Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals für ein Auslassventil mindestens eines Behälters zum Zwecke der Dosierung einer aus dem Behälter ausgegebenen Flüssigkeit.
Bei bekannten einfachen Dosiervorrichtungen wird das Auslassventil mit Hilfe eines Zeitgliedes gesteuert, welches nach dem Betätigen einer Initialtaste die Wicklung des magnetischen Auslassventils jeweils für eine festgelegte Zeit erregt und damit das Auslassventil für diese bestimmte Dauer öffnet.
Wenn der Druck, unter dem die zu dosierende Flüssigkeit dem Auslassventil zugeführt wird, gleichbleibend ist, so ist die von diesem Auslassventil durchgelassene Menge pro Betätigung der Initialtaste konstant. Wenn aber der Druck in der Zuführleitung zum Auslassventil nicht konstant bleibt, so weicht die dosierte Menge Flüssigkeit stark vom Sollwert ab. Dies ist beispielsweise insbesondere beim Ausschank von Getränken in öffentlichen Lokalen nicht statthaft.
Um diesem Übelstand zu begegnen ist schon vorgeschlagen worden, die durch die Zuführleitung zum Auslassventil geflossene Menge Flüssigkeit mittels eines Flüssigkeitszählers zu messen und das Auslassventil in Abhängigkeit der gemessenen Flüssigkeitsmenge zu steuern. Die bekannten Flüssigkeitsmesser weisen jedoch mechanisch bewegliche Teile auf, die einem Verschleiss unterworfen sind, so dass die Genauigkeit mit der Zeit zu wünschen übrig lässt.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auf keine mechanische bewegliche Teile angewiesen ist und die dem Umstand des von der Füllung des Vorratsbehälters abhängigen Druckes in der Zuführleitung zum Auslassventil gebührend Rechnung trägt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch erste Mittel zum Bilden einer vom Niveau der Flüssigkeit im Behälter abhängigen Stellgrösse, einen Messimpulsgenerator, zweite Mittel zum Verändern der Impulsfrequenz der Messimpulse und dritte Mittel zum Erzeugen des genannten Steuersignals in Abhängigkeit einer einstellbaren Anzahl von Messimpulsen.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 das Blockschema einer Einrichtung zum Steuern des Auslassventils einer Kaffeemaschine,
Fig. 2 die graphische Darstellung von elektrischen Signalen, die an verschiedenen Stellen der Einrichtung nach der Fig. 1 auftreten, eines Teilungsfaktors und eines Korrekturfaktors in Funktion der Zeit,
Fig. 3 die graphische Darstellung von weiteren Signalen, die an anderen Stellen der Einrichtung gemäss der Fig. 1 auftreten, in Funktion der Zeit und
Fig. 4 einen Teil des Blockschemas einer Einrichtung zum Steuern von drei Auslassventilen einer weiteren Kaffeemaschine mit drei Vorratsbehältern.
In der Fig. 1 ist das Blockschema einer Einrichtung zum Steuern eines Auslassventils 1 einer nur unvollständig und schematisch gezeichneten Kaffeemaschine dargestellt. Ausser dem Auslassventil 1 der Kaffeemaschine ist nur noch ein Behälter 2 für den gebrühten Kaffee, eine Zuführleitung 3 vom Behälter 2 zum Auslassventil 1 und ein Ausschankrohr 4 gezeichnet. Das Auslassventil 1 ist ein Magnetventil, das, wenn die nicht dargestellte Wicklung über einen Eingang 5 erregt wird, geöffnet ist. Der Eingang 5 des Auslassventils 1 ist über einen Leiter 6 mit dem Ausgang eines NAND-Tores 7 verbunden, dessen Arbeitsweise weiter unten näher beschrieben ist.
Mit Hilfe eines ersten Taktgenerators 8, eines UND-Tores 9, eines Taktzählers 10 und einer beispielsweise vier Tore 11, 12, 13 und 14 umfassenden Programmierschaltung wird eine vom Pegelstand des Kaffees im Behälter 2 abhängige Stellgrösse erzeugt. Die im Taktgenerator 8 erzeugten Taktimpulse gelangen über das UND-Tor 9 zum Zähleingang des Taktzählers 10, wenn dem zweiten Eingang des UND-Tores 9 über den Leiter 6 ein entsprechendes Signal zugeführt wird. Das UND-Tor 9 und das Auslassventil 1 werden gleichzeitig geöffnet bzw. geschlossen.
