CN103179890B - 受控的机动化的冲煮单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有冲煮单元（2）的机动化的饮料机器（1），所述冲煮单元包括共同协作的第一组件（13）和第二组件（14），每个组件（13,14）均界定用于容纳配料胶囊（30）的冲煮室（29）的部分。这些组件中的至少一个（14）：‑可移离协作的组件（13）进入所述机器内的开启位置中，以在所述组件之间形成通路（31），用于所述配料胶囊（30）插入所述冲煮单元中和/或从所述冲煮单元移除所述配料胶囊；以及‑可移动至协作的组件以进入封闭位置中，以用于形成所述冲煮室（29）。所述机器包括启动装置，所述启动装置包括：‑用于在所述开启位置与所述封闭位置之间驱动所述可动组件的马达；‑用于将来自所述马达的驱动作用传递至所述可动组件的传动装置；‑用于向所述冲煮室供给加热的水的供水装置；以及‑用于控制所述马达的驱动作用的控制装置，所述控制装置包括：用于测量代表所述马达的功率消耗的至少一个电气参数的装置；比较装置，所述比较装置用于将所测量的参数在组件从所述开启位置转到所述封闭位置期间随着时间的演变与设定的基准相比较；以及用于向至少其中一个所述启动装置提供输入的装置，所述输入源于所测量的参数的演变与所述设定的基准的比较。

Description

受控的机动化的冲煮单元
技术领域
本发明涉及一种用于由配料胶囊制备饮料的饮料机。更具体地，该机器具有机动化的冲煮单元和用于以方便且安全的方式关闭冲煮单元的控制器。
为了本说明书的目的，“饮料”意味着包括任何人类可消费的液体物质，诸如茶、咖啡、热巧克力或冷巧克力、牛奶、汤、婴儿食品等。“胶囊”意味着包括在封闭包装内的任何预先分份的饮料配料，诸如调味配料，所述封闭包装由任何材料制成，其特别为气密包装，例如塑料、铝、可回收和/或可生物降解的包装，并且所述封闭包装具有任何形状和结构，包括容纳配料的软质料包或刚性料筒。
背景技术
某些饮料制备机器使用容纳有将被提取或溶解的配料和/或在机器中被自动地储存和定量供给的配料或在制备饮品时添加的配料的胶囊。一些饮料机拥有充填装置，该充填装置包括用于液体（通常为水）的泵，该泵从水源泵吸液体，所述液体是冷的或通过加热装置（例如，热块等）实际被加热。
尤其是在咖啡制备领域中，已经广泛开发了容纳饮料配料的胶囊被插入冲煮装置中的机器。冲煮装置在胶囊周围密闭，在胶囊的第一面处注入水，在胶囊的密封体积中生成饮料，冲煮好的饮料可从胶囊的第二面排出且收集到容器（如，小杯或大杯）中。
已经开发的冲煮装置有助于插入“新鲜”胶囊和在使用后移除胶囊。
WO2005/004683和WO2007/135136涉及此类冲煮装置。这些装置包括：框架；用于胶囊的固定保持部分；可动保持部分，该可动保持部分以滑动关系相对于框架安装；一个或两个铰接机构，该铰接机构提供了一种机械系统，该机械系统能以稳定且不透流体的方式将保持部分围绕胶囊封闭，同时还抵抗在重新开启时作用并通过内部冲煮压力产生的反作用力；以及用于直接撬动铰接机构的手柄。这种装置形成简单的组件，该组件使得胶囊能够通过经框架中的通路竖直下落而插入和沿与插入方向相同的方向移除用过的胶囊。手柄可用于覆盖和露出用于胶囊的通路。冲煮装置的可动部分经由手柄被手动地致动。移动可动部分所需的手动力在机器的关闭和开启期间变化，并且取决于所使用的胶囊的尺寸公差和胶囊的定位与性质以及冲煮单元的温度。
WO2009/043630公开了一种包括具有前部的冲煮单元的饮料制备机器，该前部带有用于将胶囊插入冲煮单元中的通路。该前部布置成伸出机器的壳体以露出用于将胶囊插入冲煮单元中的通路，以及缩入冲煮单元以使通路滑动到壳体下方且因此由壳体覆盖通路。
可从不同的途径来使冲煮装置的可动部分的致动机动化。EP1767129涉及一种用于基于胶囊的饮料生产装置的马达驱动的提取模块。在此情况下，用户不需要提供任何人力来开启或关闭冲煮装置。该冲煮装置具有胶囊插入通路，该胶囊插入通路设有安全门，该安全门经由开关组装在冲煮装置的可动部分上，所述开关用于检测关闭期间手指在通路中的非期望的存在，并通过在任何手指被卡在冲煮装置中之前使马达停止来防止挤压伤害。
