ПОБЛОЧНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАШИН ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
BLOCK-BY-BLOCK PRODUCTION OF MACHINES FOR BEVERAGE PREPARATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области производства машин для приготовления напитков, в частности для приготовления напитка с использованием порционного ингредиента напитка или жидкой пищи (супа и т.п.), например капсул или контейнеров, содержащих молотый обжаренный кофе.
Термин «напиток» включает в себя любую жидкую пищу, например, чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, детское питание и т.д.
Уровень техники
Проектирование и производство серии машин для приготовления напитков, в частности, машин, использующих порционные ингредиенты, например, капсулы или контейнеры, и имеющих различные функции и/или различную производительность при приготовлении напитков является сложным и дорогостоящим процессом.
Существует необходимость в усовершенствовании проектирования и производства таких машин и одновременно с этим необходимость в предложении потребителю широкого ассортимента машин с различными функциями и опциями.
В частности, было бы полезным предложить серию универсальных машин для приготовления напитков, которые используют капсулы или контейнеры и могут быть модернизированы, т.е. снабжены дополнительными функциями, относящимися к приготовлению напитков, при низкой стоимости изготовления.
В документе FR 2554185 описана серия модулей, которые могут быть объединены для образования системы для приготовления кофе эспрессо. Модули соединены между собой. При этом один модуль является блоком приготовления кофе, другой - блоком выработки пара. Каждый блок содержит электрический соединитель.
В документе WO 2007/1412334 описана блочная система для приготовления напитков с установочной станцией и блоком приготовления напитков, имеющим взаимосвязанные схемы управления. Схема управления блоком может быть отсоединена от схемы установочной станции для автономного управления отсоединенным от станции блоком.
В документе US 2005/0015263 описана сеть из различных единиц сервисного оборудования для приготовления пищи, управление которыми может осуществляться с центрального компьютера.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения заключается в усовершенствовании производства машин для приготовления напитков за счет создания серии различных машин для приготовления напитков.
Термин «различные машины для приготовления напитков» относится к функциям машин, связанным с приготовлением напитков, т.е. различных машин для приготовления напитков, которые отличаются как в плане используемых ими аппаратных или программных средств, так и в плане их способности физически или химически изменять характеристики напитка. Поскольку напиток приготавливается на основе ингредиентов и одной или нескольких жидкостей, функции, относящиеся к приготовлению напитков, относятся к любому виду обработки жидкости (воды, молока и т.д.) или ингредиента. Термин «обработка» относится к химической, физической и/или механической обработке жидкости (жидкостей) или ингредиента.
Примерами физической обработки являются: нагрев, изменение структуры (например, взбивание) и перемешивание. Примером механической обработки является дозирование. Примером химической обработки является изменение взаимодействия между ингредиентом и жидкостью.
Указанная задача решена в устройствах и способах по независимым пунктам формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения дополнительно раскрывают основную идею изобретения.
Первым объектом изобретения является способ производства группы машин для приготовления напитков с различными функциями приготовления напитков. Такие машины предназначены для приготовления напитков на основе порций ингредиента, в частности, содержащихся в упаковках. Этот способ включает следующие этапы, на которых:
- обеспечивают наличие нескольких идентичных основных узлов, содержащих схему управления и блок приготовления напитков, предназначенный для вмещения порции ингредиента и подачи жидкости внутрь этой порции,
- обеспечивают наличие нескольких различных оснований, которые отличаются по функциям приготовления напитков,
- изготавливают группу различных машин для приготовления напитков путем установки основных узлов на верхнюю поверхность различных оснований, и установки, в частности, водяных баков на основания.
Предварительно подготовленные порции ингредиентов могут подаваться в машину для приготовления напитков в упаковках, обычно, в капсулах, или могут формироваться в машине за счет подачи заданного количества ингредиента из имеющейся в машине емкости с ингредиентом. Ингредиент, подаваемый по выбору из емкости, может быть преобразован перед подачей в него жидкости. Например, ингредиент в виде молотого кофе подается в машину для приготовления напитков в упаковках или из емкости машины, содержащий запас молотого кофе. Как вариант, ингредиент может быть в виде кофейных зерен, которые хранятся в емкости, подаются порциями и перемалываются перед подачей в них жидкости.
Каждое основание может быть снабжено посадочным местом для расположения на нем основного узла и соединением для установки водяного бака и средства подачи электропитания. Таким образом, при установке основного узла на основание на первом этапе могут быть выполнены электрическое соединение и соединение по жидкостни между основным узлом и основанием.
Другой объект изобретения относится к группе различных машин для приготовления напитков, изготовленных таким способом.
