PT2236062E - Produção modular de máquinas de produção de bebidas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PRODUÇÃO MODULAR DE MÁQUINAS DE PRODUÇÃO DE BEBIDAS"

Campo da invenção A invenção refere-se ao campo de produção de máquinas de produção de bebidas, particularmente, máquinas que são concebidas para produzirem uma bebida utilizando um ingrediente comestível pré-doseado de bebida ou líquido (sopa, etc.)/ tal como e. g., cápsulas ou pastilhas contendo café torrado moído.

Para efeito da presente descrição, uma "bebida" destina-se a incluir qualquer alimento líquido, tal como chá, café, chocolate quente ou frio, leite, sopa, alimento para lactentes, etc. Técnica Anterior 0 desenvolvimento e produção de uma gama de máquinas de produção de bebidas, em particular, as que utilizam ingredientes doseados, tais como cápsulas ou pastilhas, oferecendo diferentes funções e/ou diferentes capacidades de distribuição de bebidas, é complexo e dispendioso.

Existe uma necessidade de racionalizar o desenvolvimento e a produção das máquinas de bebidas que proporcione ainda uma larga gama de máquinas com diferente funções e opções para o consumidor. 1

Em particular, seria uma vantagem propor uma gama de máquinas de produção de bebidas altamente versáteis, utilizando cápsulas ou pastilhas, que possam ser melhoradas, i. e., dotadas com funções adicionais relacionadas com as bebidas, a baixos custos de produção. 0 documento FR 2554185 divulga uma série de elementos modulares que podem ser combinados uns com os outros de modo a constituírem um sistema de bebidas de café expresso. Os elementos modulares estão associados lado a lado. Um elemento é um módulo de produção de café. Outro elemento é um módulo de produção de vapor. Cada elemento compreende uma ligação eléctrica. 0 documento WO 2007/141334 divulga um sistema modular de produção de bebidas com uma estação de acoplamento e um módulo de produção de bebidas possuindo circuitos de controlo interligados. Os circuitos de controlo do módulo podem estar desligados dos circuitos da estação de acoplamento para um controlo autónomo do módulo quando o módulo está desligado da estação. O documento US 2005/0015263 divulga uma rede de vários artigos de equipamento de serviços alimentares que pode ser controlada a partir de um computador central.

Os documentos US 3218955 e US 6029562 divulgam sistemas modulares de preparação de bebidas com uma pluralidade de unidades principais. 2

Objectivo da invenção É um objectivo da invenção racionalizar a produção de máquinas de produção de bebidas oferecendo uma gama de diferentes máquinas de produção de bebidas. "Diferentes máquinas de produção de bebidas" refere-se às funções relevantes de bebida das máquinas, i. e., diferentes máquinas de produção de bebidas diferem quanto ao seu hardware ou software e de como estes são susceptiveis de alterarem física ou quimicamente as características da bebida. Como a bebida é feita com base em ingredientes e num ou mais líquidos, as funções relacionadas com a bebida referem-se a um qualquer modo de operar um líquido (água, leite,...) ou um ingrediente. 0 termo "operar" refere-se ao processamento químico, físico e/ou mecânico do(s) líquido(s) ou ingrediente.

Exemplos não limitativos para o processamento físico são: aquecimento, alteração da textura (e. g., produção de espuma) e mistura. Um exemplo do processamento mecânico é o doseamento. Um exemplo não limitativo para o processamento químico é: alteração da interacção ingrediente/líquido.

Este objectivo é alcançado por meio das características da reivindicação independente. As reivindicações dependentes desenvolvem mais a ideia central da invenção.

Sumário da invenção A invenção refere-se a uma máquina de produção de bebidas compreendendo uma pluralidade de unidades principais, estando 3 cada unidade dotada com um módulo de produção de bebidas concebido para alojar um lote de ingrediente de bebida, em particular um ingrediente contido numa embalagem, tal como uma cápsula ou uma pastilha e para alimentar um liquido ao lote de ingrediente de bebida, em que, pelo menos, duas das unidades principais possuem um comutador de alimentação de utilizador comum (ou comutador principal), tal como um comutador de posições ou comutador rotativo ou comutador de botão. A máquina possui um número total de unidades principais e o comutador de alimentação possui uma ou mais posições de selecção para comutar um número das unidades principais que é menor do que este número total, permanecendo a(s) restante(s) unidade(s) principal(ais) desligada(s).

Por exemplo, a(s) posição(ões) de selecção para comutar um número das unidades principais que é inferior ao número total das unidades principais, é/estão permanentemente associadas a uma ou mais correspondentes unidades principais. A máquina pode compreender uma unidade de controlo, a(s) posição(ões) de selecção para comutar um número de unidades principais que é inferior ao número total, designa(m) um número de unidades principais a serem ligadas simultaneamente, estando a unidade de controlo disposta para selecionar qual a(s) unidade(s) principal(ais) a ligar com base num histórico individual de utilização das unidades principais. Esta última forma de realização é particularmente vantajosa para evitar um desgaste desigual das unidades principais. Tipicamente, o histórico que pode ser tomado em consideração pode incluir o número total de horas de actividade anterior de cada unidade 4 principal e/ou o número total de ciclos de preparaçao de bebidas que foi efectuado por cada unidade principal.

Para simplificar, a concepção electrónica e a redução do número de componentes, tal como uma unidade de controlo pode incorporar os circuitos de controlo de uma ou mais unidades principais.