发明内容
本发明的一个目的在于提供冲煮单元的一种机动化的封闭功能，以用于在配料胶囊的装载与排出中提供更多方便以及减少用户的干预。另一个目的在于通过降低在使用机动化饮料机时的伤害风险来提供安全操作。另一个目的在于提供增值功能，诸如半自动或自动冲煮模式、冲洗和/或除垢模式。另一个目的在于控制用于冲洗机器和/或将机器除垢的最佳条件。
这些目的中的一个或多个通过根据独立权利要求的机动化的冲煮机器来实现。从属权利要求还提供了这些目的和/或附加益处的解决方案。
本发明涉及一种用于制备和分配饮料的机动化的机器，更具体地涉及一种具有机动化的冲煮单元的饮料机。例如，该机器是咖啡、茶、巧克力、可可、牛奶或汤的制备机器。特别地，该机器布置成用于通过使热水或冷水或其它液体通过容纳待制备的饮料的配料（如，调味配料）的胶囊而在饮料处理模块内制备饮料，诸如研磨咖啡或茶或巧克力或可可或奶粉。
此类饮料制备通常包括多种饮料配料的混合，例如水与奶粉的混合，和/或饮料配料的浸泡，诸如用水浸泡研磨咖啡或茶。例如，根据用户请求来形成和分配预定量的饮料，其对应于一份供应量。根据饮料的类型，这种供应量的体积可以在25ml至200ml的范围内，例如，用于充填茶杯或马克杯的体积。所形成和分配的饮料可以选自芮斯崔朵（ristretto）、意式浓咖啡（espresso）、长饮咖啡（lungo）、卡布奇诺、拿铁咖啡、美式咖啡、茶等。特别地，咖啡机可构造成用于分配意式浓咖啡，例如，每份供应量为20ml至60ml的可调体积，和/或用于分配长饮咖啡，例如，每份供应量为70ml至150ml范围内的体积。
特别地，机动化的饮料机具有冲煮单元，该冲煮单元包括共同协作的第一组件和第二组件，每个组件均界定用于容纳配料胶囊的冲煮室的部分。这些组件中的至少一个：
-可移离协作的组件以进入机器内的开启位置，以用于在组件之间形成通路，该通路用于配料胶囊插入冲煮单元中和/或从冲煮单元中移除配料胶囊；以及
-可移动至（例如，朝向）协作的组件以进入封闭位置，以用于形成冲煮室。
这些组件可相对于彼此移动。一个组件可固定在机器中，例如，固定在机器的主框架或外壳中，而另一个组件可向其移动。可选地，两个组件都可在机器中（例如，在机器的主框架或外壳中）移动。
该机器包括启动装置，该启动装置包括：
-用于在开启位置与封闭位置之间驱动冲煮单元的可动组件的马达；
-用于将来自马达的驱动作用传递到可动组件的传动装置，例如，一个或多个传动齿轮和/或皮带和/或万向接头（cardan）；
-用于向冲煮室供给加热的水的供水装置，例如，带有泵和/或加热器以及控制单元的水源，所述控制单元例如为带有控制器和可选的存储装置和/或其它电子元件的PCB（即，PCBA“印刷电路板组件”）；以及
-用于控制马达的驱动作用的控制装置，例如控制单元，诸如带有控制器的PCB或PCBA。
根据本发明，机动化的饮料机包括用于测量代表马达的功率消耗的至少一个电气参数的装置，以及用于将所测量的参数在组件从开启位置转到封闭位置期间随着时间的演变与设定的基准相比较的装置，以及用于向至少其中一个所述启动装置提供输入的装置，所述输入源于所测量的参数的演变的比较。
因此，可通过监测马达的功率消耗来监测组件移动至开启位置和/或封闭位置所处的环境。特别地，马达产生运动所需要的机械输出能量与其消耗的输入能量（例如，电能）直接相关，是可以测量的。
设定的基准可基于功率消耗建模和/或在预定条件下（例如，在冲煮单元中有或没有配料胶囊的情况下、特定使用环境等）凭经验的功率消耗测量。设定的基准通常包括公差裕度以考虑例如由于使用环境和/或制造公差和/或操作公差而可能发生的变化。
