專利名稱：受控的機(jī)動化的沖煮單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于由配料膠囊制備飲料的飲料機(jī)。更具體地，該機(jī)器具有機(jī)動化的沖煮單元和用于以方便且安全的方式關(guān)閉沖煮單元的控制器。為了本說明書的目的，“飲料”意味著包括任何人類可消費(fèi)的液體物質(zhì)，諸如茶、咖啡、熱巧克力或冷巧克力、牛奶、湯、嬰兒食品等。“膠囊”意味著包括在封閉包裝內(nèi)的任何預(yù)先分份的飲料配料，諸如調(diào)味配料，所述封閉包裝由任何材料制成，其特別為氣密包裝，例如塑料、鋁、可回收和/或可生物降解的包裝，并且所述封閉包裝具有任何形狀和結(jié)構(gòu)，包括容納配料的軟質(zhì)料包或剛性料筒。
背景技術(shù)：
某些飲料制備機(jī)器使用容納有將被提取或溶解的配料和/或在機(jī)器中被自動地儲存和定量供給的配料或在制備飲品時添加的配料的膠囊。一些飲料機(jī)擁有充填裝置，該充填裝置包括用于液體(通常為水)的泵，該泵從水源泵吸液體，所述液體是冷的或通過加熱裝置(例如，熱塊等)實(shí)際被加熱。尤其是在咖啡制備領(lǐng)域中，已經(jīng)廣泛開發(fā)了容納飲料配料的膠囊被插入沖煮裝置中的機(jī)器。沖煮裝置在膠囊周圍密閉，在膠囊的第一面處注入水，在膠囊的密封體積中生成飲料，沖煮好的飲料可從膠囊的第二面排出且收集到容器(如，小杯或大杯)中。已經(jīng)開發(fā)的沖煮裝置有助于插入“新鮮”膠囊和在使用后移除膠囊。W02005/004683和W02007/135136涉及此類沖煮裝置。這些裝置包括:框架；用于膠囊的固定保持部分；可動保持部分，該可動保持部分以滑動關(guān)系相對于框架安裝；一個或兩個鉸接機(jī)構(gòu)，該鉸接機(jī)構(gòu)提供了一種機(jī)械系統(tǒng)，該機(jī)械系統(tǒng)能以穩(wěn)定且不透流體的方式將保持部分圍繞膠囊封閉，同時還抵抗在重新開啟時作用并通過內(nèi)部沖煮壓力產(chǎn)生的反作用力；以及用于直接撬動鉸接機(jī)構(gòu)的手柄。這種裝置形成簡單的組件，該組件使得膠囊能夠通過經(jīng)框架中的通路豎直下落而插入和沿與插入方向相同的方向移除用過的膠囊。手柄可用于覆蓋和露出用于膠囊的通路。沖煮裝置的可動部分經(jīng)由手柄被手動地致動。移動可動部分所需的手動力在機(jī)器的關(guān)閉和開啟期間變化，并且取決于所使用的膠囊的尺寸公差和膠囊的定位與性質(zhì)以及沖煮單元的溫度。W02009/043630公開了一種包括具有前部的沖煮單元的飲料制備機(jī)器，該前部帶有用于將膠囊插入沖煮單元中的通路。該前部布置成伸出機(jī)器的殼體以露出用于將膠囊插入沖煮單元中的通路，以及縮入沖煮單元以使通路滑動到殼體下方且因此由殼體覆蓋通路。可從不同的途徑來使沖煮裝置的可動部分的致動機(jī)動化。EP1767129涉及一種用于基于膠囊的飲料生產(chǎn)裝置的馬達(dá)驅(qū)動的提取模塊。在此情況下，用戶不需要提供任何人力來開啟或關(guān)閉沖煮裝置。該沖煮裝置具有膠囊插入通路，該膠囊插入通路設(shè)有安全門，該安全門經(jīng)由開關(guān)組裝在沖煮裝置的可動部分上，所述開關(guān)用于檢測關(guān)閉期間手指在通路中的非期望的存在，并通過在任何手指被卡在沖煮裝置中之前使馬達(dá)停止來防止擠壓傷害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供沖煮單元的一種機(jī)動化的封閉功能，以用于在配料膠囊的裝載與排出中提供更多方便以及減少用戶的干預(yù)。另一個目的在于通過降低在使用機(jī)動化飲料機(jī)時的傷害風(fēng)險(xiǎn)來提供安全操作。另一個目的在于提供增值功能，諸如半自動或自動沖煮模式、沖洗和/或除垢模式。另一個目的在于控制用于沖洗機(jī)器和/或?qū)C(jī)器除垢的最佳條件。這些目的中的一個或多個通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的機(jī)動化的沖煮機(jī)器來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求還提供了這些目的和/或附加益處的解決方案。本發(fā)明涉及一種用于制備和分配飲料的機(jī)動化的機(jī)器，更具體地涉及一種具有機(jī)動化的沖煮單元的飲料機(jī)。例如，該機(jī)器是咖啡、茶、巧克力、可可、牛奶或湯的制備機(jī)器。