專利名稱：飲料生產(chǎn)機器的模塊化制造技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲料生產(chǎn)機器的制造領(lǐng)域，尤其是設(shè)計成使用預(yù)先分包/預(yù)先分
成小份的飲料或液體食物(湯等)成分-如容納研磨烘焙咖啡的膠囊或易理包(小包，
pod)-制備飲料的機器。在本發(fā)明說明書中，“飲料”包括任何液體食品，如茶、咖啡、熱或冷巧克力、牛奶、湯、嬰兒食品等。
背景技術(shù)：
一定范圍的飲料生產(chǎn)機器，特別是那些使用小份成分如膠囊或易理包、提供不同功能和/或不同的飲料輸送能力的機器，的開發(fā)和制造是復(fù)雜而昂貴的。需要將飲料機器的開發(fā)和制造合理化，但同時仍然能為消費者提供具有不同功能和選擇的較大范圍的機器。特別有利的是，提出一定范圍的使用膠囊或易理包的高度通用的飲料生產(chǎn)機器，其可以較低成本進行升級，即設(shè)置附加的飲料相關(guān)功能。
FR2554185揭示了可以組合在一起構(gòu)成espresso咖啡飲料系統(tǒng)的一系列模塊元件。該模塊元件并排連接。一個元件是咖啡生產(chǎn)模塊。另一個元件是蒸汽產(chǎn)生模塊。每個元件包括電連接裝置。W02007/141334公開了一種模塊化飲料生產(chǎn)系統(tǒng)，具有?？颗_座和帶有相互連接控制電路的飲料生產(chǎn)模塊。模塊的控制電路可以從?？颗_座的電路上斷開，用于當(dāng)模塊從停靠臺座上斷開時自主控制模塊。US2005/0015263公開了一種能夠從中央計算機進行控制的各種食品供應(yīng)設(shè)備項目的網(wǎng)絡(luò)。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是通過提供一定范圍的不同飲料生產(chǎn)機器來合理化飲料生產(chǎn)機器的生產(chǎn)。“不同飲料生產(chǎn)機器”涉及機器與飲料相關(guān)的功能，即不同飲料生產(chǎn)機器根據(jù)其能夠如何物理地或化學(xué)地改變飲料特性的硬件或軟件而不同。由于飲料是基于成分和一種或多種液體制成的，因此與飲料相關(guān)的功能涉及液體(水、牛奶，…)或成分的任何種類處理?！疤幚怼鄙婕耙后w或成分的化學(xué)、物理和/或機械加工。物理加工的非限制性示例為加熱、改變質(zhì)地(例如發(fā)泡)和混合。機械加工的示例有定量給料。化學(xué)加工的非限制性示例為改變成分/液體的相互作用。該目的通過獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求進一步發(fā)展了本發(fā)明的中心構(gòu)思。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面涉及一種制造一組具有不同飲料相關(guān)功能的飲料生產(chǎn)機器的方法。該飲料生產(chǎn)機器設(shè)計成基于預(yù)先分包/分成小份的成分批料(batch)，特別是包含在包裝中的成分批料來制備飲料。該方法包括如下步驟-提供多個相同的芯部單元，該芯部單元設(shè)置有控制電路和設(shè)計用于容納成分批料并將液體供應(yīng)至成分批料內(nèi)部的飲料生產(chǎn)模塊，-提供多個不同的基部平臺，該基部平臺根據(jù)飲料生產(chǎn)功能而不同，和 -通過在所述不同的基部平臺的頂面上安裝芯部單元和在基部平臺上安裝特別是儲水器來制造一組不同的飲料生產(chǎn)機器。預(yù)先分份的成分批料可以在包裝通常是膠囊內(nèi)供應(yīng)至生產(chǎn)機器，或可以通過從機器的成分貯存器中供應(yīng)預(yù)定量的成分而形成于機器中?？蛇x地，從貯存器供給的成分可在液體加入前發(fā)生改變。例如，成分是在包裝內(nèi)供應(yīng)給生產(chǎn)機器的研磨咖啡或來自包含有一定量研磨咖啡的機器貯存器。或者，成分是存儲在貯存器中的咖啡豆的形式，其在液體加入前批量供應(yīng)并被磨碎。每個基部平臺可以設(shè)置有用于接收芯部單元的底座和用于接收水箱和供電裝置的連接裝置。因此，在基部平臺上安裝芯部單元時，可以在一個步驟中實現(xiàn)芯部單元和基部平臺之間的電連接和流體連接。本發(fā)明的另一方面涉及由這種方法制造的一組不同的飲料生產(chǎn)機器。依照本發(fā)明的又一方面，提出了一組不同的飲料生產(chǎn)機器。該組的每個飲料生產(chǎn)機器包括-芯部單元，其設(shè)置有控制電路和布置成用于容納成分批料并將液體供應(yīng)至成分批料內(nèi)部的飲料生產(chǎn)模塊，所述至少一個芯部單元安裝于-多個不同基部平臺中的一個上，該基部平臺根據(jù)飲料生產(chǎn)功能而不同。每個基部平臺可以設(shè)置有用于接收芯部單元的底座和用于接收水箱和供電裝置的連接裝置?；科脚_可以設(shè)置有用于將水從水箱供應(yīng)到相連的芯部單元中的水引導(dǎo)裝置。飲料生產(chǎn)模塊可以設(shè)計成用于膠囊或易理包中的成分批料。