例如，马达被控制成以预定速度产生输出运动（例如，转子的旋转）和/或以预定输入电压（例如，以恒定电压）操作。为了维持预定速度和/或电压，马达的输入功率可调节成与所需的输出功率一致，例如，角速度和转矩（取决于马达必须在给定环境中操作所受的约束）。特别地，马达的电源可布置成控制马达的输入电压，并且马达可布置成获取维持输入电压所需的要求的电流量。通过测量维持期望的马达输出速度和/或输入电压所需的马达输入功率，可以确定对马达输出所施加的机械约束。此类约束可对应于机动化机器的正常操作，例如，在有或没有胶囊配料的情况下开启或封闭冲煮单元，或者对应于异常操作，例如，阻止正常开启或封闭的障碍物的干涉，所述障碍物例如为卡在组件之间的人体部分（如手指），或者禁止组件重新开启的障碍物的干涉，例如，冲煮单元的堵塞。在前一种情况下（正常操作），机动化的饮料机可构造成允许对应的操作（例如，饮料制备或清洁），或自动地执行对应的操作。在后一种情况下（异常操作），可提供安全模式，例如，当不希望的障碍物卡在组件之间时停止封闭或重新开启组件，或者当冲煮单元堵塞时使马达停止，例如以防止机器中的非期望的应力，以及例如允许由用户和/或服务人员适当地人工疏通。
通常在检测到所测量的参数相对于设定的基准的异常变化时，将安全输入提供给马达。当所测量的参数如下时，变化可被认为是异常的：
-超过高于设定的基准至少20%的水平，特别是在30%或40%以上，诸如50%以上；和/或
-对应于由朝封闭位置移动且在到达封闭位置之前的组件之间存在障碍物（特别是人体部分，如手指）而导致的对封闭的阻力，例如，冲煮单元的组件之间的阻力在50N至200N范围内，尤其是从75N、100N或120N到130N或150N。
提供包括一定公差范围（例如，相对于中间或平均基准设定值为20%、30%、40%或甚至50%）的基准设定值可能是适当的，以便考虑出现在机器中的机械作用的正常变化，诸如摩擦系数的变化，温度和湿度的变化，以及制造公差的变化。
安全输入可包括使马达作用相反以使可动组件移动至开启位置，或者减小或停止马达的驱动作用。
控制装置可构造成检测与基准曲线相比较的异常变化，所述基准曲线代表电气参数随着时间的正常演变，其对应于：
-在配料胶囊插入冲煮室中的情况下，可动组件移动至封闭位置中的模式（下文称为“胶囊封闭模式”）；和/或
-在没有配料胶囊插入冲煮室中的情况下，可动组件移动至封闭位置中的模式（下文称为“空的封闭模式”）。
当没有检测到所测量的参数相对于设定的基准的异常变化并且组件处于封闭位置（“胶囊封闭模式或空的封闭模式”）时，可以启动包括供给热水到冲煮室的供水模式。热水的供给可包括水从水源（例如，水箱）到冲煮室的循环（例如，通过使用泵），和/或水的加热（例如，连续加热或批量加热）。例如，可经由一个或多个温度传感器、压力传感器和/或流量计来控制热水的供给，以调节所供给的热水的加热特性和流动特性。
任选地，控制装置可包括用于选择性地启动供水模式的用户界面。因此，水可以自动地或依据经由用户界面的用户请求循环到冲煮室中。
控制装置可构造成在所测量的参数匹配对应于“胶囊封闭模式”的基准曲线（包括可能的公差）时启动冲煮模式。
控制装置可构造成在所测量的参数匹配对应于“空的封闭模式”的基准曲线时启动冲洗和/或除垢模式。特别地，控制装置可构造成使得所供给的水在一定温度被加热，诸如在55°C至85°C的范围内，其低于诸如在85°C至98°C范围内的正常冲煮温度。
至少一个所测量的参数可以代表马达的电流消耗。
传动装置可包括齿轮组件。
传动装置、尤其是齿轮组件可构造为提供至少1:100、优选介于1:200与1:300之间的传动比。
控制装置可以在开启位置和/或在封闭位置中不具有端部位置传感器。在此情况下，测量由马达消耗的功率可以用于确定开启位置和/或封闭位置。功率消耗的测量可与时间演变相关，以使该消耗与可动组件的基于时间的预期位置相关，例如以便将由到达端部位置所引起的功率消耗与和非期望的中间障碍物的干涉所引起的功率消耗区分开。
可选地，控制装置可包括至少一个端部位置传感器，例如，尤其用于检测开启位置和/或封闭位置的两个端部位置传感器。
该机动化的饮料机可包括位于第一组件与第二组件之间的配料胶囊，
马达由控制装置控制，以使这些组件从开启位置移动至封闭位置，从而形成用于容纳配料胶囊的冲煮室，控制装置的测量装置布置成测量至少一个参数，该参数代表在组件运动到封闭位置期间（其中胶囊位于封闭的组件之间）马达的功率消耗，控制装置的比较装置布置成将所测量的参数的演变与设定的基准相比较，控制装置的输入装置布置成向至少其中一个所述启动装置提供来自所述比较的输入。
控制装置可构造成检测与基准曲线相比较的任何异常变化，该基准曲线代表电气参数随着时间的正常演变，并且：
