ЗАВАРИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА
BREWING DEVICE FOR FOOD PRODUCT PREPARATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относятся к машинам для приготовления напитков или других пищевых продуктов посредством заваривания, начиная с капсул, содержащих продукт, через которые принудительно проходит жидкость для заваривания.
Более конкретно, но не исключительно, настоящее изобретение относится к заваривающему устройству для приготовления кофе или других горячих напитков путем извлечения или растворения веществ, содержащихся в капсулах обычно одноразовой дозы.
Кроме того, настоящее изобретение также относится к машине для приготовления пищевых продуктов, таких как, в частности, горячие напитки, содержащей упомянутое заваривающее устройство.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способу заваривания для приготовления пищевых продуктов, таких как горячие напитки, из капсул.
Предпосылки изобретения
Как известно, для приготовления горячих напитков и других пищевых продуктов все чаще используются устройства, которые используют упаковки, т.е. обычно капсулы одноразовой дозы, которые содержат вещество, которое растворяется в воде, или из которого извлекаются ароматы посредством прохождения горячей воды. Такие устройства или машины обычно используются для приготовления кофейных напитков.
Ниже, ссылаясь как на настоящее описание, так и на прилагаемую формулу изобретения, под капсулой подразумевают любой тип упаковки, обычно тип одноразовой дозы, пригодный для использования в таком типе устройств. Такие капсулы могут быть плотно закрыты, прокалываться с помощью подходящих прокалывающих элементов или содержать проницаемую поверхность, т.е. поверхность, проницаемую для воды, таким образом, не требуя прокалывания. Термин капсула также включает в себя упаковку, выполненную из нетканого материала или другого прокалываемого материала, технически обозначенную как «запрессованная между двух слоев фильтровальной бумаги порция молотого кофе».
Наиболее широко распространенный тип устройства для заваривания или извлечения напитков из капсул одноразовой дозы включает в себя заварочную камеру, обычно выполненную из двух участков, которые могут перемещаться относительно друг друга между открытым положением и закрытым положением. Из таких двух участков камеры первый участок закреплен относительно рамы устройства, в которой образована заварочная камера, тогда как другой участок камеры перемещается при помощи рычажного механизма, приводимого в действие пользователем (обычно рычаг, соединенный с соединительным стержнем, в свою очередь, соединенным шарнирно с участком камеры, который должен перемещаться).
Когда заварочная камера открыта, капсулу вставляют в пространство, образованное между двумя участками камеры. Вставка в это пространство происходит за счет направления капсулы из области для вставки вдоль пары противоположных направляющих каналов. При перемещении капсулы в такое пространство выступы, образованные в тех же каналах предотвращают капсулу от падения вниз посредством ее поддержания. Когда капсула находится в таком положении, рычажный механизм приводится в действие, и подвижный участок заварочной камеры перемещается для достижения капсулы и перемещает ее к неподвижному участку камеры для закрытия камеры и обеспечения возможного прокалывания капсулы иглами, расположенными в приемной части самой камеры в случае, когда капсула представляет собой прокалываемый тип. Следовательно, после прокалывания (если необходимо) горячая вода проходит через один или более впускных каналов и выход напитка осуществляется из одного или более противоположных выпускных каналов к области подачи устройства.
При достижении подвижным участком камеры капсулы последняя также перемещается. В зависимости от типа устройства может оказаться, что направляющие каналы для капсулы перемещаются с ней за счет отцепления от опорных выступов для капсулы. В этом случае капсула на этой стадии поддерживается подвижным участком камеры. В качестве альтернативы, опорные выступы для капсулы неподвижны, и капсула перемещается в дополнительных каналах без таких выступов, так что при открытии камеры после осуществления заваривания подвижный участок больше не поддерживает капсулу, которая затем свободно падает, освобождая пространство для вставки новой капсулы. Пример устройства с капсулой, которая перемещается между расположенными близко друг к другу параллельными каналами (первой парой каналов для вставки и второй парой каналов для падения) раскрыт в WO 2005/004683.
Цель и краткое описание настоящего изобретения
Целью настоящего изобретения является создание нового заваривающего устройства для приготовления кофе или других напитков, которое является особенно простым в изготовлении и использовании.
В пределах вышеупомянутой цели другой важной задачей предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения является создание заваривающего устройства для приготовления кофе или других напитков, которое является особенно надежным.
Целью других предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения является создание способа приготовления напитков с помощью заваривающего устройства, который является простым и экономичным для осуществления.
Эти и другие цели, которые станут более понятными ниже, достигнуты с помощью заваривающего устройства для приготовления пищевого продукта, особенно напитка, из капсул, содержащего:
- раму, на которой образована область для вставки капсулы по направлению к области положения заваривания;
- заварочную камеру, включающую в себя первый участок камеры и второй участок камеры, выполненные с возможностью перемещения в области, образованной рамой, такие участки камеры могут перемещаться как относительно друг друга между закрытым положением и открытым положением и наоборот, так и относительно упомянутой рамы;
- каналы, соответственно, для подачи текучей среды для заваривания в камеру и для дозирования заваренного продукта из упомянутой камеры;
- пару противоположных направляющих каналов для вставки капсулы в положение заваривания, неподвижное относительно рамы;
- по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы (предпочтительно два опорных элемента), поддерживающий капсулу в упомянутом положении заваривания.
Опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы) может реверсивно перемещаться между опорным положением и расцепленным положением, причем в упомянутом расцепленном положении капсула может падать из положения заваривания вниз.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением может вставляться внутрь более сложной машины, например, кофе-машины, оснащенной дополнительными элементами, известными по сути, такими как бак для кипячения, насос для подачи горячей воды, выпускное отверстие для дозирования кофе и т.д.
В некоторых вариантах осуществления первый участок камеры и второй участок камеры выполнены с возможностью скольжения в области скольжения рамы. В предпочтительных вариантах осуществления первый участок камеры и второй участок камеры могут перемещаться вдоль направления скольжения, т.е. оси скольжения, по существу, перпендикулярной к направлению вставки капсулы. Направление скольжения предпочтительно, по существу, параллельно оси капсулы, когда капсула находится в упомянутом положении заваривания. Направление скольжения проходит предпочтительно горизонтально, и направление вставки капсулы является предпочтительно почти вертикальным. Под почти вертикальным подразумевают направление, которое обеспечивает падение капсулы в положение заваривания под действием силы тяжести. Упомянутое направление не обязательно должно быть точно вертикальным, а скорее оно может быть наклонным под углом относительно вертикального направления при условии, что капсула может вставляться под действием силы тяжести. Капсула вставляется в отверстие, образованное в области для вставки рамы, и падает вниз под действием силы тяжести, пока она не достигнет положения заваривания.
Капсула предпочтительно выполнена с фланцем, зацепляющимся с направляющими каналами, так что капсула будет достигать своего положения заваривания за счет скольжения вдоль направляющих каналов до тех пор, пока она не упрется в упомянутый опорный элемент для капсулы. Опорный элемент для капсулы предпочтительно имеет форму опоры. Предпочтительно, обеспечена пара опор, например, пара выступов, по одному для каждого направляющего канала. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления выступы расположены в каналах, и расстояние между ними меньше диаметра фланца капсулы. В положении заваривания ось капсулы предпочтительно, по существу, совпадает с осью заварочной камеры.
В предпочтительных вариантах осуществления упомянутый первый участок камеры, упомянутый второй участок камеры и упомянутый, по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы предназначены и расположены для поддержания капсулы в неподвижном положении относительно рамы, причем упомянутый первый участок камеры и упомянутый второй участок камеры могут перемещаться друг к другу для закрытия камеры, причем капсула удерживается в положении заваривания, образованном при помощи упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента капсулы, причем упомянутое положение достигается капсулой в конце ее падения вдоль направляющих каналов.
В некоторых вариантах осуществления направляющие каналы расположены между первым участком камеры и вторым участком камеры, когда первый участок камеры и второй участок камеры находятся в открытом положении.
Направляющие каналы и опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы) предпочтительно образуют один элемент. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления они выполнены как одно целое друг с другом. Например, опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы) расположен (расположены) в направляющих каналах и, предпочтительно, выполнен в форме выступов в упомянутых каналах. Противоположные выступы с одной и той же высотой в обоих направляющих каналах образуют область ограничения, где капсула упирается в выступы и остается зажатой в положении заваривания до тех пор, пока опорные элементы для капсулы не будут принудительно перемещены, таким образом, деформируя капсулу или часть капсулы, зацепленной с упомянутыми опорными элементами для капсулы. В предпочтительных вариантах осуществления расстояние между противоположными выступами в упомянутых направляющих каналах меньше максимального диаметра фланца капсулы, причем капсула удерживается в положении заваривания за счет совместного действия фланца и упомянутых выступов, образующих опорные элементы для капсулы.
В некоторых вариантах осуществления направляющие каналы и опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы) расположены на возвратно-поступательно перемещающемся позиционирующем элементе, перемещаемом, по существу, перпендикулярно к направлению перемещения первого и второго участков камеры. Кроме того, позиционирующий элемент управляется для перемещения вверх, когда заварочная камера находится в закрытом положении, для отцепления упомянутой капсулы от опорного элемента для капсулы (опорных элементов для капсулы).
В некоторых особенно преимущественных вариантах осуществления подъемное устройство обеспечено для возвратно-поступательного движения позиционирующего элемента. Направляющие каналы и опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы) преимущественно образованы на упомянутом позиционирующем элементе. Упомянутое подъемное устройство может включать в себя, по меньшей мере, один скользящий элемент, перемещаемый с возможностью скольжения параллельно направлению перемещения первого участка камеры и второго участка камеры. Упомянутый, по меньшей мере, один скользящий элемент, предпочтительно, включает в себя кулачок, взаимодействующий со следящим элементом, соединенным с упомянутым, по меньшей мере, одним опорным элементом для капсулы, так что перемещение упомянутого скользящего элемента вызывает перемещение упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы в направлении, по существу, перпендикулярном к перемещению упомянутого скользящего элемента.
Единственный канал подачи для подачи текучей среды для заваривания в камеру и единственный выпускной канал для принудительного выхода заваренного напитка из упомянутой камеры могут быть обеспечены. В других вариантах осуществления может быть обеспечено другое количество впускных и/или выпускных каналов.
Для целей настоящего изобретения рама устройства считается, по существу, неподвижной во время использования относительно абсолютной опорной системы, в которой область для вставки капсулы в устройство, образованная в раме, является неподвижной.