特別地，該機(jī)器布置成用于通過使熱水或冷水或其它液體通過容納待制備的飲料的配料(如，調(diào)味配料)的膠囊而在飲料處理模塊內(nèi)制備飲料，諸如研磨咖啡或茶或巧克力或可可或奶粉。此類飲料制備通常包括多種飲料配料的混合，例如水與奶粉的混合，和/或飲料配料的浸泡，諸如用水浸泡研磨咖啡或茶。例如，根據(jù)用戶請求來形成和分配預(yù)定量的飲料，其對應(yīng)于一份供應(yīng)量。根據(jù)飲料的類型，這種供應(yīng)量的體積可以在25ml至200ml的范圍內(nèi)，例如，用于充填茶杯或馬克杯的體積。所形成和分配的飲料可以選自芮斯崔朵(ri stretto )、意式濃咖啡(espresso )、長飲咖啡(Iungo )、卡布奇諾、拿鐵咖啡、美式咖啡、茶等。特別地，咖啡機(jī)可構(gòu)造成用于分配意式濃咖啡，例如，每份供應(yīng)量為20ml至60ml的可調(diào)體積，和/或用于分配長飲咖啡，例如，每份供應(yīng)量為70ml至150ml范圍內(nèi)的體積。特別地，機(jī)動化的飲料機(jī)具有沖煮單元，該沖煮單元包括共同協(xié)作的第一組件和第二組件，每個組件均界定用于容納配料膠囊的沖煮室的部分。這些組件中的至少一個:-可移離協(xié)作的組件以進(jìn)入機(jī)器內(nèi)的開啟位置，以用于在組件之間形成通路，該通路用于配料膠囊插入沖煮單元中和/或從沖煮單元中移除配料膠囊；以及-可移動至(例如，朝向)協(xié)作的組件以進(jìn)入封閉位置，以用于形成沖煮室。這些組件可相對于彼此移動。一個組件可固定在機(jī)器中，例如，固定在機(jī)器的主框架或外殼中，而另一個組件可向其移動?？蛇x地，兩個組件都可在機(jī)器中(例如，在機(jī)器的主框架或外殼中)移動。該機(jī)器包括啟動裝置,該啟動裝置包括:-用于在開啟位置與封閉位置之間驅(qū)動沖煮單元的可動組件的馬達(dá)；-用于將來自馬達(dá)的驅(qū)動作用傳遞到可動組件的傳動裝置，例如，一個或多個傳動齒輪和/或皮帶和/或萬向接頭(cardan)；-用于向沖煮室供給加熱的水的供水裝置，例如，帶有泵和/或加熱器以及控制單元的水源，所述控制單元例如為帶有控制器和可選的存儲裝置和/或其它電子元件的PCB(SP，PCBA “印刷電路板組件”)；以及-用于控制馬達(dá)的驅(qū)動作用的控制裝置，例如控制單元，諸如帶有控制器的PCB或PCBA0根據(jù)本發(fā)明，機(jī)動化的飲料機(jī)包括用于測量代表馬達(dá)的功率消耗的至少一個電氣參數(shù)的裝置，以及用于將所測量的參數(shù)在組件從開啟位置轉(zhuǎn)到封閉位置期間隨著時間的演變與設(shè)定的基準(zhǔn)相比較的裝置，以及用于向至少其中一個所述啟動裝置提供輸入的裝置，所述輸入源于所測量的參數(shù)的演變的比較。因此，可通過監(jiān)測馬達(dá)的功率消耗來監(jiān)測組件移動至開啟位置和/或封閉位置所處的環(huán)境。特別地，馬達(dá)產(chǎn)生運(yùn)動所需要的機(jī)械輸出能量與其消耗的輸入能量(例如，電能)直接相關(guān)，是可以測量的。設(shè)定的基準(zhǔn)可基于功率消耗建模和/或在預(yù)定條件下(例如，在沖煮單元中有或沒有配料膠囊的情況下、特定使用環(huán)境等)憑經(jīng)驗(yàn)的功率消耗測量。設(shè)定的基準(zhǔn)通常包括公差裕度以考慮例如由于使用環(huán)境和/或制造公差和/或操作公差而可能發(fā)生的變化。例如，馬達(dá)被控制成以預(yù)定速度產(chǎn)生輸出運(yùn)動(例如，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn))和/或以預(yù)定輸入電壓(例如，以恒定電壓)操作。為了維持預(yù)定速度和/或電壓，馬達(dá)的輸入功率可調(diào)節(jié)成與所需的輸出功率一致，例如，角速度和轉(zhuǎn)矩(取決于馬達(dá)必須在給定環(huán)境中操作所受的約束)。特別地，馬達(dá)的電源可布置成控制馬達(dá)的輸入電壓，并且馬達(dá)可布置成獲取維持輸入電壓所需的要求的電流量。通過測量維持期望的馬達(dá)輸出速度和/或輸入電壓所需的馬達(dá)輸入功率，可以確定對馬達(dá)輸出所施加的機(jī)械約束。此類約束可對應(yīng)于機(jī)動化機(jī)器的正常操作，例如，在有或沒有膠囊配料的情況下開啟或封閉沖煮單元，或者對應(yīng)于異常操作，例如，阻止正常開啟或封閉的障礙物的干涉，所述障礙物例如為卡在組件之間的人體部分(如手指)，或者禁止組件重新開啟的障礙物的干涉，例如，沖煮單元的堵塞。