飲料制備機的模塊化組件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及飲料制備機的模塊化組件和一種用于制造飲料制備機的方法，該方法包括以下步驟：（I）提供一組構件a）至f），包括：a）沖煮單元（500），b)嵌入式加熱器（600），c）泵（800），d）一個或多個流體連接部件（5，200），e）電控單元（2），以及f）一個或多個電傳感器（70，95），（II）連接構件a）至f）以裝配所述飲料機。構件a）至f）的連接包括預裝配至少兩個或三個模塊，每個模塊由所述構件a）至f）中的至少兩個構件全自動裝配而成，全自動預裝配的模塊的構件構造成可在一個或多個自動裝配步驟中自動地抓取、定向、定位和彼此完全連接。
【專利說明】飲料制備機的模塊化組件
[0001]本申請是申請日為2009年3月23日、名稱為“飲料制備機的模塊化組件”的發明專利申請N0.200980113965.9的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種用于裝配飲料制備機的制造方法以及由適合通過這種制造方法裝配的部件制成的機器。
[0003]基于本說明書的目的，“飲料”意味著包括任何液體食品，例如茶、咖啡、熱或冷巧克力、牛奶、湯、嬰兒食品等。
【背景技術】
[0004]飲料制備機已被公知多年，例如US5，943，472公開了一種在濃咖啡機的儲水器與熱水或蒸氣分配室之間的水循環系統。該循環系統包括連接在一起并經由不同的硅氧烷軟管連接至儲器的閥、金屬加熱管件和泵，這些硅氧烷軟管使用夾固環進行連結。用于飲料機的適合的泵例如在 US2, 715，868、US5, 392，694、US5, 992，298 和 US6, 554，588 中所公開的。
[0005]EP1646305公開了一種具有加熱設備的飲料制備機，該加熱設備加熱隨后被供應至沖煮單元的入口的循環水。沖煮單元布置成將經加熱的水輸送至容納有飲料配料的膠囊以用于飲料配料的沖煮。該沖煮單元具有由第一部分和可相對于第一部分移動的第二部分界定出的腔室和引導件，該引導件用于在將第一和第二部分從沖煮單元的開啟構型一起移動至閉合構型之前將膠囊定位在第一部分與第二部分之間的中間位置。
[0006]用于加熱循環液體、特別是水的嵌入式加熱器也是眾所周知的，并且例如在CH593044、DE10322034、DE19732414、DE19737694、EP0485211、EP1646305、FR2799630、US4, 242，568、US4, 595，131、US5, 019，690、US5, 392，694、US5, 943，472、US6, 393，967、US6, 889，598、US7, 286，752、TOOI/54551 和 W02004/006742 中所公開的。
[0007]更具體而言，CH593044和US4，242，568公開了一種帶有嵌入式熱塊加熱器的咖啡機，該加熱器具有金屬塊，該金屬塊帶有鑄造在塊中的電阻加熱電纜和用于循環待被加熱的水的管道。
[0008]EP0485211公開了一種用于水加熱器、淋浴器、洗衣機、洗碗機或水壺的加熱器。該加熱器包括用于加熱液體的容器和布置成加熱該容器的一部分的電加熱元件。該加熱元件結合有厚膜電阻加熱回路，該加熱回路具有包含在厚膜中的熱熔斷器。該文獻還公開了一種直接安裝在加熱元件上的雙向三極管開關(triac)型電源調節器，該加熱元件用作該雙向三極管開關的散熱器。該文獻還公開了存在有熱敏電阻、形成在厚膜上的溫度傳感器、熱熔斷器、用以連續調節通過加熱器的流量的流量控制閥、流量控制器和溫控器。這些電氣元件連接至控制單元，該控制單元可以是遠程的或者在靠近輸入管的位置處形成厚膜的介電層的一部分，在該位置處，加熱器的金屬基底通過輸入的冷水保持冷卻。DE10322034、DE19732414 和 DE19737694 中公開了類似的思想。W001/5455UW02004/006742和US7，286，752中公開了用于飲料制備設備的嵌入式管式加熱器。[0009]US6, 889，598公開了一種飲料設備，該設備容納有液體并具有用于加熱、冷卻、攪動、攪拌、泵送或使液體發泡或研磨配料的操作裝置，該操作裝置經由諸如雙向三極管開關的電子開關供電，該電子開關通過與液體成傳熱關系而被冷卻，以便將由開關所產生的熱量特別是經由由鋼或鋁制成的液體加熱罐的底部排放至液體，并且該操作裝置可選地帶有散熱器。
[0010]此外，US5，019，690公開了一種具有電阻加熱器的沸水分配器，該電阻加熱器經由雙向三極管開關供電，該雙向三極管開關經由電纜連接至控制模塊并安裝在分配器的儲水器的底部上以經由水排放在雙向三極管開關上產生的熱量。
[0011]US4, 595, 131公開了一種具有水加熱儲器的飲料制備機，該水加熱儲器經由一系列通向儲器中的恒溫調節加熱器和熱敏電阻探針的電纜電連接至印刷電路板(PCB)。EP1610596公開了一種用于PCB的散熱系統，該散熱系統包括耗散由PCB所產生的熱量的高導熱材料層，所述材料層延伸至沿著PCB的邊緣設置在該邊緣上的導熱棒。
[0012]FR2799630公開了一種濃咖啡機，該濃咖啡機具有經由泵連接至沖煮單元的冷水儲器和熱塊。該熱塊包括溫度傳感器和電加熱器。溫度傳感器和加熱器連接至帶有控制器的PCB，電力經由位于PCB上并由控制器控制的雙向三極管開關傳送至加熱器。
[0013]US5, 943，472公開了一種濃咖啡機的儲水器與熱水或蒸氣分配室之間的水循環系統。該循環系統包括被連接在一起并經由不同的硅氧烷軟管連接至儲器的閥、金屬加熱管件和泵，這些硅氧烷軟管使用夾固環連結在一起。
[0014]現有技術系統中的一個缺點在于它們需要明顯人工干預的制造復雜性并且導致成本增加。由于所提出的系統包括大量的獨立部件，因此它們需要大量的裝配步驟來制造和進行設備維護。在機器裝配期間硅軟管和卡箍以及自由柔性的無彈性電纜和電線的裝配也需要人工干預。因此，這些設備的制造和維護復雜且成本高。此外，在現有技術中，經裝配的機器缺乏集成性并形成體積相當大的結構。
【發明內容】
[0015]本發明的優選的目的在于簡化并改進液體食品或飲料制備機的構件的結合，以便于并容許提高機器裝配的自動化，減少制造操作和成本，并增加機器的可靠性和縮小其整體尺寸。
[0016]此目的尤其通過提供一種用于制造飲料制備機的方法來實現，該方法包括:
[0017]-提供一組構件a)至f)，包括:
[0018]a)沖煮單元，該沖煮單元用于接納此飲料的配料、特別是在膠囊或易理包內供應的預先分成份的配料，并用于引導諸如水的液體入流經過所述配料到達飲料出口 ；
[0019]b)嵌入式加熱器，例如熱塊，該嵌入式加熱器用于加熱此待供應給沖煮單元的液流；
[0020]c)泵，該泵用于泵送所述液體通過嵌入式加熱器；
[0021]d)—個或多個流體連接部件，所述流體連接部件用于將所述液體從諸如液罐的液源引導至飲料出口；
[0022]e)電控單元，特別是包括印刷電路板(PCB)的電控單元，所述電控單元用于經由接口從用戶接收指令并用于控制嵌入式加熱器和泵；以及[0023]f) 一個或多個電傳感器，所述電傳感器用于感測至少一個從沖煮單元、嵌入式加熱器、泵、液體儲器和配料收集器的特性、所述液體的流量、所述液體的壓力和所述液體的溫度中選擇的操作特性，并將這些特性傳達給控制單元；