至少一個基部平臺可以設(shè)計成容納至少兩個芯部單元并向其供水，優(yōu)選地從公共水箱向其供水。這種芯部單元的控制電路優(yōu)選地為相互連接的，這將在下面詳細討論。本發(fā)明的又一方面涉及一種飲料生產(chǎn)機器。該機器包括-一個或多個單元，其設(shè)置有控制電路和設(shè)計成用于容納密封的膠囊或易理包并向成分批料內(nèi)部供應(yīng)液體的飲料生產(chǎn)模塊，所述至少一個芯部單元安裝在基部平臺上，該基部平臺向芯部單元供給電力和來自同樣安裝在該基部平臺上的水箱的水。膠囊或易理包容納一種或多種成分，該成分用于在與供給的液體(水等)相互作用時生產(chǎn)飲料或液體食物(湯等)。這種相互作用可以是例如混合、提取、沖煮(泡制，調(diào)制，brew)或稀釋。本發(fā)明的另一方面涉及一種包括多個芯部單元的飲料生產(chǎn)機器，每個單元設(shè)置有設(shè)計成用于容納飲料成分批料特別是包含在包裝如膠囊或易理包中的成分并將液體供應(yīng)到飲料成分批料的飲料生產(chǎn)模塊，其中至少兩個芯部單元具有公共用戶電源開關(guān)(或主開關(guān))，如撥動開關(guān)或可轉(zhuǎn)動的輪或旋鈕開關(guān)。在一個實施例中，電源開關(guān)只有兩個選擇位置(selection position),用于同時接通或切斷所述至少兩個芯部單元，特別是全部多個芯部單元。在另一個實施例中，機器具有一定總數(shù)量的芯部單元，電源開關(guān)具有一個或多個選擇位置，用于接通小于該總數(shù)量的若干芯部單元，其余的芯部單元保持切斷。例如，用于接通小于所述芯部單元總數(shù)量的若干芯部單元的所述(一個或多個)選擇位置持久地與一個或多個對應(yīng)的芯部單元相關(guān)聯(lián)。機器可以包括控制單元，用于接通小于所述總數(shù)量的若干芯部單元的所述(一個或多個)選擇位置指定將要同時接通的若干芯部單元，該控制單元布置成基于芯部單元各自的使用歷史來選擇接通哪個芯部單元。該后一實施例對避免芯部單元的不均勻磨損尤其有利。通常，可能考慮的歷史包括每個芯部單元過去工作的總小時數(shù)和/或每個芯部單元已經(jīng)執(zhí)行的飲料制備循環(huán)總數(shù)。為了簡化電子概念和減少部件數(shù)目，這種控制單元可以結(jié)合一個或多個芯部單元的控制電路。本發(fā)明的另一方面涉及一種飲料生產(chǎn)機器，特別是如上所述的機器。這種機器包括多個芯部單元，每個芯部單元設(shè)置有控制電路和設(shè)計成用于容納飲料成分批料，特別是包含在包裝如膠囊中的成分，并用于將液體供應(yīng)至飲料成分批料中的飲料生產(chǎn)模塊。至少兩個芯部單元的控制電路經(jīng)由通信裝置/連通裝置連接在一起，以在需要時交換數(shù)據(jù)。作為同一飲料生產(chǎn)機器的部分的不同芯部單元之間存在通信裝置允許這些芯部單元的協(xié)同操作。當(dāng)芯部單元在使用過程中共享公共資源，如發(fā)泡牛奶設(shè)備、材料源和/或電源時這特別重要。芯部單元之間的通信可以導(dǎo)致資源的最佳共享和生產(chǎn)機器的平穩(wěn)運行。這種資源可包括流體資源、電力資源、成分資源、使用者界面資源等。 通信裝置有利地布置成允許兩個相互連接的控制電路之間雙向通信。各種通信接口和連接裝置可用于控制電路的相互連接，如SPI、I2C、USART、USB系統(tǒng)、有線連接(wire-bound)或甚至無線系統(tǒng)。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)兩個相互連接的控制電路之間的通信裝置可有利地由簡單的電平移位器(level shifter)形成，其便宜、允許快速通信并能容易地裝配到具有單個芯部單元的機器的現(xiàn)有類型控制電路上。有利地，一對相互連接的控制電路之間的通信裝置包括在一對相互連接的控制電路之間延伸的兩個傳輸電纜和中性電纜；和一雙晶體管。優(yōu)選度較低的通信裝置可以使用光耦合器。然而，其比基于晶體管的構(gòu)型更慢、更昂貴并耗費更多能量。通常,連接的控制電路中的一個具有主狀態(tài)(master status),其余的相互連接的控制電路具有從狀態(tài)?？刂齐娐返倪@種從/主配置對避免需要額外的中央控制單元來控制和協(xié)調(diào)不同芯部單元的控制電路尤其有利。每個相互連接的控制電路可以布置成使用主/從信號周期性地將其當(dāng)前主或從狀態(tài)傳送至其余控制電路。因此，當(dāng)出于某種原因，一控制電路不發(fā)送任何主/從信號時，如當(dāng)一個芯部單元不運轉(zhuǎn)時一例如當(dāng)它被單獨切斷或發(fā)生故障時，其余的控制電路可以使其各自的芯部單元的操作適應(yīng)新的配置。主/從信號可以每隔幾毫秒從相互連接的控制電路發(fā)出，通常以l-20ms范圍內(nèi)的規(guī)則間隔，特別是以約8. 33或IOms的規(guī)則間隔發(fā)出。