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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Getränkeabgabevorrichtung
und spezieller betrifft sie eine Getränkeabgabevorrichtung, die Kaffee, Espresso,
Tee und andere aufgebrühte
Getränke
auf eine Hochgeschwindigkeits- und eine Hochqualitätsweise
liefert.
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Mehrere
unterschiedliche Typen von Getränkeaufbrühsystemen
sind im Stand der Technik bekannt. Z.B. sind Perkolatoren und Kaffeemaschinen vom
Tropftyp lange verwendet worden, um normalen oder Kaffee vom "amerikanischen" Typ zu bereiten. Heißes Wasser
wird im Allgemeinen durch einen Behälter von Kaffeemehlen hindurchgeschickt,
um den Kaffee aufzubrühen.
Der Kaffee tropft dann in einen Topf oder eine Tasse. Desgleichen
sind Geräte
auf Druckbasis lange verwendet worden, um Getränke vom Espresso-Typ zu bereiten.
Heißes
Druckwasser kann durch die Espressomehle gepresst werden, um den
Espresso aufzubrühen.
Der Espresso kann dann in die Tasse fließen.
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Einer
der Nachteile bei diesen bekannten Systemen kann sich auf ihren
Gebrauch in Selbstbedienungsrestaurants oder Restaurants mit Massenabsatz
oder anderen Typen von Endabnehmerverkaufsstellen konzentrieren.
Z.B. kann ein Hochqualitätsespressogetränk einfach
zu lange brauchen, um mit herkömmlicher
Ausrüstung
in einem Restaurant mit Massenabsatz aufgebrüht zu werden. Ähnlich kann
die Zeit, die es brauchen kann, um eine Tasse Tee durchsickern zu
lassen, auch zu lang sein. Infolgedessen kann ein Kunde vorziehen,
für sein
oder ihr aufgebrühtes
Getränk
woanders hinzugehen.
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Weiter
kann, obwohl normaler oder amerikanischer Kaffee in einer ausreichenden
Menge für
ein Restaurant mit Massenabsatz oder in einem beliebigen anderen
Typ von Einrichtung hergestellt werden kann, der Kunde ein Getränk vorziehen,
das unmittelbar hier und jetzt aufgebrüht wird. Aufbrühen von
kleineren Mengen Kaffee hat jedoch nicht immer ein Qualitätsgetränk erzeugt
und kann wieder zu viel Zeit brauchen, als dass es praktisch oder
wirtschaftlich wäre.
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Was
deshalb wünschenswert
sein mag, ist eine Getränkeabgabevorrichtung,
die erzeugten Kaffee, Espresso, Tee und andere Typen von aufgebrühten Getränken auf
eine Hochqualitäts-
und Hochgeschwindigkeitsweise in einzelnen Portionen an einzelne
Verbraucher abgeben kann. Das Gerät sollte jedoch vorzugsweise
einfach zu verwenden, leicht zu warten sein und konkurrenzfähig hinsichtlich
Kosten sein.
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Die
FR-A-2617389 offenbart eine Filtrierpatrone, umfassend einen oberen
Teil mit einer Zentriermulde in ihrer Mitte und einen unteren Teil,
der durch eine große
offene Basis gebildet ist, die einen inneren Falz zum Dichten eines Filtrierbodens
begrenzt.
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Die
US-A-2968560 offenbart einen Behälter, der
Kaffeesatz und ein dehydriertes Milchprodukt, das vom Kaffee durch
ein poröses
Element getrennt ist, enthält.
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Die
US-A-5472719 offenbart eine Patrone, die eine Substanz zur Zubereitung
eines aufgebrühten
Getränks
enthält,
wobei die Patrone eine untere Membran umfasst, die unter dem Druck
einer eingespritzten Flüssigkeit
eine Verformung erfährt
und durch Durchbohrungsspitzen am Boden des Bechers durchdrungen
wird.
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Die
US 2001/052294 A1 offenbart eine Kaffeemaschine zum Aufbrühen von
Kaffeepulver, das in einer Patrone abgepackt ist. Geneigte Locherelemente
sind am Boden der Aufbrühkammer
zum Durchbohren der Patrone vorgesehen.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein Getränkesystem zum Aufbrühen eines
Getränks
von einem Getränkematerial
und einer Quelle von heißem Druckwasser.
Das Getränkesystem
umfasst eine Patrone mit einem Getränkematerial darin. Die Patrone umfasst
eine Dichtung, die um das Getränkematerial positioniert
ist. Das Getränkesystem
umfasst auch ein Einspritzsystem zum Einspritzen des heißen Druckwassers
in die Patrone, um das Getränk
von dem Getränkematerial
aufzubrühen
und den Druck des zufließenden
Wasserstroms zu verwenden, um die Dichtungslage aufzubrechen.
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Spezifische
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
das Einspritzsystem mit einer Einspritzdüse zum Durchdringen der Dichtung, die
das Getränkematerial
umgibt, umfassen. Das Einspritzsystem kann auch einen Einspritzkopf
umfassen, der um die Einspritzdüse
positioniert ist. Der Einspritzkopf kann einen Dichtungsring umfassen, der
um die Einspritzdüse
positioniert ist, um eine Dichtung zwischen dem Einspritzkopf und
der Patrone zu erzeugen. Das Einspritzsystem kann ein Antriebssystem
umfassen, um den Einspritzkopf um die Patrone zu manövrieren.
Das Antriebssystem kann einen exzentrischen Nocken umfassen. Das
Antriebssystem kann den Einspritzkopf mit etwa 135 bis etwa 160
Kilogramm (etwa 300 bis etwa 350 Pound) Kraft in Kontakt mit der
Patrone manövrieren.
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Die
Patrone kann ein erstes Ende und ein zweites Ende umfassen. Das
erste Ende kann einen Einsatz umfassen, der einen vorbestimmten
Abstand unter der Dichtung positioniert ist, so dass die Einspritzdüse die Dichtung,
aber nicht den Einsatz, durchdringen kann. Das zweite Ende kann
einen geritzten Bereich umfassen, so dass sich der geritzte Bereich
von der Dichtung unter der Aufbringung von Druck lösen kann.
Die Dichtung kann eine Folie umfassen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Gerät zum Halten eines Getränkeaufbrühmaterials
bereitstellen. Das Gerät
kann einen Behälter
mit dem Getränkeaufbrühmaterial
darin umfassen. Der Behälter
kann ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Das erste Ende
des Behälters
kann eine Wand umfassen. Die Wand kann eine Anzahl von Durchgangsöffnungen
darin umfassen. Eine erste Dichtung kann um einen vorbestimmten
Abstand um die Wand positioniert sein, und eine zweite Dichtung
kann um das zweite Ende positioniert sein. Der vorbestimmte Abstand
kann etwa ein (1) bis etwa vier (4) Zentimeter (etwa 0,4 bis etwa
1,6 Inch) betragen. Die Wand kann ein Einsatz sein. Die erste Dichtung
und die zweite Dichtung können
jeweils eine Folie sein, so dass das Gerät das Getränkeaufbrühmaterial auf eine im Wesentlichen
luftdichte Weise bewahrt. Die zweite Dichtung kann einen geritzten
Bereich umfassen, so dass sich der geritzte Bereich von der zweiten
Dichtung bei der Aufbringung von Druck lösen kann. Das zweite Ende kann eine
Filterlage umfassen. Der Behälter
kann aus einem Thermoplast hergestellt sein.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Getränkesystem zur Erzeugung eines
Getränks
von einer Quelle von heißem Wasser
und einer Anzahl von Getränkematerialbehältern bereitstellen.
Das Getränkesystem
kann eine Platte mit einer Anzahl von Durchgangsöffnungen darin umfassen. Die
Durchgangsöffnungen
können so
dimensioniert sein, dass die Getränkematerialbehälter aufgenommen
werden. Das System kann auch eine Einspritzstation umfassen, die
um die Platte positioniert ist. Die Einspritzstation kann Einrichtungen zum
Ausspritzen der Getränkematerialbehälter mit heißem Wasser
von der Heißwasserquelle
umfassen, um das Getränk
zu erzeugen.
