Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MELHORIAS EM MÁQUINAS DE VENDA DE BEBIDA".
Descrição
Campo técnico
A presente invenção refere-se a máquinas de venda para produ- tos comestíveis. De acordo com um aspecto particular, a presente invenção se refere a melhorias em máquinas de venda de bebida.
Antecedentes da técnica
Máquinas de venda são freqüentemente usadas para a distribui- ção de comida e bebidas em locais públicos, escritórios, fábricas, cantinas, refeitórios e similares. Particularmente populares são máquinas de venda para distribuir bebidas frias e quentes, como chá, café, leite, chocolate quen- te e semelhante. Estas máquinas são normalmente compreendidas de um gabinete com um parede frontal que pode ser aberta em que é provida uma interface de usuário. A interface de usuário inclui botões, dispositivos de si- nalização de luz, telas, teclados, aberturas de moeda, leitores de cartão e similares, para permitir ao usuário selecionar uma bebida particular, para controlar o processo de distribuição e para pagar a quantia relevante. Nor- malmente é provida uma abertura na dita parede frontal da qual o usuário pode tomar a taça contendo a bebida selecionada no fim do ciclo de distribu- ição.
Máquinas de venda de bebida são conhecidas por exemplo das patentes US nos. 6,453,799; 6.742.553; 5.839.610; 5.265.518; 6.401.597; 5.941.163; 6.098.524; 4.211.342.
Dependendo do tipo de bebidas para o qual a máquina de ven- da é projetada, várias instalações, aparelhos e dispositivos são alojados no gabinete. Tipicamente, um conjunto de bocais de distribuição são colocados acima de uma posição de retenção de taça, onde uma taça é colocada cada vez que é iniciado um ciclo de distribuição pelo usuário. Normalmente, taças são ou distribuídas por uma unidade automática de armazenamento de ta- ças ou são colocadas manualmente pelo usuário.
Os bocais de distribuição são conectados às unidades individu- ais de preparação de bebida. Cada unidade normalmente inclui um recipien- te de ingrediente ou alimentador. Em cada dito recipiente ou alimentador está contido um ingrediente, que é usado para preparar uma bebida especí- fica. A bebida é produzida por exemplo misturando uma quantidade prede- terminada do dito ingrediente com água quente. O ingrediente pode ser na forma de pó, grãos, líquidos concentrados ou similares. Em alguns casos o ingrediente ou produto é pó congelado-secado, que é distribuído por um dis- positivo de dosagem em uma tigela de misturar. Água, normalmente água quente, é adicionada ao pó na tigela e o pó é dissolvido ou suspenso na á- gua para produzir a bebida desejada.
As máquinas de venda normalmente contêm também uma uni- dade de preparar café. A unidade de infusão é equipada com um ou mais recipientes de café. Cada recipiente de café pode conter um tipo diferente de café. Em algumas máquinas de venda, um primeiro alimentador para grãos de café descafeinados é combinado com um alimentador de grãos de café normal. Isto permite ao usuário selecionar alternativamente um café normal ou um café descafeinado.
Motores elétricos, eletroválvulas e pelo menos uma caldeira da água e normalmente meios de bombear são alojados no gabinete da máqui- na de venda para preparar e distribuir a bebida selecionada no pedido. Com- ponentes eletrônicos lógicos, como um microprocessador, e componentes eletrônicos de potência, são também providos para controlar o ciclo de pre- paração de bebida e para permutar informações e comandos com o usuário. Adicionalmente, um distribuidor de açúcar, um distribuidor de colher e outras instalações e dispositivos, como sistemas de pagamento, leitores de cartão e similares são providos dentro da máquina de venda.
Estas máquinas estão sujeitas à inspeção periódica, à manuten- ção, a enchimento dos recipientes e reservatórios de ingrediente ou produto como também para limpeza e para intervenções no caso de mau funciona- mento de partes mecânicas, elétricas e eletrônicas da máquina.
As intervenções de inspeção, manutenção, limpeza ou conserto requerem acesso às várias partes da máquina de venda. O acesso ao interi- or da máquina de venda é normalmente alcançado abrindo o painel ou pare- de frontal da máquina. Alguns dos dispositivos mencionados acima, como tipicamente o distribuidor de taça, distribuídos de açúcar e distribuidor de colher são suportados pela parede frontal que pode ser aberta. Outros dis- positivos alojados dentro da máquina de venda são mais difíceis de se- rem acessados pelo pessoal encarregado da manutenção, limpeza e conser- to das máquinas.