Um outro aspecto da invenção refere-se a uma máquina de produção de bebidas, em particular, uma máquina como descrito anteriormente. Esta máquina compreende uma pluralidade de unidades principais, estando, cada unidade, dotada com circuitos de controlo e um módulo de produção de bebidas concebido para alojar um lote de ingrediente de bebida, em particular, um ingrediente contido numa embalagem, tal como uma cápsula e para alimentar um liquido ao lote de ingrediente de bebida. Pelo menos duas das unidades principais possuem os seus circuitos de controlo ligados conjuntamente por meio de um meio de comunicação para troca de dados sempre que necessário. A presença do meio de comunicação entre diferentes unidades principais que fazem parte da mesma máquina de produção de bebidas permite a coordenação da operação destas unidades principais. Isto possui uma importância particular quando as unidades principais partilham recursos comuns durante a utilização, e. g., um dispositivo de espuma de leite, material e/ou fontes de alimentação. A comunicação entre as unidades principais pode conduzir a uma partilha óptima dos recursos e utilização facilitada da máquina de produção. Tais recursos podem incluir recursos de fluidos, recursos de energia eléctrica, recursos de ingredientes, recursos de interface de utilizador, etc. 5 0 meio de comunicação está, de um modo vantajoso, disposto para permitir uma comunicação bidireccional entre dois circuitos de controlo interligados.

Podem ser utilizadas várias interfaces de comunicação e ligações para interligar os circuitos de controlo, tais como sistemas SPI, I2C, USART, USB, sistemas com fios ou mesmo sem fios. Contudo, verificou-se que o meio de comunicação entre dois circuitos de controlo interligados pode ser constituído, de um modo vantajoso, por um comutador de nível simples, que é barato e permite uma rápida comunicação e pode ser facilmente ajustado no tipo existente de circuitos de controlo para máquinas com uma única unidade principal.

De um modo vantajoso, o meio de comunicação entre um par de circuitos de controlo interligados compreende: dois cabos de transmissão e um cabo neutro estendendo-se entre um par de circuitos de controlo interligados; e um par de transístores. Um meio de comunicação menos preferido pode envolver a utilização de acopladores ópticos. Contudo, estes são mais lentos, mais caros e consomem mais energia do que uma configuração baseada em transístores.

Normalmente, um dos circuitos de controlo ligados possui um estado principal, possuindo os restantes circuitos de controlo interligados um estado secundário. Uma tal configuração principal/secundário dos circuitos de controlo é particularmente vantajosa para evitar a necessidade de uma unidade de controlo central adicional para controlar e coordenar os circuitos de controlo das diferentes unidades principais. 6

Cada circuito de controlo interligado pode ser disposto para comunicar periodicamente o seu estado actual principal ou secundário a(os) restante(s) circuito(s) de controlo, utilizando um sinal principal/secundário. Deste modo, quando por alguma razão, um circuito de controlo não envia qualquer sinal principal/secundário, por exemplo, quando uma unidade principal fica inactiva, e. g. , quando é individualmente desligada ou possui uma avaria, os restantes circuitos de controlo podem adaptar o funcionamento da sua respectiva unidade principal à novo configuração. Um sinal principal/secundário pode ser enviado a partir de circuitos de controlo interligados a cada poucos milissegundos, tipicamente, em intervalos regulares que estão na gama de 1 a 20 ms, em particular, a cerca de 8,33 ou 10 ms.

De um modo preferido, cada circuito de controlo interligado está assim configurado para alterar o seu estado de secundário para principal e vice-versa, sempre que necessário. Isto é particularmente útil no caso de uma unidade principal que esteja num estado principal ficar inactiva e cuja função principal necessite de ser substituída por outra unidade principal que adquire um estado principal.

Tipicamente, cada circuito de controlo interligado está configurado para estar num estado secundário como um estado por defeito. Um processo de determinação principal é utilizado para alterar o estado de um dos circuitos de controlo interligados para um estado principal quando nenhum dos circuitos de controlo interligados possui um estado principal.

Na prática, quando todos os circuitos de controlo interligados se encontram num estado secundário, por exemplo, no 7 arranque ou quando os circuitos de controlo principais tiverem sido desactivados, os secundários irão esperar um determinado período de tempo, e. g., umas dezenas de milissegundos, tais como 50 a 250 ms, em particular, 100 a 200 ms, antes de se iniciar um processo de designação principal. Um processo de designação principal pode envolver uma função aleatória, por exemplo, uma função baseada em tempo que corre simultaneamente em todos os secundários e termina quando é atribuída ao primeiro secundário, após um período aleatório de tempo determinado por esta função, a tarefa de efectuar a função principal e anuncia-se, ele próprio, como novo principal em relação aos restantes secundários que, então, permanecem secundários no sistema.

Pelo contrário, uma unidade principal que possua um estado secundário e que é utilizada mais intensivamente do que a unidade principal com o estado principal, pode assumir o estado principal, tornando-se a anterior principal uma secundária. Isto é particularmente vantajoso quando um estado principal, comparado com o estado secundário, está associado a um acesso prioritário a recursos partilhados enquanto os secundários possuem apenas um acesso subsidiário.

Os circuitos de controlo interligados podem ser dispostos para comunicar entre si utilizando um sinal de sincronização para alocar, entre as unidades principais, um ou mais recursos partilhados, tais como fontes de fornecimento de material e/ou energia que possuem uma disponibilidade limitada e/ou acessibilidade limitada, de modo a proporcionar uma alocação sincronizada e melhorada da(s) fonte(s) de fornecimento entre as unidades principais ao longo do tempo.