-在没有检测到所测量的参数相对于设定的基准的异常变化并且组件处于封闭位置时，启动供水模式；和/或
-在检测到所测量的参数相对于设定的基准的异常变化时，向马达提供安全输入。
附图说明
现将参照示意图来描述本发明，在附图中∶
图1是根据本发明的饮料机的局部示意性和局部透视的视图；
图2示出图1的饮料机的冲煮单元在开启位置中的局部截面透视图；
图3示出图1的饮料机的封闭的冲煮单元在“空的封闭模式”下的局部截面透视图；
图4示出图1的饮料机的封闭的冲煮单元在“胶囊封闭模式”下的局部截面透视图；以及
图5示出在“胶囊封闭模式”和“空的封闭模式”下，马达随着时间的电流吸收（current absorption）的基准曲线图。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明的示例性的机动化的饮料机1。该机器包括冲煮单元2，该冲煮单元2连接到电动马达3，该马达3驱动传动装置4以使冲煮单元2从开启位置移动至封闭位置，和/或相反。还设有作为机器1的一部分的供水装置5。这种装置5可包括储水器6、水泵7和水加热器8。水在与冲煮单元2连结的水回路9中循环。通常，回路9与冲煮单元2流体连接。机器1中还设有控制装置10。控制装置10包括控制单元11、传感器（未示出）和用户界面12。控制单元10包括处理器、存储器和程序，其能实现向机器的不同启动装置（尤其是泵、加热器和马达）提供合适的输入，以及接收来自所述启动装置的输出。
控制装置10可以例如有线或无线连接到用户界面12、泵7、加热器8和各种传感器，诸如流量计、温度传感器、压力传感器、电流计（例如，用于测量马达3的电流消耗），诸如霍尔传感器。特别地，控制装置11可以控制与马达3、泵7和加热器8相关的电源开关和/或电流和电压调节器。
如图2和图3中所示，冲煮单元2具有可相对彼此移动的第一组件13和第二组件14。
在本发明的上下文中，“组件”可以指组合不同功能（例如，机械引导功能、机械保持功能、机械穿刺功能、流动功能、压力功能等）的单个构件，和/或可以指组合所期望的功能的多个构件。
例如，第一组件13为后部注入组件13，且包括带有注入叶片15的胶囊壳架。前部组件14形成饮料输送组件，且包括胶囊输送板16。前部组件14与外壳17相关，且可相对于后部注入组件13与外壳17一起移动，该后部注入组件13保持固定在机器1的框架18上。前部输送组件14包括饮料出口19。
借助于驱动传动装置4的马达3来使前部输送组件14相对于后部注入组件13移动。
在开启位置（图2）中，通路31设置在第一组件13与第二组件14之间，以允许胶囊30的插入。例如，如EP1646305或WO2009/043630中所述，胶囊可定位在中间位置。
在封闭位置（图3）中，形成了冲煮室29。冲煮室29至少部分地由处于冲煮单元（图4）的正常封闭位置中的胶囊30占据。胶囊可以是任何类型的胶囊，并且应完全与冲煮室29和通路31相容，以用于在冲煮单元的封闭和开启期间由这些组件操作。例如，在EP0512468、EP0512470和EP2068684中公开了合适的胶囊和冲煮室。
传动装置4可包括各种机械系统。传动装置4可具有至少1:50、尤其是从1:100至1:300至1:500的从马达至组件的力传递比。
在图1至图4所示的实施例中，传动装置4包括与凸轮22和凸轮从动件23连结的齿轮组件20。为了外壳17上的力的平衡传递，凸轮22包括位于外壳17的各侧上的一对长形凹槽。齿轮组件20包括连接到马达轴（即，连接到马达3的转子）的蜗杆传动件21。蜗杆传动件21操作大齿轮24，例如，直齿轮或斜齿轮，其固定在轴25上，两个侧向的较小齿轮26、27（例如直齿轮或斜齿轮或摩擦齿轮）在所述轴25上就位。较小的齿轮26、27驱动一对扇形齿轮28，例如，直齿轮或斜齿轮或摩擦齿轮，该扇形齿轮28移动凸轮从动件23，结果使凸轮22与外壳17一起从开启位置移动至封闭位置，或者相反。在封闭位置中，扇形齿轮28与凸轮从动件23一起定位成使得冲煮压力在扇形齿轮上被吸收，而不会传递至驱动系统的其余部分，例如径向地穿过扇形齿轮。然而，如下文所介绍的，冲煮压力可通过合适的构型由驱动系统吸收。