在前一種情況下(正常操作)，機(jī)動化的飲料機(jī)可構(gòu)造成允許對應(yīng)的操作(例如，飲料制備或清潔)，或自動地執(zhí)行對應(yīng)的操作。在后一種情況下(異常操作)，可提供安全模式，例如，當(dāng)不希望的障礙物卡在組件之間時停止封閉或重新開啟組件，或者當(dāng)沖煮單元堵塞時使馬達(dá)停止，例如以防止機(jī)器中的非期望的應(yīng)力，以及例如允許由用戶和/或服務(wù)人員適當(dāng)?shù)厝斯な柰?。通常在檢測到所測量的參數(shù)相對于設(shè)定的基準(zhǔn)的異常變化時，將安全輸入提供給馬達(dá)。當(dāng)所測量的參數(shù)如下時，變化可被認(rèn)為是異常的:-超過高于設(shè)定的基準(zhǔn)至少20%的水平，特別是在30%或40%以上，諸如50%以上；和/或-對應(yīng)于由朝封閉位置移動且在到達(dá)封閉位置之前的組件之間存在障礙物(特別是人體部分，如手指)而導(dǎo)致的對封閉的阻力，例如，沖煮單元的組件之間的阻力在50N至200N范圍內(nèi)，尤其是從75N、100N或120N到130N或150N。提供包括一定公差范圍(例如，相對于中間或平均基準(zhǔn)設(shè)定值為20%、30%、40%或甚至50%)的基準(zhǔn)設(shè)定值可能是適當(dāng)?shù)模员憧紤]出現(xiàn)在機(jī)器中的機(jī)械作用的正常變化，諸如摩擦系數(shù)的變化，溫度和濕度的變化，以及制造公差的變化。安全輸入可包括使馬達(dá)作用相反以使可動組件移動至開啟位置，或者減小或停止馬達(dá)的驅(qū)動作用。控制裝置可構(gòu)造成檢測與基準(zhǔn)曲線相比較的異常變化，所述基準(zhǔn)曲線代表電氣參數(shù)隨著時間的正常演變，其對應(yīng)于:-在配料膠囊插入沖煮室中的情況下，可動組件移動至封閉位置中的模式(下文稱為“膠囊封閉模式”)；和/或-在沒有配料膠囊插入沖煮室中的情況下，可動組件移動至封閉位置中的模式(下文稱為“空的封閉模式”)。當(dāng)沒有檢測到所測量的參數(shù)相對于設(shè)定的基準(zhǔn)的異常變化并且組件處于封閉位置(“膠囊封閉模式或空的封閉模式”)時，可以啟動包括供給熱水到?jīng)_煮室的供水模式。熱水的供給可包括水從水源(例如，水箱)到?jīng)_煮室的循環(huán)(例如，通過使用泵)，和/或水的加熱(例如，連續(xù)加熱或批量加熱)。例如，可經(jīng)由一個或多個溫度傳感器、壓力傳感器和/或流量計(jì)來控制熱水的供給，以調(diào)節(jié)所供給的熱水的加熱特性和流動特性。任選地，控制裝置可包括用于選擇性地啟動供水模式的用戶界面。因此，水可以自動地或依據(jù)經(jīng)由用戶界面的用戶請求循環(huán)到?jīng)_煮室中?？刂蒲b置可構(gòu)造成在所測量的參數(shù)匹配對應(yīng)于“膠囊封閉模式”的基準(zhǔn)曲線(包括可能的公差)時啟動沖煮模式?？刂蒲b置可構(gòu)造成在所測量的參數(shù)匹配對應(yīng)于“空的封閉模式”的基準(zhǔn)曲線時啟動沖洗和/或除垢模式。特別地，控制裝置可構(gòu)造成使得所供給的水在一定溫度被加熱，諸如在55° C至85° C的范圍內(nèi)，其低于諸如在85° C至98° C范圍內(nèi)的正常沖煮溫度。至少一個所測量的參數(shù)可以代表馬達(dá)的電流消耗。傳動裝置可包括齒輪組件。傳動裝置、尤其是齒輪組件可構(gòu)造為提供至少1:100、優(yōu)選介于1:200與1:300之間的傳動比?？刂蒲b置可以在開啟位置和/或在封閉位置中不具有端部位置傳感器。在此情況下，測量由馬達(dá)消耗的功率可以用于確定開啟位置和/或封閉位置。功率消耗的測量可與時間演變相關(guān)，以使該消耗與可動組件的基于時間的預(yù)期位置相關(guān)，例如以便將由到達(dá)端部位置所引起的功率消耗與和非期望的中間障礙物的干涉所引起的功率消耗區(qū)分開?？蛇x地，控制裝置可包括至少一個端部位置傳感器，例如，尤其用于檢測開啟位置和/或封閉位置的兩個端部位置傳感器。該機(jī)動化的飲料機(jī)可包括位于第一組件與第二組件之間的配料膠囊，馬達(dá)由控制裝置控制，以使這些組件從開啟位置移動至封閉位置，從而形成用于容納配料膠囊的沖煮室，控制裝置的測量裝置布置成測量至少一個參數(shù)，該參數(shù)代表在組件運(yùn)動到封閉位置期間(其中膠囊位于封閉的組件之間)馬達(dá)的功率消耗，控制裝置的比較裝置布置成將所測量的參數(shù)的演變與設(shè)定的基準(zhǔn)相比較，控制裝置的輸入裝置布置成向至少其中一個所述啟動裝置提供來自所述比較的輸入?？