Машина для помола и дозирования с дозирующим устройством для молотого кофе
Grinding and measuring device with  ground coffee dispenser

Область техники
Изобретение применяется в области помола кофейных зерен, необходимого для приготовления кофейного напитка, например, эспрессо. В частности, изобретение относится к машине для помола и дозирования, содержащей дозирующее устройство для точного измерения порций молотого кофе.
Предшествующий уровень техники
В ходе приготовления кофейных напитков, таких как эспрессо, сначала кофейные зерна мелют в кофемолке. Далее в кофемашине молотый кофе варят с использованием горячей воды, находящейся под высоким давлением. Молотый кофе, извлеченный из кофемолки, перемещают в кофемашину в держатель фильтра, в котором упомянутый молотый кофе удерживают во время приготовления и подачи напитка.
Для того чтобы получить кофе желаемого типа, важна оптимальная регулировка параметров обработки, таких как степень помола кофейных зерен, прижатие используемого количества молотого кофе, надлежащее соотношение молотого кофе и воды, и температура и давление воды.
Например, в документе IT1187064 описана автоматическая кофемашина для подачи кофе, которая обеспечивает постоянный объем сваренного напитка и позволяет измерять подачу со временем, так что пользователю по запросу указывают качество поданного кофе.
С другой стороны, в документе ES1089030 описана кофемолка, содержащая прозрачную градуированную трубку, которая позволяет определять количество кофе, которое мелют, для приготовления одной порции кофе. Следовательно, бариста получает возможность визуально проверить количество молотого кофе и, таким образом, решить, когда он/она вручную выключит кофемолку и остановит помол кофейных зерен. Порцию кофе проверяют на основе объема кофе, который был помолот.
Далее кофемолки, такие как кофемолка, описанная в документе EP2314188, регулируют порцию кофе, которую подают в держатель фильтра, на основе заранее заданных времен помола. А именно, кофемолка, такая как кофемолка, описанная в этом документе, может определить используемый держатель фильтра и автономно определить порцию молотого кофе, которую надо подать. Каждый держатель фильтра связан с устройством подачи кофе, которое подает кофе в соответствии с заранее заданным рецептом и, когда кофемолка распознает держатель фильтра, она обеспечивает заранее заданное количество молотого кофе, например, одинарную или двойную порцию, связанную с упомянутым рецептом.
В документе WO 2015/006244 описана кофемолка, снабженная тензодатчиком, который поддерживает вилку для баристы, на которую он кладет держатель фильтра, когда последний заполняют молотым кофе. Это будет деформировать тензодатчик и после измерения деформации, кофемолка будет способна обеспечить для баристы измерение массы держателя фильтра, содержащего молотый кофе. Следовательно, массу молотого кофе получают путем вычитания массы пустого держателя фильтра из измеренного значения. Кофемолка, описанная в этом документе, также обеспечивает конструкции, защищающие тензодатчик от воздействий, которые могут его повредить, в частности, когда бариста кладет держатель фильтра на вилку. Это объясняется тем, что тензодатчик не должен испытывать напряжений, которые слишком велики по сравнению с нагрузками при взвешивании.
В документе US 2016/0143481 описана машина для помола кофе, содержащая подающую трубку, соединенную с блоком помола для подачи кофе в фильтр, который поддерживается держателем фильтра, опирающимся на платформу, при этом тензодатчик соединен с поддерживающей платформой с целью взвешивания количества кофе, содержащегося в фильтре. Тензодатчик электрически соединен с блоком управления, который принимает сигналы, указывающие вес кофе, и который выполнен с возможностью остановки блока помола, когда вес кофе достигает заранее заданного значения.
Раскрытие изобретения
Автор обнаружил, что измерение массы молотого кофе обеспечивает, во многих случаях, представляющих интерес, более точное дозирование по сравнению с управлением временем помола или объемом молотого кофе. Управление на основе объема может быть неточным, так как масса молотого кофе в заранее заданном объеме может изменяться в соответствии со степенью помола. Более того, визуальная проверка высоты молотого кофе в градуированной трубке для испытаний может быть затруднена из-за неравномерного распределения молотого кофе, например, из-за накопления. Кроме того, визуальные проверки не могут учитывать различия в плотности, вызванные разными размерами частиц или разной влажностью. Здесь разности плотности могут не быть такими явными, как изменение уровня в устройстве дозирования, при этом вес может быть разным.
Управление временем помола также может приводить к подаче неточных порций молотого кофе по разным причинам. Это объясняется тем, что кофейные зерна могут образовывать скопления из-за эффекта слипания зерен; более того, устройство для помола кофе склонно изнашиваться, что приводит к зависящему от времени ухудшению его рабочих параметров. Аналогичные проблемы могут привести к изменениям степени помола или нерегулярному соскальзыванию выходящего молотого кофе из устройства для помола кофе, что приводит к ошибкам при дозировании.
Хотя конструкции, описанные в документах WO 2015/006244 и US 2016/0143481, обеспечивают возможность измерения массы молотого кофе, автор обнаружил, что, так как в описанных в указанных документах устройствах на измерения влияет вес держателя фильтра, поддерживаемого тензодатчиком, то должна быть точно известна масса пустого держателя фильтра. Одно устройство для помола кофе, в общем, используется с разными держателями фильтра, которые обычно обладают разными массами. Следует отметить, что держатель фильтра может весить несколько сот граммов, а порция молотого кофе, в общем, весит несколько граммов. Следовательно, даже небольшие различия в массе двух держателей фильтров, возможно одного типа, могут быть существенными по сравнению с весом дозируемого кофе.
