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Die folgende Erfindung bezieht sich auf einen Tassenspender nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In-Tassen-Verkaufssysteme basieren auf Stapeln von Wegwerftassen, die jeweils in ihrem unteren Abschnitt einen Teil von getränkebildenden Zutaten enthalten. Die Tassen sind in dem Stapel über eine Schnappverbindung miteinander verbunden, und der Stapel wird dann auf einfache Weise durch den Betreuer des Verkaufs verpackt, gelagert und transportiert. Für den Gebrauch wird der Stapel von seiner Verpackung getrennt und in den Spender einer Verkaufsvorrichtung eingeführt. Als Reaktion auf ein Verkaufssignal trennt die Maschine automatisch eine Tasse von dem unteren Bereich des Stapels und füllt diese mit heißem Wasser, um das gewünschte Getränk herzustellen. Die meisten Getränkeverkaufsmaschinen enthalten eine Anzahl von Tassenstapeln, wobei mindestens ein solcher Stapel für jedes Getränk bereitgestellt ist, das von der Vorrichtung hergestellt wird. Bei derartigen Maschinen ist die Vielzahl von Tassenstapeln üblicherweise in einem Karussell angeordnet, so dass eine Drehung des Karussells den gewünschten Tassenstapel in eine Spendeposition bringt.
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Tassenspender in Karussellbauart sind bekannt, z. B. aus
GB-A-1368208 und
WO 01/82249 . Diese besonderen Spender verwenden mehrere spiralförmige Schneckentrenner (auch Schnecken-Trennkurve) bezeichnet, um einzelne Tassen von dem unteren Bereich des Stapels zu trennen. Die Schneckentrenner (für gewöhnlich vier Stück) sind im gleichen Abstand um den Umfang der Tassen angeordnet und auf gleiche Weise durch einen einzelnen Servo mittels eines Zahnstangenrahmens oder eines Ringverzahnungsmechanismus angetrieben.
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Obwohl der zuvor beschriebene Tassenspender zuverlässig einzelne Tassen zuführen kann, die dann zum Füllen mit Wasser oder ähnlichem bereit sind, sind diese sperrig. Dies rührt daher, dass ein Tassenspendemechanismus um jeden Tassenstapel angeordnet werden muss, wodurch die Tassenstapel durch einen Abstand getrennt sein müssen, der ausreicht, um den Mechanismus aufzunehmen.
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Es wäre wünschenswert, einen Tassenspender für In-Tassen-Verkäufe bereitzustellen, der eine höhere Tassenpackdichte als ein herkömmlicher Karussellspender aufweist, um zu ermöglichen, dass mehr Tassenstapel in eine Verkaufsmaschine von vorbestimmter Größe eingebracht werden können. Dies würde es ermöglichen, die Anzahl von angebotenen Getränken zu steigern und/oder die Häufigkeit des Nachfüllens der Verkaufsvorrichtung zu senken. Ferner wäre es wünschenswert, den Mechanismus von Tassenspendern zu vereinfachen, insbesondere durch eine Verringerung der Anzahl und der Größe von Komponenten. Es wäre ebenso wünschenswert, wenn ein einzelner, servoangetriebener Mechanismus, der an einer bestimmten Stelle in der Maschine angebracht ist, das Tassentrennen von allen Stapeln in der Maschine antreiben könnte, wodurch eine Verdopplung von Komponenten zwischen den Stapeln reduziert werden könnte.
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Aus der
CH 359 307 A ist ein Getränkeausgabeautomat mit einer Ausgabevorrichtung für becherähnliche Gefäße entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
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GB 2 333 289 A offenbart eine Tassentrennschnecke mit mehreren unterschiedlichen Steigungswinkeln zum Trennen der Tassen und zum Bewirken einer großen Verlagerung einer getrennten Tasse.
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US 4 666 060 A offenbart eine Vorrichtung zum Abgeben von kegelstumpfförmigen Gefäßen wie Blumentöpfen, mittels Trennschnecken mit allmählich zunehmendem Steigungswinkel.
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GB 2 173 777 A offenbart einen Tassenspender mit einer Ringverzahnung für den Antrieb einer Anzahl von über deren Umfang verteilt angeordneten Tassentrennschnecken.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen Tassenspender nach Anspruch 1.
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Der Ausdruck ”Tassenspendeöffnung” bezieht sich auf einen imaginären Kreis, der einen Radius aufweist, der dem maximalen Radius der zu spendenden Tassen entspricht, durch den die Tassen fallen, wenn diese durch den Mechanismus gespendet bzw. abgegeben werden. Der Mechanismus wird natürlich normalerweise eine tatsächliche Öffnung von etwas größerem Ausmaß aufweisen, durch den die Tassen fallen, z. B. die Öffnung in der Mitte des Antriebsringes, der unten beschrieben wird. Der obige Abstand von 25 mm oder weniger wird zwischen den zunächstliegenden Punkten auf der Tassenspendeöffnung gemessen. Bevorzugt beträgt der Abstand 20 mm oder weniger, weiter bevorzugt 16 mm oder weniger und höchst bevorzugt 12 mm oder weniger.