Im Behälter 2 ist ein Fühler 15 angeordnet, welcher bei Erreichen des höchsten Füllstandes im Behälter 2 ein Signal erzeugt, das über einen Leiter 16 dem Rücksetzeingang 17 des Taktzählers 10 zugeführt wird, so dass der Zählstand des Taktzählers 10 jedesmal nach dem Füllen des Behälters 2 auf Null gesetzt wird. Jedesmal, wenn das Auslassventil 1 geöffnet wird, gelangen Taktimpulse vom Taktgenerator 8 über das UND-Tor 9 zum Taktzähler 10, wodurch der Zählstand des Taktzählers
10 ein Mass für den Füllgrad des Behälters 2 ist.
Sobald der Zählstand des Taktzählers 10 einen Wert erreicht, der angibt, dass der Behälter 2 praktisch leer ist, erscheint am Ausgang 18 des Taktzählers 10 ein Signal, das über einen Leiter 19 einer nicht dargestellten Kontrollampe und einer nicht gezeichneten Vorrichtung zugeführt wird, welche Vorrichtung einen neuen Brühvorgang bzw. eine weitere Füllung des Behälters 2 einleitet.
Die Ausflussmenge pro Zeiteinhalt durch das Ausschankrohr 4 ist von der Höhendifferenz zwischen dem Niveau der Kaffeefüllung im Behälter 2 und dem Auslassventil 1 abhängig.
Auch die Form des Behälters 2 ist dabei gebührend zu berück sichtigen. Bei hohem Füllstand im Behälter 2 wird das Auslassventil 1 für eine kürzere Zeit geöffnet als bei niedrigem
Füllstand, um die gleiche Menge Kaffee auszuschenken.
Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass die zum vollständigen Entleeren des zuvor gefüllten Behälters 2 benötigte Zeit 30 Sekunden beträgt, und dass der Taktgenerator 8 eine Taktfrequenz von 273 2/30 Hz erzeugt.
Unter diesen Umständen ist der Behälter 2 leer, wenn der Taktzähler 10 den Zählstand 8192 erreicht hat. Als Taktzähler
10 wird vorzugsweise ein 13-stufiger Binärzähler verwendet, dessen höchsterZählstand 213=8192 ist.
Nebst dem schon genannten Ausgang 18 besitzt der
Taktzähler 10 noch weitere drei Ausgänge 20, 21 und 22. An diesen Ausgängen erscheinen die Signale TS1, TS2, TS3 bzw.
TS4, welche Signale in der Fig. 2a graphisch dargestellt sind. Im Zeitpunkt t,, d. h. beim vollen Behälter 2 und zu Beginn der
Entleerung, weisen alle diese binären Signale den binären Wert 0 auf. Diese binären Signale T51-TS4 gelangen zur das NOR Tor 11, das NICHT-Tor 12 und die NAND-Tore 13 und 14 umfassenden Programmierschaltung, welche die oben genannten binären Signale in Befehlssignale B51-BS4 umwandelt, welche der vom Füllstand des Behälters 2 abhängigen Stellgrös se entsprechen. Diese Befehlssignale sind in der Fig. 2b graphisch dargestellt. Auf der Abszisse der graphischen
Darstellung gemäss der Fig. 2 ist die effektive Entleerzeit tote des Behälters 2 aufgetragen, welche Entleerzeit beliebig oft unterbrochen werden kann.
Die Einrichtung nach der Fig. 1 enthält weiter einen Mess impulsgenerator 23, einen Teiler 24 und einen Messimpulszähler 25. Der Messimpulsgenerator 23 erzeugt eine Messim pulsfolge, deren Impulsfolgefrequenz höher liegt als die Takt frequenz des Taktgenerators 8 und beispielsweise 65536 Hz beträgt. Diese Messimpulse werden dem Eingang des Teilers 24 zugeführt, an dessen Ausgang 26 eine 16mal geringere Impuls frequenz erscheint, als der Messimpulsgenerator 23 erzeugt, wenn die den Stelleingängen 27-30 des Teilers 24 zugeführten
Befehlssignale BS 1-BS4 den binären Wert 1 aufweisen, was während der ersten Phase des Entleerungsvorganges des
Behälters 2 zutrifft.