Еще одним объектом изобретения является группа различных машин для производства напитков. Каждая машина для производства напитков из этой группы содержит основной узел, снабженный схемой управления и блоком приготовления напитков, предназначенным для вмещения порции ингредиента и подачи жидкости внутрь порции ингредиента, при этом по меньшей мере один основной узел установлен на одном из нескольких различных оснований, различающихся по функциям приготовления напитков.
Каждое основание может быть снабжено посадочным местом для расположения на нем основного узла и соединением для установки водяного бака и средства подачи электропитания.
Основания могут быть снабжены средствами подачи воды из водяного бака к подсоединенному основному узлу.
Блок производства напитков может быть предназначен для вмещения порций ингредиента, упакованных в капсулы или контейнеры.
По меньшей мере одно основание может быть предназначено для размещения по меньшей мере двух основных узлов и для подачи в них воды предпочтительно из общего водяного бака. Предпочтительно схемы управления такими основными узлами взаимосвязаны, что будет подробно объяснено далее.
Еще один объект изобретения относится к машине для приготовления напитков. Машина содержит один или несколько узлов, снабженных схемой управления и блоком приготовления напитков, предназначенным для вмещения герметичной капсулы и подачи жидкости внутрь порции ингредиента, при этом по меньшей мере один основной узел установлен на основании, обеспечивающем подачу к основному узлу электропитания и воды из установленного на основании водяного бака.
Капсула или контейнер содержит один или несколько ингредиентов для приготовления напитка или жидкой пищи (супа и т.д.) при взаимодействии с подаваемой жидкостью (водой и т.д.). Такое взаимодействие представляет собой, например, смешивание, экстракцию, варку или разбавление.
Еще один объект изобретения относится к машине для приготовления напитков, содержащей несколько основных узлов, каждый из которых снабжен блоком приготовления напитков, предназначенным для вмещения порции ингредиента, в частности, ингредиента в упаковке, например, в капсуле или контейнере, и для подачи жидкости к порции ингредиента напитка, при этом по меньшей мере два основных узла имеют переключатель питания (или главный переключатель), например, рычажный переключатель, поворотное колесико или кнопку.
Согласно первому варианту осуществления изобретения переключатель питания имеет только два положения для включения и выключения по меньшей мере двух основных узлов, в частности, одновременно всех основных узлов.
Согласно другому варианту осуществления изобретения машина имеет общее количество основных узлов, и переключатель питания имеет одно или несколько положений для включения некоторого количества основных узлов, меньшего, чем их общее количество, а оставшийся основной узел (основные узлы) остаются выключенными.
Например, положение (положения) для включения некоторого количества основных узлов, меньшего, чем общее их количество, постоянно связано (связаны) с одним или несколькими соответствующими основными узлами.
Машина может содержать блок управления, при этом выбранное положение (положения) для включения некоторого количества основных узлов, меньшего, чем общее их количество, означает некоторое количество основных узлов, которое должно быть включено одновременно. Кроме того, блок управления предназначен для выбора основного узла (узлов), которые должны быть включены на основе индивидуальной хронологии использования основных узлов. Этот последний вариант осуществления изобретения, в частности, обладает тем преимуществом, что позволяет предотвратить неравномерный износ основных узлов. Как правило, хронология, которая должна быть принята в расчет, может включать в себя общее количество часов работы каждого основного узла и/или общее количество циклов приготовления напитков, выполненных каждым основным узлом.
Для упрощения электронной системы и уменьшения количества компонентов такой блок управления может содержать схему управления одним или несколькими основными узлами.
Другой объект изобретения относится к машине для приготовления напитков, в частности, к описанной выше машине. Эта машина содержит несколько основных узлов, каждый из которых снабжен схемой управления, и блок приготовления напитков, предназначенный для вмещения порции ингредиента напитка, в частности, ингредиента, в упаковке, например, в капсуле, и для подачи жидкости к порции ингредиента. По меньшей мере два основных узла имеют схемы управления, соединенные между собой с помощью средств связи для обмена данными всякий раз, когда это необходимо.
Наличие средств связи между различными основными узлами, являющимися частью одной и той же машины для приготовления напитков, позволяет обеспечить координацию работы этих основных узлов. Это является особенно важным в случае, когда основные узлы во время работы совместно используют общие ресурсы, например, устройство для взбивания молока, продукт и/или источники питания. Связь между основными узлами может обеспечить оптимальное совместное использование ресурсов и плавную работу машины. Такие ресурсы могут включать в себя жидкость, электропитание, ингредиент, интерфейс пользователя и т.д.