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Das
Getränkesystem
kann weiter einen Antriebsmotor, um die Platte anzutreiben, und
einen Grenzschalter in Kommunikation mit dem Antriebsmotor umfassen.
Die Platte kann eine oder mehrere Raststellen umfassen, die darin
positioniert sind, so dass sich die Raststellen mit dem Grenzschalter
ausrichten, um die Bewegung der Platte anzuhalten.
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Die
Einspritzeinrichtung kann eine Einspritzdüse zum Durchdringen der Getränkematerialbehälter umfassen.
Die Einspritzeinrichtung kann einen Einspritzkopf umfassen, der
um die Einspritzdüse
positioniert ist. Die Einspritzeinrichtung kann auch einen Dichtungsring
umfassen, der um die Einspritzdüse
positioniert ist, um eine Dichtung zwischen dem Einspritzkopf und
den Getränkematerialbehältern zu erzeugen.
Die Einspritzeinrichtung kann ein Einspritzantriebssystem umfassen,
um den Einspritzkopf um die Getränkematerialbehälter zu
manövrieren.
Das Einspritzantriebssystem kann einen exzentrischen Nocken umfassen.
Das Einspritzantriebssystem kann den Einspritzkopf in Kontakt mit
dem Getränkematerialbehältern mit
etwa 135 bis etwa 160 Kilogramm (etwa 300 bis etwa 350 Pound) Kraft
manövrieren.
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Das
Getränkesystem
kann weiter eine Ladeanordnung umfassen, die um die Platte positioniert ist.
Die Ladeanordnung kann ein Behälterkarussell zum
Speichern der Getränkematerialbehälter umfassen.
Die Ladeanordnung kann auch einen Lademechanismus umfassen, um die
Getränkematerialbehälter in
die Durch gangsöffnungen
der Platte zu platzieren. Der Lademechanismus kann eine Hemmsperre
umfassen, die durch ein Solenoid betrieben wird.
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Das
Getränkesystem
kann weiter eine Auswerferanordnung umfassen, die um die Platte
positioniert ist. Das Auswerfersystem kann einen Hubmechanismus
umfassen, der um die Platte positioniert ist, um die Getränkematerialbehälter von
den Durchgangsöffnungen
zu entfernen. Der Hubmechanismus kann einen Kolben umfassen, der
durch ein Solenoid betrieben wird. Das Auswerfersystem kann einen Räummechanismus
umfassen, um die Getränkematerialbehälter von
der Platte herunterzustoßen.
Der Räummechanismus
kann einen Dreharm umfassen, der durch ein Solenoid betrieben wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Getränkesystem zur Erzeugung eines
Getränks
von einer Quelle von heißem Wasser
und einer Anzahl von Getränkematerialbehältern bereitstellen.
Das Getränkesystem
kann umfassen: eine Transportanordnung zum Manövrieren der Getränkematerialbehälter, eine
Ladeanordnung, die benachbart zur Transportanordnung positioniert ist,
um die Getränkematerialbehälter auf
die Transportanordnung zu laden, eine Einspritzstation, die benachbart
zur Transportanordnung positioniert ist, um die Getränkematerialbehälter mit
heißem
Wasser von der Heißwasserquelle
auszuspritzen, und eine Auswurfstation, die benachbart zur Transportanordnung
positioniert ist, um die Getränkematerialbehälter von
der Transportanordnung zu entfernen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Getränkesystem zum Aufbrühen eines
Getränks
von einem Behälter
von Getränkematerial
bereitstellen. Das Getränkesystem
kann umfassen: eine primäre
Quelle von heißem
Druckwasser, ein Einspritzsystem, um das heiße Druckwasser in den Behälter von
Getränkematerial
einzuführen,
um einen primären
Getränkestrom
zu erzeugen, eine sekundäre
Quelle von heißem
Wasser, und einen Mischbehälter
zum Mischen des heißen
Wassers von der sekundären
Quelle mit dem primären Getränkestrom,
um das Getränk
zu erzeugen. Die sekundäre
Quelle von heißem
Wasser kann ein Heißwasserreservoir
umfassen. Die primäre
Quelle von heißem
Druckwasser kann einen Wärmetauscher
in Kommunikation mit dem Heißwasserreservoir
umfassen. Die primäre
Quelle von heißem Druckwasser
kann eine Pumpe umfassen. Die Pumpe kann zu mehreren Durchflussmengen
pro Zeiteinheit imstande sein. Der Mischbehälter kann einen Sammeltrichter
umfassen.
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Ein
Verfahren der vorliegenden Erfindung sorgt für eine Zubereitung eines aufgebrühten Getränks von
einem Getränkematerial
und einem Strom von Wasser. Das Getränkematerial ist in einem Behälter mit
einer ersten Dichtung und einer zweiten Dichtung positioniert. Das
Verfahren umfasst die Schritte: Druckbeaufschlagen des Stroms von
Wasser, Heizen des Stroms von Wasser und Einspritzen des Stroms
von Wasser in den Behälter
von Getränkematerial
durch die erste Dichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck
des zufließenden
Wasserstroms die zweite Dichtung aufbricht, so dass das Getränk aus dem
Behälter
herausfließen
kann.
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Der
Strom von Wasser kann bis auf etwa 2 bis 14 Kilogramm pro Quadratzentimeter
(etwa 30 bis etwa 200 Pound pro Quadratinch) mit Druck beaufschlagt
sein und auf etwa 82 bis 93 Grad Celsius (etwa 180 bis 200 Grad
Fahrenheit) erwärmt
werden: Das Verfahren kann den weiteren Schritt umfassen: Mischen
des Getränks
und eines zweiten Wasserstroms. Die zweite Dichtung des Behälters kann
einen geritzten Bereich umfassen, und der Schritt eines Aufbrechens
der zweiten Dichtung kann umfassen: Aufbrechen des geritzten Bereichs.
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Das
Getränkematerial
kann Espressomehle umfassen, so dass der Einspritzschritt den Strom
von Wasser durch den Behälter
bei etwa neun (9) bis etwa vierzehn (14) Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa
130 bis etwa 200 Pound pro Quadratinch) bereitstellt. Das Getränkematerial
kann Kaffeemehle umfassen, so dass der Einspritzschritt den Strom
von Wasser durch den Behälter
bei etwa zwei (2) bis etwa (14) Kilogramm pro Quadratzentimeter
(etwa 30 bis etwa 200 Pound pro Quadratinch) bereitstellt. Das Getränkematerial
kann Teeblätter
umfassen, so dass der Einspritzschritt den Strom von Wasser durch
den Behälter
bei etwa zwei (2) bis etwa (4) Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa
30 bis etwa 60 Pound pro Quadratinch) bereitstellt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun nur anhand eines Beispiels und mit Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Getränkeabgabesystems der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist
eine Draufsicht auf das Getränkeabgabesystem
von 2. 4 ist eine Perspektivansicht
des Revolversystems des Getränkeabgabesystems
von 2.
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5 ist
eine Perspektivansicht der Einspritzeranordnung des Getränkeabgabesystems
von 2, wobei die Führungsräder und
die Rückholfeder
der Trägerplatte
in Phantomlinien dargestellt sind.
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6 ist
eine hintere Perspektivansicht der Einspritzeranordnung des Getränkeabgabesystems von 2,
wobei das Freilaufrad und der Grenzschalter in einer teilweise geschnittenen
Ansicht dargestellt sind.
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7 ist
eine Perspektivansicht des Auswerfersystems des Getränkeabgabesystems
von 2.
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8 ist
eine Seitenquerschnittsansicht des Auswerfersystems von 7,
aufgenommen entlang der Linie A-A.
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9 ist
eine Perspektivansicht des Ladesystems des Getränkeabgabesystems von 2, wobei
die Kapselpatronen und die Revolveranordnung in einer teilweise
geschnittenen Ansicht dargestellt sind.