優(yōu)選地，每個相互連接的控制電路配置成在需要時將其狀態(tài)由從狀態(tài)改變成主狀態(tài)，反之亦然。這在處于主狀態(tài)的芯部單元變成不運轉(zhuǎn)、且其主功能需要由獲得主狀態(tài)的另一個芯部單元替換的情況尤其有用。通常，每個相互連接的控制電路配置成以從狀態(tài)作為默認狀態(tài)。當(dāng)沒有相互連接的控制電路具有主狀態(tài)時，使用主(狀態(tài))確定程序?qū)⑾嗷ミB接的控制電路中的一個的狀態(tài)改變成主狀態(tài)。實際上，當(dāng)所有相互連接的控制電路均處于從狀態(tài)，例如在起動時或當(dāng)主控制電路已經(jīng)停用時，在開始主(狀態(tài))指定程序/過程前，這些從控制電路將等待給定的一段時間，如幾十毫秒例如50-250ms，尤其是100-200ms。主指定程序可以包括隨機功能，例如基 于時間的功能，其同時在所有從控制電路上運行，并在當(dāng)?shù)谝粡目刂齐娐芬辉谟稍摴δ艽_定的任意一段時間之后——被指定去執(zhí)行主功能并宣告其本身作為新的主控制電路時結(jié)束，與此相對，其余從控制電路在系統(tǒng)內(nèi)保持從狀態(tài)。相反地，具有從狀態(tài)并且比具有主狀態(tài)的芯部單元使用更為頻繁的芯部單元可以取代主狀態(tài)，以前的主狀態(tài)變成從狀態(tài)。這在當(dāng)與從狀態(tài)相比，主狀態(tài)優(yōu)先接入共享資源，而從狀態(tài)僅具有次要接入時尤其有利。相互連接的控制電路可以布置成在它們自身之間使用同步信號通信，用來在芯部單元之間分配一個或多個共享資源，如具有有限的可用性和/或有限的可達性(accessibility)的材料和/或動力供給源，從而提供一種隨時間在芯部單元之間的同步并且增強的供給源分配。如上所述，具有主狀態(tài)的控制電路可以布置成根據(jù)需要為其芯部單元分配有限的材料和/或動力供給源或其它資源。在這種情況下，具有從狀態(tài)的控制電路布置成在其需要的材料和/或動力或其它資源的限制范圍內(nèi)，將有限的供給源的剩余分配容量/能力分配給各自的芯部單元。當(dāng)芯部單元的控制電路布置成彼此發(fā)送主/從信號時，這種信號可選地與相同通信信道上的同步信號疊加但通過時間窗分開。在一個實施例中，每個芯部單元包括用于對供應(yīng)給成分批料之前的液體加熱的熱塊。這該情形下，相互連接的控制電路可以布置成使各芯部單元對每時間單元/單位的總體可達性有限和/或可用性有限的公共電源的接入同步，以在這種總體接入和/或功率限制范圍內(nèi)使熱塊中的加熱最優(yōu)化。另外，為了優(yōu)化熱塊的操作及其加熱以及由此所需的電功率分配，每個熱塊和/或因此加熱的液體的溫度優(yōu)選由連接到相應(yīng)芯部單元的控制電路上的至少一個溫度傳感器(可選地與流量計結(jié)合)監(jiān)測。通常，飲料生產(chǎn)機器將連接到具有受限電源的電網(wǎng)上。這種限制在歐洲220V電網(wǎng)中可以在10-16A的范圍內(nèi)。當(dāng)功耗超過該限制時，網(wǎng)絡(luò)例如借助于保險絲從中央電源斷開。通常，具有熱塊的芯部單元的能量消耗大約為1-1. 5kW。因此，同時操作幾個芯部單元能迅速地達到網(wǎng)絡(luò)的功率極限并且導(dǎo)致斷開。為了避免這種斷開，相互連接的控制電路設(shè)計成在給定時刻飲料生產(chǎn)機器使用的動力不會達到網(wǎng)絡(luò)限制，如果有必要的話例如隨著時間按優(yōu)先順序讓不同芯部單元接入電源。另一個問題是任何接入電網(wǎng)而導(dǎo)致的擾動。只有有限量的由電器連接或斷開網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的擾動、電壓改變是可以忍受的。這種標(biāo)準(zhǔn)稱作閃爍(flicker)標(biāo)準(zhǔn)(例如EN61000-3-3)，這種電器應(yīng)當(dāng)不超過該閃爍標(biāo)準(zhǔn)的界限。在本發(fā)明的飲料生產(chǎn)機器情況下，隨后供應(yīng)到成分批料的流體的溫度應(yīng)該調(diào)節(jié)至能確保最終飲料的品質(zhì)。例如，對于咖啡提取物，流體即水的溫度應(yīng)該維持在窄的范圍內(nèi)，通常為80-90°C，優(yōu)選在86°C ±3°C附近。當(dāng)熱塊使用兩狀態(tài)電阻器類型的加熱器，即不具有中間級的“開或關(guān)”類型加熱器時，加熱器的溫度調(diào)節(jié)僅能夠通過調(diào)節(jié)加熱器至電源的連續(xù)的連接和斷開的各自長度來實現(xiàn)。然而，每次連接或斷開都會導(dǎo)致與閃爍標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)擾動。因此，不同的相互連接的控制電路負責(zé)修改熱塊的連接和斷開以使得不超過閃爍界限。