2
Преимущественно средства связи предназначены для обеспечения двухсторонней связи между взаимосвязанными схемами управления. Для взаимодействия схем управления могут быть использованы различные интерфейсы связи и соединения, например, системы SPI, IC, USART, USB, проводные или даже беспроводные системы. Однако установлено, что средства связи между двумя взаимосвязанными схемами управления преимущественно могут быть получены с помощью простой схемы сдвига уровня, которая является не дорогой и обеспечивает быструю связь и может быть легко адаптирована к существующему типу схемы управления для машин с одним основным узлом.
Преимущественно средства связи между парой взаимосвязанных схем управления содержат два передающих кабеля и нейтральный кабель, проходящие между парой взаимосвязанных схем управления, и пару транзисторов. Менее предпочтительное средство связи может использовать оптопары. Однако они являются более медленными, более дорогостоящими и расходуют больше энергии, чем схема на основе транзисторов.
Обычно одна из соединенных схем управления имеет главный статус, а оставшаяся схема (схемы) управления имеет вспомогательный статус. Такая главная/вспомогательная конфигурация схем управления, в частности, позволяет избежать необходимость в дополнительном центральном блоке управления для управления и координации схем управления различных основных узлов.
Каждая взаимосвязанная схема управления может периодически обмениваться информацией о своем текущем главном или вспомогательном статусе с оставшейся схемой (схемами) управления, используя главный/вспомогательный сигналы. Таким образом, если по какой-либо причине схема управления не посылает никакого главного/вспомогательного сигнала, например, когда один основной узел становится неактивным, например, когда он выключен или имеет неисправность, оставшиеся схемы управления могут адаптировать работу их соответствующего узла к новой конфигурации. Главный/вспомогательный сигнал может направляться от взаимосвязанной схемы управления каждые несколько миллисекунд, обычно, с интервалами 1-20 мс, в частности, примерно 8,33-10 мс.
Предпочтительно каждая взаимосвязанная схема управления выполнена с возможностью изменения статуса со вспомогательного на главный и наоборот всякий раз, когда это необходимо. Это, в частности, полезно в случае, когда основной узел, имеющий статус главного, является неактивным, и при этом его основная функция требует замены другим основным узлом, который приобретает статус главного.
Как правило, каждая взаимосвязанная схема управления имеет по умолчанию статус вспомогательной. Процесс назначения главного статуса используется для изменения статуса одной из взаимосвязанных схем управления на статус главной, когда ни одна из взаимосвязанных схем управления не имеет статуса главной.
На практике, когда все взаимосвязанные схемы управления находятся во вспомогательном статусе, например, при пуске, или когда главная цепь управления была деактивирована, вспомогательные средства будут находиться в ожидании в течение заданного периода времени, например, несколько десятков миллисекунд, например, 50-250 мс, в частности, 100-200 мс, прежде чем начать процесс назначения главного статуса. Процесс назначения главного статуса может использовать случайную функцию, например, функцию по времени, которая действует одновременно на всех вспомогательных средствах и заканчивается, когда первое вспомогательное средство по истечении произвольного периода времени, определяемого этой функцией, получает задание выполнять главную функцию и становится новым главным средством по отношению к остающимся вспомогательным средствам системы.
И наоборот, основной узел, который имеет статус вспомогательного и который используется более интенсивно, чем основной узел с главным статусом, может принять статус главного, при этом бывшее главное средство становится вспомогательным. Это, в частности, полезно, когда главный статус по сравнению с вспомогательным связан с приоритетным доступом к совместно используемым ресурсам, в то время как вспомогательные статусы имеют только подчиненный доступ.
Взаимосвязанные схемы управления могут обмениваться между собой информацией, используя сигнал синхронизации для распределения между основными узлами одного или нескольких совместно используемых ресурсов, например, источников подачи продукта и/или источников энергопитания, имеющих ограничения по наличию и/или ограниченную доступность, чтобы обеспечить синхронизированное и улучшенное распределение источника (источников) подачи между основными узлами в динамике по времени.
Как отмечено выше, схема управления, имеющая главный статус, может распределять ограниченные ресурсы подачи продукта и/или источников энергопитания или другие ресурсы, необходимые для ее основного узла. В таком случае схема (схемы) управления, имеющие вспомогательный статус, могут распределять для соответствующего основного узла оставшийся объем ограниченных источников подачи в пределах ограничений их собственных потребностей в материалах и/или электропитании или других источников.
Если схемы управления основных узлов направляют друг другу главные/вспомогательные сигналы, такие сигналы дополнительно накладываются на сигнал синхронизации по тому же каналу связи, но отделены временными интервалами.