В соответствии с настоящим изобретением капсула, размещенная в положении заваривания, никогда не изменяет положения относительно рамы во время закрытия заварочной камеры. Фактически, оба участка заварочной камеры приводятся в движение для осуществления очень простым способом всех движений, необходимых для закрытия заварочной камеры и осуществления возможного прокалывания с помощью прокалывающего элемента, например, включающего в себя прокалывающие иглы, и открытия камеры и удаления капсулы с игл, а также для удаления капсулы из положения заваривания. Это обеспечивает значительное преимущество с точки зрения надежности устройства и его простой конструкции относительно устройств известного типа.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы выполнен с возможностью поддержания капсулы снизу, и он может управляться для реверсивного перемещения между опорным положением и свободным положением, обеспечивая падение капсулы из положения заваривания непосредственно вниз.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения устройство содержит рычаг управления для открытия/закрытия заварочной камеры, соединенный с единственной механической передачей для перемещения обоих участков камеры между закрытым положением и открытым положением, и наоборот.
В некоторых преимущественных вариантах осуществления с помощью единственного элемента управления, такого как рычаг управления, и предпочтительно без использования исполнительного механизма можно перемещать оба участка заварочной камеры. Это значительно упрощает конструкцию и управление устройством по сравнению с устройствами известного уровня техники. В частности, как будет понятно из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство имеет простую конструкцию также для удаления капсулы с участка камеры, содержащего ее, даже в случае, когда имеются прокалывающие элементы.
В других вариантах осуществления устройство может включать в себя единственный исполнительный механизм, такой как электрический или гидравлический исполнительный механизм, для управления перемещением обоих подвижных участков камеры с помощью единственного рычажного механизма, т.е. единственной кинематической передачи. Тот же самый исполнительный механизм может также управлять перемещением подъемного устройства, которое перемещает возвратно-поступательно позиционирующий элемент, на котором расположены направляющие каналы и, предпочтительно, опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы).
В соответствии с особенно преимущественным предпочтительным вариантом осуществления устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит подвижный элемент, т.е. средство перемещения, перемещающий упомянутый, по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы. Предпочтительно, подвижный элемент предназначен для перемещения упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы по плоскости, которая, по существу, совпадает или параллельна плоскости, в которой расположены оси направляющих каналов, т.е. перемещение упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы параллельно продольному направлению упомянутых направляющих каналов. Перемещение опорного элемента для капсулы по такой плоскости обеспечивает значительное упрощение конструкции устройства, например, значительно ограничивая общие габаритные размеры устройства, так как каналы не должны располагаться на расстоянии друг от друга вдоль «оси» устройства (под осью подразумевают направление скольжения участков заварочной камеры внутри области скольжения рамы). В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения подвижный элемент для перемещения опорного элемента для капсулы (опорных элементов для капсулы) содержит подвижный элемент для перемещения вверх и вниз в виде скользящего элемента или рамы.
Предпочтительно, средство перемещения предназначено для возвратно-поступательного перемещения упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы по плоскости, по существу, совпадающей или параллельной упомянутым направляющим каналам. В некоторых вариантах осуществления упомянутое средство перемещения предназначено для возвратно-поступательного перемещения упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы в направлении, по существу, перпендикулярном к направлению перемещения первого участка камеры и второго участка камеры.
Как упомянуто, в соответствии с другим аспектом настоящее изобретение также относится к способу заваривания для заваривания пищевого продукта, такого как напиток, из капсулы с помощью заваривающего устройства. Такой способ отличается:
- направлением капсулы в положение заваривания, которое неподвижно относительно рамы заваривающего устройства,
- поддержанием снизу капсулы в упомянутом положении заваривания,
- подводом с противоположных направлений двух участков заварочной камеры к положению заваривания, в котором расположена капсула,
- закрытием заваривающей камеры,
- принудительным прохождением текучей среды для заваривания через упомянутую заварочную камеру,
- отцеплением капсулы, обеспечивающим ее падение вниз из упомянутого положения заваривания.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего способа этап для освобождения капсулы для обеспечения ее падения вниз обеспечивает перемещение, по меньшей мере, опорного элемента для капсулы вверх из упомянутого положения заваривания при удержании упомянутой капсулы в положении заваривания, тогда как опорный элемент деформирует участок капсулы, контактируемый с упомянутым опорным элементом. В некоторых вариантах осуществления упомянутый участок капсулы образован частью фланца капсулы. Участок капсулы практически образует препятствие против перемещения вверх опорного элемента, так что во время его перемещения вверх упомянутый опорный элемент деформирует участки упомянутой капсулы для перемещения вверх за участок капсулы.
В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение относится к заваривающему устройству для приготовления пищевого продукта, особенно напитка, из капсул, содержащему раму, область для вставки капсулы, заварочную камеру, включающую в себя первый участок камеры и второй участок камеры, перемещаемые относительно друг друга между открытым положением и закрытым положением, и наоборот, каналы, соответственно, для подачи текучей среды для заваривания в заварочную камеру и для дозирования заваренного продукта из заварочной камеры, пару противоположных направляющих каналов для вставки капсулы сверху в положение заваривания, причем упомянутые каналы расположены между упомянутым первым участком камеры и упомянутым вторым участком камеры, когда упомянутый первый участок камеры и упомянутый второй участок камеры находятся в открытом положении, по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы для поддержания капсулы в упомянутом положении заваривания. По меньшей мере, один опорный элемент для капсулы расположен и управляется для подъема из положения заваривания в положение расцепления капсулы до открытия упомянутой заварочной камеры после завершения цикла заваривания, причем подъем упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы вызывает отцепление упомянутой капсулы от упомянутого опорного элемента для капсулы.
В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение относится к способу заваривания напитка из капсулы с помощью заваривающего устройства, включающему в себя следующие этапы:
- направление капсулы в положение заваривания, которое неподвижно относительно рамы устройства,
- поддержание снизу капсулы в упомянутом положении заваривания,
- подвод с противоположных направлений двух участков заварочной камеры к упомянутому положению заваривания с капсулой, в то время как упомянутая капсула удерживается в неподвижном положении относительно упомянутой рамы,
- закрытие заварочной камеры, образованной упомянутыми участками камеры,
- принудительное прохождение текучей среды для заваривания через упомянутую камеру,
- отцепление капсулы снизу, обеспечивая ее падение вниз непосредственно из упомянутого положения заваривания.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения описана система, содержащая:
- капсулу, содержащую, по меньшей мере, один продукт или ингредиент для приготовления продукта питания, предпочтительно, горячего напитка, такого как кофе или кофейный напиток, причем упомянутая капсула, предпочтительно, включает в себя боковую стенку, нижнюю стенку и верхнюю стенку, огораживающие внутренний объем, вмещающий упомянутый, по меньшей мере, один продукт или ингредиент, причем упомянутая капсула, предпочтительно, содержит фланец, окружающий упомянутый корпус, например, вокруг одной из упомянутых нижней стенки или верхней стенки;
- заваривающее устройство, содержащее заварочную камеру, имеющую первый участок камеры и второй участок камеры, перемещаемые относительно друг друга, предпочтительно, вдоль оси перемещения, причем упомянутая ось ориентирована, предпочтительно, горизонтально, причем упомянутые первый и второй участки камеры могут перемещаться из открытого положения в закрытое положение;
- направляющие каналы для капсулы, проходящие от области для вставки капсулы к положению заваривания;
- по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы, предпочтительно, перемещаемый как одно целое с упомянутыми направляющими каналами, причем упомянутые направляющие каналы и упомянутые опорные элементы для капсулы расположены таким образом, что упомянутая капсула перемещается под действием силы тяжести в направлении вставки капсулы вдоль упомянутых каналов к упомянутому положению заваривания, образованному упомянутыми опорными элементами для капсулы;
- средство для приведения в действие для перемещения упомянутого первого участка камеры и упомянутого второго участка камеры к упомянутому положению заваривания без перемещения упомянутой капсулы для закрытия упомянутой заварочной камеры с капсулой в ней;
- причем упомянутый опорный элемент для капсулы, упомянутый первый участок камеры и упомянутый второй участок камеры расположены и управляются таким образом, что упомянутый опорный элемент для капсулы перемещается в направлении, противоположном упомянутому направлению вставки капсулы для отцепления капсулы, в то время как упомянутая капсула все еще удерживается в упомянутой заварочной камере.
В предпочтительных вариантах осуществления упомянутые первый и второй участки камеры управляются таким образом, что они остаются в закрытом положении заваривания до тех пор, пока упомянутый, по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы не отцепится от капсулы.
Предпочтительно, образованы два опорных выступа для капсулы, по одному в каждом из упомянутых направляющих каналов, причем упомянутый опорный выступ образует упомянутый опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы). Капсула предпочтительно отцепляется от упомянутого опорного элемента для капсулы (опорных элементов для капсулы) посредством деформации, по меньшей мере, участка фланца упомянутой капсулы, причем упомянутый фланец может зацепляться с возможностью скольжения с упомянутыми направляющими каналами для перемещения упомянутой капсулы из упомянутой области для вставки к упомянутому положению заваривания. Причем расстояние между упомянутыми опорными выступами для капсулы меньше диаметра фланца капсулы.
Упомянутые направляющие каналы и упомянутый опорный элемент для капсулы (опорные элементы для капсулы), предпочтительно, имеют такие размеры, что противоположные наружные участки фланца капсулы зацепляются с упомянутым опорным элементом для капсулы (опорными элементами для капсулы), в то время как остается достаточное пространство для зацепления с возможностью уплотнения обеих поверхностей упомянутого фланца с упомянутыми первым и вторым участками заварочной камеры для окружения с возможностью уплотнения упомянутой капсулы в упомянутой заварочной камере.
Направляющие каналы, предпочтительно, расположены в подвижном позиционирующем элементе капсулы, причем упомянутый позиционирующий элемент окружает пустое пространство, причем упомянутые первый и второй участки заварочной камеры могут перемещаться для частичного вхождения в упомянутое пустое пространство и зацепления с возможностью уплотнения с фланцем капсулы, в то время как упомянутый фланец зацепляется с направляющими каналами и с упомянутым опорным элементом для капсулы (опорными элементами для капсулы).