特別地，為了減少連接/斷開的次數(shù)，相互連接的控制電路可以這樣布置，即，不僅控制不同熱塊的連接/斷開頻率，還將一個熱塊的斷開布置成與另一個熱塊的連接同時發(fā)生，即將電源從一個熱塊切換至另一個熱塊，以便盡管機器內(nèi)部存在連接/斷開，但飲料生產(chǎn)機器的總功率引入保持在恒定水平，并且因此不會引起飲料生產(chǎn)機器所連接的外部電網(wǎng)的任何干擾。因此，每個芯部單元的相互連接控制電路可以布置成對于每次單獨接入每時間單元具有受限的可達性的電源都向其它相互連接的控制電路發(fā)送同步信號，這樣每時間單元電源的總接入限制不會被相應(yīng)時間單元期間不同芯部單元的總接入量所超過。特別地，相互連接的控制電路可以這樣布置，即，使得當(dāng)達到或接近于達到時間單元期間的總接入限制時，所有芯部單元進入暫停模式，在暫停模式期間不再將由熱塊加熱的液體供應(yīng)到成分批料中，直到相應(yīng)的時間單元結(jié)束并且起動新的時間單元。例如，相互連接的控制電路布置成在時間單元期間計算所有對電源的接入(用于加熱流經(jīng)熱塊并隨后供應(yīng)到成分批料的各批次液體)，并且布置成當(dāng)在所述時間單元期間，熱塊對另一批次液體的加熱需要導(dǎo)致超過總接入限制的多次電源接入時，進入暫停模式。由此得出結(jié)論，對流經(jīng)熱塊的流體溫度控制越大，熱塊接入(連接和斷開)的數(shù)量就越大，以便緊密地遵循期望的溫度曲線(profile)。因此，當(dāng)希望緊密控制溫度時，可能需要減少流經(jīng)成分批料的已加熱流體批次的數(shù)量。換句話說，飲料與溫度相關(guān)的品質(zhì)越高，飲料生產(chǎn)機器可生產(chǎn)的飲料的頻率就越低。 例如，在飲料生產(chǎn)機器具有兩個用于提取特別是包裝如膠囊形式的咖啡批料的芯部單元的情況下，可以將控制電路設(shè)計成具有在0. 25-0. 5范圍內(nèi)的暫停階段/提取時間的t匕。換句話說，在為10分鐘的時間段中，其可能在3-8分鐘之間提取咖啡(并在熱塊中加熱水)，這對應(yīng)于3至8杯咖啡，并允許機器暫停2-7分鐘。通常，在10分鐘內(nèi)可以提取5或6杯高品質(zhì)的咖啡，并在該10分鐘的時間段內(nèi)機器約4分鐘不運轉(zhuǎn)。如果使用者已經(jīng)用完了特定時間段即一周期內(nèi)能夠制備的最大數(shù)量飲料，那么他需要在暫停階段等待，直到開始新的周期。比較而言，在飲料生產(chǎn)機器具有設(shè)計成在86°C (偏離不超過3°C)提取咖啡并且不如上所述進行協(xié)調(diào)、即能夠彼此獨立且自由地操作而不考慮熱塊的連接和斷開的兩個芯部單元的情況下，可超過閃爍界限約50%。如果芯部單元相互協(xié)調(diào)但不具有暫停機制，則仍然可超過閃爍界限約10%。本發(fā)明的進一步細節(jié)、目的和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，將通過閱讀下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的詳細解釋變得顯而易見。


下面將參照示意性附圖描述本發(fā)明，其中圖1-3示出了本發(fā)明系統(tǒng)的三種不同示例；每個示例包括公共芯部單元2,2A,2B和不同的基部平臺1，3，4，芯部單元連接到基部平臺上。圖3a示出了圖3所示系統(tǒng)的正視圖，圖3b和圖3c示出了適用于這種系統(tǒng)的兩個電源撥動開關(guān)的放大頂視圖。圖4示出了本發(fā)明的模塊化制造方法的流程圖。圖5示出了依照本發(fā)明的芯部單元的內(nèi)部。
圖6示出了依照本發(fā)明的芯部單元的后側(cè)。圖7示出了芯部單元的側(cè)板。圖8示出了準(zhǔn)備安裝到基部平臺上的芯部單元。圖9示出了芯部單元的基板，基板是基部平臺的分界面。圖10示出了圖9中的細節(jié)，以顯示水(流體)連接器。圖IOb示出了芯部單元與基部平臺的電連接。圖11示出了將基部平臺旋擰到芯部單元上以實現(xiàn)最終的固定連接。圖12示出了安裝在第一基部平臺上的芯部單元。圖13示出了依照本發(fā)明的芯部單元的框架(底盤)。圖14示出了依照本發(fā)明的修改的芯部單元。圖15是依照本發(fā)明的連接兩個控制電路的電平移位器電子電路的示意圖。
具體實施例方式圖I中顯示了包括芯部單元2和基部平臺I的構(gòu)型的一個示例。基部平臺具有流體管理的最少功能，其將電力和來自附裝于基部平臺的水箱7中的水供應(yīng)到芯部單元2。為此，依照該示例的基部平臺I設(shè)置有用于連接至總線(mains)的集成電路。此外，所示基部平臺設(shè)置有將水箱7與布置在基部平臺I頂面上的流體連接器相連接的供水管線，芯部單元2固定安裝在該頂面上?！肮潭ò惭b”表示芯部單元在制造場地安裝在基部平臺I上。因此，消費者不能容易地將芯部單元從基部平臺I上分開，從這個意義上來說安裝是“固定”的。優(yōu)選地，芯部單元2通過螺釘或螺栓固定在基部平臺I上?；蛘?，芯部單元2可以這樣安裝在基部平臺I上，使得使用者能夠?qū)⑵浞珠_，例如為了方便運輸或為了更換平臺(例如更換成另一個具有不同功能的平臺)。