Согласно первому варианту осуществления изобретения каждый основной узел содержит термоблок для нагрева жидкости перед ее подачей в порцию ингредиента. В таком случае взаимосвязанные схемы управления могут синхронизировать доступ основных узлов к общему источнику питания с ограниченной доступностью в единицу времени или с ограниченной возможностью использования для оптимизации нагрева в термоблоках в пределах такого общего доступа и/или ограничения питания. Кроме того, для оптимизации работы термоблоков и степени их нагрева, а, значит, требуемого распределения электропитания, температура каждого термоблока и/или нагреваемой жидкости предпочтительно, отслеживается по меньшей мере одним датчиком температуры, который дополнительно может быть совмещен с расходомером и соединен со схемой управления соответствующего основного узла.
Как правило, блок приготовления напитков должен соединяться с электрической сетью с ограничением подаваемой мощности. Такое ограничение может составлять 10-16 А в сети 220 В. Если расход питания превысит этот предел, сеть отсоединится от центрального источника энергоснабжения, например, с помощью предохранителя. Как правило, мощность основного узла с термооблоком составляет около 1-1,5 кВт. Таким образом, одновременная работа нескольких основных узлов может быстро привести к достижению предельной мощности и к отключению от сети. Во избежание такого отключения взаимосвязанные схемы управления выполнены таким образом, чтобы мощность, потребляемая в заданное время машиной для приготовления напитков, не достигала предела для сети, например, за счет приоритетности доступа различных основных узлов к источнику питания по времени.
Другая проблема возникает из-за нарушений в электросети, вызванных доступом к электросети. Допускается только ограниченное количество нарушений и изменений напряжения, вызванных соединением или отсоединением электрических приборов к электросети. Такие нормы называются нормами на колебания напряжения (например, EN61000-3-3), пределы которых не должны превышаться этими приборами.
В машинах для приготовления напитков согласно изобретению температура жидкости, которая подается в порцию ингредиента, должна быть отрегулирована для обеспечения качества готового напитка. Например, для экстракции кофе температура жидкости, например, воды, должна поддерживаться в узком диапазоне, обычно, 80-90°С, преимущественно 86±3°С. Если в термоблоках используется нагреватель резисторного типа с двумя состояниями, т.е. нагреватель типа «включен или выключен» без промежуточного состояния, регулирование температуры нагревателя может быть обеспечено только за счет регулирования соответствующей длительности последовательных соединений и разъединений нагревателя с источником электропитания. Однако каждое соединение или разъединение влечет за собой нарушения в электросети, относящиеся к нормам на колебания напряжения. Таким образом, различные взаимосвязанные схемы управления должны быть адаптированы к соединениям и разъединениям термоблоков таким образом, чтобы не превышались пределы колебаний напряжений. В частности, для уменьшения количества соединений/разъединений взаимосвязанные схемы управления могут не только ограничивать управление частотой соединений/разъединений, но также обеспечивать отсоединение одного термоблока одновременно с соединением другого термоблока, например, для переключения источника питания с одного термоблока на другой, так чтобы общая потребляемая мощность машины для приготовления напитков оставалась на постоянном уровне, несмотря на внутренние соединения/разъединения, не допуская тем самым каких-либо нарушений во внешней электрической сети, к которой подключена машина.
Таким образом, взаимосвязанная схема управления каждого основного узла может направлять сигнал синхронизации другим взаимосвязанным схемам управления для каждого отдельного доступа к источнику питания с ограниченной доступностью в единицу времени, так чтобы общий предел доступа к источнику питания в единицу времени не был превышен общими доступами различных основных узлов в течение соответствующей единицы времени. В частности, взаимосвязанные схемы управления могут быть выполнены таким образом, чтобы все основные узлы входили в режим приостановки, когда общий предел допуска в единицу времени достигнут или близок к достижению, при этом во время приостановки нагреваемая термоблоками жидкость не будет подаваться к порции ингредиента до тех пор, пока не истечет период времени, равный единице времени, и не начнется отсчет новой единицы времени.
Например, взаимосвязанные схемы управления могут в течение единицы времени подсчитывать все доступы к источнику питания для нагрева порций жидкости, проходящей через термоблоки и затем подаваемой к порции ингредиента, и вводить режим приостановки, когда в течение вышеуказанной единицы времени нагрев термоблоком последующей порции жидкости потребует некоторого количества доступов к источнику питания, что приведет к превышению общего предела доступа.
Отсюда следует, что чем выше степень управления температурой походящей через термоблок жидкости, тем большим будет количество доступов (соединения и разъединения) к термоблоку для точного соблюдения требуемого температурного профиля. Таким образом, в случае, когда требуется тщательный контроль температуры, может оказаться необходимым уменьшение количества нагреваемых порций жидкости, которые проходят через порции ингредиента. Другими словами, чем выше качество напитков, имеющее отношение к значению температуры, тем ниже частота, с которой могут приготавливаться напитки с помощью данной машины.