Werden dem Teiler 24 nur über die Stelleingänge 28,2930 die Befehlssignale BS2, B53 bzw. BS4 zugeführt, so bedeutet dies, dass der Teilungsfaktor des Teilers 24 auf 17 eingestellt ist, d.h. es gelangen pro Zeiteinheit weniger Messimpulse zum Messimpulszähler 25. Gelangt über keinen der Stelleingänge 27-30 ein Befehlssignal BS zum Teiler 24, so beträgt der Teilungsfaktor desselben 20. Dies hat zur Folge, dass die Anzahl der Messimpulse, die pro Zeiteinheit zum Messimpulszähler 25 gelangen, nochmals kleiner ist. Die Abhängigkeit des Teilungsfaktors TF ist in der Fig. 2c in Funktion der Entleerungszeit t graphisch dargestellt. Der Zusammenhang mit den in der Fig. 2b dargestellten Befehlssignalen BS1-BS4 ist klar erkennbar.
Es sei angenommen, dass die gesamte Menge an Flüssigkeit, d. h. eine Tasse Kaffee aus dem Ausschankrohr 4 ausgelaufen ist, wenn der Zählstand des Messimpulszählers seinen vorbestimmten Wert von beispielsweise 16384 erreicht hat. In diesem Fall werden zum Füllen einer Tasse Kaffee zu Beginn des Entleerungsvorganges vier Sekunden benötigt, nämlich Zählstand des Messimpulszählers X Teilungsfaktor 16384' 16 = = 4 sec Messimpulsfrequenz 65536
Gegen das Ende des Entleerungsvorganges beträgt der Teilungsfaktor 20 und die nunmehr zum Füllen der Tasse benötigte Zeit beträgt
1638420 = - 5 sec.
65536
In einer gegenüber der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung vereinfachten Einrichtung könnte ein Messimpulszähler verwendet werden, welcher bei Erreichen eines bestimmten Zählstandes, z. B. 16384, an einem Ausgang ein Signal abgibt, das das Auslassventil 1 nach einer durch diesen Messimpulszähler festgelegten Zeit wieder schliesst, nachdem es zuvor geöffnet worden ist. Weil der Teilungsfaktor TF in Abhängigkeit der Stellgrösse, d. h. der Befehlssignale BS1-BS4, bzw. des Füllzustandes des Behälters 2 geändert wird, erfährt die Öffnungszeit des Auslassventils 1 eine Änderung um den Korrekturfaktor KF, welcher in der Fig. 2d graphisch in Funktion zum Füllstand des Behälters 2 dargestellt ist.
Zu Beginn des Entleerungsvorganges ist der Korrekturfaktor KF= 1 und wird mit zunehmender Entleerung stufenweise immer grösser und nimmt der Reihe nach die Werte 1,0625; 1,125; 1,1875 und 1,25 an. Mit anderen Worten heisst das, dass die Öffnungszeit des Auslassventils 1 gegen das Ende des Entleerungsvorganges hin um 25% gegenüber der Anfangs öffnungszeit verlängert wird.
Vorzugsweise besitzt der Messimpulszähler 25 der Einrichtung nach der Fig. 1 vier Ausgänge 31-34 und einen Sperreingang 35, der gleichzeitig als Rücksetzeingang dient. An den genannten Ausgängen 31-34 treten in Abhängigkeit des Zählstandes des Messimpulszählers 25 Ausgangssignale AS1, AS2, AS3 bzw. AS4 auf, welche Signale in der Fig. 3a graphisch und in Funktion des Zählstandes des Messimpulszählers 25 dargestellt sind. Den vier Ausgangssignalen AS1-AS4 werden vier Paralleleingänge eines Dekodierers 36 zugeführt, der acht Ausgänge 37-44 aufweist. Der Zweck dieser acht Ausgänge ist weiter unten näher erläutert.
Zum Abfüllen einer Tasse Kaffee wird eine Bedienungstaste 45 kurzzeitig betätigt. Dadurch wird einem ODER-Tor 46 ein positives Signal zugeführt. Mit dem dadurch am Ausgang des ODER-Tores 46 auftretenden Impuls wird ein erstes bistabiles Flipflop 47 gesetzt. Dadurch verschwindet das Signal Q am Ausgang des Flipflop 47, welches Signal zuvor über einen Leiter 48 dem NAND-Tor 7 zugeführt wurde. Weil dem anderen Eingang des NAND-Tores 7 über einen Ruhekontakt 49 einer Entleerungstaste ebenfalls ein positives Signal zugeführt wird, war vor dem Betätigen der Bedienungstaste 45 das NAND-Tor 7 gesperrt. Das Signal Q gelangt weiter zum Sperreingang 35 des Messimpulszählers 25. Durch das Setzen des Flipflop 47 wird das NAND-Tor 7 geöffnet, so dass das Steuersignal über den Leiter 6 zum Auslassventil gelangt und dieses geöffnet wird. Das Abfüllen einer Tasse beginnt.