В изобретении предложена машина для помола и дозирования, содержащая дозирующее устройство, которое может взвешивать молотый кофе до его поступления в держатель фильтра. А именно, молотый кофе поступает в канал, где он накапливается и, как только будет достигнута желаемая масса, его выпускают в держатель фильтра. Подающий канал и, в результате, молотый кофе, который накапливается в указанном канале, подвешены на тензодатчике, который измеряет их массу. Это позволит точно измерять и дозировать массу молотого кофе.
Целесообразно, чтобы масса без нагрузки, измеренная тензодатчиком, была постоянной, что позволяет осуществлять одно измерение во время калибровки тензодатчика. Следовательно, тензодатчик может быть установлен так, чтобы указывать нулевую массу в условиях осуществления измерения без нагрузки. Следовательно, масса, которую измеряют и которую указывают при наличии молотого кофе, непосредственно соответствует массе нетто молотого кофе и отсутствует необходимость в проверке массы без нагрузки, например, массы держателя фильтра, при каждом взвешивании, то есть до подачи молотого кофе.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик работал в сравнительно узком диапазоне значений и обеспечивал адекватно точные измерения. Изначально тензодатчик поддерживает основной корпус, который содержит подающий канал, и массу молотого кофе просто в дальнейшем прибавляют к такой массе. Следовательно, увеличение массы, записанное тензодатчиком во время измерения, равно только измеряемому количеству, то есть массе молотого кофе. В результате, от положения равновесия, которое характерно для тензодатчика до помола, тензодатчик подвергается небольшой деформации, когда присутствует молотый кофе.
В определенных вариантах осуществления изобретения предложена машина для помола и дозирования, содержащая дозирующее устройство с улучшенной защитой тензодатчика от воздействия, что приводит к более надежному и стойкому дозирующему устройству и предотвращается воздействие на тензодатчик напряжений, которые не находятся в рабочем диапазоне тензодатчика, при этом предпочтительно, чтобы указанный диапазон был узким.
В изобретении предложена машина для помола и дозирования, включающая в себя:
- устройство для помола, выполненное с возможностью помола кофейных зерен и доставки молотого кофе, при этом указанное устройство для помола содержит блок помола и двигатель для помола, выполненный с возможностью приведения в действие указанного блока помола;
- дозирующее устройство для молотого кофе, выполненное с возможностью приема молотого кофе, доставленного устройством для помола;
отличающаяся тем, что указанное дозирующее устройство для молотого кофе содержит:
- основной корпус, содержащий:
a) подающий канал с входным отверстием, предназначенным для приема молотого кофе, и выходным отверстием, предназначенным для возможности выпуска молотого кофе из подающего канала, при этом молотый кофе падает под действием силы тяжести через входное отверстие вдоль подающего канала;
б) закрывающий элемент, выполненный с возможностью перемещения между закрытым положением для закрывания выходного отверстия и обеспечения возможности накопления молотого кофе в канале и открытым положением, в котором молотый кофе может быть выпущен через выходное отверстие;
- тензодатчик с первым свободным концевым участком, который соединен с основным корпусом для поддержки в подвешенном состоянии основного корпуса, при этом тензодатчик выполнен с возможностью измерения веса молотого кофе, накопленного в подающем канале, когда закрывающий элемент находится в закрывающем положении, и выработки сигнала измерения, представляющего измеренный вес молотого кофе; и
- электронный блок управления, соединенный с тензодатчиком и двигателем для помола и выполненный с возможностью приема сигнала измерения, выработанного тензодатчиком, и выключения двигателя для помола в зависимости от значения указанного сигнала измерения.
Предпочтительно, чтобы блок управления был выполнен с возможностью выключения двигателя для помола, когда значение сигнала измерения достигает заранее заданного значения, которое хранится в электронном блоке управления.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик содержал второй концевой участок, противоположный первому концевому участку, а дозирующее устройство содержало неподвижную опорную конструкцию, внешнюю по отношению к основному корпусу, при этом опорная конструкция прикреплена ко второму концевому участку тензодатчика с целью поддержки тензодатчика и, следовательно, основного корпуса.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик содержал, по меньшей мере, один гибкий участок, расположенный между первым концевым участком и вторым концевым участком,
- указанный, по меньшей мере, один гибкий участок выполнен с возможностью деформации под весом, приложенным к первому концевому участку.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик был выполнен с возможностью измерения веса молотого кофе, накопленного в подающем канале, с помощью разницы между весом брутто основного корпуса, который измеряют с молотым кофе в указанном канале, и весом тары, который равен весу основного корпуса, когда в канале отсутствует молотый кофе, при этом вес тары измеряют при пустом подающем канале.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик был выполнен с возможностью указания нулевого веса, когда в подающем канале отсутствует молотый кофе.
Предпочтительно, чтобы входное отверстие подающего канала было выполнено с возможностью приема молотого кофе из устройства для помола, которое соединено с указанным входным отверстием канала.
Предпочтительно, чтобы закрывающий элемент был расположен у выходного отверстия.
Предпочтительно, чтобы закрывающий элемент был с возможностью поворота соединен с конструкцией передачи нагрузки.
Предпочтительно, чтобы подающий канал продолжался в вертикальном направлении между входным отверстием и выходным отверстием.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик являлся тензодатчиком на основе изгиба балки.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик был соединен с блоком управления и был выполнен с возможностью выработки сигнала измерения, представляющего измеренный вес молотого кофе, например, сигнал напряжения, пропорциональный деформации конца гибкого участка.
Предпочтительно, чтобы основной корпус содержал систему привода, которая соединена с закрывающим элементом и которая соединена с электронным блоком управления с целью приведения в действие закрывающего элемента между открытым положением и закрытым положением. Предпочтительно, чтобы система привода содержала двигатель, управляемый электронным блоком управления и соединенный с закрывающим элементом, и чтобы электронный блок управления был выполнен с возможностью управления перемещением закрывающего элемента из закрытого положения в открытое положение и наоборот.