Например, в машине для приготовления напитков с двумя основными узлами для экстракции порций кофе, в частности, в виде упаковок, например, капсул, имеется возможность выполнить схему управления таким образом, чтобы соотношение времени период приостановки - период экстракция составляло 0,25-0,5. Другими словами, в течение 10 мин для осуществления экстракции кофе (и нагревания воды в термоблоках) можно использовать 3-8 мин, что соответствует 3-8 чашкам кофе, и останавливать машину на 2-7 мин. Как правило, в течение 10 мин можно приготовить 5-6 чашек высококачественного кофе, и машина в течение этого 10 минутного периода времени может оставаться в нерабочем состоянии примерно 4 мин.
Если пользователь приготовил максимальное количество напитка, которое можно приготовить в течение конкретного периода времени, ему придется подождать некоторый период приостановки до начала нового цикла.
Для сравнения, в машине для приготовления напитков с двумя несогласованными основными узлами, которые предназначены для экстракции кофе при 86°С при отклонении не более 3°С и которые работают независимо друг от друга и без учета соединений и отсоединений термоблоков, предел колебания напряжений может быть превышен примерно на 50%. Если основные блоки согласованы, но отсутствует механизм приостановки, предел колебаний напряжения может быть превышен примерно на 10%.
Другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания вариантов его осуществления со ссылкой на приложенные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1-3 показаны три различных примера выполнения системы согласно изобретению, каждый из которых содержит общий основной узел 2, 2А, 2В и разные основания 1, 3, 4, к которым крепится (крепятся) основной узел (узлы);
на фиг.3а - система, показанная на фиг.3, вид спереди;
на фиг.3b и 3с - два рычажных переключателя питания, подходящих для указанной системы, вид сверху в увеличенном масштабе;
на фиг.4 - блок-схема способа поблочного изготовления согласно изобретению;
на фиг.5 - внутренняя часть основного узла согласно изобретению;
на фиг.6 - задняя сторона основного узла согласно изобретению;
на фиг.7 - боковые панели основного узла;
на фиг.8 - основной узел в состоянии готовности к установке на основание;
на фиг.9 - опорная плита основного узла, которая является поверхностью сопряжения с основанием;
на фиг.10 - фрагмент изображения на фиг.9 для иллюстрации водяного (жидкостного) соединителя;
на фиг.10b - электрическое соединение основного узла с основанием;
на фиг.11 - крепление основания к основному узлу с помощью винтов для обеспечения окончательно закрепленного соединения;
на фиг.12 - основной узел, установленный на первом основании;
на фиг.13 - каркас основного узла согласно изобретению;
на фиг.14 - модифицированный основной узел согласно изобретению;
на фиг.15 - электронная схема сдвига уровня, соединенная с двумя схемами управления согласно изобретению.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан первый пример конструкции, содержащей основной узел 2 и основание 1. Основание 1 имеет минимальные функции в отношении управления подачей воды и обеспечивает подачу электропитания к основному узлу 2 и воды из водяного бака 7, прикрепленного к основанию. Основание 1 согласно этому примеру снабжено встроенной электрической цепью, соединенной с сетью питания. Кроме того, это основание снабжено трубопроводами, соединяющими водяной бак 7 с соединителем для жидкости, расположенным у верхней поверхности основания 1, на котором неподвижно установлен основной узел 2.
«Неподвижно установлен» означает, что основной узел установлен на основании 1 на предприятии-изготовителе. Таким образом, крепление является «неподвижным» в том смысле, что пользователь не может легко отделить основной узел от основания 1. Предпочтительно основной узел 2 устанавливается на основании 1 с помощью винтов или болтов.
Как вариант, основной узел 2 может быть установлен на основании 1 так, что пользователь может отделить его, например, для удобства транспортировки или замены (например, другим узлом, имеющим другие функциональные возможности). Это разъемное крепление может быть осуществлено, например, с помощью средств фиксации, которые могут быть разблокированы вручную с помощью нажимной кнопки.
В показанном примере основание содержит опору 5 с посадочным местом 50 для основного узла 2, каплесборник 6 и съемный водяной бак 7. Каплесборник 6 закрыт сеткой или перфорированной пластиной для поддержки емкости, заполняемой напитком через выпускной канал в подающей крышке 28.
На фиг.2 показана более сложная конфигурация системы, в которой основание 3 содержит главный переключатель 9, опору 5, каплесборник 6, съемный водяной бак 7 и узел 8 для взбивания молока. Узел 8 для взбивания молока является примером устройства воздействия на жидкость, способного изменять ее химические или физические характеристики.