[0024]-連接構件a)至f)以裝配該飲料機。
[0025]加熱器可為熱塊或按需加熱器(0DH)，例如在EP1253844、EP1380243和EP1809151中所公開的ODH類型。
[0026]熱塊通常為使液體經過其循環以用于加熱該液體的嵌入式加熱器。嵌入式加熱器包括加熱室，例如一個或多個延伸通過例如由鋁、鐵和/或其它金屬或合金制成的(大)金屬塊的特別是由鋼制成的管道，該加熱室具有用于蓄積熱能的高熱容量以及用于在需要時將所需量的蓄積熱量傳遞至通過其循環的液體的高導熱率。不同于完全分開的管道，熱塊的管道可以是被加工的或例如在熱塊的塊的鑄造步驟期間形成于管道體部中的貫通通道。當熱塊的塊由鋁制成時，基于健康考慮，優選設置例如由鋼制成的單獨管道以避免循環液體與鋁之間的接觸。熱塊的塊可由圍繞管道的一個或數個被裝配的部件制成。熱塊通常包括一個或多個將電能轉化為熱能的電阻加熱元件，例如單獨或一體形成的電阻器。這些電阻加熱元件通常在熱塊的塊中或塊上并距離管道超過1mm、尤其是2至50mm或5至30mm。熱量被供應至熱塊的塊并經由該塊供應至循環液體。加熱元件可被鑄造或容納在金屬塊內或抵靠金屬塊的表面固定。管道可沿熱塊具有螺旋的或其它布置結構以使其通過熱塊的長度和熱傳遞最大化。PCT/EP08/063128中更詳細地公開了這種加熱器的示例。
[0027]加熱器、特別是熱塊或ODH在金屬塊中具有加熱室，該加熱室通常沿液體通過塊的流動方向為細長的，例如形成管道。該加熱室可包括上行/上游(upper flow)部分,該上行部分跟隨有下行/下游(down-coming flow)部分，該加熱室例如為沿水平或非豎直的傾斜軸線延伸的大致螺旋形的管道部分。這種上行和下行部分可具有變窄的橫截面，以用于促使沿其流動的液體的速度增加，從而通過速度增加的液流將泡沫推到下行部分來抑制泡沫在這種上行部分中的積聚。在此構型中，細長室布置成使得其截面尺寸沿該室改變，以增加通常為上部區域的區域中的流速，否則該區域可捕獲泡沫，尤其是蒸氣泡沫。這些區域中的速度增加的液體通過液體在這些區域中的快速流動將泡沫向下“沖”離這些區域。為了避免這些橫截面減小的區域過熱，可例如通過調節這些部分上的電阻裝置來減少加熱器的相應部分上的加熱功率。PCT/EP08/063092中公開了這些加熱器和管道的示例。
[0028]根據本發明，連接構件a)至f)的步驟包括預裝配至少兩個或三個模塊。每個模塊由以上構件a)至f)中的至少兩個構件自動裝配而成。全自動預裝配的模塊的構件構造成可在一個或多個自動裝配步驟中特別是通過一個或多個諸如機器人和/或自動化設備的裝配設備、通常為具有二到六個或三到五個自由度的機器人和自動化設備自動地抓取、定向、定位和彼此完全連接。
[0029]通過提供這些用于全自動或基本上自動裝配的構件，裝配得以大大簡化并且不再需要手動人工干預來裝配這些構件。由于裝配步驟更簡單并可基本上或完全自動化，降低了裝配成本、提高了機器的可靠性并且減少了由于人工裝配誤差所引起的危險或故障及問題。
[0030]這意味著被自動裝配在一起的構件應當設置有可由自動裝配設備定向和抓取的空間定位(reference)部分,例如經由裝配設備的振動斗或其它類似設備；或者應當以預先定向和有序的方式供應，例如以存儲帶或以有序供應料盒，后者包括用于自動裝配設備的空間定位部分。
[0031]全自動預裝配模塊的構件可具有可互相連接的剛性連接部件，這些剛性連接部件可在自動裝配步驟期間自動地定向、定位和連接。為構件提供可用作空間定位的剛性部件容許通過該自動裝配設備進行自動操縱和裝配。裝配步驟可尤其從這些用作定位的剛性部件開始。
[0032]全自動預裝配模塊的構件具有可互相連接的連接部分，這些連接部分可在自動裝配步驟期間自動連接并選自卡扣連接器、夾持連接器、夾固連接器、插頭和插座連接器、卡口連接器和螺紋連接器。
[0033]這些模塊之一可為包括嵌入式加熱器和沖煮單元的下行模塊，該嵌入式加熱器和沖煮單元可選地通過卡口連接器布置結構或其它連接布置結構相互連接。
[0034]通常，諸如熱塊的加熱器具有金屬塊的進口、出口和加熱室，所述金屬塊的進口、出口和加熱室共同形成剛性通道、特別是剛性自由流動通道，以用于引導液體循環通過液體在其中被加熱的塊。
[0035]加熱器本身如熱塊可保持沖煮單元的上游部分，該上游部分由金屬塊形成或被剛性地鉚固在金屬塊中，使得金屬塊的剛性通道、特別是剛性自由流動通道延伸到沖煮室內。
[0036]此外，沖煮單元通常包括帶有飲料出口并與帶有沖煮單元入口的上游部分配合以形成沖煮室。沖煮單元的下游部分和上游部分可分開和合并地移動以向沖煮室供應飲料配料并將飲料配料從沖煮室排出。例如，上游部分和金屬塊固定，下游部分可往返于上游部分移動。或者，上游部分和金屬塊可整體上往返于下游部分移動，下游部分在所述機器中固定或可移動。這種沖煮單元例如在PCT/EP08/060463中公開。
[0037]這些模塊之一可為包括電控單元和用于感測操作特性的電傳感器的控制模塊，該電傳感器具有可自動連接到電控單元上的剛性連接器、特別是與相應插座配合的剛性連接銷，所述剛性連接器從電傳感器延伸至控制單元。將這些傳感器的體部直接剛性地安裝在PCB上來代替遠程連接、特別是經由柔性的無彈性電纜或電線允許其全自動裝配并減少由于連接薄弱而失效的風險。因此，機器的操作特性的感測位置應當靠近控制單元。機器的內部布置結構如流體回路、加熱器、泵等因此應當相應構造成使它們的被感測部位鄰近控制單元。PCT/EP08/063128中公開了這些控制單元的示例。
[0038]因此，為了減少制造過程期間的裝配操作、特別是人工干預的數量，減少了柔性的無彈性、可變形的電纜連接的數量。特別地，電氣元件可例如經由剛性插銷或葉片或剛性插頭和插座部件剛性連接至控制單元、特別是其PCB。電氣元件可以在PCB上的一體構件的形式存在，該PCB可被機械地固定在諸如熱塊的加熱器上，以便使這些電氣元件與加熱器的金屬塊接觸。這樣，電氣元件、特別是與諸如加熱電阻器之類的液體循環系統相接觸的電氣元件可自動安裝在PCB上，然后PCB與其電氣元件一起被自動裝配(例如夾合或膠粘)到液體循環系統上而未大量避免PCB與液體循環系統之間的柔性的無彈性、可變形的電連接器(例如電纜或電線)。也可通過將電氣元件焊接到PCB上進行裝配。此外，可以將這些電氣元件中的一些設置為PCB中的一體構件，并直接抵靠在加熱器的金屬塊的表面上。
[0039]這些傳感器之一可為熔斷設備的一部分。這種設備可具有致動器，該致動器包括與加熱器熱連通并在加熱器超過溫度極限時機械致動用戶開關以斷開供電電路的熱機械構件。該熱機械構件尤其包括形狀記憶元件或雙金屬元件。熔斷設備可包括與加熱器熱連通的安全電溫度傳感器以及當安全傳感器承受加熱器所產生的超過溫度極限的溫度時致動用戶開關以斷開供電電路的電動機械致動器。熔斷設備的至少一部分、特別是致動器(電動機械或熱機械致動器)、用戶開關和/或安全傳感器(當存在時)可剛性連接至控制單元的PCB，可選地連接在與機器的常規控制單元電絕緣的部件上，所述常規控制單元例如為用于控制諸如飲料或液體食品分配、自清潔、用戶交接等通常的機器操作的單元。因此，改善了熔斷設備在液體食品和飲料機內的裝配、集成和安全性。PCT/EP08/063128中公開了這種熔斷設備的示例。