Предпочтительно, чтобы система привода была прикреплена к конструкции передачи нагрузки.
В одном варианте осуществления изобретения электронный блок управления соединен с пользовательским интерфейсом и выполнен с возможностью приема входных данных из пользовательского интерфейса.
В определенных вариантах осуществления изобретения дозирующее устройство содержит панель, которая прикреплена ко второму концевому участку тензодатчика с целью поддержки тензодатчика и, следовательно, основного корпуса. Предпочтительно, чтобы панель, в основном, продолжалась в вертикальной плоскости и была прикреплена к конструкции передачи нагрузки.
Предпочтительно, чтобы первый концевой участок тензодатчика был подвешен относительно панели.
Предпочтительно, чтобы второй концевой участок был подвешен относительно указанной панели.
Предпочтительно, чтобы панель, по существу, являлась плоской и обладала вертикальной ориентации (в частности, параллельной продольному направлению канала), так что, по меньшей мере, подающий канал и закрывающий элемент выступают за пределы панели в подвешенном состоянии.
В определенных вариантах осуществления изобретения конструкция передачи нагрузки содержит отверстие, которое выполнено с возможностью прохождения тензодатчика через отверстие. Предпочтительно, чтобы панель, если она присутствует, содержала отверстие, расположенное у отверстия конструкции передачи нагрузки и выполненное с возможностью предоставления возможности прохождения тензодатчика через отверстие панели и отверстие конструкции.
Предпочтительно, чтобы панель содержала отверстие для прохода тензодатчика через это отверстие, при этом первый и второй концевые участки тензодатчика расположены направленными к двум противоположным большим поверхностям панели и выступая за их пределы в подвешенном состоянии.
Предпочтительно, чтобы машина для помола и дозирования дополнительно содержала удерживающую опору, которая выполнена с возможностью поддержки и/или механического соединения с держателем фильтра, при этом дозирующее устройство расположено над удерживающей опорой, при этом выходное отверстие подающего канала направлено к удерживающей опоре для выпуска молотого кофе в держатель фильтра, когда последний расположен на удерживающей опоре и закрывающий элемент находится в открытом положении.
Предпочтительно, чтобы устройство для помола содержало соединительный канал, который сообщается с блоком помола и который соединен с входным отверстием подающего канала. Соединительный канал приспособлен для приема молотого кофе из блока помола и для выгрузки молотого кофе в подающий канал дозирующего устройства.
В одном варианте осуществления изобретения рама машины для помола и дозирования содержит основание и опорная конструкция, к которой прикреплены вторые концевые участки тензодатчика, механически соединена с основанием. Предпочтительно, чтобы в этом варианте осуществления изобретения опорная конструкция являлась частью рамы.
В одном варианте осуществления изобретения дозирующее устройство содержит панель, которая прикреплена ко второму концевому участку тензодатчика с целью поддержки тензодатчика, при этом панель, в свою очередь, прикреплена к части рамы, причем указанная часть рамы действует как опорная конструкция, внешняя для основного корпуса.
Предпочтительно, чтобы блок управления был соединен с блоком помола, тензодатчиком и системой привода с целью приведения в действие закрывающего элемента.
В одном варианте осуществления изобретения машина для помола и дозирования содержит датчик присутствия, который выполнен с возможностью выработки электрического сигнала для уведомления о наличии держателя фильтра, когда держатель фильтра расположен в удерживающей опоре, при этом электронный блок управления соединен с датчиком присутствия с целью обнаружения наличия держателя фильтра.
Также в настоящем документе описан способ подачи порции молотого кофе.
Краткое описание чертежей
Дополнительные особенности и преимущества машины для помола и дозирования согласно изобретению будут ясны из последующего описания одного предпочтительного варианта осуществления изобретения, который приведен для пояснения, а не ограничения изобретения, и который содержит ссылки на чертежи.
На фиг. 1 показано дозирующее устройство машины для помола и дозирования в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 2 - дозирующее устройство на фиг. 1, которое содержит опорную раму, в соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 3 - дозирующее устройство на фиг. 2, вид сзади в перспективе;
на фиг. 4 - дозирующее устройство на фиг. 2, вид сбоку в перспективе;
на фиг. 5 подробно показано дозирующее устройство в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, схематичный вид;
на фиг. 6 - машина для помола и дозирования в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 7 - блок-схема системы, выполненной с возможностью управления помолом и взвешиванием молотого кофе с учетом машины для помола и дозирования с фиг. 6;
на фиг. 8 - пример держателя фильтра, схематичный вид.
Варианты осуществления изобретения
На фиг. 6 показана машина для помола и дозирования в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, вид в перспективе. Машина 1 для помола и дозирования содержит устройство для помола кофейных зерен или устройство 2 для помола и дозирующее устройство 3.
На фиг. 1 показано дозирующее устройство 3 в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, вид в перспективе. Дозирующее устройство 3 содержит основной корпус 5. Основной корпус 5 содержит канал 51, имеющий одно входное отверстие 52 и одно выходное отверстие 53. Входное отверстие 52 предназначено для приема молотого кофе, например, из устройства для помола кофе. Выходное отверстие 53 канала 51 предназначено для выпуска молотого кофе из канала 51. Предпочтительно, чтобы канал 51 простирался в вертикальном направлении между входным отверстием 52 и выходным отверстием 53. Молотый кофе, принятый через входное отверстие 52, падает под действием силы тяжести вдоль канала 51 из выходного отверстия 53.
В определенных вариантах осуществления изобретения дозирующее устройство 3 выполнено с возможностью выпуска заранее заданных порций молотого кофе. Дозированный молотый кофе, выпущенный из дозирующего устройства 3, может быть собран в держателе фильтра, который обычно поддерживается вилкой (не показана на фиг. 1) устройства для помола кофе.