刂蒲b置可構(gòu)造成檢測與基準(zhǔn)曲線相比較的任何異常變化，該基準(zhǔn)曲線代表電氣參數(shù)隨著時間的正常演變，并且:-在沒有檢測到所測量的參數(shù)相對于設(shè)定的基準(zhǔn)的異常變化并且組件處于封閉位置時，啟動供水模式；和/或-在檢測到所測量的參數(shù)相對于設(shè)定的基準(zhǔn)的異常變化時，向馬達(dá)提供安全輸入。


現(xiàn)將參照示意圖來描述本發(fā)明，在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的飲料機(jī)的局部示意性和局部透視的視圖；圖2示出圖1的飲料機(jī)的沖煮單元在開啟位置中的局部截面透視圖3示出圖1的飲料機(jī)的封閉的沖煮單元在“空的封閉模式”下的局部截面透視圖；圖4示出圖1的飲料機(jī)的封閉的沖煮單元在“膠囊封閉模式”下的局部截面透視圖；以及圖5示出在“膠囊封閉模式”和“空的封閉模式”下，馬達(dá)隨著時間的電流吸收(current absorption)的基準(zhǔn)曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的機(jī)動化的飲料機(jī)I。該機(jī)器包括沖煮單元2，該沖煮單元2連接到電動馬達(dá)3，該馬達(dá)3驅(qū)動傳動裝置4以使沖煮單元2從開啟位置移動至封閉位置，和/或相反。還設(shè)有作為機(jī)器I的一部分的供水裝置5。這種裝置5可包括儲水器6、水泵7和水加熱器8。水在與沖煮單元2連結(jié)的水回路9中循環(huán)。通常，回路9與沖煮單元2流體連接。機(jī)器I中還設(shè)有控制裝置10。控制裝置10包括控制單元11、傳感器(未示出)和用戶界面12。控制單元10包括處理器、存儲器和程序，其能實(shí)現(xiàn)向機(jī)器的不同啟動裝置(尤其是泵、加熱器和馬達(dá))提供合適的輸入，以及接收來自所述啟動裝置的輸出。控制裝置10可以例如有線或無線連接到用戶界面12、泵7、加熱器8和各種傳感器，諸如流量計(jì)、溫度傳感器、壓力傳感器、電流計(jì)(例如，用于測量馬達(dá)3的電流消耗)，諸如霍爾傳感器。特別地，控制裝置11可以控制與馬達(dá)3、泵7和加熱器8相關(guān)的電源開關(guān)和/或電流和電壓調(diào)節(jié)器。如圖2和圖3中所示，沖煮單元2具有可相對彼此移動的第一組件13和第二組件14。在本發(fā)明的上下文中，“組件”可以指組合不同功能(例如，機(jī)械引導(dǎo)功能、機(jī)械保持功能、機(jī)械穿刺功能、流動功能、壓力功能等)的單個構(gòu)件，和/或可以指組合所期望的功能的多個構(gòu)件。例如，第一組件13為后部注入組件13，且包括帶有注入葉片15的膠囊殼架。前部組件14形成飲料輸送組件，且包括膠囊輸送板16。前部組件14與外殼17相關(guān)，且可相對于后部注入組件13與外殼17 —起移動，該后部注入組件13保持固定在機(jī)器I的框架18上。前部輸送組件14包括飲料出口 19。借助于驅(qū)動傳動裝置4的馬達(dá)3來使前部輸送組件14相對于后部注入組件13移動。在開啟位置(圖2)中，通路31設(shè)置在第一組件13與第二組件14之間，以允許膠囊30的插入。例如，如EP1646305或W02009/043630中所述，膠囊可定位在中間位置。在封閉位置(圖3)中，形成了沖煮室29。沖煮室29至少部分地由處于沖煮單元(圖4)的正常封閉位置中的膠囊30占據(jù)。膠囊可以是任何類型的膠囊，并且應(yīng)完全與沖煮室29和通路31相容，以用于在沖煮單元的封閉和開啟期間由這些組件操作。例如，在EP0512468、EP0512470和EP2068684中公開了合適的膠囊和沖煮室。傳動裝置4可包括各種機(jī)械系統(tǒng)。傳動裝置4可具有至少1:50、尤其是從1:100至1:300至1:500的從馬達(dá)至組件的力傳遞比。在圖1至圖4所示的實(shí)施例中，傳動裝置4包括與凸輪22和凸輪從動件23連結(jié)的齒輪組件20。為了外殼17上的力的平衡傳遞，凸輪22包括位于外殼17的各側(cè)上的一對長形凹槽。齒輪組件20包括連接到馬達(dá)軸(即，連接到馬達(dá)3的轉(zhuǎn)子)的蝸桿傳動件21。