[0040]在一實施方式中，這種電氣元件被固定在加熱器的金屬塊的腔中。可選地，借助于腔中的偏壓彈簧元件將該構件固定在腔體中或者該腔形成用于包括該元件的插頭的插座或包括該元件的插座的插頭。電氣元件也可膠粘到金屬塊內或金屬塊上，或者通過任何其它適合的手段如螺紋連接、壓配合等與金屬塊附接在一起。
[0041]這種電氣元件可包括諸如電阻加熱器和/或電源開關之類的電源構件，該電源構件經由剛性電源銷和具有用于接納該剛性連接銷的插座的剛性電源連接器被剛性地連接。剛性連接器可以有彈性，特別是由一個或多個彈簧片制成，以允許插座的小移位，從而使插座圍繞銷自行定位并將電接點固定在銷與連接器之間。
[0042]在一實施方式中，控制模塊具有用于封裝控制單元的殼體，允許帶有剛性連接器的電傳感器從控制單元延伸穿過殼體。殼體可被用來為控制單元遮擋液體或蒸氣、灰塵或存在于機器中的其它殘余物。此外，殼體應當構造成例如通過相應的貫通開口或通過提供連接系統來允許傳感器通過，以用于從傳感器至控制單元的剛性連接。控制單元的殼體可以是諸如塑料殼體之類的隔熱和電絕緣的，并特別是經由卡扣或螺釘機械連接至加熱器。
[0043]控制單元通常包括PCB，該PCB可具有支承流量計的傳感器、特別是霍爾傳感器的部分。在這種情況下，流量計可被剛性地安裝在該PCB部分上，使得所述傳感器被利用其PCB部分裝配在流量計上。控制單元可尤其包括帶有貫通開口的殼體，流量計從PCB穿過該貫通開口延伸以用于在流體回路內進行連接，所述流體回路在殼體外部延伸。
[0044]或者，該帶有流量計的PCB部分可與其余PCB分離，例如被撕開或斷開，并且可選地利用流量計將分離的部分安裝在控制單元的殼體的外表面上(當存在時)或其它位置。在PCB部分分離后，傳感器可經由在PCB本身的生產期間被預先安裝的柔性的彈性電纜或電線或其它等效的電連接件保持與PCB連接。因此，這種需要在飲料機的裝配過程期間進行人工干預的傳感器的電連接件可在PCB的自動裝配期間制備。當生產PCB時，在PCB的不同部件之間、特別是PCB的主要部分如支承控制器的部分與帶有霍爾傳感器的流量計可分離部分之間自動地提供柔性的無彈性電纜或電線連接要容易得多。在飲料機的裝配期間自動操縱PCB及其可分離或被分離部分與這些必須被連接的柔性的無彈性電線和電纜相比要簡單得多。
[0045]這些模塊之一可以是上行模塊，該上行模塊包括泵和用于將泵連接至液源的流體連接部件。流體連接部件可選地具有柔性的中間流通管道和一對連接器端頭，這對連接器端頭特別是可借助于諸如斗式給料器的振動給料器自動定向和定位，以用于隨后連接至泵和對所述液源進行定位。
[0046]該制造方法可包括如下步驟:自動預裝配上述下行模塊并自動預裝配上述控制模塊，接下來特別是通過扣合和/或螺紋連接自動裝配該下行模塊和控制模塊。
[0047]下行模塊通常包括帶有金屬塊的熱塊和用于接納控制單元的一個或多個電氣元件的布置結構，該(金屬)塊結合了進口、出口和在它們之間延伸的加熱室并布置成蓄積熱量并向液體供應熱量；這些電氣元件被剛性固定在熱塊上或熱塊內并被剛性裝配或預裝配在控制單元中以控制這種熱塊。這些電氣元件可包括傳感器、熱熔斷器和/或電源構件，特別是溫度傳感器、流量計、電阻加熱器、電流計和電源調節器。所有這些電氣元件可以為剛性的、可自動進行空間定位并且可自動連接到控制單元上或控制單元內。
[0048]此外，該制造方法可包括如下步驟:自動預裝配上述下行模塊并自動預裝配上述上行模塊，接下來經由剛性流體連接部件、特別是具有剛性管道和可選地帶有彈性密封部件的端接器的流體連接部件自動裝配該下行模塊和上行模塊。
[0049]上行模塊的泵可通過剛性管道、特別是可在其間被自動操縱和裝配的剛性管部件連接至下行模塊的嵌入式加熱器。該管道優選地借助于連接器連接至泵的出口。這種連接器可包括彈性密封部件以彈性地連接泵的出口并由此將泵彈性地連接至剛性管道。因此，由于泵的運行所引起的振動被該彈性密封部件緩沖并被抑制傳遞至加熱器。因此，可很大程度上防止泵的振動傳遞至設備的殼體內的其它部件，特別是防止振動傳遞至管道或管部件以及與其連接的其它部件。此外，該彈性密封部件應布置成密封泵的液體出口與管道之間的連接部使得沒有液體可從該連接部流出。另外，彈性密封部件設計成能夠使管道相對于設備的液體出口樞轉運動以進一步緩沖泵振動的傳遞。EP08157066.5中公開了這些泵的連接部的示例。
[0050]該制造方法可包括如下步驟:自動預裝配上述控制模塊并自動預裝配上述上行模塊，接下來經由流體連接部件、特別是具有剛性管道和可選地帶有彈性密封部件的端接器的流體連接部件自動地和/或手動地裝配該下行模塊和上行模塊。
[0051]由于這種飲料機的泵如上所述在使用期間易于振動，所以優選地在飲料機中安裝有緩沖器以防止或減少來自泵的振動傳遞至整臺機器、特別是機器用戶的可達部分。EP08157066.5中公開了這些泵緩沖器的示例。
[0052]另外，為了抑制這些振動的傳遞，泵優選地經由不傳遞這些振動或顯著減少這些振動的電連接件電連接至控制單元。因此，泵可經由柔性電纜或電線連接至控制單元。但是，為了使泵自動連接至控制單元，可使用與用于將流量計的傳感器連接至PCB的系統技術相同的系統技術。因此，柔性電纜或電線的兩端可被預安裝在該單元的PCB上，使得該電纜或電線的一端安裝在PCB的諸如設有電連接條帶的部分之類的可分離部分上，形成諸如用于電連接并對泵供電的插頭之類的連接器。或者，諸如柔性的無彈性電線或電纜之類的用于泵的連接件也可被結合和引導至泵緩沖器中或抵靠在泵緩沖器上。
[0053]在一實施方式中，該制造方法包括以下步驟:
[0054]-提供打開的外飲料殼體，特別是打開的雙殼殼體；
[0055]-將自動預裝配的模塊自動地互相連接；
[0056]-將互相連接的模塊自動安裝到打開的外飲料殼體內；以及
[0057]-自動閉合容納有所安裝的模塊的外飲料殼體。
[0058]在次優選的實施方式中，也可以在閉合外飲料殼體之前手動地或部分手動和部分自動地連接一對模塊，例如如關于泵的電連接所述的。[0059]本發明還涉及一種通過上述方法制造的飲料制備機。這種機器的構件具有這種適合于自動裝配的構型和結構，特別是避免無法由用于這些飲料機的全自動裝配系統進行空間定位和/或定向的部件。特別地，這些構件不包括具有至少一個待連接的自由浮動端和/或不具備足夠的可由諸如自動化設備或機器人之類的自動裝配系統操縱的定位結構的柔性的無彈性管件、柔性的無彈性電纜和電線。
[0060]本發明的另一方面涉及一種飲料制備機，特別是如上所述的飲料制備機。該機器包括:
[0061]-用于將液體從液源引導至飲料出口的流體回路；
[0062]-具有PCB的控制單元；以及
[0063]-設置在流體回路內用于測量其中的流量的流量計，該流量計具有傳感器、可選地霍爾傳感器，該傳感器與PCB的一部分、特別是諸如能夠從PCB撕開或斷開的部分之類的可分離部分一體形成。
[0064]本發明的又一方面涉及一種飲料制備機，特別是如上所述的飲料制備機。該機器包括:
[0065]-沖煮單元，該沖煮單元用于接納所述飲料的配料并用于引導諸如水的液體入流通過所述配料到達飲料出口 ；以及
