Dispositivo y método para controlar el llenado de una taza en una máquina expendedora de bebidas, como por ejemplo una máquina de café.

Dispositivo para controlar el llenado de un receptáculo (3) con líquido,

por una máquina expendedora de bebidas (1), el cual comprende:

medios (8) para el llenado del receptáculo con líquido;

medios de control (21, 5, 50), que actúan de forma que ordenan la interrupción de los medios de llenado;

medios de marcado visual (20, 40, 41, 9), para el marcado del nivel de llenado del líquido en el receptáculo;

medios de emisión de una señal (20, 22, 40, 20B, 40B) hacia el receptáculo;

medios de recepción de una señal incidente (21, 23, 24, 21B), que reciben la señal incidente (42, 42B), que retorna del receptáculo,

los medios de control (21, 5, 50) estando configurados de forma que:

-procesan la señal incidente (42, 44, 42B), midiendo sobre la base de esta señal por lo menos, una variable representativa del nivel de llenado del receptáculo; y

-ordenan la interrupción de los medios de llenado (8), cuando la variable alcanza o excede un cierto umbral predefinido,

caracterizado por el hecho de que los medios de recepción de la señal incidente comprenden una serie de receptores fotoeléctricos,

siendo la al menos una variable un desplazamiento de una señal de luz incidente medido por la serie de receptores fotoeléctricos

Dispositivo y método para controlar el llenado de una taza en una máquina expendedora de bebidas, como por ejemplo una máquina de café.

El campo de la invención se refiere a máquinas para la expendición de bebidas, como por ejemplo, máquinas de café o aparatos similares.

Ciertas máquinas expendedoras de bebidas emplean cápsulas que contienen ingredientes para ser extraídos o para ser disueltos; en otras máquinas, los ingredientes están almacenados y se dosifican automáticamente en la máquina, o bien se añaden en el mismo momento de preparación de la bebida.

La mayor parte de máquinas de café poseen unos medios de llenado, que comprenden una bomba para líquidos, habitual-mente agua, la cual bombea el líquido a partir de una fuente de agua que está fría o bien se ha calentado mediante unos medios de calentamiento, como por ejemplo, una resistencia de calentamiento, un termobloc o similares.

El llenado de la bebida en el receptáculo, tal como una taza o un vaso, está habitualmente controlado de varias diferentes maneras.

En ciertas modalidades, el control del llenado puede hacerse mediante el almacenamiento de varios programas de llenado, en un controlador que ordena él mismo el momento de activación de la bomba y desactiva la bomba mediante un relé. Aparece un inconveniente por el hecho de que en función del estado de la máquina, por ejemplo el grado de extensión de la formación de cal, el volumen suministrado realmente puede variar de forma significativa. Como consecuencia, el control de llenado se efectúa habitualmente empleando un flujómetro y una unidad de control que cuenta el número de impulsos registrados en el flujómetro colocado en el circuito de suministro del fluido. Sin embargo, un inconveniente es que es necesario proporcionar una serie de botones de accionamiento en función del número de diferentes volúmenes a suministrar. Por ejemplo en una máquina convencional de café, es necesario un botón "ristretto" para un café extra corto (25 ml) , un botón "espresso" para un café corto (40 ml) y un botón "long" para cafés largos (110 ml) . Existe un riesgo real de confusión por el usuario no acostumbrado al uso de la máquina; esto conduce típicamente al suministro de cafés excesivamente fuertes o que se desparrame fuera de la taza. Otro inconveniente es el de la falta de flexibilidad con respecto al usuario, el cual puede necesitar un volumen intermedio en función del tipo de cápsula o de bebida escogida. El flujómetro puede también adolecer de falta de exactitud, o bien su exactitud puede estar deteriorada a causa de la incrustación que se forma en las superficies. Otro inconveniente aparece por el hecho de que el control mediante el flujómetro no tiene en cuenta la cantidad de espuma producida; esto puede conducir a un derrame de espuma en productos muy espumantes.

Otra modalidad consiste en proporcionar la activación y desactivación manual de la bomba mediante un botón, una palanca o cualesquier otros medios de accionamiento. Dicho de otra forma, solamente el usuario es responsable de interrumpir el flujo de bebida dentro de la taza. Sin embargo, esto origina varios inconvenientes. Uno de ellos es que el usuario debe permanecer atento mientras fluye la bebida; sin ello, el sistema continúa suministrando líquido; por lo tanto, el riesgo de derrame es bastante habitual. Otro inconveniente aparece por el hecho de que el control manual tal como el citado, es inexacto. El usuario puede entonces encontrar dificultades en reproducir el llenado que habitualmente desea, especialmente cuando la bebida puede producir más o menos espuma; esto puede confundir al usuario en el control del llenado de la taza con el líquido.

Otra modalidad de control, que es más compleja y más cara de aplicar, consiste en unos medios de reconocimiento de una porción de ingredientes empaquetada (por ejemplo, una cápsula) , como por ejemplo un código de barras, el cual transmite instrucciones a la máquina como por ejemplo adaptar el volumen que hay que suministrar. De la misma manera, este sistema trabaja en la activación de una bomba empleando programas registrados y en la adquisición de datos originados a partir del flujómetro.