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10 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht des Lademechanismus der Ladeanordnung
von 9.
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11 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht einer Getränkekapselpatrone zur Verwendung mit
der vorliegenden Erfindung.
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12 ist
eine Draufsicht von unten auf die Getränkekapsel von 11.
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13 ist
eine Draufsicht auf das Äußere eines
Verkaufsautomaten, der mit dem Getränkeabgabesystem der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann.
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14 ist
eine Seitenquerschnittsansicht der Kapselpatrone und des Einspritzkopfs,
wobei der Wasserstrompfad dadurch dargestellt ist.
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Mit
Bezug nun auf die Zeichnungen, in denen sich überall in den mehreren Ansichten
gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, stellt 1 eine
schematische Ansicht eines Getränkeabgabesystems 100 der
vorliegenden Erfindung dar.
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Das
Getränkeabgabesystem 100 kann
ein Steuersystem 105 umfassen. Das Wassersteuersystem 105 steuert
den Strom von Wasser im Getränkeabgabesystem 100,
um ein Getränk
zu erzeugen. Das Wassersteuersystem 105 kann eine Wasserquelle 110 umfassen.
Die Wasserquelle 110 kann eine Quelle von Leitungswasser
oder ein beliebiger anderer Typ von herkömmlicher Wasserversorgung sein.
Das Wasser kann sich bei Atmosphärendruck befinden
und ist vorzugsweise auf etwa 15 bis etwa 24 Grad Celsius (etwa
60 bis etwa 75 Grad Fahrenheit) abgekühlt.
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Wasser
von der Wasserquelle 110 kann überall im Getränkeabgabesystem 100 über eine oder
mehrere Wasserleitungen 120 transportiert werden. Die Wasserleitungen 120 können irgendein
Typ von herkömmlicher
Rohrleitung sein. Die Wasserleitungen 120 können aus
Kupfer, Edelstahl, anderen Typen von Metallen, Kunststoffen, Kautschuk
und anderen Typen von im Wesentlichen nichtkorrodierenden Typen
von Materialien hergestellt sein. Vorzugsweise können Kupfer oder ein ähnliches
Material aufgrund der Wärme
und des Drucks, um die es hierin geht, verwendet werden. Die Größe oder
der Durchmesser der Wasserleitungen 120 kann von der Größe und dem
erwarteten Volumen des Gesamtgetränkeabgabesystems 100 abhängen. Im
Allgemeinen können
die Wasserleitungen 120 etwa 0,95 Zentimeter (ungefähr 3/8tel
eines Inch) oder größer im Innendurchmesser
sein, um das Getränkeabgabesystem 100
mit einem Durchsatz von etwa 1000 bis 1500 Milliliter (etwa 34 bis
etwa 50 Unzen) von aufgebrühten Getränken pro
Minute zu versehen.
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Eine
Extraktionspumpe 130 kann mit einem oder mehreren der Wasserleitungen 120 verbunden sein.
Die Extraktionspumpe 130 kann das Wasser von der Wasserquelle 110 pumpen
und mit Druck beaufschlagen, um das Wasser durch das Getränkeabgabesystem 100 zu
treiben. Die Extraktionspumpe 130 kann eine herkömmliche
Membranpumpe, eine Zentrifugalpumpe, eine Drehkolbenpumpe oder eine Zahnradpumpe
sein. Andere Typen von herkömmlichen
Pumpen können
auch verwendet werden. Die Geschwindigkeit der Pumpe 130 ist
vorzugsweise proportional zur Durchflussmenge pro Zeiteinheit dadurch.
Die Pumpe 130 kann eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit
von etwa 180 bis 1500 Milliliter pro Minute (etwa 6 bis 50 Unzen
pro Minute) aufweisen, abhängig
von der Größe und dem
Volumen des Gesamtgetränkeabgabesystems 100.
Die Pumpe 130 kann zu unterschiedlichen Durchflussmengen
pro Zeiteinheit imstande sein. Die Pumpe 130 kann den Druck
des Wassers von etwa Atmosphärendruck
auf etwa vierzehn (14) Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa Null
(0) bis etwa 200 Pound pro Quadratinch) erhöhen.
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Ein
Durchflusssensor 140 kann auf einer von den Wasserleitungen 120 oder
in Kommunikation damit stromabwärts
von der Extraktionspumpe 130 positioniert sein. Der Durchflusssensor 140 kann
die Menge von Wasser messen, die durch die Wasserleitung 120 fließt, während es
durch die Extraktionspumpe 130 gepumpt wird. Der Durchflusssensor 140 kann
von einer herkömmlichen
Konstruktion sein und kann einen Sensor von einem Turbinen- oder
einem Schaufelradtyp umfassen.
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Ein
Wärmetauscher 150 kann
auf einer von den Wasserleitungen 120 oder in Kommunikation
damit stromabwärts
vom Durchflusssensor 140 positioniert sein. Der Wärmetauscher 150 kann
ein herkömmlicher
Wärmetauscher
vom Schlangen- oder Gegenstromtyp sein und kann aus Kupfer, Edelstahl oder ähnlichen
Typen von Materialien hergestellt sein. Der Wärmetauscher 150 kann
in einem Heißwasserreservoir 160 positionert
sein. Das Wasser im Wärmetauscher 150 wird
erwärmt,
während
es durch das Heißwasserreservoir 160 hindurchtritt.
Das Heißwasserreservoir 160 kann
ein herkömmlicher
Heißwasserbehälter sein.
Das Reservoir 160 kann aus Kupfer, Edelstahl, Messing oder ähnlichen
Typen von Materialien hergestellt sein. Abhängig von der Gesamtgröße und -kapazität des Getränkeabgabesystems 100 kann
das Heißwasserreservoir 160 etwa sieben
(7) bis etwa neunzehn (19) Liter (etwa zwei (2) bis etwa fünf (5) Galonen)
Wasser enthalten. Das Wasser im Heißwasserreservoir 160 kann
durch eine herkömmliche
Wärmequelle 180 erwärmt werden. Die
Wärmequelle 180 kann
ein Widerstandsgerät, eine
Wärmepumpe
oder ähnliche
Typen von Heizgeräten
umfassen. Die Wärmequelle 180 kann
das Wasser im Heißwasserreservoir 160 bis
auf ungefähr 87
bis etwa 96 Grad Celsius (etwa 180 bis etwa 205 Grad Fahrenheit)
erwärmen.
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Das
Heißwasserresservoir 160 kann
von einer sekundären
Wasserquelle 170 gespeist werden. Die sekundäre Wasserquelle 170 kann
identisch mit der oben beschriebenen Wasserquelle 110 sein.
Die sekundäre
Wasserquelle 170 kann eine Quelle von Leitungswasser oder
ein ähnlicher
Typ von einer herkömmlichen
Wasserversorgung sein. Die sekundäre Wasserquelle 170 kann
mit dem Heißwasserreservoir 160 durch
eine oder mehrere Wasserleitungen 120 verbunden sein, wie
oben beschrieben.
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Ein
Magnetventil 190 kann auf einer oder mehreren der Wasserleitungen 120 oder
in Kommunikation damit stromabwärts
von dem Wärmetauscher 150 und
dem Heißwasserreservoir 160 positioniert
sein. Das Magnetventil 190 kann die eine oder mehreren
Wasserleitungen 120 stromabwärts von dem Wärmetauscher 150 und
dem Heißwasserreservoir 160 öffnen und
schließen.
Das Magnetventil 190 kann von einer herkömmlichen
Konstruktion sein.
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Eine
Einspritzdüse 200 kann
auf einer oder mehreren der Wasserleitungen 120 oder in
Kommunikation damit stromabwärts
von dem Magnetventil 190 positioniert sein. Die Einspritzdüse 200 kann
einen Strom des heißen
Hochdruckwassers lenken, während
das Wasser den Wärmetauscher 150 verlässt. Mögliche physische
Ausführungsformen
der Einspritzdüse 200 werden
in größerer Einzelheit
unten beschrieben.