[0066]-用于加熱待供應給沖煮單元的所述液流的嵌入式加熱器，例如熱塊。
[0067]該沖煮單元具有配料殼架、特別是用于容納有這種配料的膠囊的殼架，該配料殼架通過選自卡扣連接器、夾持連接器、夾固連接器、插頭和插座連接器、卡口連接器和螺紋連接器的連接器機械地安裝在加熱器的前部上和/或加熱器的前部內。
[0068]該膠囊殼架通常界定出機器的沖煮室的一部分，該部分布置成容納可選地膠囊或易理包中的諸如粉湯、研磨咖啡或茶之類的飲料配料。沖煮室可具有上游部分和下游部分，熱液體被噴射到該上游部分中以沖煮容納在該腔室中的食品或飲料配料，該下游部分通向出口以引導通過沖煮產生的液體食品或飲料。適合的沖煮室例如在EP1299022中公開。
[0069]本發明的另一方面涉及一種飲料制備機，特別是以上類型的飲料制備機，該飲料制備機包括:沖煮單元，該沖煮單元具有配料殼架，該配料殼架用于接納這種飲料的配料并用于引導諸如水的液體入流沿大致水平方向朝向飲料出口通過這種配料；以及嵌入式加熱器，例如熱塊，該嵌入式加熱器具有塊，該塊帶有用于引導并加熱該待供應給沖煮單元的液流的管道。配料殼架被機械地安裝在加熱器的前部上和/或加熱器的前部內。該管道在加熱器的塊中沿與配料殼架中的液流方向平行、特別是同軸的方向大致螺旋地延伸，并沿與殼架中的液流方向同軸的方向通向配料殼架內。
[0070]通常，沖煮單元具有前部和包括配料殼架的固定的后部，該前部可在用于將所述配料插入到配料殼架內和/或從配料殼架移除所述配料的開啟位置與用于在沖煮單元中沖煮這種配料的閉合位置之間移動，該前部特別是從這種機器的最外部殼體縮進和伸出地移動和/或與殼架中的液流方向同軸地移動。
[0071]該飲料機可具有帶有PCB的控制單元，該PCB鄰近加熱器大致豎直地延伸和/或大致垂直于液體通過殼架的流動方向(527)延伸。
[0072]—般而言，通過避免使用未定位的或自由浮動的柔性的無彈性、可變形電纜、電線或管件，減少了在液體食品和飲料制備機的裝配過程期間的操作數量，特別是減少了人工干預的數量。因此，相應減少了制造和裝配成本以及由于人為失誤引發故障的風險。通過避免無法自動定位的柔性的無彈性和可變形構件，可提高裝配的自動化。此外，通過如上所述在飲料制備機的構件之間提供可非破壞性地分離的電氣、機械和流體連接，極大地有助于機器的維護和修理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0073]現將參照示意圖對本發明進行描述，其中:
[0074]-圖1示出在根據本發明的裝配期間的飲料機的內部；
[0075]-圖2示出下行模塊和控制模塊的分解圖；
[0076]-圖3a示出用于本發明的制造方法的預裝配的下行模塊，圖3b示出該模塊的截面圖；
[0077]-圖4示出在本發明的制造過程期間控制模塊與下行模塊的一部分之間的裝配；
[0078]-圖5示出用于本發明的制造方法的控制模塊，該模塊的分解圖在圖6中示出；
[0079]-圖7示出安裝在這種控制模塊的PCB上的流量計；
[0080]-圖8和圖9示出剛性安裝在PCB上和加熱器中的電子元件的裝配；
[0081]-圖10至圖12示出剛性安裝在PCB和加熱器上的傳感器的裝配；
[0082]-圖13示出電源構件與PCB之間的電源連接件；
[0083]-圖14a和圖14b以及圖15a和圖15b示出根據圖13所示的電源連接件的第一和第二方向的偏斜；
[0084]-圖16和圖16a示出用于本發明的制造方法的預裝配的上行模塊；以及
[0085]-圖17a至圖18b示出預裝配的上行模塊和預裝配的下行模塊之間的連接。
【具體實施方式】
[0086]如上所述，本發明一方面涉及用于制造飲料制備機的全自動或大部分自動方法以及容許這種自動化裝配方法的機器構型。
[0087]圖1至圖18b示出了飲料制備機在制造過程期間的不同部件和組件，其中特別側重于使它們適于自動裝配的特征。通常，這種類型的飲料制備機適于制備咖啡、茶和/或包括湯和類似的食品制備品的熱飲。循環至沖煮室的液體的壓力可例如達到約10至20atm。
[0088]圖1總體上提供了可存在于根據本發明制造的飲料制備機的內部構件的總圖。在飲料制備機的透視圖中，這些構件被示出為安裝在殼體1000中。殼體1000界定出用于接納所使用的膠囊收集器和承滴盤布置結構(例如在EP1867260中所公開的類型)的腔室1050。機器的后部布置成接納水罐。PCT/EP09/053139中示出具有這種類型的機器的水罐、膠囊收集器和承滴盤收集器的外部視圖。
[0089]例如，殼體1000由兩個諸如總體上為蛤殼的半外殼形成，其中之一用作接納用于將飲料機的內部構件和模塊裝配到殼體1000內的支承件。因此，在裝配期間，所有內部構件和模塊可設置并連接在一個半外殼內。構件之間及模塊之間的連接可在裝配到外殼內之前和/或在裝配到外殼內時進行。當所有內部構件和模塊在半外殼內處于適當位置并被連接時，使用第二半外殼閉合殼體1000，尤其通過將第二半外殼夾靠在第一半外殼上和/或通過扣合。構件和模塊優選地通過將構件和模塊通過夾持、扣合、夾固、擠壓或構件和模塊在殼體1000的相匹配的內部幾何形狀、特別是殼體的壁和隔板內的任何其它幾何固定進行固定。因此，不需要螺釘、鉚釘、粘膠、焊接或其它復雜的用于機械裝配的連接件和/或很難拆卸的連接件來將內部構件和模塊固定在殼體1000內。這極大地簡化了飲料制備機的裝配及后續可能的維護和/或維修。
[0090]所述飲料制備機具有沖煮單元500，該沖煮單元用于接納待制備的飲料配料、特別是被供應到本領域所公知的膠囊或易理包內的預分成份的配料。沖煮單元500構造成用于引導諸如水的液體入流經過配料到達飲料出口 510。
[0091]此外，所述飲料制備機具有嵌入式加熱器，例如熱塊600 (在圖2至圖4中更詳細地示出)，以用于加熱待供應給沖煮單元500的液流。經由泵800從安裝在流體連接器700上的儲器形式的液源驅動液體通過加熱器600，這些部件均相互連接。因此，該飲料制備機具有各種連接部件，尤其是管件或具有管道或通路5’、5’ ’、200、505的其它部件，以用于將液體從儲器700引導至飲料出口 510。
[0092]為了控制飲料制備機，該機器包括由封裝PCB4的殼體3遮蓋的電控單元2，以用于經由接口 2b接收來自用戶的指令并用于控制嵌入式加熱器600和泵800。殼體具有用于容納流量計95的開口 3c，該流量計95直接裝配在PCB4上并連接到在殼體3外部延伸的流體回路5內。
[0093]該飲料制備機還具有一個或多個電傳感器70、95，用于感測至少一個從沖煮單元500、嵌入式加熱器600、儲液器700、腔1050中的配料收集器和泵800的特性、液體流量、液體壓力和液體溫度中選擇的操作特性，并用于將這些特征傳達給控制單元2。參照圖10至圖12對傳感器進行更詳細地描述。
[0094]如圖1還示出連接到控制單元2上的主開關2a和用于連接至電源的電纜2c。
[0095]圖2示出控制單元2和各種傳感器95的全自動預裝配模塊的透視圖，以及可全自動預裝配并且包括沖煮單元500和加熱器600的模塊的分解視圖。如下文所述后者也彼此全自動地裝配。圖3a和圖3b示出裝配后的這些不同元件。