La solicitud de patente WO 97/25634 corresponde al preámbulo de la reivindicación 1, y se refiere a un método y a un dispositivo para la detección de la posición de un objeto como por ejemplo un recipiente en una ventana diana empleando el concepto de triangulación de la energía radiante. Dicho dispositivo emplea un primer par y un segundo par de emisores y receptores y emplea un cálculo de triangulación para detectar la presencia del recipiente.

La patente US 4.458.735 se refiere a un dispositivo para controlar automáticamente el suministro de una bebida, como por ejemplo, un "batido de leche" en un recipiente hecho de papel translúcido o espuma. El receptáculo se coloca debajo de una fuente de radiación que dirige un rayo de luz contra el borde del receptáculo; dicho rayo pasa a través del receptáculo y es detectado por un detector de radiaciones situado en la cara opuesta del receptáculo. La señal recibida por el detector se compara con un nivel del valor de la señal, y cuando la señal atenuada cae por debajo del nivel del valor de la señal, el suministro se interrumpe. Dicho dispositivo no permite una suficiente exactitud de detección, en particular para receptáculos de café, debido a la manera en que la señal incidente es detectada y a continuación es comparada. Además, este dispositivo es inadecuado para receptáculos translúcidos. Finalmente, el dispositivo no permite que uno mismo pueda escoger la posición de llenado.

El objeto de la presente invención, es por lo tanto, solucionar los inconvenientes de las máquinas expendedoras de bebidas, en particular, de las máquinas de café, proporcionando un dispositivo para controlar el llenado de receptáculos, que sea sencillo de usar, fiable, que simplifique la operación de la máquina por el usuario, y que se adapte el mismo a todas las capacidades de los receptáculos empleados. La invención se aplica también más particularmente a los productos que producen espuma, controlando el llenado del producto incluyendo la capa de espuma generada.

La invención se refiere por lo tanto a un dispositivo para controlar el llenado de un receptáculo con líquido por una máquina expendedora de bebidas, que comprende medios para llenar el receptáculo con líquido; unos medios de control que actúan para ordenar la interrupción de los medios de llenado. También comprende unos medios de marcado visual para marcar el nivel de llenado del líquido en el receptáculo; unos medios de emisión de una señal hacia el receptáculo; unos medios de recepción de una señal incidente que reciben la señal incidente que vuelve del receptáculo. Los medios de control pueden estar configurados de manera que procesan la señal incidente mediante la medición en base a esta señal, al menos una variable representativa del nivel de llenado en el receptáculo, y ordenar la interrupción de los medios de llenado cuando dicha variable alcanza o excede un determinado umbral predefinido.

Dentro del contexto de la invención, el término "excede" significa una variación hacia arriba o hacia abajo en función de la variable que se monitoriza.

De acuerdo con una versión, esta variable puede ser un desplazamiento del rayo incidente medido por una serie de receptores fotoeléctricos. Esto provoca que el control del desplazamiento sea especialmente exacto, y en particular menos sujeto a variaciones de factores externos tales como vapor, color del receptáculo, naturaleza de la bebida (líquido/espuma) , etc.

Pueden tomarse también varias variables en combinación, por ejemplo, para mejorar la exactitud de la detección. Por ejemplo la detección puede estar con una y al mismo tiempo relacionada con un desplazamiento del rayo incidente y relacionada con la intensidad de este rayo. En particular, una variación de la intensidad de la señal incidente puede ser detectada sobre varios receptores fotoeléctricos dispuestos por ejemplo, en por lo menos una hilera. De esta forma, una variación combinada tanto del desplazamiento detectable por varios receptores fotoeléctricos como de la intensidad de la señal sobre por lo menos uno de los receptores fotoeléctricos hace posible garantizar una mejor exactitud de la detección y por lo tanto la respuesta a la orden de interrupción de los medios de llenado.

De preferencia, los medios receptores se colocan de tal manera que reciben el rayo incidente que viene... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para controlar el llenado de un receptáculo (3) con líquido, por una máquina expendedora de bebidas (1) , el cual comprende:

medios (8) para el llenado del receptáculo con líquido;

medios de control (21, 5, 50) , que actúan de forma que ordenan la interrupción de los medios de llenado;

medios de marcado visual (20, 40, 41, 9) , para el marcado del nivel de llenado del líquido en el receptáculo;

medios de emisión de una señal (20, 22, 40, 20B, 40B) hacia el receptáculo;

medios de recepción de una señal incidente (21, 23, 24, 21B) , que reciben la señal incidente (42, 42B) , que retorna del receptáculo, los medios de control (21, 5, 50) estando configurados de forma que:

- procesan la señal incidente (42, 44, 42B) , midiendo sobre la base de esta señal por lo menos, una variable representativa del nivel de llenado del receptáculo; y