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Erfindungsgemäß weist jeder Tassenspendemechanismus zwei äußere Tassentrennschnecken auf, die auf einer ersten Hälfte eines Umfanges der Tassenspendeöffnung angeordnet sind, wobei die beiden äußeren Tassentrennschnecken voneinander einen ersten Abstand aufweisen, und zwei innere Tassentrennschnecken, die auf einer zweiten Hälfte der Öffnung angeordnet sind und voneinander einen zweiten Abstand aufweisen, wobei der zweite Abstand kleiner ist als der erste Abstand. Dies ermöglicht es, die Tassenspendemechanismen, wenn diese um Öffnungen eines kreisförmigen Karussells angeordnet sind, näher an jedem benachbarten Tassenspendemechanismus entlang des Karussells anzuordnen. Dies wird ein kleineres Karussell für eine gegebene Anzahl von Stapeln ermöglichen oder eine größere Anzahl von Stapeln in einem Standardkarussell.
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Bevorzugt hat jede Schnecke einen äußersten Durchmesser von weniger als ca. 32 mm, weiter bevorzugt einen Durchmesser von weniger als ca. 30 mm. Höchst bevorzugt haben die Schnecken einen äußersten Durchmesser von ca. 28 mm–29 mm.
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Der Ausdruck ”Schnecke” bezieht sich auf eine spiralförmige Nocke oder Steuerkurve, oder eine schneckenförmige Nocke, d. h. auf einen im wesentlichen zylindrischen Körper, der auf einer im wesentlichen vertikalen Zylinderachse angeordnet ist, um die er sich drehen kann, wobei auf einer äußeren Oberfläche desselben ein keilförmiger Vorsprung (d. h. keilförmig, wenn in einer ebenen Abwicklung der Schneckenoberfläche betrachtet) gebildet ist, der teilweise um den Zylinder verläuft, typischerweise von ca. 150° bis ca. 300°, bevorzugt von ca. 160° bis ca. 200° um den Zylinder herum. Der keilförmige Vorsprung ist ausgelegt zum Einbringen zwischen und Anliegen an sowohl der oberen Oberfläche der Lippe (d. h. dem Rand) einer untersten Tasse in dem Stapel und der unteren Oberfläche der Lippe der folgenden benachbarten Tasse in dem Stapel, um die unterste Tasse von dem Stapel zu trennen, wenn die Nocke gedreht wird.
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Es ist ein Merkmal bestimmter In-Tassen-Verkaufssysteme, dass der vertikale Zwischenraum (auch als Tassenabstand bekannt) zwischen aufeinander folgenden Tassen in dem Stapel variieren kann, z. B. von ca. 5 mm bis ca. 20 mm. Bevorzugt hat der keilförmige Vorsprung eine ausreichende Länge, um Tassen zu trennen, die einen beliebigen Tassenabstand in diesem Bereich haben. Es ist vorstellbar, dass der keilförmige Vorsprung hohl oder unterbrochen sein kann, ohne sein Funktion zu verlieren.
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Der Keil weist bevorzugt eine im wesentlichen horizontale obere Oberfläche und eine im wesentlichen spiralförmige untere Oberfläche auf. Der Keilwinkel (Schraubenwinkel) zwischen der unteren Oberfläche und der Horizontalen (wobei die ”Horizontale” die Ebene ist, die senkrecht zu der Achse der Trennschnecke verläuft) kann konstant sein. Jedoch kann in bestimmten, bevorzugten Ausführungsformen der Winkel des Keils nicht konstant sein. Zum Beispiel kann der Keil einen Tassentrennbereich mit einem relativ kleinen Winkel (z. B. 18° bis 22°, bevorzugt ca. 21°) aufweisen, um eine maximale Wirksamkeit beim Aufbrechen der Schnappverbindung zwischen den Tassen zu erreichen, gefolgt von einem Bereich mit einem relativ großen Winkel (z. B. ca. 30° bis 45°), um die unterste Tasse gegen Reibungs- und Saugkräfte wegzuschieben, nachdem die Schnappverbindung gelöst wurde. Bevorzugt verläuft der Bereich mit einem relativ kleinen Winkel von ca. 100° bis ca. 230° um den Zylinder, bevorzugt von ca. 120° bis ca. 180° um den Zylinder, um eine wirksame Trennung von Tassenstapeln über einen großen Bereich von Tassenabständen zu ermöglichen. Bevorzugt verläuft der Bereich mit einem relativ großen Winkel von ca. 10° bis ca. 30° um den Zylinder, bevorzugt ca. 20° um den Zylinder, um eine schnelle Trennung der untersten Tasse zu ermöglichen. Der Keil kann zusätzlich einen zweiten Bereich mit einem großen Winkel (z. B. 30° bis 45°) nahe der führenden Spitze des Keiles aufweisen, um die Länge des Keiles zu verringern, die nicht mit den Tassen zusammenwirkt. Der zweite Bereich mit einem relativ großen Winkel verläuft bevorzugt von ca. 5° bis ca. 25° um den Zylinder, bevorzugt ca. 10° um den Zylinder. Bevorzugt hat der Keil einen mittleren Winkel über seine gesamte Länge von weniger als ca. 25°. Weiter bevorzugt beträgt der mittlere Winkel ca. 20° bis ca. 23°.