В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение относится к системе заваривания для приготовления продукта питания, предпочтительно, горячего напитка, такого как конкретно, но не исключительно, коже или кофейный напиток, из капсулы, содержащей:
капсулу с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один продукт или ингредиент для приготовления упомянутого продукта питания;
заварочную камеру, содержащую, по меньшей мере, первый участок камеры и второй участок камеры, перемещаемые из открытого положения в закрытое положение заваривания и наоборот;
противоположные направляющие каналы для капсулы для направления упомянутой капсулы из области для вставки капсулы к положению заваривания для капсулы вдоль направления вставки капсулы;
по меньшей мере, два противоположных опорных выступа для капсулы, причем упомянутые опорные выступы для капсулы расположены на расстоянии, меньшем диаметра упомянутого фланца, так что упомянутая капсула удерживается в упомянутом положении заваривания за счет упора упомянутого фланца в упомянутые, по меньшей мере, два противоположных опорных выступа для капсулы;
причем упомянутые участки заварочной камеры и упомянутые опорные выступы для капсулы расположены и управляются таким образом, что после цикла заваривания, в то время как капсула все еще удерживается в упомянутой заварочной камере, упомянутые опорные выступы для капсулы перемещаются в направлении, противоположном упомянутому направлению вставки капсулы, например, чтобы отцепить фланец капсулы посредством деформации упомянутого фланца капсулы.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из описания предпочтительного, но не исключительного, его варианта осуществления, проиллюстрированного в качестве примера, а не в целях ограничения, на прилагаемых чертежах, на которых:
фиг.1 - аксонометрический вид заваривающего устройства в соответствии с настоящим изобретением с пусковым рычагом в поднятом положении;
фиг.2 - вид сбоку устройства на фиг.1 с пусковым рычагом в опущенном положении;
фиг.3 - вид сверху устройства на фиг.2;
фиг.4 - аксонометрический вид первой группы элементов устройства в соответствии с предыдущими чертежами с опущенным пусковым рычагом;
фиг.5 - аксонометрический вид второй группы элементов устройства в соответствии с предыдущими чертежами;
фиг.6 - вид сверху элемента устройства, изображенного на чертежах, подходящего для направления и поддержания капсулы, которая может использоваться в устройстве;
фиг.7 - вид спереди в разрезе элемента на фиг.6 по плоскости VII-VII на фиг.6;
фиг.8-11 - виды в разрезе устройства на предыдущих чертежах, изображенного на разных рабочих этапах, в частности, чертежи, отмеченные “a” изображают вид в разрезе по средней плоскости a-a на фиг.3, тогда как чертежи, отмеченные “b” изображают виды в разрезе по плоскости b-b на фиг.3, параллельной плоскости a-a, причем чертежи с одним и тем же номером, за которым следует буква “a” и “b”, относятся к одному и тому же этапу цикла заваривания;
фиг.12 - перспективный вид устройства второго варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.13 - перспективный вид внутренних элементов устройства на фиг.12;;
фиг.14 - вид в разрезе по XIV-XIV на фиг.15 позиционирующего элемента устройства на фиг.12;
фиг.15 - вид в разрезе по XV-XV на фиг.14;
фиг.16 - вид в разрезе по линии XVI-XVI на фиг.17 устройства на фиг.12 в исходном положении с пусковым рычагом в поднятом положении;
A
A
фиг.16A - вид в разрезе по линии XVI-XVI на фиг.16;
фиг.17 - вид сверху по линии XVII-XVII на фиг.16;
фиг.18 - вид в разрезе по линии XVIII-XVIII на фиг.17;
фиг.19-30 - виды в разрезе и виды сверху, подобные видам на фиг.16-18 в различных последовательных положениях, занятых заваривающем устройством в соответствии со вторым вариантом осуществления во время полного рабочего цикла;
фиг.31 и 32 - виды в разрезе третьего варианта осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением в открытом положении и закрытом положении;
фиг.33 - вид в разрезе по линии XXXIII-XXXIII на фиг.32;
фиг.34 - вид в разрезе заваривающего устройства, подобного устройству на фиг.19-30, на котором осуществлена система определителя капсулы;
фиг.35, 36, 37 - вид в разрезе одного варианта осуществления системы определителя капсулы в трех разных рабочих положениях;
фиг.38, 39 и 40 - вид в разрезе другого варианта осуществления системы определителя капсулы в трех разных рабочих положениях.
Подробное описание варианта осуществления настоящего изобретения
Вариант осуществления на фиг.1-11
На прилагаемых чертежах проиллюстрировано устройство в соответствии с настоящим изобретением, ограниченное элементами, необходимыми для понимания самого изобретения. Как уже упоминалось, следует понимать, что устройство в соответствии с настоящим изобретением может вставляться внутрь более сложной машины, например, кофе-машины, оснащенной дополнительными элементами, известными по сути, такими как бак для кипячения, насос для подачи горячей воды, выпускное отверстие для дозирования кофе и т.д.
Ссылаясь на вышеупомянутые чертежи, заваривающее устройство в соответствии с настоящим изобретением обозначено в целом ссылочной позицией 10. Оно содержит наружную раму 11 с, в основном, продольным направлением, например, образованную нижней частью 11A, двумя боковыми стенками 11B и верхней частью 11C. Такая рама, по существу, полая внутри, в середине образует область 12 скольжения для двух участков заварочной камеры, соответственно, первого участка 13 камеры и второго участка 14 камеры. Скольжение происходит вдоль центральной продольной оси X рамы, которая совпадает с направлением скольжения.
В частности, первый участок 13 заварочной камеры имеет корпус 15, предпочтительно, цилиндрической формы, например, в форме чашки, которая имеет внутри полость 16, подходящую для вмещения капсулы C. В данном варианте осуществления капсула C, например, является типом с расширенным корпусом и верхней поверхностью C', имеющей закрывающую стенку, например, выполненную из фольги. В общих чертах, капсула C имеет корпус с внутренним объемом, образованным боковой стенкой (предпочтительно, цилиндрической или в форме усеченного конуса стенкой), упомянутой верхней поверхностью или верхней стенкой C' и противоположной нижней стенкой. Верхняя стенка C' может быть выполнена из фольги, такой как фольга с отверстиями, т.е. фольга, содержащая каналы или отверстия. В других вариантах осуществления фольга является водонепроницаемой и может прокалываться после закрытия заварочной камеры. Противоположная нижняя стенка также может содержать отверстия или может быть закрыта, и прокалывающие элементы могут быть обеспечены для прокалывания каналов в нижней стенке после закрытия заварочной камеры. В варианте осуществления, изображенном на чертежах, капсула имеет кольцевой фланец C”, окружающий верхнюю поверхность или верхнюю стенку C'. Как показано на чертежах, при размещении капсулы C в первом участке 13 камеры, фланец C” капсулы упирается в концевую кромку чашеобразного корпуса 15, и при закрытии заварочной камеры капсула будет зацепляться с возможностью уплотнения в заварочной камере за счет зацепления с возможностью уплотнения противоположных сторон фланца C” с кромками первого участка 13 камеры и второго участка 14 камеры.
Первый участок 13 камеры ограничен для перемещения вдоль пары продольных направляющих 17, расположенных на боковой стенке 11B рамы 11 (на чертежах на виде в разрезе сбоку показана только одна, причем одну видно на виде в разрезе сверху, причем другая образована на другой невидимой стенке), например, с помощью пары первых противоположных указателей 15A, которые проходят в поперечном направлении от чашеобразного корпуса 16. Предпочтительно, как показано на чертежах, указатели 15A имеют цилиндрическую форму.
Определитель 13A капсулы проходит от нижней части первого участка 13 камеры. Канал 13B подачи для текучей среды для заваривания, такой как горячая вода под давлением, заканчивается на нижней части участка 13 камеры. В некоторых вариантах осуществления вверх от канала 13B подачи расположен клапан 13C для предотвращения капанья/предотвращения вытекания для гидравлического контура подачи.
В некоторых вариантах осуществления второй участок заварочной камеры 14 содержит полый корпус 14A. В некоторых вариантах осуществления первая сторона упомянутого полого корпуса 14A закрыта защитным материалом в виде пластины 14B, содержащей множество каналов 14C и подходящей для закрытия чашеобразного корпуса 15 первого участка 13 камеры при закрытии заварочной камеры. Кроме того, полый корпус 14A имеет противоположную вторую сторону, содержащую выпускной канал 14D для напитка. Полый корпус 14A удерживается в небольшой раме 14E, ограниченной для перемещения вдоль оси X. В частности, небольшая рама 14E на противоположных боковых сторонах имеет вторые указатели 14F, например, прямоугольной формы, выполненные с возможностью скольжения в продольных направляющих 17.
Каналы 14C промежуточной закрывающей пластины 14B обеспечивают прохождение напитка, извлеченного из капсулы при заданном давлении. В некоторых вариантах осуществления пластина 14B также содержит прокалывающие элементы, не показанные на чертежах, для прокалывания верхней поверхности C' капсулы C, в частности, если упомянутая верхняя поверхность является водонепроницаемой. Пластина выполнена, чтобы прилипать с возможностью уплотнения к фланцу C” капсулы C, когда заварочная камера закрыта.
Следует отметить, что в данном примере капсула C представляет собой тип с одной поверхностью, проницаемой для жидкостей, т.е. содержащей каналы для обеспечения прохождения жидкости для заваривания. Такой поверхностью является поверхность, обращенная к нижней части чашеобразного корпуса 15 первого участка 13 камеры. На такой нижней части нет прокалывающего элемента. В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения на таком первом участке 13 камеры могут быть расположены один или даже более прокалывающих элементов в случае капсулы, которая может прокалываться на обеих поверхностях. В других вариантах осуществления капсулы могут использоваться со стенкой, проницаемой для извлекаемой текучей среды, которая должна быть обращена к пластине, и, следовательно, на этой стенке не будет других прокалывающих элементов.
Как лучше будет объяснено ниже, участки 13 и 14 заварочной камеры перемещаются между открытым положением (фиг.8a, 8b) и закрытым положением (фиг.2, 3, 4, 10a, 10b). В открытом положении участки камеры расположены на расстоянии вдоль оси X, и капсула C может вставляться в устройство для размещения ее в положении P заваривания. В закрытом положении участки 13 и 14 камеры соединены друг с другом, причем пластина 14B закрывает чашеобразный корпус 15, и капсула C содержится внутри него между приемной частью 16 и пластиной 14B. Как будет более понятно ниже, положение P заваривания неподвижно относительно рамы 11, т.е. когда капсула расположена в положении P заваривания с заварочной камерой в открытом положении, она не перемещается относительно рамы 11 устройства до конца цикла заваривания, когда капсула удаляется, как будет описано ниже.
Следует отметить, что как первый участок 13 камеры, так и второй участок 14 камеры могут совершать небольшое колебание относительно двух горизонтальных осей, пересекающихся с направлением X скольжения (и, в частности, соответственно вокруг осей, проходящих через 15A и 14F), для получения возможных незначительных конструктивных зазоров и предотвращения заклинивания во время их скольжения вдоль X.
Для того чтобы заставить капсулу C занять положение P заваривания, обеспечен позиционирующий элемент 18 в данном примере преимущественно в форме рамочного корпуса, на котором образованы два противоположных параллельных направляющих канала 19 для противоположных участков фланца C” капсулы C. Направляющие каналы 19 расположены друг от друга на расстоянии, по существу, одинаковом или немного большем наружного диаметра фланца капсулы, т.е. нижние стенки двух направляющих каналов 19 расположены друг от друга на расстоянии, равном или немного большем диаметра фланца C” капсулы C. Боковые стенки направляющих каналов 19, т.е. их глубины, имеют такие размеры, что фланец надежно зацеплен и направлен, в то время как капсула падает вниз по направлению к положению P заваривания.