蝸桿傳動件21操作大齒輪24，例如，直齒輪或斜齒輪，其固定在軸25上，兩個側(cè)向的較小齒輪26、27 (例如直齒輪或斜齒輪或摩擦齒輪)在所述軸25上就位。較小的齒輪26、27驅(qū)動一對扇形齒輪28，例如，直齒輪或斜齒輪或摩擦齒輪，該扇形齒輪28移動凸輪從動件23，結(jié)果使凸輪22與外殼17—起從開啟位置移動至封閉位置，或者相反。在封閉位置中，扇形齒輪28與凸輪從動件23 —起定位成使得沖煮壓力在扇形齒輪上被吸收，而不會傳遞至驅(qū)動系統(tǒng)的其余部分，例如徑向地穿過扇形齒輪。然而，如下文所介紹的，沖煮壓力可通過合適的構(gòu)型由驅(qū)動系統(tǒng)吸收。蝸桿傳動件21與大齒輪24之間的傳動比可在1:25至1:100、諸如1:50至1:80的范圍內(nèi)。較小齒輪27與扇形齒輪28之間的傳動比可在1:3至1:10的范圍內(nèi)，尤其是在1:5至1:8的范圍內(nèi)。例如，在傳動裝置4中使用蝸桿傳動件21可以使這種傳動為單向的。換言之，力和運(yùn)動可以僅從馬達(dá)3傳遞到傳動裝置4，相反則不可以，蝸桿傳動件21在相反方向上充當(dāng)止擋件。因此，不需要其它止擋裝置來將組件保持在給定位置中。中斷對馬達(dá)3的供電就足夠了，以將組件13、14固定在給定位置，尤其是固定在封閉位置或開啟位置。在一個可能的方案中，開啟端部位置和封閉端部位置兩者在幾何結(jié)構(gòu)上制成為不帶有端部開關(guān)或傳感器的“硬止擋件(hard stop)”。用于馬達(dá)控制的輸入可涉及用戶界面、馬達(dá)的電流吸收以及控制單元的定時器。如圖5所示，尤其是在馬達(dá)3為DC馬達(dá)(例如以大體恒定的電壓操作)時，可隨時間檢測兩個不同的典型曲線40、41，例如通過測量馬達(dá)3的功率消耗(如通過測量馬達(dá)3的電流消耗)。曲線40代表在“膠囊封閉模式”下馬達(dá)3的電流消耗隨著時間的演變。圖4中示出在膠囊封閉模式下沖煮單元2的封閉狀態(tài)，其中膠囊30被封裝在封閉的沖煮室中。曲線41代表在“空的封閉模式”下馬達(dá)3的電流消耗的演變。在空的封閉模式下沖煮單元2的封閉狀態(tài)在圖3中示出。因此，曲線40、41對應(yīng)于沖煮單元2的組件13、14的封閉運(yùn)動。類似地，例如在組件13、14之間有膠囊30和沒有膠囊30的情況下，可以確定用于開啟運(yùn)動的曲線。這種開啟曲線可用作基準(zhǔn)設(shè)定值，以檢測對組件13、14的開啟運(yùn)動的可能的干擾，例如，人體部分(諸如手指)堵塞在機(jī)器的殼體與沖煮單元2的可動組件之間。機(jī)器I的控制單元10構(gòu)造成用于根據(jù)沖煮單元所處的相關(guān)模式來將實(shí)際電流消耗的變化與基準(zhǔn)曲線40和41相比較。這種構(gòu)造通過軟件獲得。如果膠囊30插入沖煮單元2中，且與曲線40相比沒有檢測到電流吸收的異常變化(例如，沒有超過典型電流消耗曲線40的20%的變化)，則可啟動沖煮循環(huán)。沖煮循環(huán)的開始可由用戶界面12上的命令或請求觸發(fā)?？蛇x地，沖煮循環(huán)的開始可由于到達(dá)封閉位置而自動地觸發(fā)。如果沒有膠囊插入沖煮室2中且與曲線41相比沒有檢測到電流吸收的異常變化，則在封閉位置(圖3)啟動具有降低的溫度的沖洗和/或除垢模式以實(shí)現(xiàn)最佳的除垢和/或節(jié)能。沖洗和/或除垢循環(huán)的開始還可由用戶界面12上的命令或請求來觸發(fā)?？蛇x地，沖洗和/或除垢循環(huán)的開始可由于到達(dá)封閉位置而自動觸發(fā)。如果沒有膠囊插入沖煮室2中且與曲線41相比沒有檢測到電流吸收的異常變化，則可啟動杯子預(yù)熱模式，該模式包括在制備和分配飲料前向用戶的杯子中分配熱水，以用于預(yù)熱杯子。杯子的預(yù)熱可在飲料制備溫度或降低的溫度下執(zhí)行。更具體地，示出了當(dāng)膠囊30插入沖煮單元2中時馬達(dá)3隨著時間的電流消耗的示例性演變的曲線40包括各種階段:初始部分401 (BP,電流消耗的急劇增加)反映了可動組件的運(yùn)動的開始，尤其是克服靜態(tài)摩擦力所需的功率消耗。第二部分402在略低于部分401頂部的位置處開始(動態(tài)摩擦力低于靜態(tài)摩擦力)且緩慢地增加。此部分示出在封閉期間由漸進(jìn)地進(jìn)入沖煮室29中的膠囊30引起的增大的阻力。當(dāng)膠囊30從它被止擋部件支承的中間位置(如在EP2103236中所介紹的)推出時，達(dá)到最大值403。此后，電流消耗略微下降，直到電流消耗達(dá)到最小值404。