Основной корпус 5 дозирующего устройства 3 содержит закрывающий элемент 54, который предпочтительно расположен у выходного отверстия 53 канала 51. Закрывающий элемент 54 выполнен с возможностью перемещения с целью перехода между закрытым положением и открытым положением. В этом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг., закрывающий элемент 54 является пластиной, например, стальной пластиной.
В закрытом положении, закрывающий элемент 54 предотвращает выпуск молотого кофе из выходного отверстия 53 и позволяет накапливать молотый кофе в канале 51. В закрытом положении, закрывающий элемент закрывает выходное отверстие 53 и поддерживает молотый кофе, накопленный в канале 51. Наоборот, в открытом положении закрывающий элемент оставляет открытым выходное отверстие 53, позволяет выпускать молотый кофе из канала 51 через выходное отверстие в направлении стрелки 99.
В примерах, показанных на фиг. 1 - 4, пластина 54 установлена на оси 88, которая действует в качестве оси поворота с целью поворота относительно оси АА поворота, и переход между закрытом положением и открытым положением осуществляют путем поворота пластины от горизонтального положения, в котором она закрывает выходное отверстие канала, до вертикального положения (по существу, вдоль основного направления протяженности канала, то есть направления 99), в котором пластина оставляет выходное отверстие 53 открытым.
В соответствии с изобретением дозирующее устройство 3 содержит тензодатчик 6, который выполнен с возможностью измерения веса молотого кофе, накопленного в канале 51 основного корпуса 5, когда закрывающий элемент 54 находится в закрытом положении. Обычно дозирующее устройство 3 выполнено с возможностью выработки электрических сигналов измерений, представляющих вес кофе, накопленного в подающем канале.
Электронный блок 97 управления соединен с тензодатчиком 6 и двигателем 21 для помола и выполнен с возможностью приема сигнала измерения, выработанного тензодатчиком 6, и выключения двигателя 21 машины для помола в зависимости от значения указанного сигнала измерения.
Предпочтительно, чтобы блок 97 управления был выполнен с возможностью выключения двигателя 21 машины для помола, когда значение сигнала измерения достигает заранее заданного значения, которое хранится в электронном блоке 97 управления.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик 6 содержал второй концевой участок 62, противоположный первому концевому участку 61, а дозирующее устройство 3 содержало неподвижную опорную конструкцию 8, внешнюю по отношению к основному корпусу 5, при этом опорная конструкция 8 прикреплена ко второму концевому участку 62 тензодатчика 6 с целью поддержки тензодатчика 6 и, следовательно, основного корпуса 5.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик представлял собой тензодатчик на основе изгиба балки (например, консольный тензодатчик на основе балки).
Тензодатчик 6, в общем, содержит, по меньшей мере, один гибкий участок (62), расположенный между первым концевым участком 61 и вторым концевым участком 62, и выполненный с возможностью деформации под воздействием веса, приложенного к первому концевому участку 61. Более того, тензодатчик 6 может содержать один или более датчиков деформации (не показаны), применимых к гибкому участку 63 и выполненных с возможностью выработки сигнала напряжения, который пропорционален деформации гибкого участка 62. Датчики деформации могут быть, например, деформируемыми резисторами, соединенными с измерительным мостом Уитстона, который соответствует известным технологиям.
Электронный блок (97) управления, предпочтительно центральный обрабатывающий блок (CPU), выполнен с возможностью приема сигналов измерений, представляющих нагрузку, приложенную к тензодатчику. Например, тензодатчик 6 электрически соединен с блоком 97 управления, который принимает сигналы напряжения, которые пропорциональны деформации тензодатчика 6.
Первый концевой участок 61 является свободным и соединен с основным корпусом 5 дозирующего устройства 3 так, чтобы поддерживать основной корпус 5 в подвешенном состоянии. Другими словами, основной корпус 5 подвешен на первом концевом участке 61 тензодатчика 6. Таким образом, вес основного корпуса 5 и кофе, накопленного в основном канале 51, полностью опирается на тензодатчик 6, тем самым порождая деформацию гибкого участка 62 и, таким образом, предоставляется возможность измерения такого веса, например, с помощью датчиков деформации.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик 6 был выполнен с возможностью измерения веса молотого кофе, накопленного в канале 51 основного корпуса 5 с помощью разности между весом брутто основного корпуса 5, измеренного при наличии молотого кофе в канале 51 основного корпуса 5, и весом тары, представленной самим основным корпусом 5 без молотого кофе в канале. Таким образом, вес тары, который может быть измерен при пустом канале 51 основного корпуса, может быть представлен постоянным числовым значением. Следовательно, тензодатчик 6 может быть выполнен с возможностью указания нулевого веса, когда в канале 51 отсутствует молотый кофе. Сигналы измерений, переданные тензодатчиком в CPU, представляют вес кофе, накопленного в канале.
Далее будет выполнена ссылка на постоянный вес тары, при этом техническое значение указанного описано выше.
Как дополнительно будет описано далее, при использовании, второй концевой участок 62 тензодатчика 6 неподвижен, в частности с помощью устойчивого соединения с конструкцией, которая является внешней по отношению к основному корпусу и которая в настоящем описании называется опорной конструкцией, например, неподвешенной панелью или рамой, такая как рама машины для помола и дозирования, которая содержит дозирующее устройство согласно изобретению.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения основной корпус 5 содержит конструкцию 55 передачи нагрузки. В этом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг., конструкция 55 передачи нагрузки выполнена в форме пластины подходящей формы. Предпочтительно, чтобы конструкция 55 передачи нагрузки содержала вертикально ориентированную основную плоскость протяженности (то есть параллельно основному направлению протяженности канала 51) и содержала, по меньшей мере, один соединительный участок 92, выступающий из основной плоскости протяженности для прикрепления конструкции 55 к тензодатчику 6, в частности, первому свободному концевому участку 61 тензодатчика 6. В общем, конструкция 55 передачи нагрузки прикреплена к первому концевому участку 61 тензодатчика 6, как более подробно описано далее.