На фиг.3 и 3а на видах сзади и спереди, соответственно, показана другая конструкция, в которой два основных узла 2А, 2В соединены с одним основанием 4, имеющим главный переключатель 9. Здесь имеется один каплесборник 6. Как вариант, могут быть два каплесборника, т.е. по одному для каждого основного узла 2А, 2В.
Над каплесборником 6 расположен убирающийся поддерживающий элемент 6А для чашки, на который могут устанавливаться чашки небольшого размера под выпускным каналом для напитка, расположенным в подающей крышке 28. Большие чашки или кружки могут устанавливаться непосредственно на каплесборник 6, когда поддерживающий элемент 6А находится в убранном положении. С левой стороны на фиг.3а поддерживающий элемент 6А показан в убранном или исходном положении и повернут вверх к основному узлу 2А. С правой стороны на фиг.3а поддерживающий элемент 6А показан в развернутом горизонтальном положении для установки маленьких чашек.
Переключатель 9 системы, показанной на фиг.3 и 3а, подробнее изображен на фиг.3b. На фиг.3с показан другой вариант выполнения такого переключателя.
Переключатели, интерфейсы и их характеристики хорошо известны, например, из документов AT 410377, СН 682798, DE 4429353, DE 202006019 039, ЕР 1448084, ЕР 1676509, ЕР 1707088, ЕР 08155851.2, FR 2624844, GB 2397510, US 4253385, US 4377049, US 4458735, US 4554419, US 4767632, US 4954697, US 5312020, US 5335705, US 5372061, US 5375508, US 5645230, US 5731981, US 5836236, US 5927553, US 5959869, US 6182555, US 6354341, US 6759072, US 7028603, US 7270050, US 7279660, US 7350455, US 2007/0157820, WO 97/25634, WO 99/50172, WO 03/039309, WO 2004/030435, WO 2004/030438, WO 2006/063645, WO 2006/082064, WO 2006/090183, WO 2007/003062, WO 2007/003990, WO 2008/104751, WO 2008/138710 и WO 2008/138820.
Переключатель 9 представляет собой рычажный переключатель с рычагом 91, который может перемещаться по траектории 92 выбора в различные положения 93-98.
Показанный на фиг.3 рычажный переключатель имеет три выбираемых положения и позволяет пользователю:
- включать левый основной узел 2А или правый основной узел 2В, что соответствует позиции 94 и обозначению «Л/П» («Левый» или «Правый»);
- одновременно включать левый основной узел 2А и правый основной узел 2В, что соответствует позиции 95 и обозначению «Л+П» («Левый» и «Правый»),
- выключать оба основных узла 2А, 2В, что соответствует позиции 93 и обозначению «Выкл.».
Если пользователю не требуется, чтобы оба узла работали одновременно, например, он хочет приготовить только одну чашку напитка, пользователь перемещает рычажный переключатель 91 в положение 94. В этом положении система определяет, какой из узлов 2А или 2В привести в действие, например, с учетом хронологии использования узлов 2А или 2В, так чтобы обеспечить равномерный износ двух основных узлов, используемых по отдельности. В этом случае система содержит блок управления, который хранит, обычно в электронном запоминающем устройстве, хронологию использования основных узлов 2А и 2В. Как вариант, при отсутствии возможности использования одного основного узла, например, из-за необходимости его технического обслуживания, блок управления может приводить в действие другой основной узел.
На фиг.3с показан другой рычажный переключатель, который имеет рычаг 91 выбора, перемещаемый по траектории 92 в различные положения для: выключения системы, что соответствует положению 93; включения левого узла 2А, что соответствует положению 96; включения правого узла 2В, что соответствует положению 97; и включения обоих узлов 2А, 2В, что соответствует положению 98.
В машине также может быть предусмотрен режим автоматического выключения, например режим с использованием таймера. В этом случае переключатель питания может автоматически возвращаться в положение 93 («Выкл.») рои автоматическом выключении машины.
Как вариант, также может быть предусмотрен многопозиционный переключатель, например, поворотная кнопка, колесико или указатель со шкалой выбора.
Как показано на фиг.1-3а, переключатель 9 питания расположен на основании 1, 3, 4. Однако такие переключатели питания также можно устанавливать в других местах, в частности, на основном узле.
В другом варианте может быть предусмотрено наличие только двух рабочих режимов, например, с помощью двухпозиционной кнопки, а именно: все основные узлы 2А, 2В включены или выключены.
Кроме того, имеется общий водяной бак 7. Таким образом, показанное основание 4 предназначено не только для установки на него нескольких основных узлов 1, но и имеет функциональное назначение, которое состоит в управлении жидкостью за счет использования средства распределения воды из общего водяного бака 7 в несколько основных узлов.