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Die Schnecken weisen ferner eine Tragarretierung auf, die unterhalb des oberen Endes des keilförmigen Vorsprunges und radial beabstandet von dem keilförmigen Vorsprung angeordnet ist, um die unterste Tasse des Stapels zu halten, bevor die Schnecke betätigt wird, um die Tasse von dem Stapel zu trennen, d. h. zwischen den Spendevorgängen. Die Tragarretierung ist typischerweise eine radial verlaufende Leiste zur Anlage unter der Lippe der untersten Tasse.
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Bevorzugt sind eine oder mehrere Tassenführungen zwischen einer oder mehreren Schnecken dort angeordnet, wo die Schnecken voneinander einen Abstand aufweisen. Die Tassenführungen sind normalerweise positioniert und dimensioniert, um an der Außenseite der Lippe von mindestens der untersten Tasse (oder bevorzugt mindestens der untersten zwei oder drei Tassen) des Stapels anzuliegen, während die unterste Tasse von dem Stapel durch die Schnecken getrennt wird. Mit anderen Worten haben die Tassenführungen Anlageoberflächen, die auf der Tassenspendeöffnung liegen, um den Tassenspendevorgang zu führen. Die Tassenführungen können ortsfest sein oder fähig sein, sich zu drehen, jedoch bilden sie in jedem Fall einen festen Radius, der im wesentlichen mit dem maximalen Radius der Tassen übereinstimmt, um ein Schwanken oder Verklemmen der Tassen in dem Stapel während des Trennens und während des Nachführens von Tassen nach dem Trennen zu reduzieren. Dies verhindert, dass die Tassen an den Schnecken vorbei gleiten. Ein Gleiten an den Schnecken vorbei würde zu einer fehlerhaften Zuführung führen.
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In bestimmten Ausführungsformen sind die Tassenführungen im wesentlichen vertikale Pfeiler, bevorzugt zylindrische Pfeiler, die drehbar sein können. In anderen Ausführungsformen sind die Tassenführungen feste Wandabschnitte mit gekrümmten inneren Oberflächen, die einen Radius derart aufweisen, daß dieser an den äußeren Radius des Tassenstapels angepasst ist. Bevorzugt sind eine oder mehrere Tassenführungen um den Umfang der Tassenspendeöffnung zwischen den äußeren Schnecken angeordnet. Bevorzugt sind eine oder mehrere Tassenführungen um den Umfang der Tassenspendeöffnung zwischen jeder äußeren Schnecke und ihrer benachbarten inneren Schnecke angeordnet.
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Bevorzugt sind die Schnecken zum Spenden eines gegebenen Tassenstapels alle durch ein einzelnes Antriebselement, bevorzugt eine Ringverzahnung, angetrieben, die bevorzugt dauerhaft an den Schnecken angebracht ist. Die radial innere Oberfläche der Ringverzahnung kann dann einen Abschnitt der Öffnung bilden, durch die die Tassen fallen, wenn sie durch den Mechanismus gespendet werden. Bevorzugt ist die radial äußere Oberfläche der Ringverzahnung verzahnt, um mit den Schnecken zusammenzuwirken. Bei bestimmten Ausführungsformen verläuft die Verzahnung nicht vollständig um die äußere Oberfläche des Zahnkranzes herum. Statt dessen ist ein Bereich des Zahnkranzes zwischen den inneren und äußeren Schnecken im wesentlichen frei von Zähnen bzw. einer Verzahnung, um zu ermöglichen, dass die Tassentrenner näher aneinander, ohne Kontakt zwischen der Verzahnung benachbarter Ringverzahnungen, angeordnet werden können.
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Bevorzugt ist der Tassenspender entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Tassenspender in Karussellbauart. Das heißt, er umfasst eine Vielzahl von Tassenspendemechanismen, die radial beabstandet um eine Karussellachse angeordnet sind. Die Spendemechanismen weisen untereinander einen festen Abstand auf, sind jedoch um die Karussellachse drehbar. Zum Beispiel können die Spendemechanismen an festen Stellen entlang des Umfanges einer drehbaren, kreisförmigen Tragplatte des Spenders angeordnet sein.
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Die Mechanismen sind nahe dem Boden einer jeden Tassenstapelstation des Karussells angeordnet. Bevorzugt gibt es mindestens 12, weiter bevorzugt mindestens 16 Tassenstapelstationen auf dem Karussell, noch weiter bevorzugt mindestens 18 Tassenstapelstationen auf dem Karussell.