Кроме того, такие направляющие каналы заканчиваются в среднем положении позиционирующего элемента 18 на паре выступов 20, выступающих от каналов, и которые выполняют функцию опорных элементов для капсулы. Фактически, такие выступы 20 имеют меньшее расстояние, чем наружный диаметр фланца капсулы, и, следовательно, при вставке последнего в направляющие каналы 19 с помощью области 21 для вставки, расположенной в верхней части рамы 11C, капсула падает вдоль каналов до тех пор, пока она не достигнет выступов 20, которые будут поддерживать ее. Расстояние между упомянутыми выступами на самом деле меньше диаметра фланца C” капсулы, так что фланец капсулы взаимодействует с выступами 20 и удерживается, таким образом, в положении P заваривания.
В данном варианте осуществления позиционирующий элемент 18 занимает, по существу, неподвижное положение вдоль продольной оси X области 12 скольжения. Это не означает, что он не является подвижным (как лучше объяснено ниже, такой позиционирующий элемент может перемещаться вертикально, т.е. перпендикулярно к оси X), а просто он не может перемещаться вдоль оси X, т.е. вдоль направления скольжения участков 13 и 14 заварочной камеры. В предпочтительном варианте осуществления ориентация такого рамочного позиционирующего элемента является, по существу, перпендикулярной к оси X, т.е. каналы 19 являются перпендикулярными к направлению скольжения участков заварочной камеры.
Ниже будут описаны механические элементы, обеспечивающие работу устройства. Ниже для упрощения такие элементы будут упоминаться в единственном числе, тогда как в предпочтительном варианте осуществления фактически они (как хорошо видно на чертежах) образованы из пары элементов, расположенных симметрично относительно вертикальной плоскости, в которой лежит ось X.
Как упомянуто, участки 13 и 14 заварочной камеры могут перемещаться относительно друг друга и относительно рамы 11 вдоль оси X. Для обеспечения открытия или закрытия заварочной камеры установлен рычаг 22 управления, соединенный с механическим соединением для перемещения двух участков 13 и 14 камеры между закрытым положением и открытым положением и наоборот, т.е. единственная система механической передачи предусмотрена для перемещения обоих участков 13 14 камеры с помощью единственного рычага 22 управления, так что перемещение рычага заставляет два участка 13, 14 камеры приближаться друг к другу для закрытия заварочной камеры и, затем, располагаться на расстоянии друг от друга для открытия заварочной камеры после завершения цикла заваривания.
Рычаг 22 управления соединен шарнирно с рамой 11 по оси Z, перпендикулярной к оси X и перпендикулярной к каналам 19, в данном примере горизонтальной оси. Такой рычаг 22 управления соединен с помощью промежуточного узла с первым толкающим соединительным стержнем 23, соединенным шарнирно с выступом 15B первого участка 13 заварочной камеры по горизонтальной оси F вращения, пересекающейся с осью X. Толкание первого соединительного стержня 23 на первом участке 13 камеры обеспечивает его перемещение вдоль оси X. Более конкретно, вышеупомянутый промежуточный узел содержит коленчатый рычаг 24A, соединенный шарнирно на конце первого толкающего соединительного стержня 23 и с помощью противоположного конца с рамой 11 при помощи горизонтальной оси H, пересекающейся с осью X (как можно видеть на чертежах, вращение коленчатого рычага ограничено углом поворота, то есть, он не совершает полный поворот, который не является необязательным для целей перемещения первого участка камеры). Промежуточный узел дополнительно содержит коромысло 24B, соединенное шарнирно соосно с коленчатым рычагом 24A, которое имеет два противоположных выступа 24B' и 24B”, расположенных под углом друг к другу относительно оси H вращения. Коленчатый рычаг 24A расположен между упомянутыми выступами 24B' и 24B”, и, следовательно, те же самые выступы 24B' и 24B” подходят для поочередного столкновения с упомянутым коленчатым рычагом 24A в соответствии с направлением вращения коромысла вокруг оси H. Наконец, промежуточный узел содержит второй соединительный стержень 25, концы которого соединены шарнирно, соответственно, в промежуточном положении коромысла 24B и с выступом 22' рычага 22 приблизительно напротив оси Z шарнира.
В данном примере второй соединительный стержень 25 имеет изогнутую конфигурацию для частичного соответствия форме штыря для шарнирного крепления по оси H коромысла 24B, когда рычаг 22 поднят вверх (что соответствует открытому положению заварочной камеры, см. фиг.8a, 8b, 9a, 9b). В этом положении, то есть, когда рычаг 22 поднят вверх, коленчатый рычаг 24A и первый толкающий соединительный стержень 23 образуют острый угол с обращенной вниз вершиной. Из этого положения опускание рычага 22 вызывает подъем второго соединительного стержня 25, и последующий поворот вверх коромысла 24A, которое при определенном угле, заключенном между выступами 24B' и 24B”, поворачивается без влияния, поскольку второй выступ (самый низкий) 24B” сталкивается с коленчатым рычагом 24A, этому соответствуют подъем конца того же коленчатого рычага 24A и первого толкающего соединительного стержня 23, закрепленного шарнирно с ним, и последующее толкание участка 13 заварочной камеры по направлению к положению P заваривания.
Как упомянуто выше, механическое соединение, которое за счет рычага 22 управления вызывает перемещение первого участка 13 заварочной камеры, также одновременно вызывает скоординированное и связанное перемещение второго участка 14 заварочной камеры. Это происходит за счет третьего соединительного стержня 26 механизма, который соединен шарнирно по горизонтальной оси G, пересекающейся с осью X скольжения на одном конце со штырем 14F, выступающем вбок от второго участка 14 заварочной камеры. Такой штырь 14F выполнен как одно целое со вторым участком 14 заварочной камеры, и он перемещается как одно целое с ним. На противоположном конце, такой третий соединительный стержень 26 соединен шарнирно с эксцентриситетом со штырем для шарнирного крепления относительно оси H коленчатого рычага 24A. Практически, вращательное движение коленчатого рычага 24A с помощью рычага 22 управления за счет шарнирного соединения с эксцентриситетом, вызывает эксцентричное вращение, и, следовательно, опускание или подъем конца для шарнирного крепления соединительного стержня 26 и последующее перемещение оси G вдоль направления, параллельного оси X, то есть, оно вызывает перемещение второго участка 14 заварочной камеры вдоль оси X. Следовательно, поворот рычага 22 вниз приводит к перемещению первого участка 13 заварочной камеры по направлению к положению P заваривания и одновременно перемещению второго участка 14 камеры по направлению к положению P заваривания для закрытия камеры, поворот рычага 22 снизу вверх приводит к перемещению первого участка 13 камеры из положения P для открытия камеры с последующим перемещением в противоположном направлении второго участка 14 камеры.
Следует отметить, что третий соединительный стержень 26 расположен на наружной стороне рамы 11. Штырь 14E является сквозным штырем, проходящим через отверстие (не показано на чертежах), образованное на боковой стенке 11B рамы 11, удлиненной в направлении оси X, для обеспечения перемещения штыря.
С точки зрения размеров перемещение первого участка 13 камеры гораздо больше перемещения второго участка 14 камеры. Последнее в действительности является очень ограниченным, например, это обеспечено за счет разности отрезков T' и T”, показанных на фиг.8a и 10a, соответственно.
Для завершения описания устройства необходимо объяснить способ, при котором происходит удаление капсулы C из положения P заваривания при открытии камеры 13, 14 после осуществления заваривания.
В соответствии с настоящим изобретением это происходит без перемещения капсулы из положения P, поскольку опорные элементы 20 остаются неподвижными и в зацеплении с капсулой до тех пор, пока они не переместятся вверх, чтобы отцепить капсулу от нижней стороны и обеспечить падение капсулы вниз.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечено средство перемещения для опорных элементов, которое управляет их перемещением по плоскости, по существу, совпадающей или параллельной плоскости, проходящей через оси направления направляющих каналов 19, то есть, в данном примере в описании в соответствии с вертикальным направлением. В данном примере позиционирующий элемент 18 в форме рамочного корпуса перемещается вертикально с помощью подвижного элемента, или более конкретно, подъемного устройства 27, образованного группой элементов, описанных ниже. Такое устройство 27 можно видеть на фиг.8-11, обозначенных буквой “b” и на фиг.5.
Подъемное устройство 27 содержит механизм управления с линейным кулачком, удерживаемым в раме 11 и взаимодействующим как с рычагом 22, так и с позиционирующим элементом 18, так что, когда рычаг 22 находится в поднятом положении, позиционирующий элемент 18 находится в положении, поддерживающем капсулу C (фиг.8b и 9b), тогда как поворот вниз рычага (фиг.10b, 11b) соответствует закрытию камеры и капсуле, поддерживаемой как первым участком 13 камеры, так и вторым участком 14 камеры и опорными элементами 20 направляющих каналов 19 (позиционирующий элемент не перемещался относительно предыдущего положения). В этом положении обычно происходит процесс заваривания. Из этой точки поворот рычага 22 вверх (фиг.11b) вызывает вертикальный подъем позиционирующего элемента 18 без перемещения первого участка 13 камеры, также капсулы C, которая остается заблокированной в заварочной камере, закрытой, практически имеется задержка в пределах первых 26° поворота рычага, заданная конструкцией с двойными выступами 24B'-24B” коромысла 24B (в первой части поворота коромысло не толкает коленчатый рычаг 24A до тех пор, пока первый выступ 24B” не достигнет того же самого коленчатого рычага посредством его толкания вниз), так что камера не открывается. Такое вертикальное перемещение позиционирующего элемента с заблокированной капсулой C имеет эффект проталкивания опорных выступов 20 на диаметрально противоположные концы фланца C” капсулы посредством деформирования последней и обеспечения расположения выступов над теми же диаметрально противоположными концами. Фактически, выступы 20 больше не поддерживают капсулу.
За счет непрерывного поворота вверх рычага 22 управления заварочная камера открывается (участки 13 и 14 заварочной камеры отодвигаются, как описано выше). Капсула C, заблокированная в продольном направлении каналами 19, остается в положении P, пока она не будет полностью удалена из чашеобразного корпуса первого участка 13 камеры. Когда она больше не содержится в нем, капсула уже не поддерживается чем-либо, и, следовательно, она падает вниз, освобождая положение P заваривания. За счет непрерывного поворота рычага 22, когда капсула упала вниз, позиционирующий элемент опускается снова в исходное положение для вмещения новой капсулы.