Gleichzeitig wird auch das UND-Tor 9 geöffnet, so dass der Taktzähler 10 zu zählen beginnt. Da das Signal Q am Sperreingang 35 des Messimpulszählers 25 fehlt, beginnt auch der Messzähler 25 zu zählen.
Gemäss dem oben erwähnten Beispiel ist es zum Füllen der Tasse notwendig, dass der Messimpulszähler 25 den Zählstand 16384 erreicht. Ist dies der Fall, so erscheint am Ausgang 44' des Dekodierers 36 ein positives Signal, das zu einem Eingang eines ODER-Tores 50 gelangt. Der Ausgang des ODER-Tores 50 ist mit dem Rücksetzeingang des Flipflop 47 und dem Rücksetzeingang eines weiteren Flipflop 51 verbunden. Sobald am Ausgang 44' des Dekodierers 36 das positive Signal erscheint, wird das Flipflop 47 zurückgesetzt. Alsbald erscheint wieder das Signal Q am Ausgang des Flipflop 47, welches Signal einerseits das NAND-Tor 7 sperrt und andererseits den Messimpulszähler 25 in seine Anfangsstellung zurücksetzt und ebenfalls sperrt. Das Sperren des NAND-Tores 7 bewirkt, dass das Auslassventil 1 schliesst und dass keine Taktimpulse mehr zum Taktzähler 10 gelangen.
Jedesmal nach dem Betätigen der Bedienungstaste 45 wird unabhängig vom Füllstand im Behälter 2 eine praktisch gleiche Menge Kaffee ausgeschenkt, weil durch die oben beschriebene Einrichtung die Öffnungszeit des Auslassventils 1 in Abhängigkeit der Entleerung des Behälters 2 vergrössert wird. Wenn z. B.
Milchkaffee ausgeschenkt werden soll, so darf die Tasse nicht vollständig mit Kaffee gefüllt werden. Zu diesem Zweck ist eine weitere Betätigungstaste 52 vorgesehen. Durch kurzzeitiges Betätigen dieser Bedienungstaste wird über das ODER-Tor 46 das Flipflop 47 und auf dem direkten Wege das Flipflop 51 gesetzt. Das Setzen des Flipflop 47 bewirkt, wie oben beschrieben, das Öffnen des Auslassventils 1 und den Start des Messimpulszählers 25. Durch das Setzen des Flipflop 51 wird einem ersten Eingang eines UND-Tores 53 das Ausgangssignal Q des Flipflop 51 zugeführt, wodurch das UND-Tor 53 vorbereitet ist.
Sobald dem zweiten Eingang des UND-Tores 53 über einen Leiter 54 ein Signal zugeführt wird, öffnet sich das ODER-Tor 50 was, wie weiter oben beschrieben, bewirkt, dass die beiden Flipflop 47 und 51 zurückgesetzt werden und dass das Auslassventil 1 geschlossen wird. Der Leiter 54 kann über einen nur symbolisch dargestellten Wählschalter 55 mit einem der Ausgänge 37-44 des Dekodierers 36 verbunden werden. Ist der Leiter 54 mit dem Ausgang 37 des Dekodierers 36 verbunden, so wird die Tasse nur zu 50% gefüllt, weil am Ausgang 37 ein Signal erscheint, sobald der Messimpulszähler 25 die Hälfte seines Zählstandes, im vorliegenden Beispiel 8192, erreicht hat.
An den übrigen Ausgängen 38-44 erscheint jeweils ein Signal, wenn der Zählstand des Messimpulszählers 25 einen um den Betrag von 1024 höheren Wert erreicht hat, als der Zählstand, welcher bewirkte, dass am vorangehenden Ausgang ein Signal aufgetreten ist. Je nach Stellung des Wählschalters 55 kann demnach bei Betätigung der Bedienungstaste 52 die Tasse zu 50; 56,25; 62,5; 68,75; 75; 81,25; 87,5 oder 93,25% mit Kaffee gefüllt werden.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Teilungsfaktor TF während dem ganzen Entleerungsvorgang in fünf Stufen verändert. Wenn die die Tore 11-14 umfassende Programmierschaltung erweitert wird, kann die Stufenzahl ohne weiteres erhöht werden, wodurch die Genauigkeit der ausgeschenkten Menge weit unterhalb von einem Prozent gehalten werden kann. Das Programm, nach welchem die Programmierschaltung arbeitet, ist der Form des Behälters 1 anzupassen, mit anderen Worten heisst dies, dass dieses Programm nicht dasselbe ist, wenn der Behälter beispielsweise zylindrisch oder konisch geformt ist.