蜗杆传动件21与大齿轮24之间的传动比可在1:25至1:100、诸如1:50至1:80的范围内。较小齿轮27与扇形齿轮28之间的传动比可在1:3至1:10的范围内，尤其是在1:5至1:8的范围内。
例如，在传动装置4中使用蜗杆传动件21可以使这种传动为单向的。换言之，力和运动可以仅从马达3传递到传动装置4，相反则不可以，蜗杆传动件21在相反方向上充当止挡件。因此，不需要其它止挡装置来将组件保持在给定位置中。中断对马达3的供电就足够了，以将组件13、14固定在给定位置，尤其是固定在封闭位置或开启位置。
在一个可能的方案中，开启端部位置和封闭端部位置两者在几何结构上制成为不带有端部开关或传感器的“硬止挡件（hard stop）”。
用于马达控制的输入可涉及用户界面、马达的电流吸收以及控制单元的定时器。
如图5所示，尤其是在马达3为DC马达（例如以大体恒定的电压操作）时，可随时间检测两个不同的典型曲线40、41，例如通过测量马达3的功率消耗（如通过测量马达3的电流消耗）。
曲线40代表在“胶囊封闭模式”下马达3的电流消耗随着时间的演变。图4中示出在胶囊封闭模式下冲煮单元2的封闭状态，其中胶囊30被封装在封闭的冲煮室中。
曲线41代表在“空的封闭模式”下马达3的电流消耗的演变。在空的封闭模式下冲煮单元2的封闭状态在图3中示出。
因此，曲线40、41对应于冲煮单元2的组件13、14的封闭运动。类似地，例如在组件13、14之间有胶囊30和没有胶囊30的情况下，可以确定用于开启运动的曲线。这种开启曲线可用作基准设定值，以检测对组件13、14的开启运动的可能的干扰，例如，人体部分（诸如手指）堵塞在机器的壳体与冲煮单元2的可动组件之间。
机器1的控制单元10构造成用于根据冲煮单元所处的相关模式来将实际电流消耗的变化与基准曲线40和41相比较。这种构造通过软件获得。
如果胶囊30插入冲煮单元2中，且与曲线40相比没有检测到电流吸收的异常变化（例如，没有超过典型电流消耗曲线40的20%的变化），则可启动冲煮循环。冲煮循环的开始可由用户界面12上的命令或请求触发。可选地，冲煮循环的开始可由于到达封闭位置而自动地触发。
如果没有胶囊插入冲煮室2中且与曲线41相比没有检测到电流吸收的异常变化，则在封闭位置（图3）启动具有降低的温度的冲洗和/或除垢模式以实现最佳的除垢和/或节能。冲洗和/或除垢循环的开始还可由用户界面12上的命令或请求来触发。可选地，冲洗和/或除垢循环的开始可由于到达封闭位置而自动触发。如果没有胶囊插入冲煮室2中且与曲线41相比没有检测到电流吸收的异常变化，则可启动杯子预热模式，该模式包括在制备和分配饮料前向用户的杯子中分配热水，以用于预热杯子。杯子的预热可在饮料制备温度或降低的温度下执行。
更具体地，示出了当胶囊30插入冲煮单元2中时马达3随着时间的电流消耗的示例性演变的曲线40包括各种阶段：
初始部分401（即，电流消耗的急剧增加）反映了可动组件的运动的开始，尤其是克服静态摩擦力所需的功率消耗。第二部分402在略低于部分401顶部的位置处开始（动态摩擦力低于静态摩擦力）且缓慢地增加。此部分示出在封闭期间由渐进地进入冲煮室29中的胶囊30引起的增大的阻力。当胶囊30从它被止挡部件支承的中间位置（如在EP2103236中所介绍的）推出时，达到最大值403。此后，电流消耗略微下降，直到电流消耗达到最小值404。由于在封闭期间叶片15使胶囊30变形且逐渐刺穿胶囊30，电流消耗405、406、407增加。基本平坦的部分408代表组件的最终靠近。电流增加409反映了对偏压弹簧（未示出）施加应力以便占据在封闭位置中组件之间的游隙所需的功率。一旦电流消耗达到最大值410，则马达3消耗最高功率，这表明马达3受阻：组件处于其封闭位置中。
示出了当没有胶囊插入冲煮单元2中时马达3随着时间的电流消耗的示例性演变的曲线41包括各种阶段：
部分411对应于部分401，即，可动组件投入运动。一旦组件运动，部分412、413和414基本示出在直的凹槽22中移动的旋转的凸轮从动件23和大体垂直于凹槽22的方向移动的组件13的力分布。部分416、417示出了由于对偏压弹簧施加应力而导致的功率消耗增加。与上述相似，一旦电流消耗达到最大值417，则马达3消耗最高功率，这表明对马达3的阻力是完全的：组件处于其封闭位置中。