Objetivos e sumário da invenção
Um objetivo da presente invenção é prover uma máquina de venda, e especificamente embora não exclusivamente uma máquina de venda de bebida, em que o acesso às partes requerendo intervenção ou manutenção seja mais fácil.
Um objetivo de uma modalidade particularmente vantajosa da invenção é prover uma máquina de venda de bebida, e em particular embora não exclusivamente uma máquina de venda de bebida quente, que permita um acesso melhor e mais fácil a pelo menos algumas das instalações inter- nas, aparelho, componentes ou dispositivos mecânicos e/ou eletrônicos ou elétricos.
De acordo com uma modalidade da invenção, em uma máquina de venda compreendida de um alojamento com uma parede que pode ser aberta, na qual são alojados dispositivos para a preparação de bebidas, pelo menos alguns dos ditos dispositivos são suportados por uma estrutura de suporte. Vantajosamente, a dita estrutura de suporte é disposta pivotada- mente no dito alojamento, de tal forma que o acesso aos ditos dispositivos através da dita parede que pode ser aberta seja facilitada para pivotar a dita estrutura de suporte em torno de um eixo pivotante.
O termo dispositivo compreende qualquer aparelho, componen- te, estrutura, meio, instalação ou semelhante, de natureza mecânica, hidráu- lica, elétrica, eletrônica ou outra, pretendida para a operação da máquina de venda ou contribuindo com ela. Alguns dos seguintes dispositivos podem ser conectados à dita estrutura de suporte: um ou mais recipientes para ingredi- entes de bebida; dispositivos de distribuição, para distribuir quantidades do- sadas de ingredientes de cada recipiente para um aparelho de preparação de bebida; tigelas de misturar formando parte do dito aparelho de prepara- ção de bebida; bombas de água, válvulas e atuadores; caldeiras da água ou aquecedores; placas eletrônicas incluindo componentes lógicos ou compo- nentes de potência do circuito eletrônico; unidades de preparação de café; reservatórios de água e dispositivos para re-encher os ditos reservatórios de água e/ou dita(s) caldeira(s).
De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa da invenção, a estrutura de suporte está pivotadamente disposta em torno de um eixo substancialmente vertical, de tal forma que toda a estrutura de su- porte possa ser facilmente girada por 90° ou 180° ou mais em torno do dito eixo substancialmente vertical sem a necessidade de remover ou esvaziar os recipientes, reservatórios de água ou caldeiras. Este torna a manutenção e o serviço da máquina muito mais fáceis e rápidos, já que pode ser ganho acesso completo a vários componentes eletrônicos, elétricos, mecânicos e hidráulicos simplesmente girando a estrutura de suporte sem qualquer des- mantelamento preliminar e/ou operação de esvaziamento. Uma vez que a intervenção tinha sido completada, a máquina pode ser muito depressa co- locada em sua condição operacional novamente, sem a necessidade de re- montar ou re-encher qualquer recipiente, caldeira ou tanque.
Em uma modalidade particularmente vantajosa, a estrutura de suporte pode ser provida com um movimento substancialmente vertical, isto é com a capacidade de ser movida para cima e para baixo. Isto torna a ma- nutenção mais fácil, em particular no que diz respeito ao re-enchimento dos recipientes de ingrediente. Também, o acesso ás várias partes e componen- tes da máquina para limpeza, manutenção ou conserto é feito mais fácilmen- te. Movimento vertical pode ser também provido em uma estrutura de supor- te não-pivotante.
O uso de estrutura de suporte pivotante ao redor de um eixo ver- tical fornece vantagens adicionais em que a máquina pode ser posta em o- peração com a estrutura de suporte pivotante disposta em sua posição gira- da, i.é, com os dispositivos suportados em seu lado traseiro faceando o ope- rador. Isto permite verificação fácil da operação própria das várias instru- mentalidades e dispositivos localizados em ambos os lados da estrutura de suporte.
Os objetivos, características e vantagens acima e adicionais, da presente invenção tornar-se-ão mais claros pela descrição seguinte e dese- nhos anexos, que mostram modalidades práticas e não Iimitantes da inven- ção, que são providas para propósito de ilustração e não como uma limita- ção do escopo da invenção.