[0096]沖煮單元500具有固定的后部和可移動的前部540，所述固定的后部包括界定出沖煮室525的后部的膠囊殼架520，所述可移動的前部界定出沖煮室的前部。前部540包括如在本領域中所公知用于在沖煮室525中的上升的壓力作用下開啟膠囊的錐狀板541。
[0097]加熱器600具有金屬塊I，該金屬塊I具有容納有介于進口 601與中心出口 602之間用于使液體循環的螺旋形管道605的周向部分。進口 601經由將在下文更詳細地說明的中間剛性管狀連接件200連接至泵800的出口 820。
[0098]加熱管道605可包括上行部分，該上行部分跟隨有下行部分，該加熱管道例如為沿水平或非豎直的傾斜軸線延伸的大致螺旋形的管道部分。這種上行和下行部分可具有變窄的橫截面，以用于促使沿其流動的水的速度增加，從而通過速度增加的水流將泡沫推到下行部分來抑制泡沫在這種上行部分中的積聚。在此構型中，管道布置成使得其截面尺寸沿該室改變，以增加通常為上部區域的區域中的流速，否則該區域可捕獲泡沫，尤其是蒸氣泡沫。這些區域中的速度增加的液體通過液體在這些區域中的快速流動將所有可能的泡沫“沖”離這些區域。為了避免這些橫截面減小的區域過熱，可例如通過調節這些部分上的電阻裝置來減少加熱器的相應部分上的加熱功率。PCT/EP08/063092中更詳細地說明了該原理。[0099]在一變型中，管道605具有沿其整個長度減小的橫截面，以提供用于沖走在加熱期間可能在其中形成的蒸氣泡沫的足夠的水流速度。
[0100]此外，塊I具有用于容納膠囊殼架520的后部的中心腔室Ib和一對一體臂610，該對一體臂在塊I的前部延伸并保持一對導銷620，每個導銷延伸穿過一個臂610。
[0101]通過由殼架520上的一對側向鎖銷521形成的卡口連接使膠囊殼架520抵靠塊I鎖定，該對鎖銷521在殼架520的后部部分在腔室Ib中順時針樞轉移動后接合在銷620的內端與金屬塊I的前部之間。殼架520具有在膠囊殼架520裝配到腔室Ib中之后覆蓋金屬塊I的上前部的上凸緣522。此外，膠囊殼架520具有經由管狀剛性結合元件524在腔室Ib內連接至金屬塊I的出口的入口 523。剛性結合元件524與O形圈密封件聯合，該O形圈密封件在卡口閉合的軸向壓力下被相鄰的管狀元件523、602壓縮，以便提供阻擋由泵800在壓力作用下供應的液體的密封組件。因此，在金屬塊I中由管道605形成的剛性流體通道經由剛性元件524和入口 523延伸至沖煮室525內。
[0102]預裝配的加熱器600和膠囊殼架520經由兩個驅動桿545固定到沖煮單元500的前部540內。前部540具有允許膠囊殼架的豎直的底座530通過的開口底部(未示出)并具有一對用于使在桿545的一端的連接器546通過的橫向地延伸的側窗551。連接器546的內側在前部540內部可樞轉地安裝在加熱器的銷620上并在前部540外部固定地裝配在位于可樞轉的U形手柄560的端部561的凹槽562中。桿545的另一端具有輪547 (例如包括滾珠軸承)，輪547布置成在相應的前部540內部的豎直凹槽552中上下移動。
[0103]因此，當末端561和連接器546通過手柄560上的上下動作而被來回樞轉時，桿545的輪547在凹槽552中上下移動而沿窗551來回拉動連接器546，從而使沖煮單元500的后部520和前部540彼此靠近和遠離。當前部540與后部520隔開時，可經由上部開口542將膠囊插入部件520、540之間，然后當前部540后移抵靠在后部520上時膠囊被封裝在膠囊室525中。在沖煮單元500的這些開啟和閉合操作期間，前部540將縮進和伸出外殼體1000。共同未決的申請PCT/EP08/060463中更詳細地對膠囊插入和移出膠囊室525以及類似的沖煮單元的結構細節進行了說明。
[0104]此外，后部520的底座530具有一對伸入飲料機的殼體1000內的鉚銷531，以便鉚固后部520與加熱器600并允許前部540在桿560的動作下在殼體1000內移動。
[0105]對于技術人員來說顯而易見的是,膠囊殼架520、金屬塊1、前部540、桿545、手柄560、結合元件524均為剛性的并且不難由例如機器人或自動設備的自動裝配系統操縱，以用于其全自動裝配。
[0106]如在圖3b中更詳細地示出的，帶有金屬塊I的加熱器600設置成經由出口 602和中間管件524與膠囊殼架520直接流體連接。膠囊殼架520通常具有杯狀的形式以抵靠帶有錐狀板541的前部540封裝膠囊。膠囊殼架520包括一個或多個膠囊開啟件，例如穿刺刀片526，所述膠囊開啟件用于提供將液體噴射到膠囊內的配料中的開口，該膠囊被保持在膠囊殼架525中。因此，沖煮單元500包括膠囊開啟裝置，例如刀片526，該膠囊開啟裝置設置在沖煮室525中并布置成通過其在大致水平方向527上的穿透而開啟膠囊，特別是通過沿水平方向527閉合前部540并從而在閉合運動中將膠囊推靠在膠囊開啟裝置上。沖煮室525具有液體循環流，該液體循環流從中間管件524大致水平地沿沖煮室延伸至前部540，特別是延伸至前部540的錐狀板541。[0107]此外，液體沿大致平行于沖煮室525中的流動方向527、特別是與其同軸地循環通過金屬塊I。更具體地，液體布置成經由管道605經過加熱器600，管道605沿與通過膠囊殼架的流動方向平行的、特別是同軸的大致水平方向527螺旋地延伸。此外，此方向將平行于如上所述的前部540的伸縮運動。
[0108]因此，沖煮室525和帶有金屬塊I的加熱器600被幾何地、機械地和流體地裝配、結合并聯合，這使得這兩個構件顯著集成、節省了空間并使裝配簡化。
[0109]此外，仍如圖3b所示，控制單元2具有PCB4，該PCB鄰近加熱器600大致豎直地和/或大致垂直于液體通過膠囊室525和金屬塊I的大致流動方向527延伸。此構型使得沖煮單元500、加熱器600和帶有PCB4的控制單元I在飲料機中進一步集成。
[0110]此外，加熱器600的后部通過連接元件、特別是類似螺釘的元件630安裝在控制單元2、特別是控制單元2的殼體3上。如將在下面說明的，傳感器和連接器以剛性方式從控制單元I延伸到加熱器600內，使得控制單元2與加熱器600的裝配可以是全自動的。
[0111]熱塊600和控制單元2的略有變化的變型在圖4至圖6中示出，其中相同的附圖標記總體上表示相同或類似的元件。
[0112]控制單元2經由殼體3的卡扣3a固定至加熱器600的金屬塊I的后部，當殼體3沿箭頭3’的方向裝配到金屬塊I上時，這些卡扣與金屬塊I的表面中的相應的凹部Ia配
八
口 ο
[0113]控制單元2的兩部分殼體3在所有方向上封裝PCB4，特別是以基本上密封的方式，以便保護板4抵抗機器中的液體和蒸氣。殼體3的兩個部分可通過螺釘3b或任何其它適合的裝配手段如鉚釘、膠粘、焊接等進行裝配。控制單元2與經由殼體3與PCB4連接的主開關2a和兩個控制開關2b相關聯。當然可使用包括屏幕或觸摸屏的更精密的用戶界面。PCB4包括:電源連接器80，該電源連接器用于經由穿過殼體3中的相應開口延伸的電源銷11向金屬塊I供應電加熱功率；用于液體食品或飲料制備機中的一個或多個其它電氣設備的其它電連接器4a，例如如果需要為用戶界面、泵、風扇、閥、液體冷卻元件等；以及連接至電源用于中心電力供應的連接器4b。為了避免經由自由浮動的柔性電纜或電線手動將泵800電連接至控制單元2，可以將柔性的無彈性電纜預裝配到PCB4上，該PCB4包括與柔性電纜或電線連接的可分離部分并形成用于泵800的插頭或插座。因此，在裝配期間，PCB4的可分離部分可被撕開或斷開并自動地與泵800連接。