Подъемное устройство 27 содержит, например, пару скользящих элементов 28, расположенных симметрично относительно продольной средней плоскости. Ниже только на один из этих удлиненных скользящих элементов будет сделана ссылка, поскольку описание, по существу, одинаковое для каждого из них. Каждый скользящий элемент 28 ограничен для скольжения по внутренней боковой стороне рамы 11, параллельной оси X, и он содержит небольшое отверстие, выполненное в форме линейного кулачка 29 и, в частности, образованное первым концевым участком 29A, параллельным прохождению самого скользящего элемента, который является горизонтальным, второй центральный участок 29B, наклоненный под углом вверх, и третий участок 29C, параллельный первому участку. В таком фасонном небольшом отверстии 29 расположен с возможностью скольжения штырь 30, выполненный как одно целое с позиционирующим элементом 18.
От противоположного участка скользящего элемента 28 относительно фасонного небольшого отверстия 29 расположена область для взаимодействия с рычагом 22. В частности, такая область связана с небольшим концевым клапаном 28A скользящего элемента 28. Такой небольшой клапан имеет форму, чтобы обеспечивать перекрытие толкающей выступающей части 22A, выполненной как одно целое с рычагом 22, когда упомянутый рычаг находится в поднятом положении (фиг.8b, 9b). Толкающая выступающая часть 22A наоборот заблокирована на концевом клапане 28A скользящего элемента 28, когда рычаг 22 находится в опущенном положении (фиг.10b). Торцевая поверхность 28A' небольшого концевого клапана 28A скользящего элемента 28 скошена к наружной стороне рамы 11 (скос можно видеть на фиг.5), тогда как верхняя поверхность 28A” такого концевого клапана 28A скользящего элемента скошена на верхнем участке к внутренней стороне рамы 11. Кроме того, такой клапан 28A является упруго деформируемым в соответствии с горизонтальной плоскостью, то есть, он является гибким в горизонтальном направлении. Во время поворота вниз рычага 22 толкающая выступающая часть 22A медленно перемещается по скошенной верхней поверхности 28A” концевого клапана 28A, заставляя его сгибаться к наружной стороне рамы и обеспечивая перемещение выступающей части 22A в заднее положение за торцевой поверхностью 28A' небольшого клапана 28A. Во время этого этапа скользящий элемент 28 не перемещается.
После подъема рычага 22 (на примерно первые 26° поворота, фиг.11b) толкающая выступающая часть 22A сталкивается с торцевой поверхностью 28A' небольшого клапана 28A скользящего элемента 28, толкая его ко второму участку 14 камеры и заставляя штырь 30 перемещаться в небольшом отверстии, выполненном в форме линейного кулачка 29 с последующим подъемом позиционирующего элемента 18, когда штырь перемещается по наклонному участку 29A фасонного небольшого отверстия 29. На этой стадии опорный элемент 20 перемещается вертикально за фланец C” капсулы C, которая, таким образом, поддерживается только заварочной камерой. Во время перемещения скользящего элемента 28, последний подвергается воздействию средства, препятствующего движению, такого как, например, упругий элемент 31 в форме цилиндрической пружины, расположенной между концом скользящего элемента 28 и вторым участком 14 камеры. Такой упругий элемент 31 сжимается во время перемещения скользящего элемента. Следовательно, при продолжении поворота рычага 22 управления, выступающая часть 22A перемещается вверх, пока не установится над небольшим клапаном 28A. При этом упругая сила пружины 31 поджимает скользящий элемент для возвращения, заставляя штырь 30 перемещаться в фасонном небольшом отверстии 29 в противоположном направлении, то есть, возвращая назад вниз позиционирующий элемент 18 (снова фиг.8b). На этой стадии капсула не поддерживается первым участком 13 камеры, который был отведен (этап подъема рычага 22 управления), и, следовательно, она падает вниз. Позиционирующий элемент 18 отводится назад в положение для вмещения новой капсулы, соответствующее положению P заваривания.
Подводя итог, работа устройства является следующей. Следует отметить, что фиг.8a, 9a, 10a и 11a показывают перемещение участков 13 и 14 заварочной камеры, тогда как фиг.8b, 9b, 10b и 11b показывают перемещение позиционирующего элемента 18. Тот же самый рабочий этап устройства соответствует одинаковым ссылочным позициям на чертеже.
На фиг.8a и 8b изображено устройство с открытой камерой, ожидая вставку капсулы. Рычаг 22 управления поднят, скользящий элемент 28 отведен назад со штырем 30 позиционирующего элемента 18 на первом горизонтальном концевом участке 29A фасонного небольшого отверстия 29 и с толкающей выступающей частью 22A рычага управления на скошенной верхней поверхности 28A” небольшого клапана 28A. Позиционирующий элемент 28 опущен для вмещения капсулы.
На фиг.9a и 9b, по существу, изображена ситуация на фиг.8, но с капсулой C, расположенной в направляющих каналах 19, опирающейся на опорные выступы 20, т.е. в положении P заваривания. Рычаг 22 управления все еще полностью поднят. Фланец C” капсулы зацеплен с направляющими каналами. Поскольку расстояние между выступами 20 меньше наружного диаметра фланца C”, капсула удерживается в положении P и предотвращена от перемещения вниз за выступы 20.
Рычаг 22 управления затем полностью поворачивается к раме, как показано на фиг.10a и 10b. Первый участок 13 камеры и второй участок 14 камеры перемещаются к позиционирующему элементу 18, в котором расположена капсула C, для закрытия с возможностью уплотнения камеры, посредством ввода в ее внутреннюю часть капсулы. Прокалывающие элементы прокалывают две противоположные поверхности капсулы.
В изображенном примере следует отметить, что в этом положении коленчатый рычаг 24A и соединительный стержень 23 почти совмещены при угловом отклонении около 3° относительно взаимной точки сочленения выше оси X. На этом этапе опускания рычага 22, толкающая выступающая часть 22A сгибает небольшие клапаны 28A скользящих элементов 28, располагаясь на их торцевой поверхности 28A'. Скользящие элементы 28 и, следовательно, позиционирующий элемент 18 не перемещаются во время этапа опускания рычага 22.
Капсула C не переместилась относительно положения, образованного за счет ее упора в выступы 20. В изображенном примере первый участок 13 камеры и второй участок 14 камеры прижаты друг к другу в уплотняющем зацеплении с капсулой C, в то время как наружная кольцевая область фланца все еще зацеплена с направляющими каналами 19 позиционирующего элемента 18 и упирается в выступы 20. Предпочтительно, как первый участок 13 камеры, так и второй участок 14 камеры частично входят в объем, образованный конструкцией позиционирующего элемента 18, так что передние поверхности как первого, так и второго участков 13, 14 камеры расположены, по существу, в линию с направляющими каналами 19 или их частями. В сущности, по меньшей мере, один и предпочтительно как упомянутый подвижные первый, так и второй участки 13, 14 заварочной камеры входят в пустое пространство, окруженное позиционирующим элементом 18.
На этом этапе при полностью опущенном рычаге 22 заваривание происходит за счет прохождения воды для заваривания внутри капсулы через каналы 13B подачи. Жидкость, извлеченная из содержимого капсулы, выходит из пластины 14B через каналы 14C и затем через выпускной канал 14B, и она направляется к области дозирования (не показана на чертежах).
При дозировании, т.е. заваривание напитка закончено, для того чтобы удалить только что использованную капсулу и вставить новую капсулу, поднимают рычаг 22 управления. В примере, изображенном на чертежах, при повороте его на первые 26° происходит подъем позиционирующего элемента 18 (вследствие перемещения скользящих элементов 28, управляемых толкающей выступающей частью 22A), так что выступы 20 проходят вверх за счет их локальной деформации за диаметрально противоположные концы фланца капсулы. Это освобождает фланец C” капсулы C от выступов 20. Предпочтительно, чтобы первый и второй участки 13, 14 заварочной камеры еще не переместились, так что фланец C” капсулы все еще принудительно удерживается между противоположными передними поверхностями первого участка 13 и второго участка 14 заварочной камеры. Капсула удерживается в заварочной камере и предотвращена от падения.
За счет продолжения поворота рычага 22 позиционирующий элемент 18 остается в поднятом положении, и участки 13 и 14 камеры перемещаются от позиционирующего элемента, освобождая капсулу, которая, затем, больше не поддерживается чем-либо, и она свободно падает по направлению к области для сбора использованных капсул (не показано на чертежах). Упругие элементы 31 отводят назад скользящие элементы 28 за счет опускания позиционирующего элемента 18 (фиг.8a и 8b), т.е. в исходное положение.
Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления удаление друг от друга первого участка 13 от второго участка 14 заварочной камеры может, по меньшей мере, частично перекрываться с перемещением вверх позиционирующего элемента 18 при условии, что капсула все еще удерживается против вертикального подъема, так что ее фланец C” надежно освобождается за счет выступов 20, перемещающихся вверх за фланец C”, предпочтительно за счет частичной деформации фланца C”.
Очевидно, ссылки «горизонтальный» и «вертикальный», используемые в данном описании, относятся к конкретной опорной системе данного примера, то есть, в случае оси X скольжения, расположенной горизонтально как на чертежах. В случае, в котором устройство должно быть установлено с не горизонтальной осью X, следовательно, ссылки будут изменены.
В некоторых вариантах осуществления ось X может быть наклонена под углом относительно горизонтали и/или направления перемещения позиционирующего элемента 18, и/или расположение направляющих каналов 19, описанных в данном документе, может быть ориентировано иначе, чем на 90° относительно оси X. Однако, в предпочтительных вариантах осуществления ориентация направляющих каналов 19 является такой, что капсула проходит в каналы и достигает положения P заваривания под действием силы тяжести без необходимости в дополнительной мере, которая должна быть предпринята для размещения капсулы. Остальные элементы устройства ориентированы относительно направляющих каналов 19 таким образом, чтобы можно было осуществить вышеописанные перемещения и функции.
Кроме того, следует отметить, что каналы 19 позиционирующего элемента 18 могут быть расположены даже под наклоном относительно оси X (но не перпендикулярно к ней, как в только что описанном примере), все еще поддерживая концепцию удержания капсулы в неподвижном положении во время перемещения опорных элементов 20 для расцепления с нижней стороной каналов (рассматривать, например, наклонные направляющие каналы и капсулу с фланцем, который наклонен под углом (не перпендикулярен) относительно оси самой капсулы). В целом, в соответствии с настоящим изобретением ось капсулы никогда не изменяет своего угла наклона и предпочтительно она остается параллельной оси X скольжения.
Описанная конструкция устройства обеспечивает очевидные преимущества с точки зрения упрощения конструкции и работы. Фактически, при такой конструкции капсула больше не перемещается во время различных этапов заваривания и подготовки к выгрузке (участки камеры и средства, поддерживающие капсулу, перемещаются), таким образом, исключая необходимость в сложных механизмах для перемещения и поддержания самой капсулы. Кроме того, использование позиционирующего элемента для капсулы компактной формы, который перемещается в соответствии с направлением, поперечным к оси рамы, обеспечивает значительное уменьшение габаритных размеров.