這種可釋放的/可松脫的安裝可例如通過能夠手動釋放的鎖定裝置、例如經(jīng)由按鈕來實現(xiàn)。在所示的示例中，基部平臺包括帶有用以接納芯部單元組件2的底座50的基部支承件5、承滴盤6和可拆卸的水箱組件7。承滴盤6覆蓋有網(wǎng)狀物構(gòu)件或穿孔板,用來支承要用經(jīng)由輸送蓋28中的出口噴嘴的飲料填充的容器。圖2中示出了所示系統(tǒng)的更復(fù)雜的構(gòu)型，其中基部平臺3包括主開關(guān)9、基部支承件5、承滴盤組件6、可拆卸的水箱組件7和牛奶發(fā)泡組件8。牛奶發(fā)泡組件8是能夠改變液體的化學(xué)或物理特性的流體管理設(shè)備的一個示例。圖3是另一個構(gòu)型的后視圖，圖3a是該構(gòu)型的前視圖，其中兩個芯部單元2A、2B連接到具有主開關(guān)9的單個基部平臺4上。設(shè)置有一個承滴盤組件6?；蛘撸梢栽O(shè)置兩個承滴盤組件，每個芯部單元2A、2B各一個。可縮回的杯子支撐構(gòu)件6A設(shè)置在承滴盤組件6上方，用于支承出口蓋28中的飲料出口下方的小尺寸杯子。當(dāng)支撐構(gòu)件6A處于其縮回位置時，較大的杯子或大杯可以直接放置在承滴盤組件6上。在圖3a的左側(cè)，示出靠著芯部單元2A向上樞轉(zhuǎn)后的處于縮回或靜止位置的支撐構(gòu)件6A。在圖3a的右側(cè)，示出處于展開的水平位置以支承小杯子的支撐構(gòu)件6A。圖3b中較為詳細地示出了圖3和3a中所示的系統(tǒng)的開關(guān)9。圖3c顯示了這種開關(guān)的變型。
開關(guān)和接口及其構(gòu)造特征是本領(lǐng)域眾所周知的，如在下述文獻中公開AT410377，CH682798,DE4429353,DE202006019039, EP1448084, EP1676509, EP1707088, EP08155851. 2，F(xiàn)R2624844, GB2397510, US4,253，385，US4,377，049，US4,458，735，US4,554，419，US4, 767，632，US4, 954，697，US5, 312，020，US5, 335，705，US5, 372，061，US5, 375，508，US5, 645，230，US5, 731，981，US5, 836，236，US5, 927，553，US5, 959，869，US6, 182，555，US6, 354，341，US6, 759，072，US7, 028，603，US7, 270，050，US7, 279，660，US7, 350，455，US2007/0157820, W097/25634, W099/50172,W003/039309, W02004/030435, W02004/030438,W02006/063645, W02006/082064, W02006/090183, W02007/003062, W02007/003990,W02008/104751, W02008/138710 和 W02008/138820。開關(guān)9屬于撥動開關(guān)類型，桿91可沿著選擇路徑92移動到各種選擇位置93_98。圖3b的撥動開關(guān)具有三個選擇位置,允許使用者-接通左芯部單元2A或右芯部單元2B，如選擇位置94和表示“左”或“右”的相應(yīng)可視標(biāo)記“L/R”所示，-同時接通左芯部單元2A和右芯部單元2B，如選擇位置95和表示“左”和“右”的相應(yīng)可視標(biāo)記“L + R”所示，或-切斷兩個芯部單元2A、2B，如選擇位置93及相應(yīng)的可視標(biāo)記“OFF(關(guān))”所示。當(dāng)使用者不需要同時操作兩個單元時，例如因為他僅需要制備一杯飲料，則將撥動開關(guān)構(gòu)件91移動到選擇位置94。在這個位置中，系統(tǒng)將自己確定應(yīng)該啟動哪個單元2A或單元2B，例如根據(jù)單元2A和2B的使用歷史，使得兩個芯部單元均勻磨損，在整個時間內(nèi)分別使用。在這種情形下，系統(tǒng)包括控制單元，其將芯部單元2A和2B的使用歷史存儲，通常存儲在電子存儲設(shè)備中?；蛘?，如果一個芯部單元不具備操作條件，例如其需要維護，控制單元可以啟動另一個芯部單元。圖3c示出了另一個撥動開關(guān)，其選擇桿91可沿著選擇路徑92移動到各種選擇位置，以便切斷系統(tǒng)，如選擇位置93所示；接通左側(cè)單元2A，如選擇位置96所示；接通右側(cè)單元2B,如選擇位置97所示；和接通兩個單元2A、2B,如選擇位置98所示。機器也可以設(shè)置有自動關(guān)閉/切斷模式，例如基于定時器的模式。在這種情形下，當(dāng)自動關(guān)閉模式在機器上運行自動關(guān)閉程序時電源開關(guān)可自動返回到其“OFF”選擇位置93。在一種變型中，還可以提供不同的多位置開關(guān)，如具有選擇刻度的旋轉(zhuǎn)旋鈕或輪或游標(biāo)。