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Ferner,
wie in größerer Einzelheit
unten erörtert
wird, kann die Einspritzdüse 200 in
Zusammenwirken mit einer Kapselpatrone 210 wirken. Die
Kapselpatrone 210 kann Kaffee-, Tee-, Espresso- oder andere
Typen von Aufbrühgetränkemehlen
oder -blättern
in einer Foliendichtung enthalten. Die Kapselpatrone 210 kann
wiederverwendbar oder zum einmaligen Gebrauch bestimmt sein. Die
Einspritzdüse 200 kann
den heißen
Hochdruckwasserstrom in die Kapselpatrone 210 einspritzen,
um den Kaffee, Tee, Espresso oder anderen Typ von Getränk aufzubrühen. Die
Einspritzdüse 200 kann
die Dichtung durchdringen, bevor der Wasserstrom in die Kapselpatrone 210 eingespritzt
wird.
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Stromabwärts von
der Kapselpatrone 210 kann sich ein Sammeltrichter 220 befinden.
Der Sammeltrichter 220, wie in größerer Einzelheit unten beschrieben
wird, kann eine herkömmlich
geformte Trichterstruktur sein. Eine Tasse 230, ein Topf
oder ein anderer Typ von Trinkgefäß kann unterhalb des Sammeltrichters 220 positioniert
sein, um den aufgebrühten
Kaffee, Tee, Espresso oder anderen Typ von aufgebrühtem Getränk aufzunehmen.
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Eine
Zusatzswasserpumpe 240 kann sich über eine oder mehrere der Wasserleitungen 120 in Kommunikation
mit dem Heißwasserreservoir 160 befinden.
Die Zusatzpumpe 240 kann identisch mit der Extraktionspumpe 130 sein,
die oben beschrieben ist. Alternativ kann die Zusatzpumpe 240 auch eine
peristaltische Pumpe oder eine Pumpe vom Zahnradtyp umfassen. Die
Zusatzpumpe 240 braucht den Zusatzwasserstrom nicht mit
Druck zu beaufschlagen. Die Pumpe 130 kann eine Durchflussmenge
pro Zeiteinheit von etwa 1000 bis etwa 1250 Milliliter pro Minute
(etwa 33 bis etwa 42 Unzen pro Minute) aufweisen, abhängig von
der Größe und dem
erwarteten Volumen des Gesamtgetränkeabgabesystems 100.
Die Zusatzpumpe 240 kann zu unterschiedlichen Durchflussmengen
pro Zeiteinheit imstande sein. Die Pumpe 240 kann zu Drücken von etwa
0,2 bis 0,4 Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa drei (3) bis etwa
fünf (5)
Pound pro Quadratinch) imstande sein.
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Ein
Zusatzwasserdurchflusssensor 250 kann auf einer oder mehreren
der Wasserleitungen 120 oder in Kommunikation damit stromabwärts von
der Zusatz pumpe 240 positioniert sein. Der Zusatzdurchflusssensor 250 kann
mit dem oben beschriebenen Durchflusssensor 140 identisch
sein oder ihm ähneln.
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Ein
Zusatzwassermagnetventil 260 kann auf einer der Wasserleitungen 120 oder
in Kommunikation damit stromabwärts
vom Stromanzeiger 250 positioniert sein. Das Magnetventil 260 kann
mit dem oben beschriebenen Magnetventil 190 identisch sein oder
ihm ähneln.
Anstelle des Magnetventils 260 und der Zusatzpumpe 240 kann
der Strom von Wasser stromabwärts
vom Heißwasserreservoir 160 durch ein
Schwerkraftzufuhrsystem gesteuert werden. Mit anderen Worten kann
ermöglicht
werden, dass das Wasser vom Heißwasserreservoir 160 stromabwärts fließt, sobald
das Magnetventil 260 geöffnet
ist.
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Eine
oder mehrere der Wasserleitungen 120 können das Magnetventil 260 und
den Sammeltrichter 220 verbinden. Heißes Wasser vom Heißwasserreservoir 160 kann
mit dem aufgebrühten
Kaffee, Tee, Espresso oder anderen Getränk von der Einspritzdüse 200 im
Sammeltrichter 220 gemischt werden, bevor es in die Tasse 230 abgegeben
wird, um die Stärke
oder den Charakter des Getränks
zu ändern.
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Eine
elektronische Steuerung 270 kann den Betrieb des Getränkeabgabesystems 100 insgesamt und
jedes der Bauteile darin überwachen
und steuern. Die elektronische Steuerung 270 kann ein Mikrokontroller,
wie z.B. ein PIC16F876-Kontroller,
der von Microchip Technology of Chandler, Arizona, im Handel vertrieben
wird, oder ein ähnlicher
Typ von Bauelement sein.
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Die
elektronische Steuerung 270 kann den Betrieb der Extraktionspumpe 130,
des Durchflusssensors 140, der Wärmequelle 180, des
Magnetventils 190, der Zusatzwasserpumpe 240,
des Zusatzdurchflusssensors 250, des Zusatzmagnetventils 260 und
anderer Elemente hierin steuern. Genauer gesagt, kann die elektronische
Steuerung 270 die Menge von Wasser überwachen, die durch die Extraktionspumpe 130 über den
Durchflusssensor 140 abgegeben wird. Wenn die geeignete
Menge von Wasser abgegeben worden ist, kann das Magnetventil 190 eine
oder mehrere der Wasserleitungen 120 absperren. Ähnlich,
wenn ein Zusatzwasserstrom erforderlich ist, kann die elektronische
Steuerung 270 den Wasserstrom, wie durch die Zusatzpumpe 240 bereitgestellt,
auf Grundlage der Information, die durch den Zusatzdurchflusssensor 250 bereitgestellt wird, überwachen,
um das Zusatzmagnetventil 260 ein- und auszuschalten. Die
elektronische Steuerung 270 kann auch die Geschwindigkeit
und Durchflussmenge pro Zeiteinheit der Pumpen 130, 240 überwachen
und variieren. Die elektronische Steuerung 270 kann auch
die Temperatur des Wassers im Wärmetauscher 150 und
dem Wasserreservoir 160 sowie die Wärmequelle 180 überwachen
und steuern.
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Kapselaufbrühvorrichtung
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Die 2 und 3 stellen
eine Anwendung des Getränkeabgabesystems 100 dar.
In diesen Figuren ist eine Kapselaufbrühvorrichtung 300 dargestellt.
Die Kapselaufbrühvorrichtung 300 kann jedes
von den Elementen, wie oben für
das Wassersteuersystem 105 beschrieben, einschließlich des Wärmetauschers 150,
der im Heißwasserreservoir 160 positioniert
ist, und der Einspritzdüse 200 umfassen,
wie dargestellt ist. In dieser Ausführungsform sind die Elemente
des Getränkeabgabesystems 100 insgesamt
auf einem Abgabevorrichtungsrahmen 305 montiert. Der Abgabevorrichtungsrahmen 305 kann
aus Edelstahl, Aluminium anderen Typen von Metallen oder anderen
Typen von im Wesentlichen nichtkorrodierenden Materialien hergestellt
sein.
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Die Revolveranordnung
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Wie
oben beschrieben wurde, kann die Einspritzdüse 200 mit den Kapselpatronen 210 wechselwirken,
um das gewünschte
Getränk
zu erzeugen. Die Kapselpatronen 210 können im Getränkeabgabesystem 100 in
einer Revolveranordnung 310 positioniert sein. Die Revolveranordnung 310 kann
am Getränkeabvorrichtungsrahmen 305 fest
angebracht sein. Wie in 4 dargestellt ist, kann die
Revolveranordnung 310 eine Revolverplatte 320 umfassen, die
in einem Revolverrahmen 325 positioniert ist. Der Revolverrahmen 325 kann
aus Edelstahl, Aluminium, anderen Typen von herkömmlichen Metallen oder ähnlichen
Typen von im Wesentlichen nichtkorrodierenden Materialien hergestellt
sein. Die Revolverplatte 320 kann im Wesentlichen kreisförmig sein.