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Wie bereits ausgeführt sind die vier Schnecken eines jeden Mechanismus bevorzugt durch eine Ringverzahnung angetrieben. Die Ringverzahnung kann durch einen Servo über ein Leerlaufrad angetrieben sein, wie z. B. in
WO 01/82249 beschrieben. Jedoch ist auf der Ringverzahnung bevorzugt ein Nocken angeordnet, und der Nocken ist selektiv betätigbar durch einen Stellantrieb, der außerhalb oder innerhalb des Karussells angebracht ist. Die nockenangetriebene Ringverzahnung weist den Vorteil auf, dass ein einziger Stellantrieb, der nicht an dem Karussell angebracht ist, verwendet werden kann, um den Mechanismus an irgendeinem Stapel anzutreiben, wodurch es nicht notwendig ist, einen separaten Antrieb für jeden Stapeltrennmechanismus zu haben. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Stellantrieb so konfiguriert werden kann, dass dieser nicht die Drehung des Karussells blockiert, die notwendig ist, um verschiedene Stapel in die Spendeposition zu bringen. Der Stellantrieb bewegt den Nocken bevorzugt in einer Hin- und Herbewegung von einer Speicherposition (in der die unterste Tasse des Stapels durch die Tragarretierung auf der Schnecke gehalten ist, wie zuvor beschrieben) in eine Spendeposition (in der die unterste Tasse gespendet wurde und die nächste Tasse des Stapels durch das obere Ende des keilförmigen Vorsprunges gehalten ist) und zurück in die Speicherposition (in der die zuvor nächste Tasse nun die unterste Tasse ist, die durch die Tragarretierung gehalten wird). In manchen Ausführungsformen ist der Nockenvorsprung zwischen den äußeren Schnecken angeordnet, und der Nockenstellantrieb ist dann radial außerhalb des Karussells angeordnet. In anderen Ausführungsformen ist der Nockenvorsprung zwischen den inneren Schnecken angeordnet, wobei in diesen Fällen der Nockenstellantrieb radial innerhalb des Karussells angeordnet ist, und der Nockenvorsprung wird normalerweise oberhalb oder unterhalb der Ebene der Trennschnecken angeordnet sein, um nicht in Berührung mit den inneren Schnecken zu kommen. Es ist verständlich, dass alternative nockenangetriebene Mechanismen zum Drehen der Schnecken, andere als eine Ringverzahnung, z. B. ein riemenangetriebener Mechanismus, innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnten.
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In bestimmten Ausführungsformen führt die Art und Weise, in der der Stellantrieb die Ringverzahnung dreht, in einem gewissen Ausmaß zu einer seitlichen Kraft, die bis zu den Tassentrennmechanismen übertragen wird. Dieser Effekt ist beim Überwinden einer hohen Kraft, die Tassen miteinander verriegelt, deutlicher erkennbar. Um dieser radialen Kraft entgegenzuwirken, weisen der Mechanismus und das System entsprechend der vorliegenden Erfindung bevorzugt ferner eine oder mehrere Verriegelungseinrichtungen auf, die operativ mit dem Stellantrieb verbunden sind, um eine seitliche Bewegung des Tassentrennmechanismus zu verhindern oder zu begrenzen, während die Tasse von dem Stapel getrennt wird. Der Ausdruck „seitliche Bewegung” bezieht sich auf eine Relativbewegung des Stellantriebs und des Tassenspendemechanismus in der Ebene der Tassenspendeöffnung, d. h. in der Horizontalen. Sie kann eine Bewegung in Richtung der Stellantriebsbewegung (y-Achsen-Bewegung) und/oder eine Bewegung des Tassentrennmechanismus in Richtung auf den oder weg von dem Stellantrieb (x-Achsen-Bewegung) umfassen.
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In bestimmten Ausführungsformen dieser Art ist eine Verriegelungseinrichtung dadurch realisiert, dass eine äußere Oberfläche des Stellantriebs und eine Verriegelungsoberfläche des Tassentrennmechanismus aneinander anliegen. Zum Beispiel kann der Stellantrieb eine äußere Oberfläche aufweisen, wie z. B. eine Antriebsringoberfläche, wobei die äußere Oberfläche an einer komplementären Oberfläche auf dem Tassentrennmechanismus oder dem Karussell, nahe dem Stellantrieb, anliegt, während das Tassentrennen ausgeführt wird. Dies sorgt für eine Verriegelung in y-Richtung während des Tassentrennens, zusätzlich zu einem gewissen Ausmaß von Stellantrieb/Basis-Ausrichtung.
