данном почти закрытом состоянии опоры 20, 30 для картриджа обычно разнесены на менее чем 2,5 мм, обычно на менее чем 1,5 мм, например, менее чем на 0,5 мм.
Как вариант можно также настроить расстояние закрывания так, что прокалывание картриджа будет осуществляться под действием гидравлического закрывания гнезда для картриджа вместо механического закрывания. Это обеспечивает такое преимущество, что потребитель не должен прилагать более мощное закрывающее усилие для прокалывания капсулы. Такое усилие закрывания в результате обеспечивается насосом.
Как только насос приводится в действие для приготовления напитка, не нагретая жидкость, например холодная вода, подается в поршневую камеру 25. Далее жидкость выходит из поршневой камеры 25 и проходит через нагревательный элемент 70 и затем до клапана 80. Когда давление в жидкости начинает увеличиваться перед клапаном 80, опора 20 для картриджа с поршнем 21 движется и подводится под действием увеличивающегося давления жидкости в поршневой камере 25 к противоположной опоре 30 для картриджа для соответствующей герметизации картриджа 2 в гнезде 10 для картриджа. Открывание клапана 80 происходит на уровне давления, достаточного для устранения протечки между опорами 20, 30 для картриджа, как показано на фиг.4.
Когда клапан 80 открывается для прохода жидкости, нагретая жидкость течет под давлением в разбрызгиватель 95 и в картридж 2 через иглы 96, в результате чего давление в картридже 2 увеличивается до тех пор, пока капсула не откроется на пирамидальной пластине 97, чтобы жидкость вытекала из капсулы 2 во время экстракции.
В данном контексте «нагретая жидкость» означает жидкость, которая нагревается непосредственно нагревателем устройства для экстракции. «Не нагретая жидкость» означает жидкость, которая в частности еще не вышла из поршневой камеры и не прошла через нагреватель. В результате определение «не нагретая жидкость» включает жидкость из источника жидкости, например емкости, находящуюся перед поршневой камерой и внутри поршневой камеры и в целом перед нагревателем по потоку.
В конце процесса приготовления клапан 80 можно отключить для сброса давления в поршневой камере 25. В результате опоры 20, 30 для картриджа разгерметизируются и могут разводиться. Обычно клапан 80, который может быть электромагнитным клапаном, отключается отключением насоса 60.
Для извлечения капсулы 2 после использования потребитель отпускает ручку 41, которая открывается автоматически под действием пружины 46 на контролируемой скорости под действием демпфера 47, 48.
В результате передняя часть устройства 1 для экстракции, т.е. опора 30 для картриджа, отодвигается от задней части устройства 1 для экстракции, т.е. опоры 20 для картриджа. Это ведет к дальнейшему открыванию гнезда 10 для картриджа во время запуска выталкивателя 90 под действием кулачка 49 и толкателя 91 кулачка для выталкивания картриджа 2 из опоры 20 для картриджа и его выпадения под действием сил гравитации из гнезда 10 для картриджа (фиг.2с), например, в емкость сбора использованных картриджей (не показана), расположенную ниже.
На фиг.5а-5с показан дополнительный эргономичный вариант устройства 1 для экстракции. Устройство 1 имеет такую конструкцию, что когда ручка 41 почти доходит до горизонтального положения, ощущение блокирования передается потребителям с тем, чтобы потребитель получил эргономичную обратную связь в конце хода. На фиг.5а показана ручка 41 в вертикальном открытом положении. На фиг.5b показана ручка 41 в промежуточном положении в процессе движения закрывания. На фиг.5с показана ручка 41 в закрытом положении.
В соответствии с настоящим изобретением ручка 41 соединяется со средством 50 обратной связи в конце хода. Средство 50 обратной связи предназначено для обеспечения обратной связи с потребителем, приводящим в движение ручку 41, для сообщения, когда ручка доходит до конца хода из открытого в закрытое положение с тем, чтобы потребитель знал, когда движение закрывания выполняется надлежащим образом.
В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг.5а-5с, средство 50 обратной связи для сообщения о конце хода включает в себя устройство для обеспечения обратной связи с потребителем по усилию на ручке 41, а именно устройство для создания механической опорной точки с мгновенным высвобождением ручки в конце ее хода. Для формирования такой обратной связи по усилию средство 50 включает упругий зажим или захват. В частности, средство 50 может быть сформировано из пластинчатой пружины, которая имеет фиксированный конец 51, т.е. в целом Г-образное основание 51, прикрепленное к или напротив рамы 40, и свободный конец 52, который упруго деформируется. В целом Г-образный свободный конец 52 имеет противодействующий уклон 53, включающий расцепляющий скос 54. При нажатии вниз на ручку 41, т.е. из ее положения, показанного на фиг.5а, в ее положение, показанное на фиг.5с, стержень 44 вращается вокруг оси 42. Когда ручка 41 приближается к своему горизонтальному положению закрывания, как показано на фиг.5b, стержень 44 вступает в контакт с противодействующим уклоном 53. Когда стержень 44 вращается вокруг оси 42, он движется вдоль противодействующего уклона 53, толкая скос 54 к оси 42, в результате чего свободный конец 52 упруго деформируется, что создает усилие на стержне 44 против вращения стержня 44 вокруг оси 42 по часовой стрелке, при этом усилие увеличивается по мере дальнейшего вращения стержня 44. Когда стержень 44 находится в целом в пределах соединения между противодействующим уклоном 53 и расцепляющим скосом 54, с учетом усилия, создаваемого пружиной 46, стержень 44 достигает состояния равновесия. Пройдя данную точку равновесия, стержень 44 проходит вдоль противодействующего уклона 53, который формирует усилие на ручке 41 в направлении ее закрывания. Другими словами, во время прохода стержня 44 по пружинной пластине 50, усилие, необходимое для перемещения ручки 41 в ее горизонтальное закрытое положение, постепенно нарастает перед пошаговым уменьшением. Это ощущается потребителем, приводящим в действие ручку 41, как опорная точка прохода. Данная опорная точка в конце хода ручки 41 в результате обеспечивает механическую чувствительную обратную связь, указывающую потребителю, что движение ручки 41 надлежащим образом завершено.
Альтернативно или кумулятивно можно также предусмотреть устройство обратной связи в конце хода для того, чтобы давать сигнал потребителю, когда ручка доходит до конца перемещения из закрытого положения в открытое.
Конечно, можно предусмотреть средство чувствительной обратной связи, отличающееся от устройства для обеспечения обратной связи по усилию на ручке 41. Например, средство обратной связи может быть устроено как визуальная или звуковая система для потребителя.