Следует отметить, что различные функции управления жидкостью могут быть осуществлены с помощью аппаратных и/или программных средств.
На фиг.1-3а показаны различные основания, которые отличаются друг от друга соответствующими используемыми средствами управления жидкостью. Однако все основные узлы согласно изобретению имеют типовые средства управления жидкостью. Это определяет поблочное производство машин для приготовления напитков, которые будут описаны ниже.
На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая модульный принцип, на котором основано изобретение. Типовой основной узел А или В может быть соединен, соответственно, с различными основаниями 1, 3 или 4 для изготовления конкретных машин 1, 3 или 4. Следует отметить, что может быть выбрано ограниченное количество основных узлов, которые соответствуют большему количеству оснований, имеющих различные функции. Таким образом, машина 1 может быть легко модернизирована (предпочтительно, предприятием-изготовителем, а не потребителем) посредством замены основания 1 вторым основанием 3, которое имеет другие функции управления жидкостью в отличие от основания 1. Кроме того, на основании 4 может быть установлен основной узел А или В или два основных узла А и В, что позволяет увеличить разнообразие машин.
Основные узлы А и В могут иметь незначительные отличия. Однако основные узлы А и В по существу должны иметь одинаковый размер с целью установки на любом из оснований 1, 3 и 4.
На фиг.5 показано внутренняя конструкция основного узла системы, содержащего каркас 10, который отдельно показан на фиг.13. На каркасе установлен варочный узел 11, содержащий средства удержания капсулы с веществом, например, капсулы с кофе, и средство подачи напитка, например, выпускной канал для напитка.
Средство удержания обычно содержит держатель капсулы, варочную камеру, систему впрыскивания жидкости воды в капсулу и закрывающее устройство, например рычаг и механизм с шарнирным соединением. Соответствующие узлы для экстракции описаны в документе ЕР 1859713. Поскольку система является блочной, к каркасу могут быть присоединены другие варочные узлы различной конструкции для модернизации механических функций или размещения капсул других размеров или типов (например, контейнеров).
В каркасе установлен водонагреватель, например, термоблок 12 или аналогичный нагреватель инерционного типа с термоблоком. Водонагреватель соединен с варочным узлом через заливной клапан 13 и мягкие трубки 14, 15. Для легкого соединения трубопроводов с различными элементами могут быть использованы зажимные средства.
Для подачи воды в водонагреватель под высоким давлением используется нагнетательный насос 17. Нагнетательный насос соединен с водонагревателем с помощью мягкой трубки 16. Насос может быть поршневым. Выше насоса по потоку расположен расходомер 18 для подсчета объема воды, всасываемой насосом и подаваемой в водонагреватель, и, следовательно, для обеспечения точного управления объемом жидкой пищи или напитка. Линия 19 отображает холодную воду, подаваемую в штуцер 21 и затем к расходомеру 18. Линия 20 отображает холодную воду, выходящую из штуцера 22 и поступающую из заливного клапана 13. При заполнении системы в линии 20 должно выравниваться давление в замкнутом потоке жидкости за счет продувки воздуха и/или воды. Более подробное описание клапана приведено в документе ЕР 1798457.
На каркасе также расположена электронная схема 23 для управления различными элементами основного узла, в частности, водонагревателем, насосом и расходомером.
На боковой стороне узла расположены одна или две кнопки 24, соединенные с электронной схемой 23, которые известны и по существу являются стандартными мягкими клавишами, позволяющими замыкать/размыкать электронную цепь для управления насосом. Каждая кнопка 24 может служить для задания объема перекачиваемой воды, соответствующего порции напитка, например, маленькой чашке кофе эспрессо в 40 мл или большой чашке кофе эспрессо в 110 мл.
На фиг.10b показана задняя сторона основного узла, где можно увидеть возможный вариант выполнения электрического соединителя 37 и водяных штуцеров 21, 22, необходимых для обеспечения необходимых соединений с соответствующими соединительными средствами выбранного основания.
Различные элементы обычно соединяются с каркасом винтами, заклепками или аналогичными соединительными средствами.
Как показано на фиг.6, с каркасом соединена крышка 25, по меньшей мере частично закрывающая компоненты каркаса. Как показано на фиг.7, на крышку навешиваются две боковые панели 26, 27, которые крепятся к ней с каждой стороны основного узла для завершения закрывания компонентов.
На фиг.8 показан основной узел 1, который можно присоединить к различным основаниям. Передняя крышка 28 подачи напитка может быть прищелкнута к боковым панелям для закрывания передней части варочного узла.