由于在封閉期間葉片15使膠囊30變形且逐漸刺穿膠囊30，電流消耗405、406、407增加?；酒教沟牟糠?08代表組件的最終靠近。電流增加409反映了對偏壓彈簧(未示出)施加應(yīng)力以便占據(jù)在封閉位置中組件之間的游隙所需的功率。一旦電流消耗達(dá)到最大值410，則馬達(dá)3消耗最高功率，這表明馬達(dá)3受阻:組件處于其封閉位置中。示出了當(dāng)沒有膠囊插入沖煮單元2中時馬達(dá)3隨著時間的電流消耗的示例性演變的曲線41包括各種階段:部分411對應(yīng)于部分401，即，可動組件投入運(yùn)動。一旦組件運(yùn)動，部分412、413和414基本示出在直的凹槽22中移動的旋轉(zhuǎn)的凸輪從動件23和大體垂直于凹槽22的方向移動的組件13的力分布。部分416、417示出了由于對偏壓彈簧施加應(yīng)力而導(dǎo)致的功率消耗增加。與上述相似,一旦電流消耗達(dá)到最大值417，則馬達(dá)3消耗最高功率,這表明對馬達(dá)3的阻力是完全的:組件處于其封閉位置中。如圖5所示，舉例而言，當(dāng)沒有膠囊插入沖煮單元2中時，用于封閉組件所需的時間比當(dāng)馬達(dá)3必須克服由于膠囊30的存在而產(chǎn)生的額外力時略短大約0.5秒。總體上，如本發(fā)明的此具體實(shí)施例所示，可在2秒或2.5秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)封閉。沖煮單元的組件的開啟或封閉所需的時間典型地可在1-10秒的范圍內(nèi)。當(dāng)電流吸收的測量與上述兩條曲線40、41不匹配時，尤其是當(dāng)在到達(dá)封閉位置之前電流消耗明顯超過曲線時，可以預(yù)期不希望的障礙物位于組件之間或系統(tǒng)堵塞或發(fā)生其它故障。因此，可啟動安全輸入。安全輸入優(yōu)選包括使馬達(dá)作用相反的操作以使可動組件移回開啟位置中?？蛇x地，安全輸入可相當(dāng)于減少或停止馬達(dá)的驅(qū)動作用。這種安全措施例如保護(hù)了用戶免于使手指卡在運(yùn)行的機(jī)構(gòu)中。例如，在到達(dá)封閉位置之前，當(dāng)對組件封閉的阻力超過50N、80N、100N、125N或150N時，可觸發(fā)安全輸入。例如，在封閉之前，當(dāng)過大的阻力發(fā)生在組件之間的一定距離處時，可觸發(fā)安全輸入，該距離大于Imm或2mm、尤其大于3mm 或 4mm n齒輪組件優(yōu)選構(gòu)造成提供至少1:100、優(yōu)選介于1:200與1:500之間、諸如1:250與1:450之間、例如1:300的傳動比。由于這種相對較高的傳動比，本發(fā)明的另一益處來自于可以使用較低功率的馬達(dá)，例如介于20-50mNm之間。馬達(dá)3可以是構(gòu)造成產(chǎn)生不大于50mNm的最大轉(zhuǎn)矩的低功率馬達(dá)；和/或消耗不大于50瓦和/或不超過50瓦的最高功率，以用于在開啟位置與封閉位置之間驅(qū)動可動組件14。例如，馬達(dá)3布置成產(chǎn)生至少20mNm的最大轉(zhuǎn)矩，尤其是在25_40mNm范圍內(nèi)的最大轉(zhuǎn)矩。馬達(dá)3可布置成消耗在7-25瓦、尤其是10-15瓦范圍內(nèi)的最高功率。馬達(dá)可具有高達(dá)IOK RPM、諸如0-5000RPM的角速度。通過提供低功率馬達(dá)，可以簡化機(jī)動化機(jī)器的構(gòu)造和控制。與高功率馬達(dá)相比，低功率馬達(dá)由于減小的機(jī)械慣性和較低的功率負(fù)載而具有較小的慣性。因此，馬達(dá)例如為了克服障礙物或額外摩擦而需要的力(或轉(zhuǎn)矩)的暫時變化不會通過馬達(dá)的機(jī)械慣性和電氣負(fù)載的緩沖作用被吸收或較少被吸收，而是及時地轉(zhuǎn)化成馬達(dá)所需的供電的暫時增加。此夕卜，由于馬達(dá)具有較低的機(jī)械慣性和電氣慣性，因此中斷對馬達(dá)供電后沒有馬達(dá)的能量負(fù)載(機(jī)械的和電氣的)明顯排出到機(jī)械系統(tǒng)中。由此可見，通過使用低功率馬達(dá)，相對可動的組件的實(shí)際機(jī)械行為可經(jīng)由馬達(dá)的功率消耗來監(jiān)測。此外，當(dāng)即將到達(dá)端部位置時，機(jī)器不需要端部位置傳感器來使馬達(dá)停止。