Sowohl der Taktgenerator 8 als auch der Messimpulsgenerator 23 weisen je ein RC-Glied 56 bzw. 57 auf, mit deren Hilfe die Taktfrequenz bzw. die Frequenz der Messimpulse eingestellt werden kann. Die oben angegebenen Frequenzen von 273 2/30 bzw. 65536 Hz sind lediglich Beispielsangaben und können ohne weiteres andere Werte annehmen. Die mit dem Ruhekontakt 49 versehene Taste dient zum vollständigen Entleeren des Behälters 2. Sie wird solange niedergedrückt, bis sich der Behälter 2 entleert hat.
Die Fig. 4 zeigt einen Teil einer Einrichtung zum Steuern der Auslassventile 58,59 und 60 einer anderen Kaffeemaschine, die drei Behälter 61, 62 und 63 für gebrühten Kaffee aufweist. Die Einrichtung besitzt nebst dem Taktgenerator 8, dem UND-Tor 9 und dem NAND-Tor 7 die übrigen in der Fig.
1 dargestellten Mittel. Die am Ausgang des NAND-Tores 7 erzeugten Steuersignale gelangen nicht direkt, sondern über je ein UND-Tor 64, 65 bzw. 66 zu den entsprechenden Auslassventilen 58, 59 oder 60. Die zweiten Eingänge der UND-Tore 64,65 und 66 sind je mit einem Ausgang von Flipflop 67, 68 bzw. 69 verbunden. Jeder der genannten Flipflop besitzt einen Sperreingang, welcher mit Fühlern 70, 71 bzw. 72, die in den Behältern 61,62 bzw. 63 angeordnet sind, verbunden sind. Die Flipflop 67, 68 und 69 können nur gesetzt werden, wenn der betreffende Fühler 70, 71 oder 72 anzeigt, dass der zugehörige Behälter 61,62 bzw. 63 gefüllt ist.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise der in der Fig. 4 dargestellten Einrichtung sei angenommen, dass der Behälter 61 eben praktisch leer geworden ist. Dies wird laut der vorangehenden Beschreibung dadurch angezeigt, dass auf der Leitung 19, die an den Ausgang 18 des Taktzählers 10 angeschlossen ist, das Signal TS4 erscheint. Dieses Signal setzt einerseits das Flipflop 67 zurück. Die beiden anderen Flipflop 68 und 69, die schon zurückgesetzt sind, erfahren dadurch keine Zustands änderung. Das Signal TS4 gelangt weiter zu einem Ringzähler 73. Dieser wird dadurch um einen Schritt weiter geschaltet und über einen Leiter 74 wird das Flipflop 68 gesetzt, weil der Fühler 71 anzeigt, dass der Behälter 62 voll ist.
Durch das Setzen des Flipflop 68 wird das UND-Tor 65 aktiviert, so dass beim Eintreffen des nächsten Steuersignales dieses vom Ausgang des NAND-Tores 7 nicht mehr über das UND-Tor 64 zum Auslassventil 58 sondern über das UND-Tor 65 zum Auslassventil 59 gelangt.
Geht der Vorrat im Behälter 62 zur Neige, so wird dies wiederum durch ein Signal TS4 auf dem Leiter 19 angezeigt.
Dieses Signal bewirkt, dass das Flipflop 68 zurückgesetzt und der Ringzähler 72 auf die dritte Stufe weitergeschaltet wird.
Dies hat zur Folge, dass das Flipflop 69 über einen Leiter 75 gesetzt wird. Die weiteren am Ausgang des NAND-Tores 7 erscheinenden Signale gelangen dann nicht mehr über das UND-Tor 65 zum Auslassventil 59 sondern über das UND-Tor 66 zum Auslassventil 60, wodurch anschliessend die Kaffeeportionen dem Behälter 63 entnommen werden.