Независимо от только что описанного предпочтительного устройства, преимущества, присущие настоящему изобретению, достигнуты с помощью способа заваривания напитка из капсулы с помощью заваривающего устройства, которое включает в себя с учетом того, что описано выше, этап направления капсулы C к положению P заваривания, которое неподвижно относительно рамы 11 устройства, этап поддержания капсулы снизу в положении P заваривания, этап приближения из противоположных направлений двух участков 13 и 14 заварочной камеры к положению P заваривания, в котором расположена капсула, и последующий этап закрытия с возможностью уплотнения камеры.
Затем, происходит заваривание вследствие прохождения жидкости для заваривания через камеру с капсулой, и заваренная жидкость принудительно проходит по направлению к области дозирования или сбора. При завершении этапа заваривания капсула освобождается на нижней стороне, обеспечивая ее падение непосредственно из положения заваривания.
В конкретном случае этап освобождения капсулы для обеспечения падения вниз обеспечивает этап перемещения вверх опорных элементов 20 капсулы из положения P заваривания. Во время перемещения таких опорных элементов 20 капсула все еще находится в положении заваривания, и опорные элементы 20 деформируют участок капсулы, которая находится около упомянутых элементов во время этапа поддержания. Практически, такой участок капсулы становится препятствием для перемещения вверх опорных элементов 20.
Вариант осуществления на фиг.12-30
Фиг.12-30 изображают второй модифицированный вариант осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением. Элементы, части или компоненты варианта осуществления, изображенного на фиг.12-30, соответствующие элементам, частям или компонентам первого варианта осуществления, изображенного на фиг.1-11, обозначены теми же ссылочными позициями.
Второй вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления, в основном, относительно следующего: рычажного механизма между рычагом 22 управления и заварочной камерой, формой первого участка 13 заварочной камеры, формой позиционирующего элемента 18 и направляющих каналов 19, образованных в нем, механизмом для подъема и опускания позиционирующего элемента 18. Эти три части заваривающего устройства, изображенного на фиг.12-30, будут описаны отдельно. Следует понимать, что признаки, отличающие один вариант осуществления от другого, могут быть объединены по-разному для образования других возможных сочетаний. Например, другой рычажный механизм между пусковым рычагом или рычагом 22 управления и подвижными участками заварочной камеры, раскрытыми на фиг.12-30, может быть использован также в варианте осуществления на фиг.1-11, причем все остальные элементы и компоненты остаются неизменными. Подобным образом, пусковой рычаг и рычажный механизм на фиг.1-11 могут быть использованы в варианте осуществления на фиг.12-30 и/или участок 13 заварочной камеры, изображенный на фиг.12-30, может быть заменен в варианте осуществления на фиг.1-11 и наоборот, и механизм для подъема и опускания позиционирующего элемента второго варианта осуществления может быть использован в первом варианте осуществления или наоборот.
Ссылаясь конкретно на рычажный механизм или механическое соединение, соединяющее рычаг 22 управления для перемещения участка 13 заварочной камеры, в варианте осуществления на фиг.12-30 рычаг 22 управления соединен с коромыслом 24B с помощью соединительного стержня 25, подобного соединительному стержню 25 на фиг.1-11. Однако, во втором варианте осуществления соединительный стержень 25 шарнирно соединен с выступом 22B рычага 22 управления, расположенного между его дистальным концом и осью Z шарнира.
Что касается заварочной камеры, в соответствии со вторым вариантом осуществления первый участок 13 заварочной камеры включает в себя два вспомогательных участка 13X и 13Y. Вспомогательный участок 13X образует внутреннюю приемную часть 16 заварочной камеры, в которой размещена капсула C во время цикла заваривания. Упомянутый первый вспомогательный участок 13X размещен с возможностью скольжения внутри наружного вспомогательного участка 13Y, который, в свою очередь, выполнен как одно целое с выступом 15B, соединяющим участок 13 заварочной камеры с рычажным механизмом, приводимым в действие рычагом 22 управления. Уплотняющая прокладка 13Z расположена между двумя вспомогательными участками 13X, 13Y, причем упомянутая уплотняющая прокладка 13Z обеспечена для уплотнения камеры 16X переменного объема, образованной между двумя вспомогательными участками 13X, 13Y участка 13 заварочной камеры. Два вспомогательных участка 13X, 13Y образуют тип гидравлической поршневой системы, в которой вспомогательный участок 13X образует поршень, а вспомогательный участок 13Y образует цилиндр. Упругие элементы 16Y расположены в камере 16X между двумя элементами 13X и 13Y.
Жидкость для заваривания, например, горячая вода под давлением, поданная через канал 13B подачи, проходит в камеру 16X переменного объема, и давление, создаваемое в ней, заставляет вспомогательные участки 13X, 13Y перемещаться друг от друга для восстановления возможных зазоров во время закрытия заварочной камеры, как будет описано более подробно ниже. Упругие элементы 16Y обеспечивают начальное закрытие заварочной камеры до начала заполнения водой под давлением камеры 16X, даже в случае производственных допусков заваривающего устройства и/или капсулы C.
Форма позиционирующего элемента и направляющих каналов 19 (см. фиг.14, 15, 16) является такой, что когда капсула C находится в положении P заваривания (фиг.16), которое образовано опорными элементами 20, ось упомянутой капсулы является, по существу, параллельной оси X, определяющей направление возвратно-поступательного движения участков 13, 14 заварочной камеры. Под «по существу, параллельным» положением, которое отличается от точно параллельного положения, понимают только как следствие возможных производственных допусков или капсулы или элементов, образующих заваривающее устройство. Это обеспечивается за счет выполнения каналов 19, слегка наклоненных под углом относительно направления, перпендикулярного к оси X. Преимуществом упомянутой конструкции является то, что капсула C может плавно входить в приемную часть 16. Предпочтительно, когда капсула C находится в положении P заваривания, ее ось, по существу, совпадает с осью X заварочной камеры. Определение, по существу, совпадающий включает в себя любое положение, которое отличается от точного совпадения двух осей вследствие производственных допусков или капсулы или заваривающего устройства, т.е. любое случайное несовпадение.
Позиционирующий элемент 18 осуществляет подъем и опускание, сообщаемые через рычаг 22 управления, что и в предыдущем варианте осуществления. Однако, движение от рычага 22 к позиционирующему элементу 18 передается с помощью другого механизма, который обеспечивает лучшее управление перемещением упомянутого позиционирующего элемента 18 и упрощенную конструкцию всего заваривающего устройства. Рычаг 22 управления и в этом случае содержит противоположные выступы 22', расположенные на его дистальных концах с двумя толкающими выступающими частями 22A. Упомянутые выступающие части 22A зацепляются с соответствующими прорезями 28X, расположенными около первого конца соответствующих удлиненных скользящих элементов 28. Прорези 28X и выступающие части 22A образуют соответствующие кулачковые следящие устройства для приведения в действие скользящих элементов 28. Каждый скользящий элемент 28 зацепляется с возможностью скольжения с соответствующей направляющей соответствующей продольной боковой стенки 11B рамы 11. Поворот рычага 22 управления вокруг оси Z шарнира заставляет выступающие части 22A перемещаться вдоль круговой траектории и в соответствующих прорезях 28X. В результате упомянутого перемещения скользящие элементы 28 перемещаются с возможностью скольжения параллельно оси X. Следовательно, перемещение скользящих элементов 28 управляется принудительно в обоих направлениях вдоль оси X кулачковым следящим устройством 28X, 22A, исключая необходимость в упругих возвратных элементах, таких как пружины 31, используемые в варианте осуществления, изображенном на фиг.1-11.
На концах напротив прорези 28X каждый скользящий элемент 28 содержит управляющий кулачок 129, имеющий подобную функцию, что и кулачок 29 на фиг.1-11. Однако, форма управляющего кулачка 129, по существу, отличается от кулачков 29 и обеспечивает лучшее управление позиционирующим элементом 18. Форма одного кулачка 129 отчетливо показана, например, на фиг.18, причем противоположный кулачок 129 является симметричным. Кулачок 129 образует замкнутую траекторию с помощью нижнего, по существу, прямолинейного участка и верхнего участка в форме арки. Штырь 30, выполненный как одно целое с позиционирующим элементом 18, расположен на каждой стороне упомянутого позиционирующего элемента 18. Каждый штырь 30 зацепляется с соответствующим кулачком 129 и выполняет функцию кулачкового следящего элемента. Относительное перемещение между кулачком 129 и штырем 30 заставляет позиционирующий элемент 18 перемещаться вверх и вниз, как будет описано ниже более подробно. Каждый штырь 30 перемещается в результате перемещения рычага 22 вдоль замкнутой траектории образованной петлеобразным кулачком 129. Упругие клапаны 129X, 129Y расположены в каждом кулачке 129, так что соответствующий штырь 30 принудительно перемещается вдоль определенной замкнутой траектории внутри кулачка 129, как будет описано более подробно ниже.
Цикл заваривания осуществляется следующим образом. Начиная с фиг.16-18, когда заварочная камера полностью открыта с участками 13, 14, полностью расположенными на расстоянии друг от друга и рычагом 22 управления в полностью поднятом положении, новую капсулу C можно опустить в устройство через область 21 для вставки. Фланец C” капсулы C зацепляется с каналами 19 позиционирующего элемента 18. Упомянутый позиционирующий элемент 18 находится в своем нижнем положении. Штыри 30 расположены в выемке на самом нижнем участке кулачков 129, как показано на фиг.18.
На фиг.16 также показано положение, достигнутое капсулой C при опускании ее вдоль направляющих каналов 19. Фланец C” капсулы упирается в выступы 20, расположенные вдоль каналов 19. Ось капсулы C, по существу, параллельна оси X. Как описано в связи с предыдущим примером, капсула C не будут перемещаться из положения P заваривания во время всего цикла заваривания.
Для начала цикла заваривания заварочная камера должна быть закрыта посредством поворота рычага 22 управления вокруг оси Z. На фиг.19-21 заваривающее устройство находится в закрытом положении. Рычаг 22 управления повернут из, по существу, вертикального исходного положения (фиг.12) на приблизительно 90° и является, по существу, горизонтальным. Два участка 13, 14 заварочной камеры перемещены друг к другу и к фланцу C” капсулы C. Капсула C остается в том же положении P, как на фиг.16-18. Пластина 14B прижимается к круговым кромкам внутреннего вспомогательного участка 13X участка 13 заварочной камеры, причем фланец C” зажимается между ними. Цикл заваривания может начинаться. Во время замкнутого движения штыри 30 позиционирующего элемента 18 скользят вдоль прямолинейного нижнего участка соответствующих кулачков 129. Они предотвращены от случайного прохождения на дугообразный верхний участок упомянутых кулачков при помощи упругих створок 129X.