通過監(jiān)測馬達(dá)的功率消耗，可以幾乎即時地識別障礙物到達(dá)端部位置處，所述馬達(dá)的供電可停止，而沒有馬達(dá)通過排出其機(jī)械慣性和電氣慣性而迫使組件不利地超過端部位置的風(fēng)險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種具有沖煮單元(2)的機(jī)動化的飲料機(jī)器(1)，所述沖煮單元包括共同協(xié)作的第一組件(13)和第二組件(14)，每個組件均界定用于容納配料膠囊(30)的沖煮室(29)的部分，所述組件中的至少一個: -能移離協(xié)作的組件進(jìn)入所述機(jī)器內(nèi)的開啟位置中，以在所述組件之間形成通路(31)，用于所述配料膠囊插入所述沖煮單元中和/或從所述沖煮單元移除所述配料膠囊；以及 -能移動至協(xié)作的組件以進(jìn)入封閉位置中，以用于形成所述沖煮室， 所述機(jī)器包括啟動裝置，所述啟動裝置包括: -用于在所述開啟位置與所述封閉位置之間驅(qū)動所述可動組件的馬達(dá)(3)； -用于將來自所述馬達(dá)的驅(qū)動作用傳遞至所述可動組件的傳動裝置(4)； -用于向所述沖煮室供給加熱的水的供水裝置(5);以及 -用于控制所述馬達(dá)的驅(qū)動作用的控制裝置(10)， 其特征在于，所述控制裝置(10)包括: -用于測量代表所述馬達(dá)的功率消耗的至少一個電氣參數(shù)的裝置； -比較裝置，所述 比較裝置用于將所測量的參數(shù)在組件從所述開啟位置轉(zhuǎn)到所述封閉位置期間隨著時間的演變與設(shè)定的基準(zhǔn)(40、41)相比較；以及 -用于向至少其中一個所述啟動裝置提供輸入的裝置，所述輸入源于所測量的參數(shù)的演變與所述設(shè)定的基準(zhǔn)的比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中，當(dāng)檢測到所測量的參數(shù)相對于所述設(shè)定的基準(zhǔn)(40,41)的變化異常時，向所述馬達(dá)(3)提供安全輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器，其中，當(dāng)所測量的參數(shù)為以下時，所述變化被認(rèn)為是異常的: -超過高于所述設(shè)定的基準(zhǔn)(40，41)至少20%、尤其是高于所述設(shè)定的基準(zhǔn)30%或40%、諸如聞于所述設(shè)定的基準(zhǔn)50%的水平；和/或 -對應(yīng)于在朝所述封閉位置移動且到達(dá)封閉位置之前的組件之間障礙物的存在所導(dǎo)致的對封閉的阻力，所述障礙物尤其為人體部分，諸如手指。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的機(jī)器，其中，所述安全輸入包括使馬達(dá)作用相反以使所述可動組件(14)移動至所述開啟位置中，或者減少或停止馬達(dá)的驅(qū)動作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中，所述控制裝置(10)構(gòu)造成檢測相比于基準(zhǔn)曲線(40，41)的異常變化，所述基準(zhǔn)曲線代表電氣參數(shù)隨著時間的正常演變，并且對應(yīng)于: -在配料膠囊(30)插入所述沖煮室(29)的情況下所述可動組件(14)移動至封閉位置中的模式(下文稱為“膠囊封閉模式”)；和/或 -在沒有配料膠囊插入所述沖煮室的情況下所述可動組件移動至封閉位置中的模式(下文稱為“空的封閉模式”)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器，其中，當(dāng)沒有檢測到所測量的參數(shù)相對于所述設(shè)定的基準(zhǔn)(40，41)的異常變化且所述組件處于封閉位置(“膠囊封閉模式或空的封閉模式”)時，啟動包括向所述沖煮室(29 )供給加熱的水的供水模式，所述控制裝置任選地包括用于選擇性地啟動所述供水模式的用戶界面(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器，其中，所述控制裝置(10)構(gòu)造成在所測量的參數(shù)與對應(yīng)于“膠囊封閉模式”的所述基準(zhǔn)曲線(40)匹配時啟動沖煮模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的機(jī)器，其中，所述控制裝置(10)構(gòu)造成在所測量的參數(shù)與對應(yīng)于“空的封閉模式”的所述基準(zhǔn)曲線(41)匹配時啟動沖洗和/或除垢模式，所述控制裝置尤其構(gòu)造成使得所供給的水在低于正常沖煮溫度的溫度下被加熱，諸如在55° C至85° C的范圍內(nèi)被加熱，其中所述正常沖煮溫度尤其是在85° C至98° C的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中，至少一個所測量的參數(shù)代表所述馬達(dá)(3)的電流吸收。