如图5所示，举例而言，当没有胶囊插入冲煮单元2中时，用于封闭组件所需的时间比当马达3必须克服由于胶囊30的存在而产生的额外力时略短大约0.5秒。总体上，如本发明的此具体实施例所示，可在2秒或2.5秒内实现封闭。
冲煮单元的组件的开启或封闭所需的时间典型地可在1-10秒的范围内。
当电流吸收的测量与上述两条曲线40、41不匹配时，尤其是当在到达封闭位置之前电流消耗明显超过曲线时，可以预期不希望的障碍物位于组件之间或系统堵塞或发生其它故障。因此，可启动安全输入。安全输入优选包括使马达作用相反的操作以使可动组件移回开启位置中。可选地，安全输入可相当于减少或停止马达的驱动作用。这种安全措施例如保护了用户免于使手指卡在运行的机构中。例如，在到达封闭位置之前，当对组件封闭的阻力超过50N、80N、100N、125N或150N时，可触发安全输入。例如，在封闭之前，当过大的阻力发生在组件之间的一定距离处时，可触发安全输入，该距离大于1mm或2mm、尤其大于3mm或4mm。
齿轮组件优选构造成提供至少1:100、优选介于1:200与1:500之间、诸如1:250与1:450之间、例如1:300的传动比。由于这种相对较高的传动比，本发明的另一益处来自于可以使用较低功率的马达，例如介于20-50mNm之间。
马达3可以是构造成产生不大于50mNm的最大转矩的低功率马达；和/或消耗不大于50瓦和/或不超过50瓦的最高功率，以用于在开启位置与封闭位置之间驱动可动组件14。例如，马达3布置成产生至少20mNm的最大转矩，尤其是在25-40mNm范围内的最大转矩。马达3可布置成消耗在7-25瓦、尤其是10-15瓦范围内的最高功率。
马达可具有高达10K RPM、诸如0-5000RPM的角速度。
通过提供低功率马达，可以简化机动化机器的构造和控制。与高功率马达相比，低功率马达由于减小的机械惯性和较低的功率负载而具有较小的惯性。因此，马达例如为了克服障碍物或额外摩擦而需要的力（或转矩）的暂时变化不会通过马达的机械惯性和电气负载的缓冲作用被吸收或较少被吸收，而是及时地转化成马达所需的供电的暂时增加。此外，由于马达具有较低的机械惯性和电气惯性，因此中断对马达供电后没有马达的能量负载（机械的和电气的）明显排出到机械系统中。由此可见，通过使用低功率马达，相对可动的组件的实际机械行为可经由马达的功率消耗来监测。此外，当即将到达端部位置时，机器不需要端部位置传感器来使马达停止。通过监测马达的功率消耗，可以几乎即时地识别障碍物到达端部位置处，所述马达的供电可停止，而没有马达通过排出其机械惯性和电气惯性而迫使组件不利地超过端部位置的风险。

Claims (33)

1.一种具有冲煮单元(2)的机动化的饮料机器(1)，所述冲煮单元包括共同协作的第一组件(13)和第二组件(14)，每个组件均界定用于容纳配料胶囊(30)的冲煮室(29)的部分，所述第一组件和第二组件中的至少一个是可动组件，所述可动组件：
-能移离第一和第二组件中与之协作的另一组件进入所述饮料机器内的开启位置中，以在所述第一和第二组件之间形成通路(31)，用于所述配料胶囊插入所述冲煮单元中和/或从所述冲煮单元移除所述配料胶囊；以及
-能移动至第一和第二组件中与之协作的另一组件以进入封闭位置中，以用于形成所述冲煮室，
所述饮料机器包括控制装置(10)和启动装置，所述启动装置包括：
-用于在所述开启位置与所述封闭位置之间驱动所述可动组件的马达(3)；
-用于将来自所述马达的驱动作用传递至所述可动组件的传动装置(4)；
-用于向所述冲煮室供给加热的水的供水装置(5)，
其特征在于，所述控制装置(10)包括：
-用于测量代表所述马达的功率消耗的至少一个电气参数的装置；
-比较装置，所述比较装置用于将所测量的参数在组件从所述开启位置转到所述封闭位置期间随着时间的演变与设定的基准(40、41)相比较；以及
-用于向至少其中一个所述启动装置提供输入的装置，所述输入源于所测量的参数的演变与所述设定的基准的比较。
2.根据权利要求1所述的饮料机器，其中，当检测到所测量的参数相对于所述设定的基准(40，41)的变化异常时，向所述马达(3)提供安全输入。