Die Revolverplatte 320 kann eine Anzahl von Kapseldurchgangsöffnungen 330 umfassen.
Die Kapseldurchgangsöffnungen 330 können so
dimensioniert sein, dass sie die Kapselpatronen 210 aufnehmen. Die
Revolverplatte 320 kann sich um einen Revolverstift 340 schnell
drehen. Ein Revolvermotor 350 kann die Revolveranordnung 310 treiben.
Der Revolvermotor 350 kann ein herkömmlicher Wechselstrommotor
oder ein ähnlicher
Typ von Gerät
sein. Der Revolvermotor 350 kann die Revolveranordnung 310 mit
etwa sechs (6) bis etwa dreißig
(30) Umdrehungen pro Minute treiben, wobei etwa fünfundzwanzig (25)
Umdrehungen pro Minute bevorzugt sind.
-
Die
Revolverplatte 320 kann auch eine Anzahl von Raststellen 360 aufweisen,
die um ihre Peripherie positioniert sind. Die Raststellen 360 können bei
jeder der Revolverdurchgangsöffnungen 330 positioniert
sein. Die Raststellen 360 können mit einem oder mehreren
Grenzschaltern 365 zusammenwirken, um die Drehung der Revolverplatte 320 zu
steuern. Sobald die elektronische Steuerung 270 den Betrieb
des Revolvermotors 350 aktiviert, um die Revolverplatte 320 schnell
zu drehen, kann die Drehung der Platte 320 angehalten werden,
wenn der Grenzschalter 360 auf eine der Raststellen 360 trifft.
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Die Einspritzeranordnung
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Eine
Einspritzeranordnung 400 kann benachbart zur Revolveranordnung 310 positioniert sein.
Die Einspritzeranordnung 310 kann am Abgabevorrichtungsrahmen 305 fest
angebracht sein. Wie in den 5 und 6 dargestellt
ist, kann die Einspritzeranordnung 400 die Einspritzdüse 200 umfassen,
wie oben beschrieben. Die Einspritzdüse 200 kann einen
Durchmesser von etwa 0,3 bis etwa 0,65 Millimeter (etwa einachtel
bis etwa einviertel Inch) aufweisen. Die Einspritzdüse 200 kann
etwas konusförmig
sein, um die Kapselpatrone 210 zu durchdringen. Die Einspritzeranordnung 400 kann
auch einen Einspritzerrahmen 410 umfassen, der sich über der Revolveranordnung 310 erstreckt.
Der Einspritzerrahmen 410 kann aus Edelstahl, anderen Typen
von Metallen oder ähnlichen
Typen von im Wesentlichen nichtkorrodierenden Materialien hergestellt
sein.
-
Die
Einspritzeranordnung 400 kann einen Einspritzerkopf 420 umfassen.
Der Einspritzerkopf 420 kann eine Einspritzdüse 200 umfassen,
wie oben beschrieben. Der Einspritzerkopf 420 kann etwas größer im Durchmesser
als die Kapselpatronen 210 sein. Der Einspritzerkopf 420 kann
auch aus Edelstahl, Kunststoffen oder ähnlichen Typen von im Wesentlichen
nichtkorrodierenden Materialien hergestellt sein. Der Einspritzerkopf 420 kann
einen Dichtungsring 430 umfassen, der um seine untere Peripherie
positioniert ist. Der Dichtungsring 430 kann aus Kautschuk,
Silikon oder anderen Typen von elastischen Materialien hergestellt
sein, so dass eine im Wesentlichen wasserdichte Dichtung zwischen
dem Einspritzerkopf 420 und der Kapselpatrone 210 gebildet
sein kann. Eine oder mehrere der Wasserleitungen 120 können mit
der Einspritzerdüse 200 und
dem Einspritzerkopf 420 verbunden sein. Wie oben beschrieben
ist, können
die Wasserleitungen 120 die Einspritzdüse 200 mit dem Wärmetauscher 150 verbinden,
um heißes
Druckwasser zu den Kapselpatronen 210 zu liefern.
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Der
Einspritzerkopf 420 kann über ein Nockensystem 440 in
der im Wesentlichen vertikalen Ebene bewegbar sein. (Die Terme "vertikal" und "horizontal" werden als ein Bezugsrahmen
im Gegensatz zu absoluten Positionen verwendet. Der Einspritzerkopf 420 und
die anderen Elemente, die hierin beschrieben sind, können in
einer beliebigen Orientierung arbeiten.) Ein Nockensystemantriebsmotor 450 kann
das Nockensystem 440 antreiben. Der Antriebsmotor 450 kann
ein herkömmlicher
Wechselstrommotor sein, der dem Revolvermotor 350, der oben
beschrieben ist, ähnlich
ist. Der Antriebsmotor 450 kann auch ein Motor von einem
Spaltpol- oder einem Gleichstromtyp sein. Der Antriebsmotor 450 kann
einen exzentrischen Nocken 460 über ein Treibriemensystem 470 drehen.
Der Antriebsmotor 450 und das Getriebesystem 470 können den
exzentrischen Nocken 460 mit etwa sechs (6) bis etwa dreßig (30)
Umdrehungen pro Minute drehen, wobei etwa fünfundzwanzig (25) Umdrehungen
pro Minute bevorzugt sind. Der exzentrische Nocken 460 kann
so geformt sein, dass seine untere Position einen Radius von etwa
4,1 bis etwa 4,8 Zentimeter (etwa 1,6 bis 1,9 Inch) aufweisen kann,
während
seine obere Position einen Radius von etwa 3,5 bis 4,1 Zentimeter
(etwa 1,3 bis etwa 1,7 Inch) aufweisen kann.
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Der
exzentrische Nocken 460 kann mit einem Freilaufrad 480 wechselwirken.
Das Freilaufrad 480 kann sich in Kommunikation mit einer
Trägerplatte 490 befinden
und in ihr montiert sein. Die Trägerplatte 490 kann
um den Einsprit zerrahmen 410 manövrieren. Die Trägerplatte 490 kann
aus Edelstahl, anderen Typen von Stahl, Kunststoffen oder anderen Materialien
hergestellt sein. Die Trägerplatte 490 kann
am Einspritzerkopf 420 fest angebracht sein. Die Trägerplatte 490 kann
eine Anzahl von Führungsrädern 500 aufweisen,
die darauf positioniert sind, so dass sich die Trägerplatte 490 in
der vertikalen Richtung im Einspritzerrahmen 410 bewegen kann.
Eine Rückholfeder 520 kann
auch an der Trägerplatte
und dem Einspritzerrahmen 410 angebracht sein. Ein Grenzschalter 530 kann
um den Nocken 460 positioniert sein, so dass seine Drehung
einen gewissen Betrag nicht überschreiten
kann.
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Der
Einspritzerkopf 420 kann folglich in der vertikalen Richtung über das
Nockensystem 440 auf sind ab manövrieren. Genauer gesagt, kann
der Antriebsmotor 450 den exzentrischen Nocken 460 über das
Getriebesystem 470 drehen. Während sich der exzentrische
Nocken 460 mit einem immer mehr wachsenden Radius dreht,
drückt
das Freilaufrad 480 die Trägerplatte 490 abwärts, so
dass der Einspritzerkopf 420 in Kontakt mit einer Kapselpatrone 210 kommt.
Der exzentrische Nocken 460 kann den Einspritzerkopf 420 um
etwa 6,4 bis etwa 12,7 Millimeter (etwa einviertel bis etwa einhalb
Inch) absenken. Sobald der Einspritzerkopf 420 in Kontakt
mit der Kapselpatrone 210 kommt, kann der exzentrische
Nocken 460 damit fortfahren sich zu drehen und erhöht den Druck
auf die Kapselpatrone 210, bis der Nocken 460 den
Grenzschalter 530 erreicht. Die elektronische Steuerung 270 weist
dann den Antriebsmotor 450 an, den Nocken 460 eine
vorbestimmte Zeit lang an seinem Ort zu halten. Die elektronische
Steuerung 270 kehrt dann das Nockensystem 440 um,
so dass der Einspritzerkopf 420 zu seiner ursprünglichen
Position zurückkehrt.