Ist der Vorrat im Behälter 63 erschöpft, so erscheint wiederum das Signal TS4 auf dem Leiter 19, wodurch das Flipflop 69 zurückgesetzt und der Ringzähler 73 in die erste Stufe zurückgebracht wird. Dadurch wird das Flipflop 67 über einen Leiter 76 gesetzt, falls der Behälter 61 inzwischen wieder aufgefüllt worden ist. Die am Ausgang des NAND-Tores 7 erscheinenden Steuerimpulse gelangen dann über das UND Tor 64 zum Auslassventil 58.
Die in der Fig. 4 dargestellte Einrichtung weist vorzugsweise noch weitere nicht dargestellte Mittel auf, welche nach dem Entleeren eines jeden der Behälter 61, 62 bzw. 63 einen neuen Brühvorgang leiten, damit die entleerten Behälter wieder gefüllt werden.
The invention relates to a device for generating a control signal for an outlet valve of at least one container for the purpose of metering a liquid dispensed from the container.
In known simple metering devices, the outlet valve is controlled with the aid of a timing element which, after pressing an initial key, excites the winding of the magnetic outlet valve for a specified time and thus opens the outlet valve for this specific duration.
If the pressure at which the liquid to be metered is supplied to the outlet valve is constant, the amount that is let through by this outlet valve per actuation of the initial key is constant. If, however, the pressure in the supply line to the outlet valve does not remain constant, the metered amount of liquid deviates significantly from the target value. This is not allowed, for example, when serving drinks in public bars.
In order to counteract this inconvenience, it has already been proposed to measure the amount of liquid flowing through the supply line to the outlet valve by means of a liquid counter and to control the outlet valve as a function of the measured amount of liquid. The known liquid meters, however, have mechanically movable parts that are subject to wear, so that the accuracy leaves something to be desired over time.
The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the outset which does not rely on any mechanical moving parts and which takes due account of the pressure in the supply line to the outlet valve, which is dependent on the filling of the storage container.
The device according to the invention is characterized by first means for generating a manipulated variable dependent on the level of the liquid in the container, a measurement pulse generator, second means for changing the pulse frequency of the measurement pulses and third means for generating the control signal as a function of an adjustable number of measurement pulses.
The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. Show it
1 shows the block diagram of a device for controlling the outlet valve of a coffee machine,
FIG. 2 shows the graphic representation of electrical signals which occur at various points in the device according to FIG. 1, a division factor and a correction factor as a function of time,
3 shows the graphic representation of further signals which occur at other points in the device according to FIG. 1, as a function of time and
4 shows part of the block diagram of a device for controlling three outlet valves of a further coffee machine with three storage containers.
1 shows the block diagram of a device for controlling an outlet valve 1 of a coffee machine, which is only partially and schematically drawn. In addition to the outlet valve 1 of the coffee machine, only a container 2 for the brewed coffee, a supply line 3 from the container 2 to the outlet valve 1 and a dispensing pipe 4 are shown. The outlet valve 1 is a solenoid valve which is opened when the winding (not shown) is excited via an input 5. The input 5 of the outlet valve 1 is connected via a conductor 6 to the output of a NAND gate 7, the mode of operation of which is described in more detail below.
With the aid of a first clock generator 8, an AND gate 9, a clock counter 10 and a programming circuit comprising, for example, four gates 11, 12, 13 and 14, a manipulated variable dependent on the level of the coffee in the container 2 is generated. The clock pulses generated in the clock generator 8 reach the counting input of the clock counter 10 via the AND gate 9 when a corresponding signal is fed to the second input of the AND gate 9 via the conductor 6. The AND gate 9 and the outlet valve 1 are opened and closed at the same time.
In the container 2 there is a sensor 15 which, when the highest level in the container 2 is reached, generates a signal which is fed to the reset input 17 of the cycle counter 10 via a conductor 16, so that the count of the cycle counter 10 is kept every time after the container 2 is filled is set to zero. Every time the outlet valve 1 is opened, clock pulses arrive from the clock generator 8 via the AND gate 9 to the clock counter 10, whereby the count of the clock counter
10 is a measure of the degree of filling of the container 2.
As soon as the count of the cycle counter 10 reaches a value that indicates that the container 2 is practically empty, a signal appears at the output 18 of the cycle counter 10, which is fed via a conductor 19 to a control lamp (not shown) and a device (not shown), which device initiates a new brewing process or a further filling of the container 2.
The amount of outflow per amount of time through the dispensing pipe 4 is dependent on the height difference between the level of the coffee filling in the container 2 and the outlet valve 1.
The shape of the container 2 must also be taken into account. When the level in the container 2 is high, the outlet valve 1 is opened for a shorter time than when the level is low
Level to serve the same amount of coffee.