在圖l_3a中，示出電源開關(guān)9位于基部平臺1，3，4上。然而，這種電源開關(guān)還可以設(shè)置在別處，特別是芯部單元上。在另一種變型中，還可以例如經(jīng)由兩位置按鈕僅設(shè)置兩個操作模式，即所有芯部單元2A、2B接通或所有芯部單元2A、2B切斷。另外，設(shè)置有公共水箱7。因此，所示基部平臺4不僅容納多個芯部單元1，還具有流體管理功能，即具有將水從公共水箱7分配到多個芯部單元的裝置。應(yīng)當(dāng)注意，不同的流體管理功能可以經(jīng)由硬件和/或軟件實現(xiàn)。如圖l_3a中所示，設(shè)置有不同的平臺，通過其各自的流體管理設(shè)備彼此區(qū)分。然而，依照本發(fā)明的芯部單元都具有公共流體管理設(shè)備。這導(dǎo)致在下文中將要解釋的飲料生產(chǎn)機器的模塊化制造。圖4示出了表示本發(fā)明中模塊概念的流程圖。公共芯部單元A或B可以分別連接到不同平臺1，3或4，以生產(chǎn)特定機器1，3或4。應(yīng)該注意到，可以選擇有限數(shù)量的芯部單元來匹配提供不同功能的較大數(shù)量的基部平臺。因此，通過用具有不同于平臺I的流體管理功能的第二平臺3來替換平臺1，基機器I可以很容易地升級(優(yōu)選在制造現(xiàn)場而不是由消費者升級)。而且，平臺4可以接收兩個芯部單元A、B或A和B，由此提供機器的較大選擇。芯部單元A和B的差別可以包括微小變型。然而，芯部單元A和B應(yīng)該基本為相同尺寸，以適配于每個平臺1、3或4。圖5示出了系統(tǒng)芯部單元的內(nèi)部視圖。其包括框架10。圖13單獨示出了框架10?？蚣苌涎b配有沖煮模塊11。沖煮模塊包括用于保持容納物質(zhì)的膠囊、例如咖啡膠囊的裝置，和飲料輸送裝置，如飲料管路。保持裝置通常包括膠囊保持器和沖煮罩蓋(cage)、用于向膠囊中噴射水的流體噴射系統(tǒng)和閉合設(shè)備如桿和彎頭接合機構(gòu)/肘接機構(gòu)。在EP1859713中描述了合適的提取模 塊。因為系統(tǒng)是模塊化的，不同設(shè)計的其他沖煮單元可以與框架連接，以升級機械功能或接收其它膠囊形式或類型(如過濾小包)。水加熱器如熱塊(thermo-block) 12或類似的熱塊慣性類型加熱器設(shè)置在框架中，并與之連接。水加熱器經(jīng)由起動閥(priming valve) 13和軟管狀線路14、15連接到?jīng)_煮模塊。為了便于連接，可以用夾緊裝置將管狀線路連接至不同元件。壓力泵17設(shè)置成以高壓將水供給至水加熱器。因此，壓力泵通過軟管狀線路16與水加熱器連接。該泵可以是活塞泵。還可以在泵的上游設(shè)置流量計18，以計算由泵抽吸的和分配到水加熱器中的水的體積，由此能夠精確控制飲料的體積。水管線19表示進入水連接入口 21并導(dǎo)向流量計18的冷水。水管線20表示來自起動閥13從水連接出口 22流出的冷水。該管線20是用來在系統(tǒng)起動操作過程中通過清除空氣和/或水來平衡流體回路中的壓力。該閥在EP1798457中有較為詳細的描述?？蚣苤羞€設(shè)置有電子電路23，以控制芯部單元的不同元件，特別是水加熱器、泵和流量計。模塊側(cè)面還布置有一個或兩個按鈕標(biāo)記(印記，print) 24，其電子連接至電子電路23上。這些標(biāo)記本身是已知的，通常是使得能夠打開/關(guān)閉用于運行泵的電子電路的軟墊片。每個標(biāo)記24可以用于表示對應(yīng)于飲料數(shù)量所抽吸的程序化水體積，例如40mL的短杯濃咖啡或IlOmL的長杯咖啡。在圖IOb中可以看到一在芯部單元的后面一代表將要連接到所選基部平臺的匹配連接裝置上的主要連接裝置的電連接器37和水連接器21、22的可能的實施方式。不同元件通常通過螺釘、鉚釘或等效連接裝置連接到框架上。如圖6所示，蓋25連接到框架上以至少部分掩蓋框架部件。然后在圖7中，兩個側(cè)板26、27在芯部單元的每一側(cè)鉤住并固定在蓋上，從而完成對各部件的掩蓋。圖8表示芯部單元I可用來與不同基部平臺相連。前部飲料輸送蓋28可以卡扣配合到側(cè)板上，以掩蓋沖煮單元的前部。
在芯部單元前部，在框架中設(shè)置有空腔29，用來存放可以在空腔中自由滑動的膠囊收集籃/筐29a?；@布置在沖煮模塊的下面，用來收集沖煮之后且通過桿打開模塊之后在重力作用下落下的廢棄膠囊。籃29a下方設(shè)置有接受器2%，用來將廢水與廢棄膠囊分離開。因此，增強了芯部單元的清潔性和操作性。在圖9中，選擇了基部平臺5 (顛倒地看)，并連接到圖8中的芯部單元2上。基部平臺包括由注射塑料形成的基部支承件。圖12示出了基部平臺的上側(cè)，其中具有形成足夠接納芯部單元的中空凹槽的中心底座50。如圖8所示，芯部單元I可包括下部的前接合部分31，其可以裝配在基部平臺(未示出)的前部連接凹槽中，以確保更好的連接。最終的固定連接可以通過使用螺釘將基部平臺連接到芯部單元上實現(xiàn)，如圖11所示。圖9和10示出處于基部平臺后部和底端的凹槽36，用于在水箱連接區(qū)域?qū)⑿静繂卧乃B接器21、22連接到基部平臺的水連接器32上。在圖12中可以看到水箱7，其可拆卸地安裝在基部平臺的連接區(qū)域。