С передней стороны основного узла в каркасе имеется полость 29 под контейнер 29а для сбора капсул, который может свободно перемещаться со скольжением в этой полости. Контейнер для сбора использованных капсул устанавливается ниже варочного узла, и капсулы после варки и открывания узла с помощью рычага падают под действием силы тяжести. Для отделения воды от использованных капсул под контейнером 29а установлен приемник 29b. В результате улучшается очистка основного узла и уход за ним.
На фиг.9 показано основание 5 (перевернуто вверх дном), соединенное с основным узлом, показанным на фиг.8. Основание содержит опору, отлитую из пластика. На фиг.12 показана верхняя сторона основания с центральным посадочным местом 50, образующим углубление, достаточное для расположения основного узла. Как показано на фиг.8, основной узел 1 может содержать нижний передний соединительный участок 31, который может быть вставлен в переднее соединительное углубление основания (не показано) для обеспечения надежного соединения.
Окончательное закрепленное соединение может быть получено посредством крепления основания к основному узлу с помощью винтов, как показано на фиг.11.
На фиг.9 и 10 показано углубление 36 в заднем нижнем конце основания для соединения водяных штуцеров 21, 22 основного узла с водяным штуцером 32 основания в зоне присоединения водяного бака. На фиг.12 показан водяной бак 7, который установлен с возможностью снятия в зоне соединения с основанием. Для лучшего крепления бака в основании может быть выполнено углубление и/или выступ 33.
На фиг.10 и 10b показано углубление 36 в основании, снабженное электрическим соединителем 37 основного узла 2 для его соединения с основанием. Соединение может быть осуществлено посредством по существу известных кабелей.
Другая система с аналогичным основным узлом 2В и другим основанием 6С показана на фиг.14. Основной узел 6С в техническом смысле идентичен основному узлу, описанному выше, но может иметь варианты выполнения с учетом эстетических требований, например, другую отделку поверхности, в частности, металлизированную или хромированную поверхности.
Основание 6С по сравнению с основанием, показанным на фиг.12, имеет новые функции управления жидкостью. Оно может иметь беспроводной узел 8 для взбивания молока. В связи с этим основание содержит специальную область 34, образующую опору с беспроводным электрическим соединением, предназначенную для установки на нее с возможностью снятия емкости 80 для взбивания молока. Емкость для молока имеет механические взбивающие элементы для взбивания жидкого молока. Описание беспроводного узла для взбивания молока приведено, например, в документе WO 2006/050900.
Основание также может содержать зону 35 для установки чашек. Эта зона может содержать нагревательные элементы, например, поверхность резистивного нагрева для поддержания чашек умеренно теплыми. Нагревательные элементы могут включаться при подаче питания к основанию от электросети.
Следует отметить, что основания обеспечивают подачу воды и электрического питания к основному узлу. Кроме того, могут быть предусмотрены и другие функции, например, взбивание молока, подогрев чашек, подача горячей воды (например, с помощью емкости для нагрева воды) и т.д. Нет необходимости расположения электронной схемы в основании, хотя использование такой схемы не следует исключать, если сложные функции потребуют специального управления, например, независимо от управления основным узлом. В случае, когда для основания потребуется управляющая схема, основной узел может работать как главный узел, а основание как вспомогательный узел или наоборот.
В любом случае при необходимости установки двух или более основных узлов, каждый из которых имеет цепь управления, предусматривается протокол управления. Например, протокол может координировать управление таким образом, чтобы один из основных узлов имел более высокое приоритет управления, чем другой.
Как показано на фиг.3 и 3а, к выбранному и адаптированному для этой цели основанию может быть присоединено несколько основных узлов. Каждая цепь управления узлами может работать независимо или в качестве основной или вспомогательной для обеспечения надлежащего управления питанием. В частности, в соответствии со специальными нормами на колебания напряжения (например, EN61000-3-3) требуется координация подачи питания к водяным нагревателям и, в конечном счете, обязательное использование прерывателей тока на частотах выполнения экстракции или ограничение одновременно выполняемых или пересекающихся циклов экстракции.
На фиг.15 условно показана электронная схема 60 сдвига уровня, которая соединяет два блока 60А и 60В управления, показанные пунктиром, каждый из которых имеет микроконтроллер, соединенный со схемой 60 сдвига уровня. Схема 60 сдвига уровня содержит две передающие линии 61, 62 и нейтральную линию 63 для выравнивания электрических потенциалов блоков 60А, 60В управления. Каждая линия 61, 62 соединена с блоками управления через транзистор 64.
Такая схема 60 сдвига уровня обеспечивает быструю двухстороннюю связь между блоками 60А и 60В управления при низкой стоимости.