3.根据权利要求2所述的饮料机器，其中，当所测量的参数为以下时，所述变化被认为是异常的：
-超过在所述设定的基准(40，41)之上至少20％的水平；和/或
-对应于在朝所述封闭位置移动且到达封闭位置之前的组件之间障碍物的存在所导致的对封闭的阻力。
4.根据权利要求2或3所述的饮料机器，其中，所述安全输入包括使马达作用相反以使所述可动组件移动至所述开启位置中，或者减少或停止马达的驱动作用。
5.根据权利要求2或3所述的饮料机器，其中，所述控制装置(10)构造成检测相比于基准曲线的异常变化，所述基准曲线代表电气参数随着时间的正常演变，并且对应于：
-在配料胶囊(30)插入所述冲煮室(29)的情况下所述可动组件移动至封闭位置中的模式，其在下文称为“胶囊封闭模式”；和/或
-在没有配料胶囊插入所述冲煮室的情况下所述可动组件移动至封闭位置中的模式，其在下文称为“空的封闭模式”。
6.根据权利要求5所述的饮料机器，其中，当没有检测到所测量的参数相对于所述设定的基准(40，41)的异常变化且所述可动组件处于对应于“胶囊封闭模式”或“空的封闭模式”的封闭位置时，启动包括向所述冲煮室(29)供给加热的水的供水模式。
7.根据权利要求6所述的饮料机器，其中，所述控制装置(10)构造成在所测量的参数与对应于“胶囊封闭模式”的所述基准曲线匹配时启动冲煮模式。
8.根据权利要求6所述的饮料机器，其中，所述控制装置(10)构造成在所测量的参数与对应于“空的封闭模式”的所述基准曲线匹配时启动冲洗和/或除垢模式。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的饮料机器，其中，至少一个所测量的参数代表所述马达(3)的电流吸收。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的饮料机器，其中，所述传动装置(4)包括齿轮组件(20)。
11.根据权利要求10所述的饮料机器，其中，所述齿轮组件(20)构造成提供至少1:100的传动比。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的饮料机器，其中，所述控制装置(10)在所述开启位置和/或所述封闭位置中没有端部位置传感器。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的饮料机器，其中，所述控制装置包括至少一个端部位置传感器。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的饮料机器，其中，所述饮料机器包括位于所述第一组件(13)和第二组件(14)之间的配料胶囊(30)，所述马达(3)由所述控制装置(10)控制，以使所述可动组件从所述开启位置移动至所述封闭位置，以形成用于容纳所述配料胶囊的冲煮室(29)，所述控制装置的测量装置布置成测量至少一个参数，所述参数代表在所述配料胶囊位于正在封闭的组件之间的情况下所述可动组件运动到所述封闭位置期间所述马达的功率消耗，所述控制装置的比较装置布置成将所测量的参数的演变与设定的基准(40，41)相比较，所述控制装置的输入装置布置成向所述启动装置中的至少一个提供源于所述比较的输入。
15.根据权利要求14所述的饮料机器，其中，所述第一组件(13)为后部注入组件并且包括带有注入叶片(15)的胶囊壳架；所述第二组件(14)为前部组件，所述前部组件形成饮料输送组件并且包括胶囊输送板(16)。
16.根据权利要求15所述的饮料机器，其中，所测量的所述至少一个参数代表当所述可动组件从开启位置移动至封闭位置时所述马达(3)的电流吸收，所述电流吸收随着时间沿以下部分演变：
-构成电流消耗的急剧增加的初始部分(401)，所述初始部分反映了所述可动组件的运动的开始；
-第二部分(402)，所述第二部分在略低于所述初始部分(401)的顶部的位置处开始，并且由于渐进地进入冲煮室(29)中的配料胶囊(30)引起的增大的阻力而缓慢地增加，直至到达第一最大值，在该第一最大值处，所述配料胶囊(30)从所述配料胶囊(30)被止挡部件支承的中间位置推出；
-另一部分(403，404)，所述另一部分从所述第一最大值略微下降直至到达最小值；