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Alternativ oder zusätzlich wirkt ein Verriegelungselement, das durch den Tassentrennstellantrieb angetrieben ist oder auf diesem angeordnet ist, mit einem komplementären Verriegelungselement auf dem Tassentrennmechanismus zusammen, um sowohl x- wie auch y-Richtungskontrolle zu ermöglichen, jedoch nur, wenn das Tassentrennen ausgeführt wird. Zum Beispiel kann das Verriegelungselement einen Vorsprung (z-Richtung) auf dem Stellantriebsmechanismus aufweisen, der in Zusammenwirkung mit einer komplementären Vertiefung auf dem Tassentrennmechanismus oder dem Karussell gedreht wird, wenn der Stellantrieb in die Tassentrennposition bewegt wird. In anderen Ausführungsformen kann eine Nocke auf dem Stellantrieb einen Verriegelungsarm in Zusammenwirkung mit einer geeigneten Vertiefung auf dem Tassentrennmechanismus oder dem Karussell bewegen, wenn der Stellantrieb in die Tassentrennposition bewegt wird.
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Die vorliegende Erfindung wird folgend anhand eines Beispiels unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in der:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Tassenspendemechanismus für einen Tassenspender entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Seitenansicht von einer der Schnecken des Mechanismus der 1 zeigt;
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3 eine obere Draufsicht ist, die einen Teil eines Mechanismus einer zweiten Ausführungsform, ähnlich zu dem der 1 (wobei einige Elemente zur Klarheit weggelassen wurden), und einen Teil eines Stellantriebsmechanismus des Spendesystems zeigt;
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4 eine schematische obere Draufsicht auf einen Tassenspender in Karussellbauart entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, der eine Anzahl der Mechanismen der 1 oder 2 enthält;
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5 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines Tassentrennmechanismus entsprechend einer weiteren Ausführungsform zeigt, um insbesondere das Zusammenwirken zwischen einem Verriegelungsvorsprung auf dem Stellantrieb und einer komplementären Vertiefung in dem Karussell zu zeigen; und
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6 eine weitere perspektivische Ansicht eines Teiles des Systems der 5 zeigt, die ein Verriegelungselement, das durch den Tassentrennstellantrieb bewegt wird, zeigt.
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Unter Bezug auf 1 umfasst die Ausführungsform vier identische Schnecken 18, 20, die drehbar zwischen einer Tragplatte 16 und einer oberen Platte 12 um Öffnungen 22 in der Tragplatte angeordnet sind, wobei die obere Platte groß genug ist, um ein Durchführen der gewünschten Tassen zu ermöglichen. Die obere Platte 12 und die Tragplatte 16 sind in einer festen, beabstandeten und parallelen Lage zueinander durch Pfeiler 14 gehalten. Die obere Platte 12 und die Tragplatte 16 sind in der Draufsicht trapezförmig, um sie in ein Karussell einzubringen, wie weiter unten zu sehen sein wird. Zwei der Schnecken sind äußere Schnecken 18 und zwei der Schnecken sind innere Schnecken 20. Die vier Schnecken 18, 20 sind so angeordnet, dass eine bestimmte In-Tassen-Verkaufsgetränketasse, z. B. eine KLIX (geschützte Marke) Tasse, zum Spenden durch den Tassenspendemechanismus zwischen die Schnecken passt, jedoch nicht durch diese hindurch fällt, ohne den Tassenspendemechanismus aktiviert zu haben. KLIX-Tassen haben kegelförmige, konische Seiten mit einem Außendurchmesser gerade unterhalb der Lippe von 69 mm und einer Lippe, die mit ca. 2 mm von den Seiten nach außen steht. Tassen mit einem anderen Durchmesser erfordern es, die Schnecken 18, 20 um einen imaginären Kreis von anderer Größe anzuordnen. Ein Fachmann wird im Stande sein, die geeignete Größe dieses Kreises für eine bestimmte Tassengröße durch einfaches Experimentieren zu bestimmen. Tatsächlich könnten die Schnecken justierbar auf der Tragplatte 16 zur Verwendung bei verschieden großen Tassen angebracht sein. Zum Beispiel könnten diese in radial verlaufenden Schlitzen in der oberen Platte 12 und der Tragplatte 16 durch Schrauben befestigt sein. Im Allgemeinen ist die ideale Position der Schnecken jedoch so, dass die Tassen von dem Stapel gespendet werden, jeweils eine Tasse nach der anderen wenn die Schnecken verwendet werden, jedoch ohne fehlerhafte Zuführungen.
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1 zeigt die Schnecken in einer nicht-Spende- oder Speicher-Stellung. In dieser Stellung würden Tragleisten 43, die an jeder Schnecke 18, 20 bereitgestellt sind, den Rand der untersten Tasse tragen, wenn ein Stapel von Tassen zwischen den Schnecken 18, 20 angeordnet werden würde.
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Die beiden inneren Schnecken 20 sind näher aneinander angeordnet als die beiden äußeren Schnecken 18. Man kann daher sehen, dass die vier Schnecken in den Ecken eines Trapezes angeordnet sind. Die Winkel des Trapezes sind optimiert für eine eng benachbarte Anordnung der Mechanismen in einem Karussell, wobei die Symmetrieachse des Trapezes entlang eines Radius des Karussells liegt. Zum Beispiel ist der innere Winkel des Trapezes für ein Karussell mit n Stapeln zweckmäßigerweise 90 + (180/n)°, d. h. 100° für ein 18-Stapel-Karussell.