В этом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг., конструкция 55 передачи нагрузки содержит отверстие 77, которое выполнено с возможностью прохода тензодатчика 6 в поперечном положении через указанное отверстие. Тензодатчик 6 выполнен с возможностью выступа из основной плоскости протяженности конструкции 55 передачи нагрузки и, в частности, оба концевых участка тензодатчика выполнены с возможностью выступа из основной плоскости протяженности конструкции 55 передачи нагрузки.
Подающий канал 51 и закрывающий элемент 54 сцеплены с конструкцией 55 передачи нагрузки и, в частности, прикреплены к конструкции 55 передачи нагрузки. Например, канал 51 прикреплен к конструкции 55 передачи нагрузки с помощью первых крепежных элементов.
В примере реализации с фиг, основной корпус 5 содержит элемент 91 соединения с выходным отверстием, расположенный у выходного отверстия 53 подающего канала 51 и соединенный с выходным отверстием. Предпочтительно, чтобы элемент 91 соединения с выходным отверстием являлся одной деталью с каналом 51. Элемент 91 соединения с выходным отверстием является полым и содержит отверстие у выходного отверстия 53 канала с целью предоставления возможности выпуска молотого кофе из канала через элемент соединения.
В показанном варианте осуществления изобретения, без ограничения, элемент 91 соединения с выходным отверстием продолжается наружу относительно канала 51 в основном направлении, которое перпендикулярно продольной оси канала 51. Первый соединительный выступ 90, который отходит от основной плоскости протяженности конструкции 55, прикреплен к указанной конструкции или является единым целым с указанной конструкцией. Первый соединительный выступ 90 выполнен с возможностью поддержки элемента 91 соединения с выходным отверстием и прикреплен к указанному элементу 91 соединения с выходным отверстием с помощью первого средства 89 крепления (например, с помощью нескольких винтов в крепежной коробке). Соответственно, канал 51 поддерживается конструкцией 55 передачи нагрузки с помощью элемента 91 соединения с выходным отверстием, первого средства 89 крепления и первого соединительного выступа 90.
Следует понимать, что между подающим каналом 51 и конструкцией 55 передачи нагрузки могут быть обеспечены другие способы соединения, а именно крепления, которые отличаются от способов, показанных на фиг. В частности, элемент 91 соединения с выходным отверстием является необязательным и также необязательным является соединительный выступ 90.
В этом варианте осуществления изобретения на фиг. 1 - 4, пластина 54 прикреплена к конструкции 55 передачи нагрузки с помощью шарнира или оси 88 с целью поворота относительно оси АА, которая перемещает пластину 54 от закрытого положения до открытого положения.
В некотором альтернативном варианте осуществления изобретения, подробности которого схематично показаны на фиг. 5 и который подробно описан далее в описании, закрывающий элемент 54 выполнен подвижным относительно конструкции 55 передачи нагрузки в прямом направлении, например, горизонтальном направлении.
Конструкция 55 передачи нагрузки прикреплена к первому концевому участку 61 тензодатчика 6. В частности, первый концевой участок 61 тензодатчика 6 содержит поддерживающую поверхность 64 для приложения изгибающих напряжений.
В показанном примере конструкция 55 передачи нагрузки прикреплена к такой опорной поверхности 64 с помощью вторых крепежных элементов 65, например, винтов. В частности, соединительный участок 92 конструкции 55 прикреплен к первому концевому участку 61 тензодатчика 6. Таким образом, конструкция 55 передачи нагрузки поддерживается в подвешенном состоянии на поддерживающей поверхности тензодатчика 6 и, в свою очередь, подающий канал 51 и закрывающий элемент 54 прикреплены к конструкции 55 передачи нагрузки и, следовательно, поддерживаются тензодатчиком 6 в подвешенном состоянии через конструкцию 55.
Как упомянуто выше, второй концевой участок 62 тензодатчика 6 может быть прикреплен к опорной конструкции для поддержки тензодатчика 6, который поддерживает основной корпус 5 в подвешенном состоянии с помощью своего свободного первого концевого участка. Следует понимать, что опорная конструкция не подвешена на тензодатчике 6. Предпочтительно, чтобы опорная конструкция опиралась на основание или была прикреплена к основанию.
Как показано на фиг. 2 - 4, опорная конструкция, которая является внешней по отношению к основному корпусу, представляет собой панель 8, которая поддерживается основанием или которая прикреплена к основанию, в рабочем положении дозирующего устройства, с целью поддержки основного корпуса. Предпочтительно, чтобы панель 8 была выполнена в виде пластины подходящей формы. Второй концевой участок 62 тензодатчика 6 прикреплен к панели 8 дозирующего устройства 3. Предпочтительно, чтобы панель 8 была, по существу, плоской панелью, которая расположена позади конструкции 55 передачи нагрузки и с вертикальной ориентацией, чтобы основной корпус 5 был расположен с выступанием относительно панели 8. В показанных вариантах осуществления изобретения основной корпус 5 содержит, по меньшей мере, один участок, выступающий относительно панели 8, такой участок содержит, по меньшей мере, канал 51 и закрывающий элемент 54.
Панель 8 дозирующего устройства 3 может устойчиво поддерживаться или быть механически соединенной с рамой (не показана на фиг. 1 - 5) машины для помола и дозирования, которая содержит дозирующее устройство 3. Второй конец 62 тензодатчика 6 может быть соединен с рамой, или косвенно через панель 8 дозирующего устройства 3 (как в примере, показанном на фиг.) или напрямую.