Como mencionado anteriormente, um circuito de controlo possuindo um estado principal pode ser disposto para alocar as limitadas fontes de fornecimento de material e/ou energia ou outros recursos, conforme necessário, para a sua unidade principal. Em tal caso, o(s) circuito(s) de controlo possuindo um estado secundário é(são) disposto(s) para alocar para a sua respectiva unidade principal, a capacidade de alocação residual das limitadas fontes de fornecimento, dentro dos limites das suas próprias necessidades de material e/ou energia ou outros recursos.

Quando os circuitos de controlo das unidades principais estão dispostos para enviar, uns aos outros, sinais principais/secundários, tais sinais são opcionalmente sobrepostos com o sinal de sincronização num mesmo canal de comunicação mas separados através de janelas temporais.

Numa forma de realização, cada unidade principal compreende um termobloco para aquecer o líquido antes de o alimentar a um lote de ingrediente. Num tal caso, os circuitos de controlo interligados podem ser dispostos para sincronizar o acesso pelas unidades principais de uma fonte de alimentação comum com acessibilidade global limitada por unidade de tempo e/ou uma disponibilidade limitada, para optimizar o aquecimento nos termoblocos dentro de tal limite de acesso global e/ou de energia. Além disso, para optimizar o funcionamento dos termoblocos e o seu aquecimento e, por esse motivo, a requerida alocação de energia eléctrica, a temperatura de cada termobloco e/ou do líquido aquecido desse modo é, de um modo preferido, monitorizado por, pelo menos, um sensor de temperatura, opcionalmente combinado com um caudalímetro, ligado aos circuitos de controlo da correspondente unidade principal. 9

Tipicamente, a máquina de produção de bebidas será ligada a uma rede eléctrica com fonte de alimentação limitada. Tal limite pode estar compreendido dentro de uma gama de 10 a 16 A numa rede Europeia de 220 V. Quando o consumo de energia excede este limite, a rede é desligada do fornecimento central de energia, por exemplo, por meio de um fuso. Tipicamente, o consumo de energia de uma unidade principal com um termobloco é da ordem de 1 a 1,5 kW. O funcionamento de diversas unidades principais simultaneamente pode, deste modo, atingir rapidamente o limite de potência da rede e conduzir ao desligamento. Para evitar um tal desligamento, os circuitos de controlo interligados não são configurados para que a energia utilizada num dado momento pela máquina de produção de bebidas não atinge o limite de rede, se necessário, por exemplo, dando prioridade pelas diferentes unidades principais ao fornecimento de energia ao longo do tempo.

Outro problema surge da perturbação provocada na rede eléctrica por qualquer acesso a esta. Apenas é tolerada uma limitada quantidade de perturbações, alerações de tensão, provocadas pela ligação ou desligamento de aparelhos eléctricos à rede. Tais normas são denominadas como as normas de flutuação de tensão (e. g. EN 61000-3-3), cujos limites não devem ser excedidos por tais aparelhos.

No contexto da máquina de produção de bebidas da invenção, a temperatura do fluido que é depois alimentado ao lote de ingrediente deve ser ajustada para assegurar a qualidade da bebida final. Por exemplo, para uma extracção de café, a temperatura do fluido, i. e., água, deve ser mantida numa gama estreita, normalmente de 80 a 90 °C, de um modo preferido, cerca de 86 °C ± 3 °C. Quando os termoblocos utilizam um dispositivo 10 de aquecimento do tipo resistência de dois estados, i. e., um dispositivo de aquecimento do tipo "on ou off" sem nivel intermédio, o ajustamento de temperatura do dispositivo de aquecimento pode ser obtido apenas por ajustamento das respectivas durações de acções de ligar e desligar sucessivas do dispositivo de aquecimento à fonte de alimentação eléctrica. Contudo, cada acção de ligar ou desligar induz uma perturbação da rede relevante para o padrão de flutuação de tensão. É por esse motivo conhecido adaptar as acções de ligar e desligar os termoblocos dos diferentes circuitos de controlo interligados de modo que os limites de flutuação de tensão não sejam excedidos. Em particular, para reduzir o número de acções de ligar/desligar, os circuitos de controlo interligados podem ser dispostos não apenas para limitar o controlo da frequência de acções de ligar/desligar dos diferentes termoblocos mas também para dispor o desligamento de um termobloco simultaneamente com a acção de ligar outro termobloco, i. e., comutar a fonte de alimentação de um termobloco para outro, de modo a que a admissão global de energia da máquina de produção de bebidas permaneça a um nível constante, apesar das acções internas de ligar/desligar da máquina e, deste modo, não provocar quaisquer distúrbios na rede eléctrica externa à qual a máquina de produção de bebidas está ligada.

Deste modo, os circuitos de controlo interligados de cada unidade principal podem ser dispostos para enviar um sinal de sincronização para os outros circuitos de controlo interligados para cada acesso individual à fonte de potência com acessibilidade limitada por unidade de tempo, de modo a que o limite global de acesso da fonte de potência por unidade de tempo não seja excedido pelos acessos totais por intermédio das diferentes unidades principais durante a unidade de tempo 11 correspondente. Em particular, os circuitos de controlo interligados podem ser assim dispostos de modo que todas as unidades principais entrem num modo de pausa quando o limite global de acesso durante uma unidade de tempo é atingido ou fica perto de ser atingido, sem que qualquer liquido aquecido nos termoblocos seja alimentado a um lote de ingrediente durante o modo de pausa até que a unidade de tempo correspondente tenha chegado ao fim e uma nova unidade de tempo se tenha iniciado.