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Bezugnehmend auf die 1 und 2 hat jede Schnecke 18, 20 ein Verzahnung 28 an ihrer Basis. Die Verzahnung 28 wirkt zusammen mit Zähnen einer Ringverzahnung 30, die koaxial ist mit dem imaginären Kreis, auf dem die Schnecken angeordnet sind. Die Ringverzahnung 30 hat eine radial innere Oberfläche, die eine kreisförmige Öffnung 32 bildet, die ebenso größer ist als der maximale Tassendurchmesser, um zu ermöglichen, dass eine Tasse diese ohne Widerstand passiert.
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Die radial äußere Oberfläche der Ringverzahnung 30 umfasst Zähne zum Zusammenwirken mit der Verzahnung 28 der Schnecken. Die radial innere Oberfläche der Ringverzahnung 30 ist glatt. Die Zähne sind nur in soweit angeordnet, als dies in der Nähe der Schnecken erforderlich ist. Der Bereich der Ringverzahnung zwischen den inneren und äußeren Schnecken ist frei von vorstehenden Zähnen. Dies ist der Bereich, in dem sich Ringverzahnungen benachbarter Spendemechanismen am nächsten kommen, und das Fortlassen einer Ringverzahnung in diesen Bereichen ermöglicht eine engere Anordnung der Mechanismen, ohne daß sich die Verzahnungen von benachbarten Zahnkränzen stören.
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Die vier Schnecken 18, 20 sind jeweils um ihre eigene Achse drehbar, wobei alle diese Achsen parallel zu der Achse des Tassenstapels und der Ringverzahnung 30 sind. Ähnlich ist die Ringverzahnung 30 um ihre Achse drehbar. Eine Drehung der Ringverzahnung 30 führt zu einem gleichzeitigen Drehen aller vier Schnecken 18, 20.
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Die Ringverzahnung 30 hat einen Nocken 34 zum Zusammenwirken mit einem Stellantrieb 36 (in 3 gezeigt) zum Betätigen des Tassenspendemechanismus durch Drehen der Ringverzahnung 30 und somit der vier Schnecken 18, 20. In dieser Ausführungsform ist der Nocken 34 zwischen den beiden äußeren, weiter auseinander liegenden Trennschnecken 18 angeordnet.
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Folgend wird auf 2 Bezug genommen, die eine einzelne Schnecke zeigt. Die Schnecke hat die Verzahnung 28 nahe ihrer Basis. Der übrige Teil der Schnecke 18, 20 ist im Wesentlichen zylindrisch. Ferner hat diese einen keilförmigen Vorsprung 42, der ca. 240° um deren Seitenwand verläuft, und eine Tassenrandtragleiste 43, die ca. 120° um die Seitenwand verläuft.
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Man kann sehen, dass der keilförmige Vorsprung eine im wesentlichen ebene obere Oberfläche und eine schräg verlaufende untere Oberfläche 44 aufweist. Der Keil umfasst einen ersten Bereich 47 nahe der Spitze 46, der ca. 11° radial verläuft und einen Steigungswinkel von ca. 31° aufweist. Dies ist der erste Einführbereich, der im Gebrauch nicht mit der untersten Tasse in Berührung kommt. Der Keil umfasst einen zweiten Bereich, der sich radial über ca. 146° erstreckt und einen Steigungswinkel von ca. 21° aufweist. Dies ist der Bereich des Keiles, der zwischen die unterste Tasse und die nächste Tasse des Stapels eingreift, um die Verriegelung zwischen den Tassen zu lösen. Die Länge dieses Bereiches ermöglicht es, die Schnecke zu verwenden, um relativ weit beabstandete Tassen (großer Tassenstapelabstand) zu trennen. Der Keil umfasst einen dritten Bereich, der sich radial über ca. 14° erstreckt und einen Steigungswinkel von ca. 38° aufweist, um Reibungs- und Saugwiderstände zu überwinden, um die unterste Tasse von dem Stapel zu lösen, was auf das Lösen der Verriegelung folgt. Schließlich umfasst der Keil einen vierten Bereich ohne Steigung. In diesem Bereich ist die unterste Tasse des Stapels abgefallen und die nächste Tasse des Stapels ruht auf der ebenen oberen Oberfläche des Keiles.
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Die Tassenrandtragleiste 43 hat eine ebene obere Oberfläche zum Tragen der untersten Tasse eines Stapels vor der Betätigung des Trennmechanismus, um die Tasse zu trennen.
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Die zuvor beschriebene effiziente Ausführung des keilförmigen Vorsprunges ermöglicht es, die Schnecke mit einem äußersten Durchmesser d von 28,5 mm herzustellen. Die Schnecken des Standes der Technik haben im Allgemeinen einen Durchmesser von 31,3 mm oder mehr. Der Vorteil eines kleineren Durchmessers ist der, dass dieser kompakter ist und somit weniger Raum in dem Karussell einnimmt.