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中，所述傳動裝置(4)包括齒輪組件(20)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)器，其中，所述齒輪組件(20)構(gòu)造成提供至少1:100、優(yōu)選介于1:200與1:300之間的傳動比。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中，所述控制裝置(10)在所述開啟位置和/或所述封閉位置中沒有端部位置傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中，所述控制裝置包括至少一個端部位置傳感器。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中，所述機(jī)器包括位于所述第一組件(13)和第二組件(14)之間的配料膠囊(30)，所述馬達(dá)(3)由所述控制裝置(10)控制，以使所述組件從所述開啟位置移動至所述封閉位置，以形成用于容納所述配料膠囊的沖煮室(29)，所述控制裝置的測量裝置布置成測量至少一個參數(shù)，所述參數(shù)代表在所述膠囊位于封閉的組件之間的情況下所述組件運(yùn)動到所述封閉位置期間所述馬達(dá)的功率消耗，所述控制裝置的比較裝置布置成將所測量的參數(shù)的演變與設(shè)定的基準(zhǔn)(40，41)相比較，所述控制裝置的輸入裝置布置成向所述啟動裝置中的至少一個提供源于所述比較的輸入。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的機(jī)器，其中，所述控制裝置(10)構(gòu)造成檢測相比于基準(zhǔn)曲線(40，41)的任何異常變化，所述基準(zhǔn)曲線代表電氣參數(shù)隨著時間的正常演變，并且: -當(dāng)沒有檢測到所測量的參數(shù)相對于設(shè)定的基準(zhǔn)的異常變化且所述組件(14)處于封閉位置時，啟動供水模式；和/或 -當(dāng)檢測到所測量的參數(shù)相對于設(shè)定的基準(zhǔn)的異常變化時，向所述馬達(dá)(3)提供安全輸入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有沖煮單元(2)的機(jī)動化的飲料機(jī)器(1)，所述沖煮單元包括共同協(xié)作的第一組件(13)和第二組件(14)，每個組件(13,14)均界定用于容納配料膠囊(30)的沖煮室(29)的部分。這些組件中的至少一個(14)-可移離協(xié)作的組件(13)進(jìn)入所述機(jī)器內(nèi)的開啟位置中，以在所述組件之間形成通路(31)，用于所述配料膠囊(30)插入所述沖煮單元中和/或從所述沖煮單元移除所述配料膠囊；以及-可移動至協(xié)作的組件以進(jìn)入封閉位置中，以用于形成所述沖煮室(29)。所述機(jī)器包括啟動裝置，所述啟動裝置包括-用于在所述開啟位置與所述封閉位置之間驅(qū)動所述可動組件的馬達(dá)；-用于將來自所述馬達(dá)的驅(qū)動作用傳遞至所述可動組件的傳動裝置；-用于向所述沖煮室供給加熱的水的供水裝置；以及-用于控制所述馬達(dá)的驅(qū)動作用的控制裝置，所述控制裝置包括用于測量代表所述馬達(dá)的功率消耗的至少一個電氣參數(shù)的裝置；比較裝置，所述比較裝置用于將所測量的參數(shù)在組件從所述開啟位置轉(zhuǎn)到所述封閉位置期間隨著時間的演變與設(shè)定的基準(zhǔn)相比較；以及用于向至少其中一個所述啟動裝置提供輸入的裝置，所述輸入源于所測量的參數(shù)的演變與所述設(shè)定的基準(zhǔn)的比較。
文檔編號A47J31/36GK103179890SQ201180051930
公開日2013年6月26日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者P·莫利 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司