Breve descrição dos desenhos
Mais especificamente, nos desenhos:
A figura 1 mostra uma vista em perspectiva, com partes rompi- das e removidas, de uma máquina de venda de acordo com uma primeira modalidade da invenção;
As figuras 2 e 3 mostram vistas em perspectiva da máquina de venda na figura 1, em duas posições diferentes da estrutura de suporte;
A figura 4 mostra uma vista plana de topo da máquina de venda das figuras 1 a 3;
A figura 5 mostra uma vista em perspectiva, com partes rompi- das e removidas, de uma máquina de venda de acordo com uma segunda modalidade da invenção;
A figura 6 mostra a uma vista em perspectiva da máquina de venda de acordo com a figura 4, com a estrutura de suporte pivotada em uma posição horizontal; e
A figura 7 mostra um detalhe da estrutura de suporte da máqui- na de venda da figura 5, e componentes relevantes suportados sobre ela.
Descrição detalhada de modalidades da invenção
A descrição seguinte e os desenhos são limitados àquelas par- tes da máquina de venda que são importantes para um entendimento com- pleto da presente invenção. Outras partes, que são comuns a máquinas de venda habituais e não se referem a características novas da invenção, não são discutidas em detalhe e são conhecidas àqueles qualificados na técnica.
As figuras 1 a 4 mostram uma máquina de venda 1 com um alo- jamento 3. Nas figuras 1, 2 e 3, o painel ou a parede frontal que pode ser aberta, uma parede lateral e o teto foram removidos para mostrar o interior da máquina. A referência 5 designa uma base do alojamento, à qual estão conectadas a parede lateral 7 estendendo-se verticalmente e uma parede traseira 9. A figura 5 mostra a porta da frente, isto éo painel ou parede qua pode ser aberta 8.
De acordo com uma modalidade da invenção, uma estrutura de suporte 11 é disposta dentro do alojamento 3. Em uma modalidade preferida da invenção, a estrutura de suporte 11 inclui uma armação retangular 13, que é conectada a um eixo de topo 15 e a um eixo da parte inferior 17. O eixo de topo pode ser suportado no teto do alojamento 3 e o eixo da parte inferior 17 à base 5. Os eixos 15 e 17 são coaxiais e definem um eixo de pivotamento A-A em torno do qual a estrutura de suporte 11 pode girar. Em uma modalidade alternativa a estrutura de suporte pode ser conectada à base 5 ou ao teto somente. No entanto, a dupla conexão de eixo para ambos o teto e a base é preferida, já que ela resulta em uma construção mais está- vel e rígida.
Em uma modalidade preferida, os eixos 15 e 17 são telescópi- cos de tal forma que a estrutura de suporte 11 possa ser movida para cima e para baixo de acordo com a dupla seta f11 para o propósito a ser descrito mais tarde. O movimento vertical pode ser controlado por um par de atuador de pistão-cilindro alojado dentro dos ditos eixos telescópicos, ou um atuador único alojado dentro de um dos ditos eixos 15, 17, ou por um atuador exter- no. Em uma modalidade modificada, o movimento pode ser atuado manual- mente e contrapesos, molas ou semilares podem ser providos para fazer o movimento mais fácil.
Em uma modalidade possível da invenção, uma placa 19 é rigi- damente montada na armação 13. A placa 19 pode ser feita de uma ou mais chapas metálicas, para formar uma estrutura de montagem em que vários dispositivos mecânicos, elétricos, eletrônicos e hidráulicos são conectados como divulgado aqui abaixo.
Em uma modalidade preferida da invenção, a estrutura de su- porte 11 suporta uma pluralidade de recipientes de armazenamento ou ali- mentadores 21 para conter ingredientes para a produção de diferentes bebi- das. Os ingredientes diferentes podem ser armazenados em um diferente número de recipientes, dependendo do tipo de bebidas, que a máquina de venda 1 pode produzir. Por exemplo, chá solúvel, café, leite e chocolate po- dem ser armazenados na forma de pó em recipientes 21. Em uma modali- dade preferida da invenção a máquina de venda inclui também um ou mais recipientes 23 para o armazenamento de grãos de café.