可以設(shè)置凹槽和/或突出結(jié)構(gòu)33以更好地將水箱裝配在平臺上。參照圖10B，平臺凹槽36裝備有芯部單元2的電連接裝置37，用于將其連接到基部平臺上?？赏ㄟ^本身已知的快速電纜實現(xiàn)連接。圖14示出了具有類似芯部單元2B和不同的基部平臺6C的另一個系統(tǒng)。芯部單元2B技術(shù)上與參照前面附圖描述的芯部單元相同，但是可具有美學(xué)上的改變，例如不同的拋光表面，如金屬化或鍍鉻表面。與圖12中的基部平臺相比，基部平臺6C具有新的流體管理功能。其可以具有無繩的/不用電線的牛奶發(fā)泡組件8。因此，基部平臺包括專用的區(qū)域34，形成具有能夠以可拆卸方式接納在牛奶發(fā)泡罐(jug)80中的無繩電連接裝置的支承件。該牛奶罐具有用于攪打液體牛奶的機械攪打元件。無繩牛奶發(fā)泡組件本身的說明在W02006/050900中有詳細描述?；科脚_也可包括杯子支承區(qū)域35。該支承區(qū)域可包括加熱元件，例如電阻加熱表面，用于將杯子維持在溫暖的溫度。一旦平臺被供給以總線電流，就可以接通加熱元件。應(yīng)該注意到基部平臺為芯部單元提供水源和電源。還可以提供外圍功能，如牛奶發(fā)泡功能、杯子加熱功能、熱水輸送(例如由加熱水壺)、附加的沖煮能力等?；科脚_不需要接納電子電路，當(dāng)然如果復(fù)雜功能需要例如獨立于芯部單元的控制的特定控制時，也并不排斥這種電路。如果這樣，平臺需要控制電路，芯部單元可以作為主單元、基部平臺作為從單元工作或反之亦然。
無論如何，如果設(shè)置有兩個或多個芯部單元，每個芯部單元都具有控制電路，則設(shè)有調(diào)整控制的規(guī)程。例如，該規(guī)程可以調(diào)整控制，使得芯部單元中的一個比其他每一個都具有更高優(yōu)先級的控制。如圖3和3a所示，一個以上的芯部單元可以連接到適應(yīng)于此目的的所選平臺上。單元的每個控制電路可以獨立地或以主/從關(guān)系工作，以確保適當(dāng)?shù)哪芰抗芾砜刂啤Ｌ貏e地，服從特定的閃爍標(biāo)準(zhǔn)(如EN61000-3-3)需要協(xié)調(diào)提取頻率中水加熱器的供電和電流中斷的最終執(zhí)行或者限制同時發(fā)生的或重疊的提取循環(huán)。圖15是電平移位器60的電子電路示意圖，其連接了虛線顯示的兩個控制電路60A和60B，每個控制電路都具有與電平移位器60相關(guān)聯(lián)的微控制器。電平移位器60包括兩個傳輸線61、62和使控制電路60A和60B的電勢相等的中性線63。每個線61、62都通過晶體管64連接控制電路。
這種電平移位器60允許以低成本在控制電路60A和60B之間快速地雙向通信。
權(quán)利要求
1.一種飲料生產(chǎn)機器，包括多個芯部單元，每個芯部單元設(shè)置有控制電路和用于容納飲料成分批料，特別是包含在包裝如膠囊或易理包中的成分、并用于將液體供應(yīng)到飲料成分批料中的飲料生產(chǎn)模塊，其中至少兩個芯部單元的控制電路經(jīng)由通信裝置相互連接以交換數(shù)據(jù)， 其中，所述飲料生產(chǎn)機器還包括基部平臺，該基部平臺為芯部單元提供電力和來自同樣安裝在基部平臺上的水箱中的水。
2.如權(quán)利要求I所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，芯部單元而不是基部平臺(1，3，4)設(shè)置有用戶控制界面。
3.如權(quán)利要求I或2所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，基部平臺(1，3，4)設(shè)置有用于接納芯部單元(2 )的底座(50 )和用于接納水箱(7 )和供電裝置的連接裝置。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，基部平臺(1，3，4)設(shè)置有水引導(dǎo)裝置，用于將來自水箱(7)的水供給到所連接的芯部單元(2)中。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，芯部單元(2)和基部平臺(1，3，4)設(shè)計成使得在一個步驟中實現(xiàn)芯部單元(2)和基部平臺(1，3，4)之間的電連接和流體連接。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，所述通信裝置布置成允許兩個相互連接的控制電路之間雙向通信。
7.如權(quán)利要求1-6所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，兩個相互連接的控制電路之間的所述通信裝置為電平移位器。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，一對相互連接的控制電路之間的通信裝置包括在所述一對相互連接的控制電路之間延伸的兩個傳輸電纜和一中性電纜；和一對晶體管。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，所述連接的控制電路中的一個具有主狀態(tài)，其余的相互連接的控制電路具有從狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，每個相互連接的控制電路布置成使用主/從信號周期性地將其當(dāng)前主或從狀態(tài)傳送至其余控制電路。