Панель 8 поддерживает конструкцию 55 передачи нагрузки. Такая панель 8 опирается на основание и/или прикреплена к раме и тензодатчик 6 не взвешивает ее.
Предпочтительно, чтобы тензодатчик 6 был расположен выступающим относительно панели 8. Панель 8 содержит отверстие 82, у отверстия 77 конструкции 55 передачи нагрузки, для прохода тензодатчика 6 через эти отверстия, при этом тензодатчик 6 не контактирует с кромкой отверстия 82, чтобы исключить ошибки измерений.
Панель 8 прикреплена к конструкции 55 передачи нагрузки и, следовательно, к основному корпусу 5 с помощью второго концевого участка 62 тензодатчика 6. Так как между тензодатчиком с конструкцией, внешней для основного корпуса, не обеспечено других точек крепления, конструкция передачи нагрузки поддерживается в подвешенном состоянии на гибком и свободном первом концевом участке 61 тензодатчика и может свободно перемещаться относительно панели 8.
Автор заявки заметил, что случайное воздействие на основной корпус 5 может привести к деформации тензодатчика 6 и/или к перемещению основного корпуса относительно опорной конструкции корпуса, такой как панель 8. Предпочтительно, чтобы перемещение конструкции передачи нагрузки и, следовательно, основного корпуса было ограничено по вертикали первыми элементами ограничения перемещения и, более предпочтительно, чтобы указанное перемещение также было ограничено по горизонтали вторыми элементами ограничения перемещения. Первые элементы ограничения перемещения и вторые элементы ограничения перемещения, если они присутствуют, выполнены с возможностью ограничения перемещения основного корпуса 5 и панели 8 друг относительно друга, чтобы, таким образом, защищать тензодатчик 6 от излишних деформаций в результате некоторых воздействий.
В этом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг., первые элементы ограничения перемещения содержат ограничивающие перемещение винты 57 и соответствующие опорные поверхности 84. Винты 57 первых элементов ограничения перемещения выполнены так, чтобы находиться на расстоянии от опорных поверхностей 84, когда отсутствуют воздействия, и выполнены так, чтобы контактировать с соответствующими опорными поверхностями 84 в случае наличия упомянутых воздействий, чтобы, таким образом, ограничивать перемещение основного корпуса 5 и панели 8 друг относительно друга. А именно, ограничивающие перемещение винты 57 прикреплены к верхнему участку и нижнему участку конструкции 55 передачи нагрузки и, в частности, к соответствующим выступам, выполненным в конструкции 55 в соответствующих отверстиях в панели 8. Например, опорные поверхности 84 горизонтально выступают относительно панели 8. Каждый винт 57 основного корпуса 5 обладает соответствующей ему опорной поверхностью 84 панели 8, чтобы позволить основному корпусу 5 перемещаться относительно панели в вертикальном направлении до остановки упомянутого перемещения.
Предпочтительно, чтобы перемещение основного корпуса было ограничено в горизонтальном направлении вторыми элементами ограничения перемещения, например, ограничивающими перемещение винтами 85, прикрепленными к панели 8 близко к вертикальным стенкам конструкции передачи нагрузки. Каждый винт 85 панели 8 имеет соответствующую ему опорную поверхность основного корпуса 5, например, вертикальным участком конструкции 55 передачи нагрузки.
Следует понимать, что благодаря конструкции передачи нагрузки, которая удерживает основной корпус (открытый канал) в качестве тары, сравнительно малым является перемещение, вызванное (дополнительным) изгибом свободного концевого участка тензодатчика с целью взвешивания молотого кофе, с учетом обычных масс молотого кофе, подаваемых в держатель фильтра и составляющих от 5 до 30 грамм.
В примере реализации, который показан на фиг., второй концевой участок 62 тензодатчика 6 прикреплен к задней поверхности панели 8, противоположной передней поверхности, на которой с выступанием расположена конструкция 55 передачи нагрузки (как показано на фиг. 3 и 4). Панель содержит соединительный выступ 81, который выступает относительно основной плоскости протяженности панели 8 и который может быть выполнен путем выреза и изгиба части панели 8. Второй концевой участок 62 тензодатчика 6 опирается на пластину 93 и, предпочтительно, прикреплен к указанной пластине 93, которая опирается на соединительный выступ 81, расположенный ниже и параллельно пластине 93 на расстоянии от нее благодаря использованию амортизирующих элементов 67. Концы указанных амортизирующих элементов прикреплены к пластине 93 и выступу 81, например, с помощью соответственно винтов 92 (показаны на фиг. 2) и гаек 66.
Следует понимать, что возможны другие способы крепления второго концевого участка 62 тензодатчика 6. Например, второй концевой участок может быть прикреплен к выступу, который, в свою очередь, прикреплен к задней поверхности панели (не показано). Амортизирующие элементы 67 являются необязательными и также необязательно наличие как пластины, так и выступа для прикрепления второго конца 62 тензодатчика к панели.
Как будет подробно описано далее, в некоторых вариантах осуществления изобретения предпочтительно, чтобы панель 8 была выполнена с возможностью соединения с опорной конструкцией, которая является внешней для дозирующего устройства. Для этой цели и в соответствии с примером, показанным на фиг. 2 - 4, панель содержит соединительные элементы 83 и 83’.
Предпочтительно, чтобы основной корпус 5 содержит систему 7 привода, которая предназначена для перемещения закрывающего элемента 54 между открытым положением и закрытым положением. Система 7 привода соединена с конструкцией 55 передачи нагрузки, а предпочтительно прикреплена к конструкции 55 передачи нагрузки. Следует понимать, что масса, измеряемая тензодатчиком 6, также содержит массу системы 7 привода. Предпочтительно, чтобы система 7 привода содержала двигатель 71, соединенный с пластиной 54.