Em uma modalidade preferida, cada recipiente de armazena- mento 21 inclui um dispositivo de distribuição 25 disposto na parte inferior do recipiente. O dito dispositivo de distribuição 25 pode incluir uma rosca de dosagem, um distribuidor giratório ou semelhante. Um motor elétrico corres- pondente (não mostrado) controla cada dispositivo de distribuição 25.
O ingrediente distribuído por cada dispositivo de distribuição é coletado em uma de uma pluralidade de tigelas de misturar 27, dispostas debaixo dos dispositivos de distribuição. Em uma modalidade preferida, cada tigela de misturar é provida com um motor de misturar 29. Em uma modali- dade preferida, tanto as tigelas de misturar quanto os motores são suporta- dos pela estrutura de suporte 11. Nas tigelas de misturar 27 os ingredientes distribuídos do recipiente relevante 21 são misturados com a água quente. Em uma modalidade preferida, a água quente é alimentada por uma caldeira 31 suportada no lado traseiro da placa 19. As tubulações de água 33 alimen- tam água para cada tigela de misturar. Uma eletro-válvula 35 ou qualquer outro dispositivo de interceptação adequado, tal como uma válvula de pinçar, é provido em cada canal de alimentação de água 33. As válvulas 35 são controladas de tal modo que a água seja alimentada somente na tigela de misturar onde um ingrediente foi distribuído baseado nos comandos e instru- ções dados pelo usuário.
Uma bandeja de coletar 37 é colocada debaixo da tigela de mis- turar para coletar água ou ingredientes escapando acidentalmente dos reci- pientes e/ou tigelas de misturar. Cada tigela de misturar é conectada por meio de um tubo flexível 39 a um correspondente bocal de distribuição de bebida 41 sustentado por um braço de sustentar bocal 43. Quando o painel frontal 8 da máquina de venda é fechado e a estrutura de suporte 11 está na posição operacional, o braço de sustentar bocal 43 é posicionado de tal for- ma que os bocais sejam dispostos acima de um dispositivo de retenção de taça, no qual uma taça é alimentada cada vez que uma bebida é requerida pelo usuário.
Em uma modalidade preferida da invenção, a máquina de venda é projetada para produzir café preparado de grãos de café contidos em reci- pientes 23. Um dispositivo de moer café ou um par de dispositivos de moer café 45 são colocados sob os recipientes 23 para moer os grãos de café e produzir um pó de café na seleção pelo usuário. Os grãos de café descafei- nados e grãos de café normais podem estar separadamente armazenados nos dois recipientes 23, de forma que o usuário possa selecionar alternati- vamente um café descafeinado ou um café normal. O pó de café produzido pelo dispositivo de moer é alimentado através de um alimentador 47 para uma unidade de preparar café 49. A unidade de preparar café é provida com um motor elétrico 51 e é suportada em um placa 59 conectada à estrutura de suporte 11.
Em uma modalidade preferida, atrás da unidade de preparar ca- fé 49 é provida uma segunda caldeira de água 53, especificamente projetada para alimentar água quente pressurizada para a unidade de preparar café 47. A caldeira da água pressurizada 53 é combinada a uma bomba d'água, como uma bomba de membrana 55. Em uma modalidade preferida da in- venção, a caldeira 53 e a bomba 55 são suportadas por uma estante 57, ri- gidamente conectada à armação 13. O motor 51, a caldeira 53, a bomba 55 e a estante 57 são dispostos na estrutura de suporte 11 oposta aos recipien- tes 21, 23. Quando a máquina de venda estiver em sua posição operacional (figuras 1 e 4) com a parede frontal 8 fechada, os recipientes 21, 23 estão no lado da estrutura de suporte 11 faceando a parede frontal 8, a- qui após chamada também o lado frontal da estrutura de suporte, enquanto o motor 51, as caldeiras 53 e 31, a bomba 55 e a estante 57 são dispostas no lado oposto da estrutura de suporte, aqui também chamado o lado trasei- ro da estrutura de suporte.
De acordo com uma modalidade da invenção, no lado traseiro da estrutura de suporte é também provido um reservatório de água 61 (rup- tura de ar), contendo um suprimento de água fria para a caldeira 31. O re- servatório de água 61 é conectado via uma válvula (não mostrada) a uma linha de suprimento de água pressurizada. A válvula é controlada eletroni- camente para abrir e fechar dependendo do nível da água no reservatório de água 61, detectado via um interruptor de flutuador. Via tubos de água, não mostrados, o reservatório de água 61 supre água para a caldeira 31 e para a caldeira 53, de tal forma que a pressão de água dentro das caldeiras 31, 53 seja substancialmente igual à pressão ambiente e que ar é prevenido de en- trar nas caldeiras.