-又一部分(405，406，407)，所述又一部分由于叶片(15)使配料胶囊(30)变形且逐渐刺穿配料胶囊(30)而增加；
-再一部分(408)，所述再一部分在所述第一和第二组件(13,14)的最终靠近期间是基本平坦的；以及
-部分(409)，所述部分(409)由于偏压弹簧受到应力以便占据在封闭位置中的所述第一和第二组件之间的游隙而增加，并且达到第二最大值，由此所述马达(3)消耗最高功率，这表明所述马达受阻并且所述第一和第二组件处于封闭位置中。
17.根据权利要求14所述的饮料机器，其中，所述控制装置(10)构造成检测相比于基准曲线的任何异常变化，所述基准曲线代表电气参数随着时间的正常演变，并且：
-当没有检测到所测量的参数相对于设定的基准的异常变化且所述可动组件处于封闭位置时，启动供水模式；和/或
-当检测到所测量的参数相对于设定的基准的异常变化时，向所述马达(3)提供安全输入。
18.根据权利要求3所述的饮料机器，其中，当所测量的参数为以下时，所述变化被认为是异常的：
-超过在所述设定的基准之上30％或40％的水平。
19.根据权利要求3所述的饮料机器，其中，当所测量的参数为以下时，所述变化被认为是异常的：
-超过在所述设定的基准之上50％的水平。
20.根据权利要求3所述的饮料机器，其中，当所测量的参数为以下时，所述变化被认为是异常的：
-对应于在朝所述封闭位置移动且到达封闭位置之前的组件之间障碍物的存在所导致的对封闭的阻力，所述障碍物为人体部分。
21.根据权利要求20所述的饮料机器，其中，所述人体部分是手指。
22.根据权利要求6所述的饮料机器，其中，所述控制装置包括用于选择性地启动所述供水模式的用户界面(11)。
23.根据权利要求8所述的饮料机器，其中，所述控制装置构造成使得所供给的水在低于正常冲煮温度的温度时被加热。
24.根据权利要求23所述的饮料机器，其中，所述控制装置构造成使得所供给的水在55℃至85℃的范围时被加热。
25.根据权利要求23所述的饮料机器，其中，所述正常冲煮温度是在85℃至98℃的范围内。
26.根据权利要求11所述的饮料机器，其中，所述齿轮组件(20)构造成提供介于1:200与1:300之间的传动比。
27.根据权利要求15所述的饮料机器，其中，所述饮料输送组件是包括饮料出口(19)的输送组件。
28.根据权利要求15所述的饮料机器，其中，所述前部组件与外壳(17)相关联，并且能够相对于后部注入组件与所述外壳(17)一起移动，该后部注入组件保持固定在框架(18)上。
29.一种用于操作如权利要求14-17中任一项的机动化的饮料机器的方法，所述饮料机器包括在第一和第二组件(13，14)之间的配料胶囊(30)，所述方法包括：
-由控制装置(10)控制马达(3)将所述可动组件从开启位置移动到封闭位置，以形成容纳配料胶囊的冲煮室(29)；
-测量至少一个参数，所述参数代表在配料胶囊位于正在封闭的组件之间的情况下所述可动组件运动到所述封闭位置期间所述马达的功率消耗；
-将所测量的参数的演变与设定的基准(40，41)相比较；以及
-通过所述控制装置的输入装置向所述启动装置中的至少一个提供源于所述比较的输入。
30.配料胶囊(30)的应用，
-用于实现如权利要求14-17中任一项的机动化的饮料机器，所述饮料机器包括在第一和第二组件(13，14)之间的配料胶囊；或者
-用于执行如权利要求29所述的方法。
31.根据权利要求30所述的应用，其中，所述配料胶囊(30)是如下类型：
-当所述可动组件处于开启位置时，所述配料胶囊能够被插入所述通路(31)中并且定位在中间位置；以及
-当所述可动组件处于封闭位置时，所述配料胶囊占据所述冲煮室(29)的至少一部分。
32.至少一种配料的应用，其用于配料胶囊(30)，所述配料胶囊用于如权利要求30-31中任一项的应用，其中所述至少一种配料用于制备咖啡、茶、巧克力、可可、牛奶或汤。
33.至少一种配料的应用，其用于配料胶囊(30)，所述配料胶囊用于如权利要求30-31中任一项的应用，其中所述至少一种配料用于制备婴儿食品。
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