In the exemplary embodiment described here, it is assumed that the time required to completely empty the previously filled container 2 is 30 seconds, and that the clock generator 8 generates a clock frequency of 273 2/30 Hz.
Under these circumstances, the container 2 is empty when the clock counter 10 has reached the count 8192. As a clock counter
10 a 13-stage binary counter is preferably used, the highest count of which is 213 = 8192.
In addition to the already mentioned output 18, the
Clock counter 10 also has three more outputs 20, 21 and 22. The signals TS1, TS2, TS3 or
TS4, which signals are shown graphically in Fig. 2a. At time t ,, d. H. when the container 2 is full and at the beginning of the
Emptying, all of these binary signals have the binary value 0. These binary signals T51-TS4 reach the programming circuit comprising the NOR gate 11, the NOT gate 12 and the NAND gates 13 and 14, which converts the above-mentioned binary signals into command signals B51-BS4, which depend on the level of the container 2 Corresponding manipulated variables. These command signals are shown graphically in Figure 2b. On the abscissa of the graphic
Representation according to FIG. 2, the effective emptying time dead of the container 2 is plotted, which emptying time can be interrupted as often as desired.
The device according to FIG. 1 also contains a measuring pulse generator 23, a divider 24 and a measuring pulse counter 25. The measuring pulse generator 23 generates a measuring pulse sequence whose pulse rate is higher than the clock frequency of the clock generator 8 and is, for example, 65536 Hz. These measuring pulses are fed to the input of the divider 24, at the output 26 of which a pulse frequency that is 16 times lower than that generated by the measuring pulse generator 23 when fed to the control inputs 27-30 of the divider 24
Command signals BS 1-BS4 have the binary value 1, which occurs during the first phase of the emptying process of the
Container 2 applies.
If the command signals BS2, B53 or BS4 are fed to the divider 24 only via the control inputs 28, 2930, this means that the division factor of the divider 24 is set to 17, i.e. fewer measuring pulses reach the measuring pulse counter 25 per unit of time.If a command signal BS does not reach the divider 24 via any of the control inputs 27-30, the division factor thereof is 20. This means that the number of measuring pulses that reach the measuring pulse counter 25 per unit of time , is even smaller. The dependence of the division factor TF is shown graphically in FIG. 2c as a function of the emptying time t. The connection with the command signals BS1-BS4 shown in FIG. 2b can be clearly seen.
It is assumed that the total amount of liquid, i.e. H. a cup of coffee has run out of the dispensing pipe 4 when the count of the measuring pulse counter has reached its predetermined value of 16384, for example. In this case, four seconds are required to fill a cup of coffee at the beginning of the emptying process, namely the count of the measuring pulse counter X division factor 16384 '16 = = 4 sec measuring pulse frequency 65536
Towards the end of the emptying process, the division factor is 20 and the time now required to fill the cup is
1638420 = - 5 sec.
65536
In a device that is simplified compared to the device shown in FIG. 1, a measuring pulse counter could be used which, when a certain count is reached, e.g. B. 16384, emits a signal at an output that closes the outlet valve 1 again after a time determined by this measuring pulse counter after it has been opened beforehand. Because the division factor TF depends on the manipulated variable, i. H. the command signals BS1-BS4 or the filling level of the container 2 is changed, the opening time of the outlet valve 1 changes by the correction factor KF, which is shown graphically in FIG. 2d as a function of the filling level of the container 2.
At the beginning of the emptying process, the correction factor KF = 1 and gradually increases with increasing emptying, taking the values 1.0625 one after the other; 1.125; 1.1875 and 1.25. In other words, this means that the opening time of the outlet valve 1 towards the end of the emptying process is extended by 25% compared to the initial opening time.
The measuring pulse counter 25 of the device according to FIG. 1 preferably has four outputs 31-34 and a blocking input 35, which simultaneously serves as a reset input. Output signals AS1, AS2, AS3 or AS4 appear at the above-mentioned outputs 31-34 as a function of the count of the measuring pulse counter 25; these signals are shown graphically in FIG. 3a as a function of the count of the measuring pulse counter 25. Four parallel inputs of a decoder 36, which has eight outputs 37-44, are fed to the four output signals AS1-AS4. The purpose of these eight outputs is explained in more detail below.