Por exemplo, os circuitos de controlo interligados são assim dispostos para contar, durante uma unidade de tempo, todos os acessos à fonte de potência para períodos de aquecimento do líquido passado através dos termoblocos e, depois, alimentado ao lote de ingrediente e dispostos para entrarem num modo de pausa quando, durante a referida unidade de tempo, o aquecimento por um termobloco de um outro lote de líquido necessita de vários acessos à fonte de potência, o que conduziria a exceder o limite global de acesso.

Decorre que, quanto maior o controlo da temperatura do fluido que passa através do termobloco, maior é o número de acessos (acções de ligar e desligar) do termobloco para acompanhar fielmente um perfil de temperatura desejado. Por esse motivo pode ser necessário, quando se deseja um controlo apertado da temperatura, reduzir o número de lotes de fluido aquecido que passa através dos lotes de ingrediente. Por outras palavras, quanto mais elevada for a qualidade relacionada com a temperatura das bebidas, mais baixa é a frequência à qual as bebidas podem ser produzidas com a máquina de produção de bebidas. 12

Por exemplo, no caso de uma máquina de produção de bebidas possuindo duas unidades principais para a extracção de lotes de café, em particular, na forma de embalagens, tal como uma cápsula, será possível configurar os circuitos de controlo de modo a ter uma razão de tempo de período de pausa/extracção no intervalo de 0,25 a 0,5. Por outras palavras, num período de tempo de 10 min., será possível extrair café (e aquecer água nos termoblocos) entre 3 a 8 min, o que corresponde a 3 a 8 chávenas de café e permitir que a máquina faça uma pausa durante 2 a 7 min. Tipicamente, 5 ou 6 cafés de elevada qualidade podem ser extraídos durante um período de tempo de 10 min., e deixar a máquina inactiva cerca de 4 min., durante este período de tempo de 10 min.

Caso o utilizador tenha esgotado o número máximo de bebidas que pode ser preparado durante um período de tempo específico, um ciclo, terá de esperar, durante um período de pausa, até que um novo ciclo comece.

Em comparação, no caso de uma máquina de produção de bebidas com duas unidades principais que estão configuradas para extrair um café a 86 °C com um desvio não superior a 3 °C e que não sejam coordenadas como descrito anteriormente, i. e., que possam ser actuadas independentemente e livremente uma da outra, sem qualquer consideração quanto a acções de ligar e desligar os termoblocos, o limite de flutuação de tensão pode ser excedido em cerca de 50%. Se as unidades principais forem coordenadas mas nenhum mecanismo de pausa for proporcionado, o limite de flutuação de tensão pode ainda ser excedido em cerca de 10%.

Outros detalhes, objectivos e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes para o especialista na técnica aquando da 13 leitura das explicações detalhadas seguintes das formas de realização da invenção quando tomada em conjunto com as Figuras dos desenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção será descrita de seguida fazendo referência aos desenhos esquemáticos, em que:

As Figuras 1 e 2 mostram diferentes exemplos de um sistema de núcleo individual; compreendendo cada exemplo uma unidade 2 principal comum e diferentes plataformas 1, 3, 4 de base sobre as quais está fixa a unidade principal. A Figura 3a mostra uma vista frontal do sistema de dois núcleos mostrado na Fig. 3, mostrando as Fig. 3b e 3c vista em planta ampliada de dois comutadores de posições de energia adequados para um tal sistema. A Figura 4 mostra um fluxograma de um método de produção modular. A Figura 5 mostra o interior de uma unidade principal, tal como a que se encontra na invenção. A Figura 6 mostra a parte de trás de uma unidade principal, tal como a que se encontra na presente invenção. A Figura 7 mostra painéis laterais de uma unidade principal. 14 A Figura 8 mostra a unidade principal num estado de prontidão para ser montada numa plataforma de base. A Figura 9 mostra a placa base de uma unidade principal, cuja placa base é a superfície de interface com uma plataforma de base. A Figura 10 mostra um detalhe da Figura 9 de modo a ilustrar um conector de água (fluido) . A Fig. 10b mostra a ligação eléctrica da unidade principal com a plataforma de base. A Figura 11 mostra o aparafusamento da plataforma de base à unidade principal para obter uma ligação final segura. A Figura 12 mostra uma unidade principal montada numa primeira plataforma de base. A Figura 13 mostra uma estrutura (chassis) de uma unidade principal de acordo com a presente invenção. A Figura 14 mostra uma unidade principal modificada de acordo com a presente invenção. A Figura 15 é um desenho esquemático do circuito electrónico de um comutador de nível que liga dois circuitos de controlo de acordo com a presente invenção. 15

Descrição Detalhada

Na Figura 1, ilustra-se um exemplo de uma configuração compreendendo uma unidade 2 principal e uma plataforma 1 de base. A plataforma de base possui as funções mínimas quanto a gestão de fluido, como o fornecimento de energia eléctrica à unidade 2 principal e de água proveniente de um reservatório 7 de água fixo à plataforma de base. A este respeito, a plataforma 1 de base, de acordo com este exemplo, está dotada com circuitos eléctricos integrados a serem ligados à rede. Além disso, a plataforma de base mostrada está dotada com linhas de alimentação de água que ligam o reservatório 7 de água a um conector de fluido disposto na superfície superior da plataforma 1 de base, em cuja superfície superior a unidade 2 principal está fixamente montada. "Fixamente montada" indica que a unidade principal está montada na plataforma 1 de base no local de produção. Deste modo, a montagem é "fixa" no sentido de que um consumidor não consegue separar facilmente a unidade principal da plataforma 1 de base. De um modo preferido, a unidade 2 principal está aparafusada ou rebitada na plataforma 1 de base.