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Unter erneutem Bezug auf 1 umfasst der Mechanismus ferner Tassenführungen 48, die an der oberen Platte 12 befestigt sind und von dieser nach unten hängen. Die Tassenführungen 48 verhindern, dass sich die Tassen verwinden, schwanken oder an den Schnecken 18, 20 vorbeifallen, wenn die Schnecken 18, 20 gedreht werden. Es sind zwei Tassenführungen 48 zwischen den beiden äußeren Schnecken 18 angeordnet. Ferner sind zwei Tassenführungen 48 zwischen jeder äußeren Schnecke 18 und ihrer benachbarten inneren Schnecke 20 angeordnet. Die Tassenführungen sind so positioniert, daß unverwundene Tassen frei durch den Spender fallen können, jedoch ein Verwinden oder Schwanken des Tassenstapels verhindert oder begrenzt wird, was zu einer fehlerhaften Zuführung führen könnte.
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Die Tassenführungen 48 sind ungefähr im gleichen Abstand zwischen den Schnecken 18, 20 angeordnet. Durch Anordnung der Tassenführungen 48 im gleichen Abstand zwischen den Schnecken 18, 20, werden diese dazu neigen, die Tassen zu stützen, wenn diese von dem Tassenstapel zugeführt oder von diesem getrennt werden. Die Tassen sind daher gut gestützt, wenn sie durch die Schnecken von dem Tassenstapel getrennt werden. Ferner verhindert dies fehlerhafte Zuführungen.
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Nun wird auf 3 Bezug genommen, in der ein Mechanismus ähnlich zu dem der 1 und 2 gezeigt ist, wobei sich die Schnecken 18, 20 in einem Zustand befinden, in dem sie gerade gespendet haben, zusammen mit einem Stellantrieb 36, der sich in einer gelösten Position befindet. In dieser Ausführungsform wäre der Stellantrieb außerhalb des Umfanges des Karussells, in das der Trennmechanismus eingepasst ist, angeordnet. Ebenso ist ein Rand 37 einer Tasse gezeigt, die auf der Oberseite der keilförmigen Vorsprünge der Schnecken 18, 20 ruht. Die gespendete Tasse fällt unter diese weg.
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In dieser Ausführungsform umfasst der Stellantrieb 36 eine Scheibe, die eine Vertiefung aufweist. Die Vertiefung bildet ein Paar von radialen Oberflächen 38, 40.
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Der Betriebsablauf des Stellantriebs wird nun beschrieben. Er beginnt mit den Schnecken 18, 20 in ihrer nicht-Spende-Stellung, wie in 1 gezeigt, wobei der Stellantrieb 36 in seiner gelösten oder Nichteingriffs-Position ist, wie in 3 gezeigt. Die unterste Tasse des Stapels ist durch die Tragleiste 43 der Schnecken mittels ihrer vorstehenden oberen Lippe getragen.
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Die erste radiale Oberfläche 38 des Stellantriebs 36 wirkt bei einer Drehung entgegen des Uhrzeigersinnes mit dem Nocken 34 der Ringverzahnung 30 zusammen. Dadurch wird eine Drehung der Ringverzahnung 30 im Uhrzeigersinn hervorgerufen. Dies führt wiederum dazu, dass sich die vier Schnecken 18, 20 entgegen den Uhrzeigersinn drehen, wodurch der keilförmige Vorsprung zwischen die Lippe der untersten Tasse und die Lippe der nächsten benachbarten Tasse des Stapels geführt wird, um die unterste Tasse von dem Stapel zu trennen.
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Typischerweise drehen sich die Schnecken entgegen dem Uhrzeigersinn bis zu 300°, ausgehend von ihrer nicht-Spende-Position. In der gezeigten Ausführungsform jedoch werden sich die Schnecken bis zu ca. 290° drehen. Eine Drehung von mehr als 360° könnte den Beginn eines Spendens einer zweiten Tasse einleiten. Dies ist natürlich nicht gewünscht. Daher ist ein bekannter Drehbegrenzungsmechanismus bereitgestellt, um eine solche Drehung zu verhindern.
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Nach dem Spenden einer Tasse sind die Schnecken 18, 20 und der Nocken 34 in der Stellung, die in 3 gezeigt ist. Die nächste Tasse des Stapels ruht auf der oberen Fläche des keilförmigen Vorsprungs auf den Schnecken. Der Stellantrieb 36 wird sodann rückwärts gedreht, d. h. im Uhrzeigersinn, so dass die zweite radiale Oberfläche 40 des Stellantriebs 36 mit dem Nocken 34 der Ringverzahnung 30 zusammenwirkt, um die Ringverzahnung 30 von ihrer Betätigungsposition, die in 3 gezeigt ist, in ihre Ausgangsposition, die in 1 gezeigt ist, zurückzuführen. Dies führt dazu, dass die nächste Tasse des Stapels nach unten auf die Tragarretierung 43 fällt, bereit zum Spenden. Der Stellantrieb 36 kann dann in seine Nichteingriffs-Position zurückgeführt werden, wie in 3 gezeigt.