В этом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 1 - 4, система 7 привода содержит первый шкив 72, приводимый в действие двигателем 71, второй шкив 73, который прикреплен к шарниру 88 и поворачивается относительно него, чтобы, таким образом, поворачивать закрывающий элемент 54, и приводной ремень 74 для передачи вращательного перемещения от первого шкива 72 второму шкиву 73, то есть от двигателя 71 к закрывающему элементу 54, чтобы, таким образом, перемещать закрывающий элемент 54 между открытым положением и закрытым положением.
В еще одном варианте осуществления изобретения, как схематично показано на фиг. 5, система 7 привода содержит зубчатое колесо 75, соединенное с двигателем 71, и зубчатую рейку 76. Зубчатая рейка 76 взаимодействует с зубчатым колесом 75 с целью преобразования поворотного перемещения зубчатого колеса в прямолинейное перемещение, так что двигатель 71 будет перемещать закрывающий элемент 54, например пластину, между открытым положением и закрытым положением в направлении В в обоих направлениях. Направление перемещения пластины является горизонтальным, то есть перпендикулярным основному направлению протяженности подающего канала 51. Стрелка Е указывает направление выпуска молотого кофе вдоль подающего канала.
В определенных вариантах осуществления изобретения блок 97 управления выполнен с возможностью активирования системы 7 привода и, в частности, двигателя 71, чтобы, таким образом, перемещать закрывающий элемент 54 в открытое положение, когда вес молотого кофе достигает заранее заданного значения.
Устройство 2 для помола имеет известные характеристики, некоторые из которых описаны в любом случае для лучшего понимания работы дозирующего устройства 3.
Машина для помола и дозирования содержит сосуд (не показан на фиг. 6), например, выполненный в виде воронки, в котором могут быть расположены кофейные зерна для последующего помола, при этом указанный сосуд может быть соединен с соединительным элементом 86. Устройство для помола сообщается с указанным сосудом с целью приема из него размещенных кофейных зерен. Устройство для помола содержит блок (21а) помола, который выполнен так, что его приводит в действие двигатель 21 для помола. Обычно, блок 21а помола содержит одно или более колес для помола (например, пару плоских или цилиндрических колес для помола) или одно или более вращающихся друг относительно друга лезвий для помола кофейных зерен.
Машина 1 для помола и дозирования содержит раму 95, которая поддерживает содержащий зерна сосуд и устройство 2 для помола. Рама 95 содержит основание 94, на котором расположена машина. Молотый кофе выпускают из блока 21а помола, который соединен с входным отверстием 52 подающего канала 51 дозирующего устройства 3. В частности, блок 21а помола помещает молотый кофе в соединительный канал, например канал 87, который соединен с подающим каналом 51.
Необязательный канал 23 соединяет подающий канал 51 с верхней поверхностью машины 1 для помола и дозирования, чтобы была возможность ее чистки без разбора машины.
Машина 1 дополнительно содержит удерживающую опору 24, которая выполнена с возможностью поддержки и/или механического соединения с держателем 4 фильтра. Например, удерживающая опора является вилкой, на которой располагают держатель фильтра. Предпочтительно, чтобы выходное отверстие 53 канала 51 было направлено к удерживающей опоре 24, чтобы позволить выпускать молотый кофе в держатель фильтра, который размещен на удерживающей опоре 24 или соединен с удерживающей опорой 24, когда закрывающий элемент 54 находится в открытом положении. Подающее устройство 51 расположено сверху удерживающей опоры 24 держателя фильтра.
Панель 8 установлена в корпусе машины 1 и механически соединена с опорной конструкцией машины 1, которая является внешней для дозирующего устройства. На фиг. 6 панель 8 прикреплена к части 22 рамы 95 машины с помощью соединительных элементов 83. В этом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, панель 8 содержит вторые соединительные элементы, например, соединительные зубы 83’, показанные на фиг. 2 и 4, для соединения панели 8 с основанием 94 машины 1 для помола и дозирования и, предпочтительно, с необязательным уплотняющим выступом 103 держателя 4 фильтра.
В другом варианте осуществления изобретения панель 8 прикреплена только к основанию 94 рамы машины 1.
Следует понимать, что конструкция 55 передачи нагрузки может быть поддержана и/или механически соединена с панелью 8, конфигурация которой отличается от показанной на фиг., или, как упомянуто выше, может быть поддержана и/или непосредственно соединена с опорной конструкцией, которая является внешней относительно дозирующего устройства 3, такой как рама машины, которая содержит дозирующее устройство. В последнем случае панель 8 является необязательной.
В общем, должно предполагаться, что второй концевой участок 62 тензодатчика прикреплен или может быть прикреплен к опорной конструкции, внешней относительно основного корпуса 5, с целью, таким образом, поддержки основного корпуса не в подвешенном состоянии.
В одном варианте осуществления изобретения (не показан), второй концевой участок 62 непосредственно прикреплен к части рамы 95 машины для помола и дозирования.
Следует отметить, что так как держатель 4 фильтра не выполнен с возможностью опоры на любую часть основного корпуса 5 или тензодатчика 6, дозирующее устройство 3 может быть выполнено так, чтобы масса основного корпуса 5 оставалась, по существу, постоянной весь срок службы дозирующего устройства 3 или, по меньшей мере, весь расширенный срок использования устройства.