[0114]熱塊600包括電氣元件，即與插頭部件52連接的溫度傳感器70 ;熱熔斷器75 ;在腔中的形式為雙向三極管開關的電源開關60，該電源開關的開口形成在突出的壁102之間；以及帶有插銷11的加熱電阻器(未示出)，這些插銷11被剛性地固定在金屬塊I中并剛性地連接至PCB4，如將在下面結合圖8至圖15b所更詳細描述的。此外，PCB4經由剛性連接器或電纜91電連接至流量計的霍爾傳感器90，該流量計設置在飲料制備機的水回路中，通常在泵800與水或其它液源如水或液體儲器之間，或在泵與加熱設備之間，或在加熱器內。
[0115]因此，這些電氣元件可被自動預裝配在與它們相配合的控制單元上或飲料制備機的部件上。這些電氣元件的剛性及控制單元和接收的機器部件的剛性允許這些電氣元件的全自動預裝配。
[0116]此外，PCB4可帶有微控制器或處理器以及可能地石英鐘，以用于基于使用流量計測得的循環液體的流量和使用溫度傳感器測得的被加熱的水的溫度來控制傳遞到電阻加熱元件的電流強度。為了提高溫度控制的精度，可將一個或多個溫度傳感器結合到金屬塊I內和/或沖煮室525內和/或金屬塊I的上游或在金屬塊I的進水口 601或出水口 602處。控制器或處理器還控制飲料制備機的其它功能，例如泵800、供水儲器中的液位檢測器(未示出)、閥(未示出)、用戶接口 2a、2b、電源管理裝置(未示出)、自動飲料配料供應器如集成的咖啡碾磨器或者配料膠囊或易理包的自動供應器(未示出)等。
[0117]圖7示出用于根據本發明的液體食品或飲料制備機的流量計95的根據本發明的另一實施例。流量計95包括霍爾傳感器90’，該霍爾傳感器作為PCB4的一體構件或作為通常通過焊接剛性地安裝或連接在PCB4上的獨立構件結合在PCB4上。流量計95還結合在上游水循環回路5中并經由霍爾傳感器90’連接至回路5的入水管5’和出水管5’’。水管5’、5’’可以是柔性的無彈性的，例如由硅制成，或者是剛性的以有利于自動裝配。流量計95包括水經其循環的內部磁性螺旋體或旋轉器(未示出)。水流在流量計95內驅動磁性螺旋體或旋轉器以正比于水的流速的角速度旋轉，從而導致由磁性螺旋體或旋轉器所產生的磁場相應地旋轉，該磁場由霍爾傳感器90’檢測并被轉換為PCB4上相應的電信號。
[0118]流量計95的這種構型對應于圖1至圖3b所示的飲料制備機的實施例。如所示的，流量計95直接固定到PCB4上并延伸通過控制單元2的殼體3的底部處的開口，從而流量計95的入口和出口設置在控制單元2外部并可連接至機器的流體回路，在此情況下位于用于儲液器的連接器700與泵800之間。
[0119]通過直接在PCB4上設置帶有霍爾傳感器90’的流量計95，液體食品或飲料制備機的相應制造步驟無需人工干預。它們包括較少的構件，特別是沒有另外的連接器連結，例如電纜，從而減少了飲料制備機的裝配的生產成本并提高了其可靠性，因為包含的部件較少從而還減少了人工因素。圖4和圖5示出了流量計的次優選構型，其中傳感器90安裝在PCB4的可分離部分上并經由預先連接的電纜91連接至PCB4。在此情況下，在傳感器90的可分離的PCB部分與其余的PCB4分離之前，電纜91在其制造時安裝在PCB4上。
[0120]在使用期間，例如通過使用泵使待加熱的液體經由流量計95循環，然后循環通過加熱器600的入口 601、通過螺旋形的加熱管道605并通過加熱器600的出口 602進入沖煮室525以用于沖煮容納在其中的配料。PCB4上的控制器布置成控制雙向三極管開關60，以用于基于借助于流量計95進行的液體流量測量和借助于連接至插頭部件52的溫度傳感器70進行的被加熱液體的溫度測量來調節經由電源銷11傳遞到金屬塊I中的加熱電阻器的加熱電流。
[0121]圖8和圖9更詳細地示出根據本發明的形式為雙向三極管開關60的單獨電源構件向加熱器600的金屬塊I和向PCB4的剛性裝配，其中相同的附圖標記表示相同的元件。但是圖8示出該裝配的分解透視圖，圖9示出該裝配的截面圖。
[0122]金屬塊I具有用于接納電源構件60的凹部101，該金屬塊的一部分在圖8和圖9中示出。開口形成在突出的壁102之間的凹部101與例如形狀為彈簧片的彈簧元件103相關聯，該彈簧元件例如經由螺釘104裝配在金屬塊I上。當然可使用其它彈簧和裝配系統，例如，彈簧片可與金屬塊I 一體形成或焊接在金屬塊I上以減少部件數量。彈簧元件103在構件60被插入凹部101內時將電源構件60推靠在金屬塊I中的凹部101的壁102上，以將構件60固定在塊I中并提供塊I與構件60之間的最佳接觸。
[0123]電源構件60具有一個或多個剛性地連接至PCB4的剛性電插銷61，例如三個用于圖8和圖9所示的雙向三極管開關的銷。此外，電源構件60覆蓋有可選的例如由硅制成的罩帽62以及可選的圍繞其插銷61的不導電套盒63,罩帽62可有助于將電源構件60固定在凹部101中，套盒63將電源構件60的主體與PCB4隔開并保護銷61免受環境的影響。此夕卜，罩帽62和套盒63提供了圍繞電源構件60的電絕緣。
[0124]因此，金屬塊I通過經由塊I并可選地經由經塊I循環的水排散電源構件在使用期間所產生的熱量而用作用于電源構件60的散熱器。為此，塊I由諸如鋁或鋼的金屬構成和制成，這使來自電源構件的熱量沿經過塊I的散熱路徑的排放最佳。
[0125]電源構件60可為開關或調節元件，例如如上所述的雙向三極管開關，以用于調節所需的供應給電阻裝置如加熱電阻器的電功率，從而在金屬塊I中產生所期望的熱量以便將循環水加熱至適當溫度。
[0126]對技術人員來說顯而易見的是，剛性構件60以及向加熱器600和PCB4的連接部分使其完全適于其全自動裝配。
[0127]圖10至圖12示出獨立的電子元件70在金屬塊I內和PCB4上的剛性裝配，其中相同的附圖標記表示相同元件。此電子元件可為傳感器，例如溫度傳感器、熱熔斷器或另外的類似構件，例如用于提供流經諸如加熱電阻器之類的電阻加熱裝置的電流反饋的電流表。為了進行說明，示出了熱傳感器70，該熱傳感器用于控制經由銷11傳遞到加熱電阻器的加熱電流并調節金屬塊I中產生的熱量。熱傳感器70可例如設置在金屬塊I的入口 601或出口 602處或它們之間。可使用若干熱傳感器以允許對流經金屬塊I的水的加熱進行更精確的控制。
[0128]加熱器600的金屬塊I具有用于接納電子元件70的凹部111，該金屬塊的一部分在圖10至圖12中示出。凹部111形成在突出的壁112之間并在金屬塊I的表面下方延伸。
[0129]傳感器70具有連接器插座71，傳感器元件72通過該連接器插座與插座71的相對側上的扁平電連接器73相結合。傳感器的連接銷73與PCB4的扁平插銷51 (其一在圖11中示出)相接觸。銷51經板4的插頭部件52延伸到插座71內，以用于與傳感器70的相應連接銷73相接觸。當在體部I的壁112之間推動連接器插座71時，傳感器元件72定位在金屬塊I的凹部111中。如圖5所示，插頭部件52經由相應開口延伸通過殼體3。或者，插頭部件52可與殼體3 —體形成并電連接至PCB4。