11.如權(quán)利要求10所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，每個相互連接的控制電路構(gòu)造成在需要時將其狀態(tài)由從狀態(tài)改變?yōu)橹鳡顟B(tài)，反之亦然。
12.如權(quán)利要求11所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，每個相互連接的控制電路配置成以從狀態(tài)作為默認狀態(tài)，當(dāng)沒有相互連接的控制電路具有主狀態(tài)時，主確定程序用于將相互連接控制電路中的一個的狀態(tài)改變?yōu)橹鳡顟B(tài)。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，相互連接的控制電路布置成在它們自身之間使用同步信號通信，用于在芯部單元之間分配一個或多個具有有限的可用性和/或有限的可達性的共享的材料和/或動力供給源，從而提供隨時間在芯部單元之間的同步的供給源分配。
14.如權(quán)利要求13所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，具有主狀態(tài)的控制電路布置成根據(jù)需要為其芯部單元分配有限的材料和/或動力供給源，具有從狀態(tài)的一個或多個控制電路布置成為其各自的芯部單元分配所述有限的供給源的剩余分配容量。
15.如權(quán)利要求13或14所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，芯部單元的控制電路布置成彼此發(fā)送主/從信號，所述信號與所述同步信號在相同通信信道上疊加但通過時間窗分開。
16.如權(quán)利要求13-15中任一項所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，每個芯部單元包括用于對供應(yīng)給成分批料之前的液體加熱的熱塊，相互連接的控制電路布置成使芯部單元對每時間單元的總體可達性有限和/或可用性有限的公共電源的接入同步，以在這種總體接入和/或功率限制范圍內(nèi)使熱塊中的加熱最優(yōu)化。
17.如權(quán)利要求16所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，每個芯部單元的相互連接控制電路布置成對于向每時間單元具有受限的可達性的電源的每次單獨接入都向其它相互連接的控制電路發(fā)送同步信號，使得相應(yīng)時間單元期間不同芯部單元的總接入不超過每時間單元電源的總接入限制。
18.如權(quán)利要求17所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，相互連接的控制電路這樣布置，即，使得當(dāng)達到或接近于達到時間單元期間的總接入限制時，所有芯部單元進入暫停模式，在暫停模式期間沒有由熱塊加熱的液體被供應(yīng)到成分批料中，直到相應(yīng)的時間單元結(jié)束并且起動新的時間單元。
19.如權(quán)利要求18所述的飲料生產(chǎn)機器，其特征在于，相互連接的控制電路布置成在時間單元期間計算用于加熱流經(jīng)熱塊并隨后供應(yīng)到成分批料的各批次液體的所有對電源的接入，并且布置成當(dāng)在所述時間單元期間，熱塊對另一批次液體的加熱使得將導(dǎo)致超過總接入限制的多次電源接入成為必需時，進入暫停模式。
全文摘要
本發(fā)明提出一種制造一組具有不同飲料相關(guān)功能的飲料生產(chǎn)機器的模塊化方法。該飲料生產(chǎn)機器設(shè)計成基于預(yù)先分成小份的成分包裝制備飲料。該方法包括如下步驟提供多個相同的芯部單元(2，2A，2B)，該芯部單元設(shè)置有控制電路(23)和用于容納成分包裝并將液體供應(yīng)至成分包裝內(nèi)部的飲料生產(chǎn)模塊(11)；提供多個不同的基部平臺(1，3，4)，基部平臺根據(jù)飲料生產(chǎn)功能而不同；以及，通過在所述多個不同基部平臺中的一個的頂面上分別安裝至少一個芯部單元和通過在基部平臺上安裝儲水器(7)，制造一組不同的飲料生產(chǎn)機器。
文檔編號A47J31/40GK102961051SQ20121049555
公開日2013年3月13日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者F·克勞奇, M·奧贊, S·凱瑟爾, R·申克, G·皮埃, B·科雷特梅爾, D·喬吉夫 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司