На фиг. 7 показана блок-схема системы, выполненной с возможностью управления помолом и взвешиванием молотого кофе. Машина для помола и дозирования снабжена электронным блоком управления, например центральным обрабатывающим блоком 97 (CPU), и пользовательским интерфейсом 98, который электронным образом соединен с блоком управления. Обычно пользовательский интерфейс может представлять собой сенсорный экран или клавиатуру, с помощью которых пользователь может вводить команды и/или вводить данные. Блок управления, который обычно расположен в машине, и пользовательский интерфейс, который обычно расположен на внешней передней панели машины для легкого доступа со стороны пользователя, не показаны на фиг. 6. Блок 97 управления управляет схематично показанными на фиг. 7 двигателем 21 блока 21а помола и двигателем 71, который перемещает пластину 54. Центральный обрабатывающий блок выполнен с возможностью приема сигналов управления, представляющих вес и выработанных тензодатчиком 6, и выполнен с возможностью передачи сигналов управления на тензодатчик, двигатель блока 21а помола и двигатель для приведения в действие закрывающего элемента 54. Пунктирными линиями на фиг. 7 показаны линии для сигналов управления от/в центральный обрабатывающий блок 97.
В одном варианте осуществления изобретения электронный блок управления управляет работой блока помола устройства 2 для помола с помощью двигателя 21 для помола. А именно, блок 21а управления выполнен с возможностью запуска операции помола и окончания операции помола, когда вес молотого кофе достигает значения по умолчанию или, когда проходит заданный по умолчанию временной интервал. Значение времени по умолчанию и/или значение веса могут быть или выбраны пользователем, или сохранены в блоке управления. Значения по умолчанию, здесь и далее также называемые номинальными значениями, могут быть введены в виде входных данных, которые приняты центральным обрабатывающим блоком или сохранены в центральный обрабатывающий блок. Номинальные значения веса и/или времени могут изменяться в соответствии с желаемым рецептом приготовления кофе.
Машина для помола и дозирования может быть снабжена средством, которое само по себе известно и которое приспособлено для распознавания держателя фильтра и для определения веса кофе по умолчанию, который связан с различными держателями фильтра. На фиг. 8 показан пример держателя 100 фильтра, снабженного средством идентификации (показано схематично), которое предпочтительно является съемным и которое предпочтительно расположено на корзинке 102 для распознавания с помощью датчика распознавания. Хотя идентификатор показан в боковой области корзины держателя фильтра, идентификатор может быть расположен спереди корзины 102 (не показано на фиг. 8). Идентификационное средство 101 может быть цветным или любым другим средством, соответствующим уровню техники, таким как штрих-код, индуктивное средство или механический код, с которым взаимодействует датчик распознавания. Как показано на фиг. 6, когда держатель 100 фильтра расположен на вилке 24, датчик распознавания (не показан), например, расположенный ниже уплотняющего выступа 103 на уровне с идентификационным средством, определяет тип подаваемого молотого кофе, например, по общем массе, подлежащей подаче, и, при желании, степень помола, а датчик присутствия (не показан), например индуктивного типа, определяет присутствие держателя фильтра. Когда определено присутствие держателя фильтра, датчик присутствия направляет электрический сигнал на блок управления, который будет управлять операцией помола в соответствии с типом подачи, связанным с идентификационным средством.
Предпочтительно, чтобы до использования машины для помола и дозирования, например, во время установки этой машины, оператор откалибровал дозирующее устройство, чтобы тензодатчик считывал нулевое значение веса, когда в подающем канале отсутствует молотый кофе. Предпочтительно, чтобы оператор установил номинальный вес молотого кофе.
В одном варианте осуществления изобретения оператор вводит номинальное значение веса в виде входных данных для пользовательского интерфейса 98 и запускает операцию помола для начальной конфигурации машины. Блок управления выполнен с возможностью приема номинального значения веса, введенного пользователем, и, когда выбрана операция помола, выполнен с возможностью осуществления этой операции, при этом пластина находится в закрытом положении, и выполнен с возможностью проверки веса молотого кофе на пластине при осуществлении указанной операции. Когда вес кофе, который расположен на пластине, достигает номинального значения веса, которое было установлено ранее, операцию помола останавливают и блок управления определяет время помола, которое связано с номинальным значением веса, и сохраняет это значение в качестве номинального значения времени помола. Когда сохранены номинальные значения веса и времени помола, блок управления на основе указанных значений вычисляет номинальную пропускную способность по массе, например, в граммах в секунду.
Блок управления может быть выполнен с возможностью сохранения нескольких номинальных весов молотого кофе, которые связаны с соответствующими несколькими номинальными временами помола, на основе чего блок управления определяет соответствующие несколько пропускных способностей по массе, например, в зависимости от типа приготавливаемого напитка. Если обеспечено несколько типов напитков, блок управления выполнен с возможностью создания таблицы с входными данными, которая содержит номинальные значения веса и соответствующие номинальные пропускные способности по массе (или времена помола) для каждого типа напитка, которые получаются в результате соответствующих операций калибровки.
Выбор типа напитка и, следовательно, выбор номинальных значений веса, времени и пропускной способности по массе, может быть выполнен вручную или с помощью автоматического распознавания держателя фильтра, как описано выше.
После начального конфигурирования машины для помола и дозирования и в соответствии с одним вариантом осуществления машины, последняя работает «по запросу» и дозирующее устройство работает с постоянно открытым подающим каналом для молотого кофе, а именно блок управления удерживает пластину в открытом положении. В этом режиме, поданная порция является функцией времени помола, которое хранится в машине для конкретного типа напитка.
Автор обнаружил, что во время использования машины для помола и дозирования в режиме подачи, который опирается на время помола, рабочие условия могут изменяться в зависимости от времени использования машины, что не позволяет подаваемой порции соответствовать желаемой порции, установленной пользователем или сохраненной в машине.
В определенных вариантах осуществления изобретения управляют весом подаваемого молотого кофе. В режиме использования машины для помола и дозирования «по запросу», такое управление может быть активировано после заданного времени использования машины (например, после нескольких часов, одного дня или одной недели). Весом поданной порции можно управлять для одной операции подачи или для нескольких операций подачи.
Следует понимать, что специалист в рассматриваемой области может предложить много изменений, эквивалентных описанным вариантам осуществления изобретения, не выходя при этом за пределы объема изобретения.