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Man kann ebenso sehen, dass die Ausführungsform der 3 eine gerundete Oberfläche 45 aufweist, die an einer äußeren Oberfläche 46 des Stellantriebs 36 anliegt, während der Stellantrieb 36 mit dem Nocken 34 zusammenwirkt, wodurch eine Verringerung der Relativbewegung zwischen dem Tassentrennmechanismus und dem Stellantrieb 36 unterstützt wird.
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Die Nichteingriffs-Position ist für den Stellantrieb 36 derart, dass die äußersten Spitzen der ersten und zweiten radialen Oberflächen 38, 40 nicht bis in die Karusselltragplatte 10 hinein reichen. Dies ermöglicht es, dass Karussell zu drehen, um einen bestimmten Stapel von Tassen auszuwählen, um von diesem eine Tasse zu spenden.
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Bezugnehmend auf 4 umfasst der Spender in Karussellbauart entsprechend dieser Ausführungsform der Erfindung ein Karussell mit 16 Tassenstapelstationen, wobei jede Tassenstapelstation nahe ihrer Basis ihren eigenen Mechanismus aufweist, der einen Satz von vier Schnecken 18, 20 umfasst, wie zuvor unter Bezug auf 1, 2 oder 3 beschrieben. Formrippen 50 sind bereitgestellt, die nach oben von der Tragplatte verlaufen, wie dies im Stand der Technik üblich ist, um die Tassenstapel bei deren Einsetzen in das Karussell mitzunehmen. Da die Schnecken nicht im gleichen Abstand angeordnet sind, können die Tassenstapelstationen jedoch in Umfangsrichtung näher aneinander als in bekannten Karussells angeordnet sein.
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Jede Tassenstapelstation kann z. B. Tassen mit verschiedenen Trockenzutaten aufweisen, z. B. für Tee, Kaffee, Schokolade oder Suppe.
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Unter Bezug auf 5 hat die gezeigte Ausführungsform einen Stellantrieb 52, der in einem Karussell 54 eines Tassentrennmechanismus angeordnet ist, der ähnlich zu dem ist, der in Bezug auf 4 beschrieben wurde. Jedoch ist in dieser Ausführungsform der Stellantrieb 52 in dem Karussell angeordnet und bewegt einen Nockenvorsprung (nicht dargestellt), der zwischen und unterhalb der beiden innersten Trennschnecken 56, 58 des Tassentrennmechanismus auf dem Karussell 54 angeordnet ist. Der Stellantrieb 52 arbeitet im wesentlichen auf dieselbe Weise wie der Stellantrieb 36, der in 3 gezeigt ist. Jedoch hat der Stellantrieb 52 das zusätzliche Merkmal eines nach oben vorstehenden, zylindrischen Wandabschnittes 60, der in einem Schlitz 62 in der inneren Wand des Karussells 54 aufgenommen ist, wenn der Stellantrieb 52 mit dem Nockenvorsprung auf dem Tassentrennmechanismus zusammenwirkt. Dieses Zusammenwirken zwischen dem Wandabschnitt 60 auf dem Stellantrieb und dem Schlitz 62 in dem Karussell verhindert im wesentlichen eine Relativbewegung zwischen dem Stellantrieb 52 und dem Karussell 54, insbesondere eine radiale Bewegung des Karussells weg von dem Stellantrieb 52.
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6 zeigt eine alternative Ansicht der Ausführungsform der 5, um einen weiteren Mechanismus zum Verriegeln der relativen Lage des Stellantriebs 52 und des Karussells 54 darzustellen, wenn der Stellantriebs 52 mit dem Nocken auf dem Tassentrennmechanismus zusammenwirkt. Das weitere Verriegelungsmittel umfasst einen Verriegelungsbolzen 64, der mit einem Spurzapfen 66 verbunden ist, der in einem Spurschlitz 68 aufgenommen ist, der um den Stellantrieb herum verläuft, wodurch der Spurzapfen 66 und der Spurschlitz 68 geführt miteinander zusammenwirken, wobei eine Drehung des Stellantriebs in eine Stellung, in der der Stellantrieb mit dem Nocken auf dem Tassentrennmechanismus zusammenwirkt, ein Anheben des Verriegelungsbolzens 64 durch den Zapfen 66 und den Schlitz 68 bewirkt, damit dieser mit einer entsprechenden Hülse (nicht dargestellt) auf dem Karussell zusammenwirkt, um eine Relativbewegung des Stellantriebs und des Karussells in X- oder Y-Richtung zu verhindern, während der Stellantrieb mit dem Nocken auf dem Trennmechanismus zusammenwirkt.