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Die Auswerferanordnung
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Die 7 und 8 stellen
ein Auswerfersystem 550 dar. Das Auswerfersystem 550 kann
um den Abgabevorrichtungsrahmen 305 benachbart zur Einspritzeranordnung 400 positioniert
sein. Das Auswerfersystem 550 kann ein Hubsystem 560 umfassen.
Das Hubsystem 560 kann unterhalb der Revolverplatte 320 positioniert
sein. Das Hubsystem 560 kann eine Hubauflage 570 umfassen,
die unterhalb der Revolverplatte 320 positioniert ist.
Die Hubauflage 570 kann aus Edelstahl, anderen Typen von
Stahl, Kunststoffen oder ähnlichen
Typen von Materialien hergestellt sein. Die Hubplatte 570 kann
im Wesentlichen in der Form kolbenähnlich sein, wobei sich eine
obere Platte 580 von einer Welle 590 erstreckt. Die
Hubauflage 570 kann sich in einer im Wesentlichen vertikalen
Richtung bewegen, wie durch ein Auswerfersolenoid 600 betrieben.
Das Auswerfersolenoid 600 kann von einer herkömmlichen
Konstruktion sein und kann bei etwa 0,6 bis etwa 1,4 Kilogramm (etwa
1,5 bis etwa 3 Pound) Kraft arbeiten. Ein Betrieb des Auswerfersolenoids 600 kann
durch die elektronische Steuerung 270 gesteuert werden. Eine
Rückholfeder 610 kann
um die Welle 590 der Hubauflage 570 positi oniert
sein. Die Rückholfeder 610 kann
das vertikale Ausmaß einer
Bewegung der Hubauflage 570 beschränken und auch dann die Hubauflage 570 zu
ihrer ursprünglichen
Position rückführen.
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Das
Auswerfersystem 550 kann auch ein Räumsystem 620 umfassen.
Das Räumsystem 620 kann über der
Revolverplatte 320 positioniert sein. Das Räumsystem 620 kann
auf dem Revolverrahmen 325 positioniert sein. Das Räumsystem 620 kann
einen Räumerarm 630 umfassen.
Der Räumerarm 630 kann
auf einer Armstütze 640 drehbar positioniert
sein. Ein Räumersolenoid 650 kann
auf dem Revolverrahmen 325 positioniert sein. Das Räumersolenoid 650 kann
von einer herkömmlichen Konstruktion
sein und kann bei etwa 0,2 bis etwa 0,7 Kilogramm (etwa 0,5 bis
etwa 1,5 Pound) Kraft arbeiten. Ein Betrieb des Räumersolenoids 650 kann durch
die elektronische Steuerung 270 gesteuert werden. Eine
Aktivierung des Räumersolenoids 650 bewirkt,
dass sich der Arm 630 um die Armstütze 640 dreht. Benachbart
zum Räumersolenoid 650 kann eine
Entsorgungsöffnung 660 positioniert
sein, die im Revolverrahmen 325 positioniert ist. Der Räumerarm 630 kann
folglich die verbrauchten Kapselpatronen 210, wie durch
das Hubsystem 560 hochgehoben, in die Entsorgungsöffnung 660 räumen. Genauer
gesagt, hebt das Hubsystem 560 die Kapselpatrone 210 aus
der Kapseldurchgangsöffnung 330 heraus. Das
Räumersystem 620 räumt dann
die Kapselpatrone 210 von der Revolverplatte 320 ab
und in die Entsorgungsöffnung 660 hinein.
Einer oder mehrere Sammelbehälter 665 können unterhalb
oder in Verbindung mit der Entsorgungsöffnung 660 positioniert sein,
um die verbrauchten Patronen 210 zu sammeln.
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Die Ladeanordnung
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Eine
Ladeanordnung 700 kann auch auf dem Abgabevorrichtungsrahmen 305 benachbart
zur Auswerferanordnung 550 positioniert sein. Wie in den 9 und 10 dargestellt,
kann die Ladeanordnung 700 benachbart zum Revolverrahmen 325 montiert
sein. Die Ladeanordnung 700 kann ein Kapselkarussell 710 umfassen.
Das Kapselkarussell 710 kann eine im Wesentlichen röhrenförmige Struktur mit
einer Anzahl von Kapselteilräumen 720 sein,
die darin positioniert sind. Eine Anzahl der Kapselpatronen 210 kann
in jedem der Kapselteilräume 720 positioniert
sein. Die Kapselteilräume 720 können im Wesentlichen
röhrenförmige oder
zylinderförmige Strukturen
sein. Das Kapselkarussell 710 kann um eine Kapselspindel 730 gedreht
werden. Das Kapselkarussell 710 kann über einen Spindelmotor 740 gedreht
werden. Der Spindelmotor 740 kann ein herkömmlicher
Wechselstrommotor sein, der dem oben beschriebenen Revolvermotor 350 ähnelt. Der
Spindelmotor 740 kann auch ein Motor von einem Spaltpol-
oder einem Gleichstromtyp sein. Der Spindelmotor 740 kann
das Kapselkarussell 710 über ein Treibriemensystem 750 drehen.
Der Spindelmotor 740 kann das Kapselkarussell 710 mit
etwa sechs (6) bis etwa dreißig
(30) Umdrehungen pro Minute drehen, wobei etwa fünfundzwanzig (25) Umdrehungen
pro Minute bevorzugt sind. Das Kapselkarussell 710 kann
auch eine Anzahl von Raststellen oder ähnliche Strukturen aufweisen,
die um jeden Kapselteilraum 720 positioniert sind. Die
Raststellen können
mit einem Grenzschalter zusammenwirken, um die Drehung des Kapselkarussells 710 auf
eine Weise zu steuern, die dem Gebrauch des Grenzschalters 360 und
der Raststellen 370 der Revolveranordrung 310, die
oben beschrieben sind, ähneln.
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Ein
Lademechanismus 760 kann benachbart zu jedem Kapselteilraum 720 in
der Ladeanordnung 700 positioniert sein. Der Lademechanismus 760 kann
eine Hemmsperre 770 umfassen. Die Hemmsperre 770 kann
durch ein Abgabesolenoid 780 mit Energie beaufschlagt werden.
Das Abgabesolenoid 780 kann von einer herkömmlichen
Konstruktion sein. Das Abgabesolenoid 780 kann mit etwa
1,3 bis etwa 2,3 Kilogramm (ungefähr drei (3) bis etwa fünf (5) Pound)
arbeiten. Eine Rückholfeder 790 kann
um das Abgabesolenoid 780 positioniert sein, um die Hemmsperre 770 nach
Gebrauch zu ihrer ursprünglichen
Position rückzuholen.
Eine Aktivierung des Abgabesolenoids 780 bewirkt, dass
sich die Hemmsperre 770 dreht, um zu ermöglichen,
dass eine von den Kapselpatronen 210 aus dem Kapselteilraum 720 und
in eine der Durchgangsöffnungen 330 der Revolveranordnung 310 fällt. Ein
Betrieb der Ladeanordnung 700 und der Elemente darin kann
durch die elektronische Steuerung 270 gesteuert werden.