Следует отметить, что исходное положение и конечное положение рычага 22 могут отличаться от вертикального и горизонтального, соответственно.
При закрытии заварочной камеры 13, 14 горячая вода под давлением подается через канал 13B подачи. Если по какой-либо причине остается некоторый зазор между двумя участками 13, 14 заварочной камеры, упомянутый зазор компенсируется за счет перемещения вспомогательного участка 13X заварочной камеры относительно вспомогательного участка 13Y заварочной камеры. Упомянутое перемещение инициируется за счет горячей воды под давлением, проходящей в камеру 16X с переменным объемом и за счет противодавления, создаваемого капсулой C. При увеличении упомянутого объема и компенсации любого возможного зазора вода может проходить в приемную часть 16 и через капсулу C. Как отмечено, верхняя и/или нижняя поверхность капсулы C может иметь отверстия. В качестве альтернативы, одна или обе упомянутые поверхности могут быть уплотнены. Уплотненная поверхность может прокалываться подходящими прокалывающими элементами (не показаны), как известно специалистам в данной области техники. Понятно, что прокалывающим элементом является любой элемент, способный вызывать разрыв капсулы в результате механического или гидравлического или комбинированного гидравлического/механического действия.
После завершения заваривания заварочная камера 13, 14 должна быть открыта, и использованная капсула C удалена посредством повторного поворота рычага 22 управления вокруг оси Z из горизонтального положения в вертикальное положение. Первый поворот рычага 22 управления по направлению к открытому положению (см. фиг.22-24) вызывает перемещение вверх позиционирующего элемента 18 для удаления капсулы с опорных элементов, образованных выступами 20. Во время поворота рычага из положения на фиг.18-21 в положение на фиг.22-24 толкающие выступающие части 22A скользят в прорезях 28X таким образом, чтобы вызвать перемещение назад скользящих элементов 28. Во время упомянутого перемещения назад кулачки 129 взаимодействуют со штырями 30 позиционирующего элемента 18 таким образом, чтобы вызвать его перемещение вверх. Упомянутое перемещение вверх управляется дугообразным верхним участком кулачков 129. Штыри 30 принудительно проходят на упомянутый дугообразный участок кулачков 129 и перемещаются к его вершине (см. фиг.24). Упругие клапаны 129Y предотвращают перемещение штырей 30 вдоль прямолинейной траектории, образованной нижнем участком кулачков 129 и заставляют упомянутые штыри 30 проходить и перемещаться вдоль дугообразного участка кулачков.
Как описано подробно в связи с предыдущим вариантом осуществления подъем позиционирующего элемента 18 заставляет выступы 20 проходить за фланец C” капсулы C за счет незначительной деформации упомянутого фланца, диаметр которого больше расстояния между выступами 20. Во время этого перемещения капсула все еще остается в своем основном положении P, поскольку заварочная камера 13, 14 все еще закрыта. Рычажный механизм, соединяющий рычаг 22 управления с участками 13, 14 заварочной камеры, выполнен таким образом, что во время первого перемещения вверх рычага 22 управления заварочная камера удерживается в закрытом положении.
Дополнительный поворот рычага 22 управления (см. фиг.25-27) вызывает открытие заварочной камеры 13, 14 и опускание позиционирующего элемента 18. Во время этого поворота рычага 22 управления штыри 30 позиционирующего элемента 18 принудительно перемещаются вдоль дугообразного участка кулачков 129 от его вершины к нижнему прямолинейному участку кулачков. Таким образом, позиционирующий элемент 18 принудительно перемещается вниз по направлению к своему исходному положению. Капсула C освободилась от опорных элементов 20, так что при открытии заварочной камеры 13, 14 капсула больше не поддерживается и падает вниз по направлению к сборному лотку (не показан), расположенному под отверстием 11D, образованном в нижней части 11A рамы 11.
Фиг.28-30 снова показывают положение заваривающего устройства после удаления использованной капсулы.
Вариант осуществления на фиг.31-33
Третий вариант осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением изображен на фиг.31-33. На этих чертежах изображены только некоторые элементы заваривающего устройства для иллюстрации отличий между третьим вариантом осуществления и первым и вторым вариантами осуществления, описанными выше. Те же самые ссылочные позиции использованы для обозначения тех же или соответствующих элементов, частей и компонентов заваривающего устройства.
В варианте осуществления на фиг.31-33 гидравлический поршневой узел 101 расположен между коленчатым рычагом 24A и неподвижной частью рамы 11, обозначенной 11X. Неподвижная часть 11X рамы 11 образует цилиндр 11Y, в котором скользит поршень 24X. Поршень 24X соединен с возможностью поворота с коленчатым рычагом 24A. Канал для подачи воды под давлением (не показан) соединен с камерой цилиндра 11Y. Предпочтительно, вода, подаваемая в цилиндр 11Y, нагнетается тем же насосом, который подает воду для заваривания в заварочную камеру, но не нагрета. Это может быть достигнуто, например, за счет обеспечения двух каналов для воды под давлением. Первый канал соединяет насос с баком для кипячения, второй канал соединяет насос непосредственно с цилиндром 11Y.
В закрытом положении (фиг.32) устройства вода под давлением подана в цилиндр 11Y. Давление воды компенсирует возможные производственные допуски капсулы или заваривающего устройства, так что надежное закрытие заварочной камеры всегда обеспечено. Упругие элементы, такие как цилиндрические пружины 103 сжатия, расположены между неподвижным участком рамы 11 и поршнем 24X. Упругие элементы 103 компенсируют возможные производственные допуски и обеспечивают закрытие заварочной камеры, даже до начала закачивания насосом гидравлического контура воды под давлением в заварочную камеру и в поршневой узел 101.
Вариант осуществления на фиг.34-40
На фиг.34 показан вид в продольном разрезе заваривающего устройства, подобного устройству, изображенному на фиг.12-30. Те же самые ссылочные позиции использованы для обозначения соответствующих частей, элементов или компонентов, что и на фиг.12-30. Общие признаки не будут снова описаны. Заваривающее устройство на фиг.34 содержит систему определителя капсулы, обозначенную в целом ссылочной позицией 200. Та же самая система 200 определителя капсулы также может быть использована в других вариантах заваривающего устройства, описанных в данном документе со ссылкой на фиг.1-11 и 31-33.
Два альтернативных варианта осуществления системы 200 определителя капсулы будут описаны подробно ниже, причем ссылка сделана на фиг.35-40. Вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг.35-37, является вариантом осуществления, изображенном в заваривающем устройстве на фиг.34.
Ссылаясь сначала на фиг.34-37, система 200 определителя капсулы поддерживается первым участком 13 камеры заваривающего устройства 10. Более конкретно, система 200 определителя капсулы расположена за определителем 13A капсулы, проходящим от нижней части первого участка 13 камеры. В некоторых вариантах осуществления определитель капсулы содержит выступ 201 в форме усеченного конуса, проходящий от нижней части первого участка 13 камеры к противоположному второму участку 14 камеры. В некоторых вариантах осуществления выступ 201 является внутри полым и образует опору 203 скольжения для скользящего элемента 205 для определения капсулы. На чертежах опора 203 скольжения и скользящий элемент 205 для определения капсулы имеют коническую форму. Однако, оба упомянутых элемента могут иметь разные формы, например, они могут быть цилиндрическими или призматическими. Скользящий элемент 205 для определения капсулы упруго смещается упругим элементом 207 к исходному положению, проиллюстрированному на фиг.35. В изображенном варианте осуществления упругим элементом 207 является цилиндрическая пружина, но могут быть использованы другие подходящие упругие элементы, такие как, например, пластинчатые пружины, тарельчатые пружины или им подобные. Упругий элемент 207 расположен между крышкой 209 и толкателем 211, взаимодействующим со скользящим элементом 205 для определения капсулы. Толкатель 211 выполнен как одно целое со скользящим элементом 205 для определения капсулы или удерживается им. В качестве альтернативы, он может быть просто расположен между скользящим элементом 205 для определения капсулы и упругим элементом 207 и упруго смещаться к первому.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на чертеже, длина скользящего элемента 205 для определения капсулы является такой, что в исходном состоянии (фиг.35) его дистальный конец, т.е. конец, противоположный смещающему элементу 207, находится, по существу, заподлицо с концом выступа 201.
Крышка 209 закрывает корпус 213, поддерживаемый на задней стороне участка 13 заварочной камеры, в котором частично размещен скользящий элемент 205 для определения капсулы и из которого упомянутый скользящий элемент 205 для определения капсулы выступает в опору 203 скольжения. Корпус 213 содержит электронную плату, на которой расположены два датчика 217A, 217B. В некоторых вариантах осуществления датчики 217A, 217B являются оптическими датчиками, причем каждый содержит оптический излучатель и оптический приемник. Два датчика 217A, 217B взаимодействуют с выступом 211A, перемещающимся как одно целое со скользящим элементом 205 для определения капсулы. В некоторых вариантах осуществления выступ 211A образован на толкателе 211. Сигналы, генерируемые датчиками 217A, 217B, обрабатываются блоком управления заваривающего устройства для целей, изложенных ниже.
В положении, проиллюстрированном на фиг.35, выступ 211A расположен спереди обоих датчиков 217A, 217B. Если последние выполнены в виде оптических датчиков, в положении на фиг.35 выступ 211A расположен между двумя излучателями и двумя приемниками обоих датчиков, таким образом, препятствуя свету, излучаемому излучателями, который должен обнаруживаться приемниками.
Перемещение скользящего элемента 205 для определения капсулы вызвано его взаимодействием с капсулой. Соответственно, капсулы C имеют определенную форму. На фиг.36 и 37 изображен участок 13 заварочной камеры с капсулой C, размещенной в нем, в положении, занятой капсулой, когда заварочная камера закрыта. Как можно видеть на фиг.36 и 37, капсула имеет нижнюю часть CB с выемкой CR. Форма выемки предпочтительно соответствует форме выступа 201. Выступающая часть CA выступает от нижней части выемки CR к нижней части CB капсулы. Форма выступающей части CA является такой, что выступающая часть CA может проходить через опору 203 скольжения, в которой расположен с возможностью скольжения скользящий элемент 205 для определения капсулы.
Если капсула не вставлена в заварочную камеру, когда последняя закрыта, положение скользящего элемента 205 для определения капсулы относительно датчиков 217A, 217B не будет изменяться. Отсутствие обнаружения света обоими датчиками 217A, 217B будет восприниматься блоком управления или как «заварочная камера открыта» или «капсула C отсутствует». Поскольку положение заварочной камеры может определяться при помощи соответственно расположенных микровыключателей или им подобных, центральный блок управления сможет, таким образом, определять состояние закрытой заварочной камеры и отсутствие (подходящей) капсулы. Если используется несоответствующая капсула, он не будет взаимодействовать со скользящим элементом для определения капсулы, и, следовательно, будет генерировать сигнал об «отсутствии капсулы».