Em uma modalidade preferida da invenção é também provido circuitria eletrônica 63 sobre o lado traseiro da estrutura de suporte 11. Em uma modalidade, a circuitria eletrônica 63 contém componentes eletrônicos de potência, enquanto componentes lógicos, como, entre outros uma unida- de de microprocessador para administrar a operação da máquina de venda, podem ser dispostos em uma parede fixa ou na parede do alojamento que pode ser aberta. Em uma modalidade alternativa, os componentes eletrôni- cos lógicos são também montados na estrutura de suporte 11. Em uma mo- dalidade da invenção, transformadores, fusíveis e outros dispositivos de e- nergização são dispostos na parede traseira 9 do alojamento 3.
Quando a máquina de venda está em uma condição fechada (fi- gura 4), a estrutura de suporte 11 é colocada com sua face frontal faceando o painel ou parede frontal que pode ser aberto 8 do alojamento 3, de forma que os bocais de distribuição 41 estejam localizados nas posições corretas para dispensar a bebida requerida. Quando a máquina de venda requer ma- nutenção, por exemplo, se um ou mais dos recipientes 21, 23 devem ser reenchidos com os respectivos ingredientes, a parede dianteira pode ser aberta para acessar os recipientes 21, 23. No sentido de facilitar o reenchi- mento, de acordo com uma modalidade preferida da invenção a estrutura de suporte 11 pode ser abaixada de acordo com a seta f11 por meio dos eixos telescópicos 15, 17, de tal forma que o pessoal de manutenção possa mais facilmente acessar a abertura de topo dos recipientes 21, 23 e re-enchê-los como requerido.
Para inspecionar as várias partes, elétrica, eletrônica, hidráulica e/ou mecânica da máquina de venda, tal como no caso de mau funciona- mento, para propósitos de limpeza ou somente por causa de verificação pe- riódica de vários componentes ou dispositivos da máquina, o pessoal pode facilmente alcançar os vários dispositivos girando a estrutura de suporte 11 (figuras 2 e 3) e também abaixando-a, se for preciso. Todas as partes mecâ- nicas, elétricas e eletrônicas, como também os componentes hidráulicos dis- postos sobre o lado traseiro da estrutura 11 ou acessíveis por ele podem deste modo serem colocadas em uma posição faceando a abertura de aces- so do alojamento (figura 3). Acesso ótimo é deste modo alcançado para a finalidade de verificação, limpeza, conserto ou substituição de todas as par- tes da máquina, sem a necessidade de desmantelar ou remover partes adi- cionais do alojamento.
Vantajosamente, o acesso ao lado traseiro e/ou às áreas laterais da estrutura de suporte 11 e às partes suportadas sobre ela pode ser alcan- çado sem remover os recipientes 21, 23. Isto simplifica enormemente a ma- nutenção, a assistência e conserto das várias partes da máquina de venda.
Algumas das vantagens acima podem ser também alcançadas com uma modalidade da invenção mostrada nas figuras 5 a 7, incluindo uma estrutura de suporte que é pivotante em torno de um eixo horizontal B-B. As partes e componentes que são idênticas ou similares àquelas da modalidade previamente descrita são designados com os mesmos números de referên- cia. Nesta modalidade, os recipientes 21, 23 devem ser removidos da estru- tura de suporte 11 antes que a última possa ser girada por 90° sobre eixo de articulação B-B. Então o acesso ao lado traseiro da estrutura de suporte 11 é menos à mão do que na modalidade das figuras 1 a 4. Também, alguns dos dispositivos e componentes na estrutura de suporte 11, isto é aqueles locali- zados mais próximos ao eixo B-B, são menos prontamente acessíveis de fora, enquanto na modalidade previamente descrita todos os componentes são trazidos perto da abertura no alojamento 3 por simples rotação em torno do eixo A-A.
Um movimento vertical para cima e para baixo da estrutura de suporte 11 e eixo B-B da mesma não é excluído, por exemplo, provendo mancais de deslizamento para um eixo de articulação 16.