[0130]當傳感器70為溫度傳感器時，傳感器元件72的電氣特征取決于凹部111中的溫度，該溫度將用于在間接評估方法中評估金屬塊I在此部位的溫度并還可選地評估在金屬塊I中循環的水的溫度。
[0131]傳感器元件72例如可為NTC (負溫度系數)電阻器或PTC (正溫度系數)電阻器。
[0132]這種傳感器構型容許可靠地測量加熱器的相應部位中的溫度、快速反應(低慣性)并提供優良和可靠的電接觸系統。
[0133]傳感器70可被預裝配到例如由熱塑性材料制成的插座71內，并在全自動方法中被裝配到金屬塊I中和PCB4上。可使用例如環氧化合物將傳感器70膠粘在金屬塊I內。然后可通過以與傳感器元件72連接的方式將插座的扁平連接器73壓入插座71的連接槽內來連接預裝配的傳感器70。然后PCB4與殼體3 —起經由插頭70和插銷51安裝在插座52上。也可以將傳感器71首先裝配在PCB4上，然后抵靠控制單元2安裝加熱器600使得傳感器71位于加熱器600上的正確位置處。[0134]因此，帶有金屬塊I的熱塊與PCB4的裝配無需操縱任何柔性的無彈性部件，因此可在不需要任何人工干預的情況下自動執行裝配。此外，傳感器70本身的裝配僅需要低成本構件。因此，傳感器70在金屬塊I上的裝配及其與PCB4的連接能夠顯著地節省成本。
[0135]圖13是自定位的剛性電源連接器80在如通過與圖13至圖15b相關聯的相應箭頭所示的xyz正交坐標系中的透視圖，該電源連接器用于將加熱電阻器連接至PCB4并用于向該加熱電阻器或從該加熱電阻器傳遞電加熱電流。圖14a和圖14b從一方向、圖15a和圖15b從另一方向分別示意性地示出電源連接器80在y向和X向上的自定位。
[0136]電源連接器80通常是基于金屬的，并可尤其含有提供充分的導電性、機械強度和彈性的鋼、鋁和/或銅合金。
[0137]電源連接器80在一對扁平底座81之間延伸以用于連接至PCB4。每個底座81連接至扁平的大致豎直的彈簧部件82的底部。豎直的彈簧片82的上部經由橫向彈簧部件83連接在一起，橫向彈簧部件83包括在一對傾斜的中間部分85、85’之間的扁平中心水平部分84。豎直部件82、橫向部件83的中間部分84和傾斜部分85、85’在該對底座81上呈大致M形布置。橫向部件83還包括帶有貫通通道的插座86，通過該貫通通道固定從金屬塊I延伸的電插銷11。
[0138]圖14a、圖14b、圖15a和圖15b示意性地示出經由電源銷11裝配到金屬塊I中的加熱電阻器(未示出)上的電源連接器80，其中相同的附圖標記表示相同元件。電源銷11從金屬塊I的表面豎直延伸并固定在橫向部件83的插座86的貫通通道中。為了使示圖簡化，圖14a至圖15b中未示出如圖4至圖6所示的在PCB4與金屬塊I之間延伸的殼體3。
[0139]電源連接器80的底座81例如通過鉚釘或焊接81’或任何其它適合的裝配手段電連接并固定在PCB4上。金屬塊I面向PCB4，使得電源銷11延伸穿過殼體3中的相應孔并經由板4中的貫通開口 55延伸穿過板4到達板4的另一側，然后被固定在電源連接器80的貫通通道86中。電源銷11與橫向部件83之間的連續電連接可通過貫通通道86中的壓配合或焊接銷11實現。
[0140]電源連接器80允許貫通通道86在參照與圖13至圖15b相關聯的xyz坐標系的X向和y向上具有小的位置移動。不同的移動方向由容許沿相應方向移位的彈性的彈簧片部件82、83的不同定向、特別是垂直定向來提供。
[0141]圖14a和圖14b從一方向、圖15a和圖15b從另一方向分別示出裝配到電源銷11上的連接器的插座86沿y向和X向的移位。插座86沿X向和y向的移位分別通過豎直的彈簧片82的小彎曲和傾斜的中間部分85、85’的小彎曲來實現。
[0142]圖14a和圖15a示出恰好延伸通過貫通開口 55的中間并通過插座86的貫通通道的電源銷11，它們均沿基本上相同的軸線延伸。在此構型中，電源銷11定位成與電源連接器80相符合/對齊，因此該電源連接器在其豎直的彈簧片82上和傾斜的中間部分85、85’上不承受任何移位彎曲應力。
[0143]相比之下，圖14b和圖15b示出偏心地通過貫通開口 55延伸的電源銷11。與電源銷11對齊的插座86的貫通通道相對于貫通開口 55相等地偏心。在此情況下，PCB4未與加熱器的電源銷11完全對齊，并且電源連接器80通過其豎直的彈簧片82在X向上的彎曲(如圖15b所示)或其橫向彈簧部件83在y向上的彎曲(如圖14b所示)自行改變其在插座86中的貫通通道的位置，以與銷11的位置精確匹配。為了便于將電源銷11插入插座86的貫通通道內，插座86的下部86’具有布置成大致漏斗狀或截錐形以接納電源銷11的大致錐形的上端。
[0144]插座86為適應電源銷11的位置所形成的移位可由于PCB4上的一對電源連接器80的相對位置與金屬塊上的一對相應的電源銷11的相對位置之間的差異一例如制造公差或與溫度相關的不同的膨脹機制一而產生。此外，剛性連接至PCB和飲料制備機的固定部件、尤其是金屬塊的其它電氣元件——例如類似于圖5至圖9所示的溫度傳感器和電源調節器或開關一的相對位置可在電源連接的平面上產生移位。
[0145]在使用期間，經由第一電源連接器80、第一電源銷11、金屬塊I中的加熱電阻器(未示出)、第二電源銷11、第二電源連接器80來自和返回PCB4的電流由例如圖8和圖9所示的雙向三極管開關60的電源開關或調節器進行控制。
[0146]圖14a和圖14b還示出了如何通過電源連接器80控制底座81和傾斜部分85、85’在PCB4上的相對位置的誤差。如所示的，底座81和傾斜部分85、85’在x向上并未完全對齊，而是彼此略微偏移。但是，此偏移由橫向部件83的相應的彈性偏斜完全補償而未在PCB4中或電源連接器80中產生過大應力。同樣，如果當電源連接器處于釋放狀態時PCB4上用于鉚固底座81的兩個鉚固部位之間的間距大于或小于底座81之間的間距，則部件82的相應彈性偏斜能夠吸收這種間距差異而不會在電源連接器80或PCB4中產生過大或有害的應力。
[0147]測試表明，在圖13至圖15b所示類型的、在底座上方具有約1.3cmX Icm的總寬度和高度并且由具有約3mmX0.2mm或0.3mm的截面的彎曲葉片型導電金屬彈簧部分制成的M形電源連接器的情況下，可在高于IOamps的電流和約80°C的溫度下保持良好的電接觸和機械接觸時，能夠在所有方向上承受和補償的位置偏移可在3%至8%的范圍內、特別是約5%,或在0.25mm至0.7mm的范圍內、通常約0.4_。
[0148]因此，使用這種允許其連接部分86相對于其用于連接至PCB4的基部81在一個或多個方向上具有小的移位的電源連接器，可對預裝配或預成形的加熱元件連接器的小的位置公差進行補償并且在高電流和升高的溫度條件下仍能提供良好的電接觸性能。
[0149]因此，使用這種將其插座86自行定位在插銷11上的電源連接器80，可以提供用于高電流的無電纜的精確和連續接觸，特別是在加熱器上的電阻加熱裝置與在PCB4處的電源之間。缺少柔性的無彈性電纜提高了集成水平，有利于提高設備的制造自動化水平并通過減少了人為因素而降低了其生產成本及提高了其可靠性。
[0150]圖16和圖16a示出了連接至用于儲水器的連接器700的泵800，其中相同的附圖標記總體上表示相同或相似的元件。圖16a是上游泵連接器的截面的放大圖。用于儲水器的連接器700可固定在飲料制備機的殼體1000中。