Em alternativa, a unidade 2 principal pode ser montada na plataforma 1 de base, de tal modo que um utilizador pode separá-la, e. g., de modo a transportá-la facilmente ou de modo a substituir a plataforma (e. g., por uma diferente que possua funcionalidades diferentes). Esta montagem separável pode ser obtida, e. g., por meio de meio de bloqueamento que pode ser manualmente libertado, e. g., por meio um botão de pressão. 16

No exemplo mostrado, a plataforma de base compreende um suporte 5 de base com uma sede 50 para receber o conjunto 2 de unidade principal, uma bandeja 6 de gotejamento e um conjunto 7 de reservatório de água amovível. A bandeja 6 de gotejamento está coberta com um elemento de grelha ou placa perfurada para suportar um receptáculo a encher com uma bebida por meio de um bocal de saída na cobertura 28 de distribuição.

Na Figura 2, mostra-se uma configuração mais sofisticada do sistema, na qual a plataforma 3 de base compreende um comutador 9 principal, um suporte 5 de base, um conjunto 6 de bandeja de gotejamento, um conjunto 7 de reservatório de água amovível e um conjunto 8 de produção de espuma de leite. 0 conjunto 8 de produção de espuma de leite é um exemplo de um dispositivo de gestão de fluido apto para alterar as características químicas ou físicas de um líquido. A Figura 3 é uma vista de trás e a Figura 3a é uma vista frontal de uma configuração, de acordo com a invenção, na qual as duas unidades 2A, 2B principais estão ligadas a uma única plataforma 4 de base com um comutador 9 principal. Proporciona-se uma unidade 6 de bandeja de gotejamento. Em alternativa, podem ser proporcionadas duas unidades de bandejas de gotejamento para cada uma das unidades 2A, 2B principais.

Um elemento 6A de suporte de chávena retráctil é proporcionado sobre o conjunto 6 de bandeja de gotejamento para suportar chávenas de tamanho pequeno sob a saída de bebidas na cobertura 28 de saída. As chávenas ou canecas maiores podem ser colocadas directamente no conjunto 6 de bandeja de gotejamento quando o elemento 6A de suporte está na sua posição retraída. No lado esquerdo da Fig. 3a, o elemento 6A de suporte é mostrado na 17 sua posição retraída ou de descanso, rodado para cima contra a unidade 2A principal. No lado direito da Fig. 3a, o elemento 6A de suporte é mostrado na sua posição horizontal implantada para suportar chávenas pequenas. 0 comutador 9 do sistema, de acordo com a invenção, ilustrado nas Figuras 3 e 3a, é mostrado com grande detalhe na Figura 3b. A Figura 3c ilustra uma variação de um tal comutador.

Comutadores e interfaces e as suas características construtivas são bem conhecidos na técnica, como, por exemplo,

divulgados nos documentos AT 410377 r CH 682798, DE 4429353, DE 202006019039 , EP 1448084, EP 1676509 \ EP 1707088 , EP 08155851 .2, FR 2624844, GB 2397510, US 4253385, US 4377049, US 4458735, US 4554419, US 4767632, US 4954697, US 5312020, US 5335705, US 5372061, US 5375508, US 5645230, US 5731981, US 5836236, US 5927553, US 5959869, US 6182555, US 6354341, US 6759072, US 7028603, US 7270050, US 7279660, US 7350455, US 2007/0157820, WO 97/25634, WO 99/50172, WO 03/039309, WO 2004/030435, WO 2004/030438, WO 2006/063645, WO 2006/082064, WO 2006/090183, WO 2007/003062, WO 2007/003990, WO 2008/104751, WO 2008/138710 e WO 2008/138820 . O comutador 9 é do tipo que possui posições, com uma alavanca 91 móvel ao longo de um trajecto 92 de selecção para várias posições 93 a 98 de selecção. O comutador de posições da Fig. 3b possui três posições de selecção e permite que um utilizador: • comute a unidade 2A principal esquerda ou a unidade 2B principal direita, como indicado pela posição 94 e 18 correspondente sinal visual "L/R" para "Esquerda" ou "Direita", • comute simultaneamente a unidade 2A principal esquerda e a unidade 2B principal direita, como indicado pela posição 95 e correspondente sinal visual "L+R" for "Esquerda" e "Direita", ou • desligue ambas as unidades 2A, 2B principais, como indicado pela posição 93 e correspondente sinal visual "OFF".

Quando um utilizador não necessita que ambas as unidades estejam operacionais ao mesmo tempo, por exemplo, devido a pretender preparar apenas uma chávena de bebida, o utilizador irá mover o elemento 91 de comutação de posições para a posição 94 de selecção. Nesta posição, o sistema irá determinar por si próprio qual a unidade 2A ou unidade 2B deve ser activada, considerando, por exemplo, o histórico de utilização das unidades 2A e 2B, de modo a permitir um desgaste uniforme das duas unidades principais, utilizadas de modo separado ao longo do tempo. Neste caso, o sistema inclui uma unidade de controlo que armazena, tipicamente num dispositivo de memória electrónica, o histórico de utilização das unidades 2A e 2B principais. Em alternativa, se uma unidade principal não estiver em condições de ser accionada, por exemplo, devido a necessitar de manutenção, a unidade de controlo pode ser disposta para activar a outra unidade principal. A Figura 3c mostra outro comutador de posições que possui uma alavanca 91 de selecção móvel ao longo de um trajecto 92 de selecção em várias posiçoes para: desligar o sistema, como indicado pela posição 93 de selecção; ligar a unidade 2A esquerda , como indicado pela posição 96 de selecção; ligar a unidade 2B direita, como indicado pela posição 97 de selecção; e 19 ligar ambas as unidades 2A,2B, como indicado pela posição 98 de selecção. A máquina também pode ser dotada com um modo de desligamento automático, tal como um modo de temporização. Neste caso, o comutador de potência pode regressar automaticamente à sua posição 93 de selecção "OFF" quando o modo de desligamento automático correr um processo de desligamento automático na máquina.