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Die Kapselpatrone
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Die 11 und 12 stellen
eine Ausführungsform
der Kapselpatrone 210 dar. Die Kapselpatrone 210 kann
einen Napf 800 umfassen. Der Napf 800 kann aus
einem herkömmlichen
Thermoplast, wie z.B. Polystyrol oder Polyethylen, hergestellt sein. Alternativ
kann ein Metall, wie z.B. Edelstahl, oder ähnliche Typen von im Wesentlichen
nichtkorrodierenden Materialien auch verwendet werden. Der Napf 800 kann
im Wesentlichen starr sein. Ein Einsatz 810 kann das obere
Ende des Napfs 800 umschließen. Der Einsatz 810 kann
auch aus einem Thermoplast oder einem ähnlichen Material hergestellt
sein, wie es für
den Napf 800 verwendet wird. Der Einsatz 810 kann
eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 820 darin
aufweisen. Der Einsatz 810 kann etwas vom oberen Ende des
Napfs 800 versetzt sein. Mit anderen Worten kann ein Spalt 825 über dem
Einsatz 810 vorhanden sein. Das obere Ende des Napfs 800 kann
mit einer Dichtung 830 umschlossen sein. Die Dichtung 830 kann
aus einer Folie oder einem ähnlichen
Typ von im Wesentlichen luftdichten Materialien hergestellt sein.
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Das
untere Ende des Napfs 800 kann eine Filterlage 840 umfassen.
Die Filterlage 840 kann aus einem Papierfiltermaterial
oder ähnlichen
Typen von Material hergestellt sein. Eine untere Dichtung 850 kann
das untere Ende des Napfs 800 umschließen. Die untere Dichtung 850 kann
auch aus einer Folie oder einem ähnlichen
Typ von Material hergestellt sein. Die untere Dichtung 850 kann
einen geritzten Bereich 860, der darin positioniert ist,
aufweisen. Der geritzte Bereich 860 kann sich von der unteren
Dichtung 850 bei der Aufbringung von Innendruck loslösen.
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Der
Napf 800 kann mit einem Aufbrühmaterial 900 gefüllt sein.
Das Aufbrühmaterial 900 kann Kaffee,
Espresso oder ähnliche
Typen von Kaffeemehlen; Teeblätter;
oder ein beliebiger anderer Typ von Getränkematerial sein, von dem gewünscht wird, dass
es aufgebrüht
wird. Wenn der Napf 800 einen Durchmesser von etwa 3,7
bis vier (4) Zentimeter (etwa 1,5 bis 1,6 Inch) und eine Tiefe von
etwa 1,8 bis etwa zwei (2) Zentimeter (etwa 0,7 bis etwa 0,8 Inch) aufweist,
können
etwa sechs (6) bis etwa acht (8) Gramm des Aufbrühmaterials 900 in
den Napf 800 positioniert werden. Die Dichtungen 830, 850 können das
Getränkematerial 900 auf
eine im Wesentlichen luftdichte Weise zwecks Frische halten.
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Der Verkaufsautomat
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13 stellt
eine Ausführungsform
des Getränkeabgabesystems 100 dar.
In diesem Fall ist ein Verkaufsautomat, Verkaufsautomat 910,
dargestellt. Die Kapselaufbrühvorrichtung 300,
wie oben beschrieben, kann in dem Verkaufsautomaten 910 arbeiten.
Der Verkaufsautomat 910 kann einen Abgabebereich 920 umfassen.
Der Abgabebereich 920 ermöglicht, dass der Verbraucher
die Tasse 230 vom Verkaufsautomaten 910 entfernt.
Der Verkaufsautomat 910 kann auch eine Anzahl von Auswahlanzeigern 930 aufweisen.
Die Auswahlanzeiger können Druckknöpfe oder
andere Typen von Signalen sein, durch die der Verbraucher eine Präferenz für Kaffee, Tee,
Espresso usw. anzeigen kann. Der Verkaufsautomat 910 kann
auch eine Anzahl von zusätzlichen Anzeigern 940 aufweisen.
Die zusätzlichen
Anzeiger 940 können
dem Verbraucher ermöglichen,
ein Maß von
z.B. Milch, Sahne, Zucker oder andere Typen von Zusätzen und/oder
Geschmacksstoffen zu dem aufgebrühten
Getränk
hinzuzufügen.
Der Verkaufsautomat 910 kann auch ein Zahlgerät 950 aufweisen. Das
Zahlgerät 950 kann
von herkömmlicher
Konstruktion sein.
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Beim Gebrauch
-
Beim
Gebrauch kann eine Anzahl der Kapselpatronen 210 mit unterschiedlichen
Typen von Mehlen, Blättern
oder anderen Typen des Aufbrühmaterials 900 gefüllt sein.
Im Fall eines für
Einzelportionen bemessenen Espressogetränks von etwa dreißig (30)
Millilitern können
etwa sechs (6) bis etwa acht (8) Gramm von Espressomehlen in die Kapselpatrone 210 platziert
werden. Desgleichen können
etwa sechs (6) bis etwa (8) Gramm Kaffeemehle zur Kapselpatrone 210 hinzugefügt werden, um
eine Tasse Kaffee von etwa 240 Millilitern (etwa acht (8) Unzen)
zu erzeugen. Etwa drei (3) bis etwa fünf (5) Gramm Teeblätter können zur
Kapselpatrone 210 hinzugefügt werden, um etwa eine Tasse
Tee von 150 Millilitern (etwa fünf
(5) Unzen) zu bereiten. Die Kapselpatronen 210 können dann
abgedichtet und in die Ladeanordnung 700 eingesetzt werden. Ein
unterschiedlicher Typ von Kapselpatrone 210 kann in jedem
des Kapselteilraums 720 positioniert werden.
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Sobald
ein Verbraucher einen der Auswahlanzeiger 930 auf dem Verkaufsautomaten 910 drückt oder
sonst eine Auswahl trifft, kann die elektronische Steuerung 270 den
Spindelmotor 740 betreiben, so dass sich der richtige Kapselteilraum 720 des
Kapselkarussells 710 in seinen Ort dreht. Das Kapselkarussell 710 dreht
sich so, dass die geeignete Kapselpatrone 210 in die richtige
Revolverdurchgangsöffnung 330 der
Revolveranordnung 310 fällt.
Wie in den 9 und 10 dargestellt,
aktiviert dann der Lademechanismus 760 der Ladeanordnung 700 das Abgabesolenoid 780,
um die Hemmsperre 770 zu drehen, um zu ermöglichen,
dass die Kapselpatrone 210 in ihren Ort fällt. Alternativ
kann der Benutzer die Kapselpatrone 210 auf der Revolverplatte 320 in
ihren Ort platzieren.
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Sobald
sich die Kapselpatrone 210 in der Durchgangsöffnung 330 in
Position befindet, aktiviert die elektronische Steuerung 270 den
Revolvermotor 350, um die Revolverplatte 320 in
Richtung auf die Einspritzeranordnung 400 zu drehen. Der
Revolvermotor 350 hält
mit einem Betrieb an, wenn der Grenzschalter 360 und die
Raststelle 370 auf der Revolverplatte 320 ausgerichtet
sind.
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Sobald
sich die Kapselpatrone 210 benachbart zur Einspritzeranordnung 400 in
Position befindet, aktiviert die elektronische Steuerung 270 den Antriebsmotor 950 des
Nockensystems 440. Wie in den 5 und 6 dargestellt
ist, kann der Antriebsmotor 450 das Treibriemensystem 470 aktivieren,
um den exzentrischen Nocken 460 zu drehen. Der exzentrische
Nocken 460 kann sich drehen, um die Trägerplatte 490 und
den Einspritzerkopf 420 abzusenken. Der Einspritzerkopf 420 kann
um 0,64 Zentimeter (etwa einviertel Inch) abgesenkt werden. Der
Einspritzerkopf 420 kommt folglich mit der Kapselpatrone 210 in
Kontakt. Der Einspritzerkopf 420 kann mit der Kapselpatrone 210 mit
einer Abwärtskraft
von etwa 136 bis 160 Kilogramm (etwa 300 bis 350 Pound) in Eingriff
treten. Der Dichtungsring 430 kann. folglich eine im Wesentlichen
luftdichte und wasserdichte Dichtung um die Kapselpatrone 210 bilden.
Die Abwärtsbewegung
des Einspritzerkopfs 420 und der Betrieb des Antriebsmotors 450 werden durch
die Position des Grenzschalters 530 angehalten.