Если капсула C, подходящая для заваривающего устройства, т.е. выполненная с выемкой CR заданной формы, вставлена в заварочную камеру, при закрытии последней капсула C будет проталкиваться к нижней части участка 13 заварочной камеры, так что выступающая часть CA проходит в опору 203 скольжения, таким образом, толкая скользящий элемент 205 для определения капсулы к внутренней части опоры 203 скольжения, противодействуя усилию пружины, прикладываемому упругим элементом 207. Перемещение, осуществляемое скользящим элементом 205 для определения капсулы, зависит от длины выступающей части CA. На фиг.36 и 37 изображены две разные капсулы C: отличие между капсулами определено за счет длины выступающей части CA. Капсула, изображенная на фиг.36, имеет более короткую выступающую часть CA, чем капсула, изображенная на фиг.37. Кроме того, в изображенном примере корпуса двух капсул являются разными, причем капсула на фиг.36 меньше капсулы на фиг.37. Однако, это не является обязательным.
Длина выступающих частей CA выбрана такой, что короткая выступающая часть (фиг.36) заставляет скользящий элемент 205 для определения капсулы перемещать выступ 211A, например, отводить от датчика 217A, но не от датчика 217B. Длинная выступающая часть (фиг.37), напротив, заставляет скользящий элемент 205 для определения капсулы перемещать выступ 211A на такое расстояние, что он будет отводиться от обоих датчиков 217A и 217B. Таким образом, будут генерироваться разные сигналы в зависимости от типа капсулы C, вставленной в заварочную камеру. Центральный блок управления машины для приготовления напитка, в которой расположено заваривающее устройство, принимает, таким образом, достаточную информацию для определения того, что правильно ли была вставлена капсула в заварочную камеру, и какая капсула используется.
Та же самая концепция может быть расширена для различения между числом разных капсул более двух. Это может быть сделано просто за счет обеспечения подходящей длины выступающих частей CA и скользящего элемента 205 для определения капсулы и достаточно большого количества датчиков 217A, 217B, способных к различению в соответствующем количестве разных капсул.
В соответствии с другим вариантом осуществления, который не показан, различные типы датчиков могут быть использованы в сочетании, например, с емкостными датчиками или вместо оптических датчиков 217A, 217B, например, емкостные датчики. В некоторых вариантах осуществления датчики другого типа могут быть использованы для различения среди большого количества возможных запасных капсул, например, за счет обеспечения выступающих частей CA переменной длины и различного материала, которые могут отличаться друг от друга по оптическим или электрическим свойствам.
На фиг.38-40 изображен другой вариант осуществления системы 200 определителя капсулы. Те же ссылочные позиции использованы для обозначения тех же или соответствующих частей, что и на фиг.35-37. Скользящий элемент 205 для определения капсулы содержит ферромагнитную или магнитную вставку 211B. В некоторых вариантах осуществления вставка 211B может быть расположена в осевой опоре, расположенной позади скользящего элемента 205 для определения капсулы. Вставка 211B взаимодействует с магнитным датчиком или комплектом магнитных датчиков 217, соответственно расположенных рядом с опорой скольжения скользящего элемента 205 для определения капсулы.
Положение скользящего элемента 205 для определения капсулы зависит от наличия или отсутствия капсулы и от типа используемой капсулы, как описано выше. На фиг.38 показана ситуация, когда капсула отсутствует, на фиг.39 показано положение, занятое скользящим элементом 205 для определения капсулы, когда капсула с короткой выступающей частью CA вставлена в заварную камеру, и на фиг.40 показано положение скользящего элемента 205 для определения капсулы в случае, когда используется капсула с более длинной выступающей частью CA. Положение скользящего элемента 205 для определения капсулы определяется магнитным датчиком (магнитными датчиками) 217, и соответствующий сигнал генерируется и передается на центральный блок управления.
Система 200 определителя капсулы обеспечивает несколько функций, подлежащих выполнению. Например, сигнал, генерируемый датчиками системы определителя капсулы, может быть использован для определения, является ли пустой заварочная камера до осуществления удаления накипи, промывки или цикла предварительного нагревания. Использование разных капсул, содержащих выступающие части CA переменной длины, обеспечивает возможность автоматической установки параметров заваривания, подходящих для используемого типа капсулы. Например, капсулы для свежеваренного кофе (американского кофе) и капсулы для кофе «эспрессо» могут использоваться поочередно, для которых требуются разные давления воды. Насос машины может автоматически устанавливаться для обеспечения заданного давления в зависимости от типа капсулы, вставленной в машину. В качестве альтернативы, могут использоваться капсулы, требующие разные температуры для заваривания и/или разные скорости закачивания или разные количества воды на цикл заваривания, кроме того, обеспечивая автоматическую установку параметров заваривания.
В основном, система определителя капсулы может различать между, по меньшей мере, двумя разными типами капсул и устанавливать, по меньшей мере, один параметр заваривания в зависимости от используемой капсулы.
Как отмечено выше, описанная система определителя капсулы может использоваться в сочетании с одним из вариантов осуществления заваривающего устройства. В основном, система определителя капсулы содержит механический элемент, взаимодействующий с капсулой в заварочной камере. Капсула имеет такую форму, что после закрытия заварочной камеры, механический элемент перемещается на расстояние в зависимости от формы капсулы и взаимодействует с комплектом датчиков для генерации сигнала. Сигналом является функция типа капсулы, т.е. ее формы.
В некоторых вариантах осуществления упомянутая система определителя капсулы содержит элемент для определения капсулы (в вариантах осуществления, раскрытых в данном документе перед скользящим элементом 205), проникающий в упомянутую заварочную камеру и взаимодействующий с выступающей частью, расположенной на капсуле в упомянутой заварочной камере. Элемент для определения капсулы предпочтительно расположен в опоре скольжения, выступающей в заварочной камере от ее нижней стенки, так что элемент для определения капсулы защищен от случайных нагрузок вследствие, например, неправильно вставленных капсул. В некоторых вариантах осуществления элемент для определения капсулы упруго смещается в исходное положение упругим элементом. В предпочтительных вариантах осуществления исходное положение является положением, в котором элемент для определения капсулы выступает в заварочной камере на максимальное расстояние. Разные типы капсул с разными формами вызывают разные ходы втягивания элемента для определения капсулы. Положение элемента для определения капсулы может определяться одним или более датчиками, расположенными, например, вдоль траектории движения элемента для определения капсулы.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления капсула имеет нижнюю часть, выемку в упомянутой нижней части, выступающую часть, выступающую от торцевой стенки упомянутой выемки к нижней части капсулы. Длина выступающей части определяет тип капсулы. Выступающая часть действует на элемент для определения капсулы и вызывает его перемещение, величина которого зависит от длины выступающей части.
Настоящее изобретение также относится к системе, содержащей заваривающее устройство, как описано выше, и капсулу, причем упомянутая капсула содержит средство, взаимодействующее с элементом для определения капсулы, которое заставляет элемент для определения капсулы занимать положение, которое зависит от типа используемой капсулы. Таким образом, способ заваривания может осуществляться с помощью заваривающего устройства в соответствии с настоящим изобретением и капсулы, как описано выше, причем капсулу размещают в заварочной камере, заварочную камеру закрывают, и, по меньшей мере, один параметр заваривания выбирается на основании взаимодействия капсулы, например, ее выступающей части, и элемента для определения капсулы.
В некоторых вариантах выполнения устройство согласно изобретению может дополнительно содержать камеру с переменным объемом, связанную с устройством управления, которое управляет закрыванием, по меньшей мере, одного компонента заварочной камеры, причем камера с переменным объемом находится в сообщении по текучей среде с каналом, подающим сжатую жидкость в эту камеру с переменным объемом после закрывания заварочной камеры. Камера с переменным объемом может быть установлена между первым вспомогательным участком и вторым вспомогательным участком упомянутого первого участка камеры, и упомянутый первый вспомогательный участок может образовывать приемную часть для размещения капсулы. Второй вспомогательный участок соединен с устройством управления, управляющим открытием и закрытием участка камеры.
Согласно некоторым вариантам выполнения устройство содержит систему определителя капсулы, взаимодействующую с капсулой в упомянутой заварочной камере. Система определителя капсулы содержит механический элемент, механически взаимодействующий с упомянутой капсулой, причем положение механического элемента зависит от присутствия или отсутствия капсулы и/или типа капсулы в заварочной камере, причем упомянутое положение инициирует электрический сигнал, зависящий от упомянутого положения. Сигнал может вызывать выбор, по меньшей мере, одного рабочего параметра устройства. Система определителя капсулы может содержать скользящий элемент для определения капсулы, проникающий в упомянутую заварочную камеру и взаимодействующий с выступающей частью, образованной на капсуле, в упомянутой заварочной камере, комплект датчиков, определяющих положение упомянутого скользящего элемента для определения капсулы после закрытия упомянутой заварочной камеры.
Согласно дополнительному аспекту изобретение относится к заварочному устройству для приготовления пищевых продуктов, в частности, напитков, из капсул, содержащему раму; область для вставки капсулы; заварочную камеру, включающую в себя первый участок камеры и второй участок камеры, перемещаемые друг относительно друга между закрытым положением и открытым положением и наоборот; каналы, соответственно, для подачи текучей среды для заваривания в заварочную камеру и для дозирования заваренного продукта из заварочной камеры; пару противоположных направляющих каналов для вставки капсулы сверху в положение заваривания, причем упомянутые направляющие каналы расположены между упомянутым первым участком камеры и вторым участком камеры, когда упомянутый первый участок камеры и упомянутый второй участок камеры находятся в открытом положении; по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы для поддержания капсулы в упомянутом положении заваривания; причем упомянутый, по меньшей мере, один опорный элемент для капсулы расположен и управляется для подъема из положения заваривания в положение отцепления капсулы до открытия упомянутой заварочной камеры, причем подъем упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы заставляет упомянутую капсулу отцепляться от упомянутого, по меньшей мере, одного опорного элемента для капсулы. Следует понимать, что то, что проиллюстрировано, представляет собой только возможные неограничивающие варианты осуществления настоящего изобретения, которые могут изменять формы и расположения без отхода от объема которые могут изменять формы и расположения без отхода от объема идеи, лежащей в основе настоящего изобретения. Возможное присутствие ссылочных позиций в прилагаемой формуле изобретения предназначено только для облегчения ее понимания с учетом предыдущего описания и прилагаемых чертежей, и это, ни коем образом, не ограничивает настоящее изобретение.