Numa variação, também é possivel proporcionar um comutador de múltiplas posições diferente, tal como um botão rotativo ou roda ou cursor com uma escala de selecção.

Nas Figs. 1 a 3a, mostra-se o comutador 9 de alimentação na plataforma 1, 3, 4 de base. Contudo, também é possível instalar tais comutadores de alimentação em outro local, em particular, numa unidade principal.

Além disso, proporciona-se um reservatório 7 de água comum. Deste modo, a plataforma 4 de base mostrada não aloja apenas uma pluralidade de unidades 1 principais, mas possui a funcionalidade de gestão de fluido de possuir meios para distribuir água de um reservatório 7 de água comum para uma pluralidade de unidades principais.

Note-se que podem ser obtidas diferentes funções de gestão de fluido por meio de hardware e/ou software.

Como se mostrou fazendo referência às Figuras 1 a 3a, proporcionam-se diferentes plataformas que se distinguem umas das outras pelo seu respectivo equipamento de gestão de fluido. 20

Todas as unidades principais, de acordo com a invenção, contudo, possuem equipamento comum de gestão de fluido. Isto conduz a um fabrico modular de máquinas de produção de bebidas, que será explicada como se segue. A Figura 4 mostra um fluxograma representando o conceito modular da invenção. Uma unidade A ou B principal comum pode ser ligada, respectivamente, a diferentes plataformas 1, 3 ou 4 para produzirem máquinas 1, 3 ou 4 especificas. Pode notar-se que um número limitado de unidades principais pode ser selecionado para se ajustar a um maior número de plataformas de base que oferecem diferentes funções. Por esse motivo, uma máquina 1 de base pode ser facilmente actualizada (de um modo preferido, no local de produção e não pelo consumidor) trocando a plataforma 1 por uma segunda plataforma 3 que possui funções de gestão de fluido diferentes da plataforma 1. Também, a plataforma 4 pode receber duas unidades A, B ou A e B principais, oferecendo, deste modo, uma maior escolha de máquinas. A diferença nas unidades A e B principais pode compreender ligeiras variações. Contudo, as unidades A e B principais devem ser essencialmente do mesmo tamanho para o encaixe, em cada, das plataformas 1, 3 ou 4.

Na Figura 5 está ilustrada uma vista interior de uma unidade principal do sistema. Esta compreende uma estrutura 10. Ver a Figura 13 para apenas a estrutura 10. Na estrutura está montado um módulo 11 de infusão. O módulo de infusão compreende meios para reter uma cápsula contendo uma substância, e. g., uma cápsula de café e meios de distribuição de bebida, tal como uma conduta de bebidas. 21

Os meios de retenção compreendem, tipicamente, um suporte de cápsula e caixa de infusão, um sistema de injecção de fluido para injectar água na cápsula e um dispositivo de fecho, tal como uma alavanca e um mecanismo de articulação de joelho. Estão descritos módulos de extracção adequados no documento EP 1859713. Visto o sistema ser modular, outras unidades de infusão com concepções diferentes podem ser associadas à estrutura para actualização de funções mecânicas ou recepção de outros formatos ou tipos de cápsulas (e. g., pastilhas de filtro).

Um dispositivo de aquecimento de água, tal como um termobloco 12 ou dispositivos de aquecimento semelhantes do tipo termobloco de inércia, é proporcionado na estrutura e ligado a esta. 0 dispositivo de aquecimento de água está associado ao módulo de infusão por meio de uma válvula 13 de escorvamento e linhas 14, 15 tubulares lisas. Para facilitar a ligação, podem ser utilizados meios de preensão para ligar as linhas tubulares aos diferentes elementos.

Proporciona-se uma bomba 17 de pressão para fornecer água ao dispositivo de aquecimento de água a uma pressão elevada. Por esse motivo, a bomba de pressão está associada ao dispositivo de aquecimento de água por meio de uma linha 16 tubular lisa. A bomba pode ser uma bomba de êmbolo. Um caudalímetro 18 é também proporcionado a montante da bomba para medir o volume de água aspirado pela bomba e distribuído ao dispositivo de aquecimento de água e, por esse motivo, para possibilitar uma gestão precisa de volume de bebida. A linha 19 de água representa a água fria a entrar na entrada 21 de ligação de água e a sua condução para o caudalímetro 18. A linha 20 de água representa a linha de água fria a sair da saída 22 de ligação de água vinda da válvula 13 22 de escorvamento. Esta linha 20 é para equilibrar a pressão no circuito de fluido pela purga de ar e/ou água durante a operação de escorvamento do sistema. A válvula é descrita com mais detalhe no documento EP 1798457.

Um circuito 23 electrónico está igualmente disposto na estrutura para controlar os diferentes elementos da unidade principal, em particular, o dispositivo de aquecimento de água, a bomba e o caudalímetro.