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Wie
in 14 dargestellt ist, kann die Einspritzdüse 200 des
Einspritzerkopfs 420 die obere Dichtung 830 der
Kapselpatrone 210 durchdringen. Die elektronische Steuerung 270 kann
dann das Magnetventil 190 aktivieren, um zu ermöglichen,
dass heißes
Hochdruckwasser vom Wärmetauscher 150 in
die Einspritzdüse 200 fließt. Das
Wasser kann sich bei etwa 82 bis etwa 93 Grad Celsius (etwa 180
bis etwa 200 Grad Fahrenheit) befinden. Der zufließende Wasserstrom
kann bei etwa 11. bis 14 Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa 160
bis 200 Pound pro Quadratinch) mit Druck beaufschlagt sein. Wegen der
Beschaffenheit des Aufbrühmaterials 900 kann der
Druck des Wassers, das durch die Kapselpatrone 210 hindurchtritt,
etwa 1,4 bis 14 Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa 20 bis etwa
200 Pound pro Quadratinch) betragen. Der Druck des Wassers, das durch
die Kapselpatrone 210 fließt, kann mit der Beschaffenheit
des Aufbrühmaterials 900 variieren.
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Das
Wasser tritt durch die Einspritzdüse 200 hindurch und
verteilt sich über
den Einsatz 810 des Kunststoffnapfs 800 der Kapselpatrone 210.
Das Wasser fließt
dann durch die Durchgangsöffnungen 820 des
Einsatzes und tritt in das Aufbrühmaterial 900 ein.
Der Druck des zufließenden
Wasserstroms kann bewirken, dass sich der geritzte Bereich 860 der unteren
Dichtung 850 öffnet,
so dass das aufgebrühte
Getränk
aus der Kapselpatrone 210 heraus, in den Sammeltrichter 220 und
in die Tasse 230 fließt.
-
Die
elektronische Steuerung 270 kann auch die Extraktionspumpe 130 einschalten,
um mehr Wasser von der Wasserquelle 110 anzusaugen. Der Durchflusssensor 140 kann
die Menge von Wasser überwachen,
die durch die Wasserleitungen 120 fließt. Das Wasser tritt in den
Wärmetauscher 150 ein,
der im Heißwasserreservoir 160 positioniert
ist. Das Wasser wird dann auf die geeignete Temperatur erwärmt. Sobald
sich eine ausreichende Menge von Wasser in die Einspritzerdüse 200 hineinbewegt
hat, kann die elektronische Steuerung 270 das Magnetventil 190 schließen und
die Extraktionspumpe 130 ausschalten.
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Im
Fall eines Espressogetränks
kann das Wasser durch den Kapselteilraum 210 mit einem Druck
von etwa 9,8 bis 14 Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa 140 bis
etwa 200 Pound pro Quadratinch) fließen. Das Wasser kann etwa zehn
(10) Sekunden brauchen, um eine Tasse 230 Espresso aufzubrühen.
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Die
Tasse 230 Tee kann auf dieselbe Weise wie das oben beschriebene
Espressogetränk
aufgebrüht
werden. Wegen der Beschaffenheit des Aufbrühmaterials 900, in
diesem Fall die Teeblätter,
fließt das
Wasser durch die Kapselpatrone 210 mit nur etwa 3 Kilogramm
pro Quadratzentimeter (etwa 40 Pound pro Quadratinch) Druck. Der
Tee kann etwa zehn bis etwa 20 Sekunden zum Aufbrühen brauchen.
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Eine
Tasse 230 Kaffee kann auf eine etwas unterschiedliche Weise
aufgebrüht
werden. Zuerst wird die Kapselpatrone 210 mit dem Aufbrühmaterial 900 darin,
in diesem Fall die Kaffeemehle, auf dieselbe Weise wie oben mit
Bezug zum Espressogetränk beschrieben
aufgebrüht.
Im Fall von normalem oder "amerikanischem" Kaffee kann das
Wasser durch die Kapselpatrone 210 mit einem Druck von
etwa 9,8 bis 14 Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa 140 bis etwa
200 Pound pro Quadratinch) fließen,
wobei ein Druck von etwa 12,6 Kilogramm pro Quadratzentimeter (etwa
180 Pound pro Quadratinch) bevorzugt wird. Alternativ kann mit einem
gröberen
Mehl das Wasser einen Druck von etwa nur 3 Kilogramm pro Quadratzentimeter
(etwa 40 Pound pro Quadratinch) aufweisen. Der Kaffee kann etwa
10 bis etwa 12 Sekunden zum Aufbrühen brauchen.
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Zweitens
kann dann, bevor oder während das
Getränk
in die Tasse 230 abgegeben wird, beim Sammeltrichter 220 eine
Menge von Zusatzwasser zum Getränk hinzugefügt werden.
Genauer gesagt, kann die elektronische Steuerung 270 das
Zusatzwassermagnetvenitil 260 öffnen und die Zusatzwasserpumpe 240 aktivieren.
Eine Menge von Wasser vom Heißwasserreservoir 160 fließt dann
in den Sammeltrichter 220, wie durch den Durchflusssensor 250 überwacht.
Alternativ können
die Zusatzwasserpumpe 240 und der Durchflusssensor 250 weggelassen
werden, so dass das Wasser unter der Schwerkraft aus dem Heißwasserreservoir 160 fließt. So oder
so, sobald die geeignete Menge von Wasser zum Sammeltrichter 220 hinzugefügt worden
ist, schließt
die elektronische Steuerung 270 wieder das Magnetventil 260.
Im Fall von etwa einer Tasse 230 Kaffee von 240 Millilitern
(etwa acht (8) Unzen) wird etwa 40 Milliliter (etwa 1,4 Unzen) durch
die Kapselpatrone 210 aufgebrüht, und ein Zusatz von 180
bis 200 Milliliter (etwa 6 bis 6,6 Unzen) heißes Wasser wird beim Sammeltrichter 220 hinzugefügt.
-
Sobald
das Getränk
aufgebrüht
ist, kann dann der Antriebsmotor 450 des Nockensystems 400 der
Einspritzeranordnung 400 die Richtung umkehren, um den
Einspritzerkopf 920 weg von der Kapselpatrone 210 hochzuheben.
Der Revolvermotor 350 kann dann die Revolverplatte 320 der
Revolveranordnung 310 drehen, so dass die Kapselpatrone 210 im
Auswerfersystem 550 positioniert wird, wie in den 7 und 8 dargestellt.
Noch einmal, die Drehung der Revolverplatte 320 kann über die
Raststellen 370, die mit dem Grenzschalter 360 ausgerichtet sind,
gesteuert werden.
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Die
elektronische Steuerung 270 kann dann das Hubsystem 560 aktivieren.
Genauer gesagt, kann das Solenoid 600 die Hubauflage 570 hochheben,
um die Kapselpatrone 210 aus der Durchgangsöffnung 330 der
Revolverplatte 320 herauszustoßen. Die elektronische Steuerung 270 kann
dann das Räumsystem 620 aktivieren,
so dass das Räumersolenoid 650 den
Arm 630 dreht. Der Arm 630 kann dann die Kapselpatrone 210 in
die Entsorgungsöffnung 660 stoßen. Die
Rückholfeder 610 führt dann die
Hubauflage 570 zu ihrer ursprünglichen Position zurück. Die
Kapselpatronen 210 können
dann weggeworfen oder gereinigt und mit dem Aufbrühmaterial 900 neubefüllt werden.
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Eine
zusätzliche
Kapselpatrone 210 kann durch die Ladeanordnung 700 auf
der Revolveranordnung 310 geladen werden, während sich
eine Kapselpatrone 210 in der Einspritzeranordnung 400 befindet
und sich eine weitere Kapselpatrone 210 im Auswerfersystem 550 befindet.
Eine Anzahl von Getränken
kann deshalb auf eine Hochgeschwindigkeits- und Hochqualitätsweise
unmittelbar nacheinander aufgebrüht
werden. Weiter kann eine Anzahl von Lade-, Einspritz- und Auswurf-Stationen zusammen
verwendet werden.