[0151]振動泵是通常用于飲料制備機中的泵的示例。振動泵向被循環的液體提供了可靠的壓力形式。特別地，泵800將水從低壓系統驅動至例如用于制備濃咖啡的咖啡機中所需的較高壓力。為了使泵800向飲料制備機的其它部件傳遞的振動最小化，泵800可安裝在被固定在殼體1000的底部上的如圖1所示的彈簧850上或如圖16所示的具有具底座861的可變形的彈性環860上。EP08157066.5中公開了泵減振裝置的示例。
[0152]如可從圖16中所看出的，低壓系統5在水罐連接器700、流量計95和用于泵800的泵連接器870之間形成連結。[0153]低壓系統和泵支承件860均由橡膠制成。泵支承件860和用于低壓系統的連接器700、870的集成減少了部件數量、使裝配簡化并從而降低了成本。
[0154]圖16示出連接至低壓水循環系統的管件5’、5’ ’的水罐連接器700。該管件將儲水器(未示出)連接至泵800。在連接器700下游，流量計95設置在管狀區段5’、5’’之間。流量計95在管件5’、5’’的中間部分連接在與管道5’、5’’ 一體形成的中間管件出口 5a’和入口 5a’ ’之間。
[0155]事實上，管件5’、5’’、管件的罐連接器700、管件5’、5’’的中間出口 5a’和入口5a’ ’、泵支承件860和泵連接器870形成單個構件，這適合于通過提供定位部件而被自動地操縱。當然，盡管可以使用例如由硅制成的柔性的無彈性管狀部段5’、5’ ’，端部部分700、870和中間部分5a’、5a’ ’可被例如通過使用振動斗自動地定向和在空間定位，以用于其在飲料制備機內的全自動操縱和裝配。
[0156]這些低壓管件部件和泵支承部件的集成使飲料制備機的獨立的部件數量減少，從而使部件的總數減少。因此，使飲料制備機的裝配得以改進、成本降低并且實現無需人為干預的自動裝配方法。
[0157]另外，由于連接器的數量減少，通過消除可產生泄漏的薄弱部位而實現系統的更好壓縮。通過一體形成泵支承件860，在具有相同的泵性能的情況下，泵體所占據的空間減少。一體形成在水罐連接器與泵之間的流量計的布置是可選的。例如，流量計可在泵的下游設置在嵌入式水加熱器之前或之后。
[0158]泵800可為飲料制備機領域中所公知的振動泵。活塞可移動地安裝在泵的腔室(未示出)內。優選地，可在泵的腔室內設置彈簧以在活塞上施力。此外，可在泵的腔室的外緣中設置電磁螺線管以驅動活塞。因此，由于借助于該螺線管的致動而實現活塞在泵的腔室內的軸向往復移動。泵的腔室連接至泵800的液體入口 810和液體出口 820。活塞通常包括孔，該孔可由閥選擇性地封閉以在活塞往復移動期間將液體從泵800的液體入口 810泵送到泵800的液體出口 820。入口 810具有被壓配合到例如由硅制成的連接器870的出口內的齒狀外連接部，以便在泵800與流體回路5之間提供水密密封連接。
[0159]在一變型中，泵支承件860包括柔性的電連接裝置，例如電線。從而，支承件860內的電連接裝置可連結至連結控制單元2與泵支承件860的剛性電連接件。這種剛性電連接件可被全自動地操縱和裝配。
[0160]圖17a和圖17b示出剛性流體連接組件200的透視圖。組件200包括用于連接泵出口 820的剛性管道與朝向加熱器600的剛性管部件208的連接器209。在管狀連接件的泵的一側上，連接器209優選地形成為出口 820的一體部分。也可在泵的上游設置類似的剛性管狀系統(未示出)。
[0161]每個管部件208包括用于引導管部件208內的液體的孔208a。每個管部件208的孔208a經由圓形支承件210a與相應的管狀部分連接。
[0162]圓形支承件210a優選地具有直徑為d2的圓形開口，該直徑d2大于管部件208的外徑dl。圓形支承件210a因此設計成用于接納管部件208。
[0163]如可在圖18a中看出，連接器209還包括安裝在用于管部件208的圓形支承件210a的彈性密封部件210。彈性部件210優選地為適于密封連接器209的O形圈等。
[0164]此外，連接器209包括與待被連接至連接器209的管部件208相互作用的緊固裝置223。緊固裝置223優選地為與優選地圓形的凹槽223b相互作用的鎖環或鎖箍，凹槽223b設置在待被連接至連接器209的管部件208的橫向表面處。從而，鎖環223被保持在設置在連接器209的凹部223a內。因此，由于緊固裝置223，如所示的可實現兩個管狀部件之間的穩定連接。
[0165]該連接器還包括連接孔208a和圓形支承件210a的倒角部分210b。
[0166]當管部件208被連接至連接器209時，管部件208僅借助于彈性部件210和緊固裝置223被支承在圓形支承件210a內。從而，倒角部分210b允許管部件208相對于連接器209樞轉移動。
[0167]如圖18b所示，為了裝配兩個管狀部件，將彈性密封部件210引入連接器209的圓形支承件210a內。然后，將管部件208引入圓形支承件210a內。管部件208相對于連接器209的位置通過被滑入專用凹部223a內的緊固裝置223固定。緊固裝置223和連接器209的倒角部分210b設計成能夠實現管部件208在連接器209內的樞轉移動。從而，彈性密封部件210在連接器209內的位置通過緊固裝置223固定。
[0168]因此，例如由運行中的泵800所施加的振動可在此連接處被吸收而不會明顯傳輸通過流體回路。此外，由于布置在管狀部件之間的彈性密封部件210，更進一步增強了對振動傳輸的抑制。
[0169]此外，通過提供所描述的布置結構，該布置結構包括連接至振動泵800的剛性管部件208代替柔性的無彈性管部件，可使泵800和管部件208的裝配方法自動化。因此，可防止在裝配方法期間的人為干預，并因此可降低設備的裝配成本。也可在泵800的上游、在泵800與連接器700之間設置相同類型的剛性連接件。
[0170]為了進一步抑制振動從泵下游傳遞到飲料制備機、特別是加熱器600，在管件208與加熱器600的入口 601之間設置類似的連接件。
【權利要求】
1.一種用于飲料機的控制單元，其特征在于，所述控制單元具有一可分離部分，該可分離部分通過預裝配的柔性的連接件連接到所述控制單元。
2.根據權利要求1所述的控制單元，其特征在于，所述控制單元具有PCB，所述可分離部分是PCB的一部分。
3.根據權利要求1或2所述的控制單元，其特征在于，所述可分離部分支承一流量計。
4.一種具有傳感器的流量計，其特征在于，所述傳感器與飲料機的控制單元的PCB集成在一起。
5.根據權利要求4所述的流量計，其特征在于，支承所述傳感器的所述PCB的部分是可分離的。
【文檔編號】A47J31/44GK103505057SQ201310483303
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2009年3月23日 優先權日:2008年4月22日
【發明者】S·埃米瑟格爾, L·布勒, S·埃特爾, U·高登茨, G·加維勒, T·霍德爾, A·科萊普, M·朗, M·邁爾, P·莫利, R·莫瑟爾, P·普萊西格, R·申克, R·施瓦布 申請人:雀巢產品技術援助有限公司