Um ou dois botões 24 de toque estão igualmente colocados no lado do módulo, os quais estão electronicamente ligados aos circuitos 23 electrónicos. Estes são conhecidos per se e, tipicamente, contactos macios permitem abrir/fechar o circuito electrónico para acionar a bomba. Cada botão 24 pode servir para bombear um volume de água programado, correspondente a um tamanho de bebida, e. g., uma chávena de café expresso curto de 40 mL ou de café longo de 110 mL.

Na Figura 10b pode ver-se, na parte posterior da unidade principal, uma possível forma de realização de um conector 37 eléctrico e os conectores 21, 22 água representando as ligações essenciais a efectuar para equalizar os meios de ligação da plataforma de base seleccionada.

Os diferentes elementos são, tipicamente, ligados à estrutura por parafusos, rebites ou meios de ligação equivalentes.

Como ilustrado na Figura 6, uma cobertura 25 está ligada à estrutura para ocultar, pelo menos parcialmente, os componentes da estrutura. Depois, na Figura 7, dois painéis 26, 27 laterais 23 estão enganchados e fixos à cobertura em cada lado da unidade principal para finalizar o disfarce dos componentes. A Figura 8 representa a unidade 1 principal como disponível para ser associada a diferentes plataformas de base. Uma cobertura 28 de distribuição de bebida frontal pode ser encaixada por pressão nos painéis laterais para ocultar a parte frontal da unidade de infusão.

Na parte frontal da unidade principal, proporciona-se, na estrutura, uma cavidade 29 para alojar um cesto 29a de recolha de cápsulas que pode deslizar livremente na cavidade. 0 cesto está colocado por baixo do módulo de infusão para recolher as cápsulas usadas que caem por gravidade após a infusão e abrir o módulo por intermédio da alavanca. Um recipiente 29b sob o cesto 29a é proporcionado para separar a água usada das cápsulas usadas. Deste modo, melhora-se a limpeza e o manuseamento da unidade principal.

Na Figura 9, uma plataforma 5 de base (ver em modo invertido nesta Figura) é selecionada e associada à unidade 2 principal da Figura 8. A plataforma de base compreende um suporte de base feito de plástico injectado. A Figura 12 mostra o lado superior da plataforma de base com uma sede 50 central a formar uma reentrância oca suficiente para receber a unidade principal. Como ilustrado na figura 8, a unidade 1 principal pode compreender uma parte 31 de engate frontal inferior que se pode encaixar numa reentrância de ligação frontal da plataforma de base (não mostrada) para garantir uma melhor ligação. 24 A ligação segura final pode ser efectuada aparafusando a plataforma de base à unidade principal, como mostrado na figura 11.

As Figuras 9 e 10 mostram uma reentrância 36 na extremidade posterior e de fundo da plataforma de base para ligação dos conectores 21, 22 de água da unidade principal ao conector 32 de água da plataforma de base na zona de ligação de reservatório de água. Na Figura 12, pode ver-se o reservatório 7 de água que está montado de modo amovível na zona de ligação da plataforma de base. Uma estrutura 33 com reentrância e/ou saliente pode ser proporcionada para um melhor encaixe do reservatório na plataforma.

Na Figura 10B, pode ver-se, também, a reentrância 36 da plataforma equipada com a ligação 37 eléctrica da unidade 2 principal para a ligar à plataforma de base. A ligação pode ser feita por passagem de cabos, como conhecido per se. A Figura 14 mostra outro sistema com uma unidade 2B principal semelhante e uma plataforma 6C de base diferente. A unidade 2B principal é tecnicamente idêntica à unidade principal descrita em relação às Figuras anteriores mas pode possuir variantes estéticas, tal como uma superfície de acabamento diferente, e. g., superfícies metalizadas ou cromadas. A plataforma 6C de base possui novas funções de gestão de fluido comparadas com a plataforma de base das Figuras 12. Pode possuir um conjunto 8 de produção de espuma de leite a pilhas.

Por esse motivo, a plataforma de base compreende uma zona 34 dedicada que forma um suporte com uma ligação eléctrica a pilhas, susceptível de receber, de um modo amovível, um 25 recipiente 80 de produção de espuma de leite. O recipiente de leite possui elementos de agitação mecânica para agitar o leite liquido. Uma descrição de um conjunto de produção de espuma de leite a pilhas é efectuada em detalhe no documento WO 2006/050900. A plataforma de base também pode compreender uma zona 35 de suporte de chávenas. Esta zona de suporte pode compreender elementos de aquecimento, e. g., uma superfície de aquecimento por resistência, para manter as chávenas a uma temperatura quente. Os elementos de aquecimento podem ser ligados assim que a plataforma recebe corrente da rede.

Pode notar-se que as plataformas de base proporcionam os fornecimentos de água e eléctricos às unidades principais. Podem ser proporcionadas funções periféricas, tais como uma função de produção de espuma de leite, função de aquecimento de chávena, uma distribuição de água quente (e. g., por uma chaleira de aquecimento de água) capacidade de infusão adicional, etc. A plataforma de base não necessita de receber um circuito electrónico, embora tal circuito não deva ser excluído se funções complexas exigirem um controlo específico, e. g., independente do controlo da unidade principal. Neste caso, a plataforma iria requerer circuitos de controlo, a unidade principal pode funcionar como uma unidade principal e a plataforma de base como uma unidade secundária ou vice-versa.

Em qualquer caso, visto duas ou mais unidades principais estarem dotadas, cada, de circuitos de controlo, proporciona-se um protocolo para coordenar o controlo. E. g., o protocolo pode coordenar o controlo de tal modo que uma das unidades principais 26 possua um controlo de prioridade mais elevada do que a outra, respectivamente.