- ordenan la interrupción de los medios de llenado (8) , cuando la variable alcanza o excede un cierto umbral predefinido,

caracterizado por el hecho de que los medios de recepción de la señal incidente comprenden una serie de receptores fotoeléctricos, siendo la al menos una variable un desplazamiento de una señal de luz incidente medido por la serie de receptores fotoeléctricos 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios de marcado visual del nivel son:

- unos medios emisores de luz (20, 40, 41, 43) , en particular para marcar una situación sobre la pared interna (30) del receptáculo, produciendo opcionalmente un marcado en la forma de una mancha de luz (41) ; ó

- unos medios mecánicos (9, 90, 91) , en particular para proporcionar una indicación del nivel fuera del receptáculo.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que los medios emisores y los medios receptores de la señal son medios señalizadores del tipo luminoso (20, 21) .

4. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que

los medios emisores de la señal son un módulo fotoemisor (20) para la generación de un rayo de luz de una luz visible (40) , opcionalmente el módulo fotoemisor es un láser o un emisor de luz basado en una lámpara o algún otro componente optoelectrónico (LED) y comprende unos medios de enfocado (22) ;

los medios de marcado visual son una mancha de luz (41) en el receptáculo a partir del rayo de luz generado por el módulo fotoemisor; dicha mancha está colocada de forma que marca el nivel deseado de la bebida en dicho receptáculo;

los medios de recepción son un módulo fotorreceptor (21) configurado de forma que detecta el rayo incidente (42) que retorna del receptáculo; y los medios de control están configurados de forma que miden una variación de la posición del rayo incidente (42, 44) recibido por el módulo fotorreceptor, los medios de control están configurados también para ordenar la interrupción de los medios de llenado cuando la posición de la señal del rayo incidente ha alcanzado un umbral de variación de la posición predeterminado.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el módulo fotorreceptor comprende una cámara (21) con por lo menos una hilera de fotodiodos fotosensibles (23) ; dicha hilera está orientada de forma que recibe el rayo incidente (42, 44) de tal forma que una variación en la posición del rayo es detectada en dicha hilera por uno o más fotodiodos.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que dicha hilera de fotodiodos (23) está orientada en el mismo plano que el rayo de luz generado por el fotoemisor y en un ángulo distinto de cero con respecto a dicho rayo.

7. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por el hecho de que

los medios de control (21, 5) están configurados de manera que:

- determinan la posición inicial relativa del rayo incidente (42) sobre dicha hilera (23) correspondiendo así a la posición de la mancha de luz inicial (41) en el receptáculo;

- detectan una variación en la posición del rayo incidente (44) sobre dicha hilera, correspondiente al cambio de posición de la mancha de luz (43) producido por la subida del líquido en el receptáculo;

- ordenan la interrupción de los medios de llenado (8) como una función de la variación de dicha posición de acuerdo con un umbral de tolerancia predeterminado.

8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por el hecho de que los medios de control (21, 5) están configurados de manera que detectan también una variación de intensidad sobre el módulo de recepción y accionan los medios de llenado (8) como una función de una variación de la intensidad medida.

9. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de la reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por el hecho de que la detección de la variación de la posición del rayo incidente (42) se hace mediante medición y a continuación comparación, de la distribución de la intensidad ("vector de imagen") producida por la hilera de fotodiodos y detección de un cambio de por lo menos una variable relativa a este vector de imagen, opcionalmente estando configurados los medios de control (21, 5) de forma que controlan la emisión del rayo de luz del módulo fotoemisor el cual emite en la modalidad de señal pulsada de forma que la señal de recepción del módulo fotorreceptor (21) puede ser procesada por una medición diferencial que consiste en determinar la posición del rayo incidente mediante la diferenciación entre un vector de imagen producido por el módulo fotorreceptor (21) durante la emisión de la señal de luz y un vector de imagen producido por el módulo fotorreceptor (21) entre dos emisiones de la señal de luz mediante el módulo fotoemisor (20) .

10. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de la reivindicaciones 4 a 9, caracterizado por el hecho de que comprende un elemento de accionamiento (60) el cual al principio de cada ciclo de llenado, ordena por lo menos:

- la activación de los medios de llenado (8) del receptáculo (3) con líquido;

- el comienzo del proceso de control de llenado mediante una unidad de control (5) de los medios de control.

11. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado por el hecho de que el módulo fotoemisor (20, 22) está configurado de forma que sea desplazable de manera que pueda modificar la posición de la mancha de luz como una función del nivel escogido de llenado en el receptáculo.

12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que los módulos fotoemisor y fotorreceptor (20, 21) se desplazan conjuntamente.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que los módulos fotoemisor y fotorreceptor (20, 21) son desplazables a través de un cierto sector angular.

14. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dicha marca visual, medios de emisión y recepción, son desplazables en masa de forma que se pueda modificar el marcado del nivel de llenado en el receptáculo.

15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que la marca visual, medios de emisión y recepción, son desplazables a través de un arco angular de una forma manual o automatizada.