Cada circuito de controlo das unidades pode funcionar independentemente ou com uma relação de principal/secundário para garantir um controlo de gestão e energia adequado. Em particular, a observação de normas particulares de flutuação de tensão (e. g., EN61000-3-3) requer a coordenação da habilitação dos dispositivos de aquecimento de água e, eventualmente, a aplicação de cortes correntes nas frequências de extracção ou a limitação de ciclos de extracção simultâneos ou sobrepostos. A Figura 15 é um desenho esquemático do circuito electrónico de um comutador 60 de nivel que liga dois circuitos de controlo ilustrados a traço 60A e 60B interrompido, possuindo, cada um deles, um microcontrolador associado ao comutador 60 de nivel. O comutador 60 de nivel compreende duas linhas 61 , 62 de transmissão e uma linha 63 neutra para equalizar os potenciais eléctricos dos circuitos 60A, 60B de controlo. Cada linha 61, 62 liga os circuitos de controlo através de um transístor 64.

Um tal comutador 60 de nível permite uma rápida comunicação bidireccional entre circuitos 60A e 60B de controlo a um baixo custo.

Lisboa, 12 de Setembro de 2012 27

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Máquina de produção de bebidas compreendendo uma pluralidade de unidades principais, estando cada unidade dotada com um módulo (11) de produção de bebidas para alojar o lote de ingrediente de bebida, em particular, um ingrediente contido numa embalagem, tal como uma cápsula ou uma pastilha e para alimentar um liquido ao lote de ingrediente de bebida, em que, pelo menos, duas das unidades principais possuem um comutador (9) de alimentação comum de utilizador, possuindo, tal máquina, um número total de unidades (2A, 2B) principais, possuindo o comutador (9) de alimentação uma ou mais posições (94, 96, 97) de selecção para comutar um número de unidades principais que é inferior ao referido número total, permanecendo a(s) restante(s) unidade (s) principal(is) desligada(s).
2. 2. Máquina da reivindicação 1, em que o comutador (9) de alimentação é um comutador de posições ou comutador rotativo ou comutador de botão.
3. 3. Máquina da reivindicação 1, que compreende duas unidades (2A, 2B) principais.
4. 4. Máquina de qualquer reivindicação anterior, em que a(s) referida(s) posição(ões) (96, 97) de selecção para comutar um número de unidades principais que é inferior ao número total de unidades principais está/estão permanentemente 1 associada(s) a uma ou mais correspondentes unidades (2A, 2B) principais.
5. 5. Máquina de qualquer uma das reivindicações 1 a 3, que compreende uma unidade (23, 6 0A, 60B) de controlo e em que a(s) referida(s) posição(ões) (94) de selecção, para comutar um número de unidades (2A, 2B) principais que é inferior ao número total, designa(m) um número de unidades principais a serem liqadas simultaneamente, estando a unidade de controlo disposta para seleccionar a(s) unidade(s) principal(is) a ser(em) ligada(s) com base numa história individual de utilização das unidades principais.
6. 6. Máquina de qualquer reivindicação anterior, em que cada uma das unidades (2A, 2B) principais está dotada com um circuito (23) de controlo e em que, pelo menos, duas das unidades (2A, 2B) principais possuem os seus circuitos de controlo interligados por intermédio do meio (60) de comunicação para trocar dados.
7. 7. Máquina da reivindicação 6, em que a máquina de produção de bebidas compreende, ainda, uma plataforma (1, 3, 4) de base que fornece energia eléctrica à unidade (2A, 2B) principal e água a partir de um reservatório (7) de água igualmente montado na plataforma de base.
8. 8. Máquina da reivindicação 7, em que a unidade (2A, 2B) principal, mas não a plataforma (4) de base, está dotada com uma interface (24) de controlo de utilizador.
9. 9. Máquina das reivindicações 7 ou 8, em que a plataforma (4) de base está dotada com uma sede (50) para receber uma 2 unidade (2A, 2B) principal e uma ligaçao para receber um reservatório (7) de água e o meio de alimentação eléctrica.
10. 10. Máquina de qualquer uma das reivindicações 7 a 9, em que a plataforma (4) de base está dotada com um meio de guiamento de água para fornecer água do reservatório (7) de água para a unidade (2A, 2B) principal ligada.
11. 11. Máquina de qualquer uma das reivindicações 7 a 10, em que a unidade (2A, 2B) principal e a plataforma (4) de base estão concebidas de tal modo que se produz, num passo, uma ligação eléctrica e uma ligação de fluido entre a unidade principal e a plataforma de base.
12. 12. Máquina de qualquer uma das reivindicações 6 a 11, em que o meio (60) de comunicação está disposto para permitir uma comunicação bidireccional entre dois circuitos (23) de controlo interligados.
13. 13. Máquina de qualquer uma das reivindicações 6 a 12, em que o meio (60) de comunicação entre dois circuitos (23) de controlo interligados é um comutador de nível.
14. 14. Máquina de qualquer uma das reivindicações 6 a 13, em que o meio (60) de comunicação entre um par de circuitos (23) de controlo interligados compreende: dois cabos (61,62) de transmissão e um cabo (63) neutro estendendo-se entre o referido par de circuitos de controlo interligados; e um par de transístores (64) .
15. 15. Máquina de qualquer uma das reivindicações 6 a 14, em que um dos circuitos (23) de controlo ligados possui um estado 3 principal, controlo i possuindo o(s) restante(s) circuito(s) (23) de nterligado(s) um estado secundário. Lisboa, 12 de Setembro de 2012 4