To fill a cup of coffee, an operating key 45 is pressed briefly. As a result, an OR gate 46 is supplied with a positive signal. A first bistable flip-flop 47 is set with the impulse thus occurring at the output of the OR gate 46. As a result, the signal Q at the output of the flip-flop 47, which signal was previously fed to the NAND gate 7 via a conductor 48, disappears. Because a positive signal is also fed to the other input of the NAND gate 7 via a normally closed contact 49 of an emptying button, the NAND gate 7 was blocked before the operating button 45 was pressed. The signal Q goes on to the blocking input 35 of the measuring pulse counter 25. By setting the flip-flop 47, the NAND gate 7 is opened, so that the control signal reaches the outlet valve via the conductor 6 and this is opened. The filling of a cup begins.
At the same time, the AND gate 9 is also opened so that the cycle counter 10 begins to count. Since the signal Q at the blocking input 35 of the measuring pulse counter 25 is missing, the measuring counter 25 also begins to count.
According to the example mentioned above, it is necessary for the measuring pulse counter 25 to reach the count 16384 in order to fill the cup. If this is the case, a positive signal appears at the output 44 ′ of the decoder 36, which signal arrives at an input of an OR gate 50. The output of the OR gate 50 is connected to the reset input of the flip-flop 47 and the reset input of a further flip-flop 51. As soon as the positive signal appears at the output 44 'of the decoder 36, the flip-flop 47 is reset. The signal Q immediately appears again at the output of the flip-flop 47, which signal on the one hand blocks the NAND gate 7 and on the other hand resets the measuring pulse counter 25 to its initial position and also blocks it. The blocking of the NAND gate 7 has the effect that the outlet valve 1 closes and that clock pulses no longer reach the clock counter 10.
Each time after the operating button 45 is pressed, practically the same amount of coffee is served regardless of the filling level in the container 2, because the above-described device increases the opening time of the outlet valve 1 depending on the emptying of the container 2. If z. B.
If milk coffee is to be served, the cup must not be completely filled with coffee. A further actuation button 52 is provided for this purpose. By briefly pressing this operating key, the flip-flop 47 is set via the OR gate 46 and the flip-flop 51 is set directly. Setting the flip-flop 47 causes, as described above, the opening of the outlet valve 1 and the start of the measuring pulse counter 25. By setting the flip-flop 51, the output signal Q of the flip-flop 51 is fed to a first input of an AND gate 53, whereby the AND- Gate 53 is prepared.
As soon as a signal is fed to the second input of the AND gate 53 via a conductor 54, the OR gate 50 opens which, as described above, causes the two flip-flops 47 and 51 to be reset and the outlet valve 1 to be closed . The conductor 54 can be connected to one of the outputs 37-44 of the decoder 36 via a selector switch 55, which is only shown symbolically. If the conductor 54 is connected to the output 37 of the decoder 36, the cup is only 50% full because a signal appears at the output 37 as soon as the measuring pulse counter 25 has reached half of its count, in the present example 8192.
A signal appears at the remaining outputs 38-44 when the count of the measuring pulse counter 25 has reached a value 1024 higher than the count which caused a signal to occur at the previous output. Depending on the position of the selector switch 55, when the control button 52 is actuated, the cup can be closed to 50; 56.25; 62.5; 68.75; 75; 81.25; 87.5 or 93.25% can be filled with coffee.
In the embodiment described above, the division factor TF is changed in five stages during the entire emptying process. If the programming circuit comprising the gates 11-14 is expanded, the number of stages can easily be increased, whereby the accuracy of the amount served can be kept well below one percent. The program according to which the programming circuit works is to be adapted to the shape of the container 1, in other words this means that this program is not the same if the container is, for example, cylindrical or conical in shape.
Both the clock generator 8 and the measuring pulse generator 23 each have an RC element 56 or 57, with the aid of which the clock frequency or the frequency of the measuring pulses can be set. The frequencies of 273 2/30 or 65536 Hz given above are only examples and can easily assume other values. The button provided with the normally closed contact 49 is used to completely empty the container 2. It is depressed until the container 2 has emptied.
FIG. 4 shows part of a device for controlling the outlet valves 58, 59 and 60 of another coffee machine which has three containers 61, 62 and 63 for brewed coffee. In addition to the clock generator 8, the AND gate 9 and the NAND gate 7, the device has the others shown in FIG.
1 means shown. The control signals generated at the output of the NAND gate 7 do not reach the corresponding outlet valves 58, 59 or 60 via an AND gate 64, 65 or 66. The second inputs of the AND gates 64, 65 and 66 are each connected to an output of flip-flop 67, 68 and 69, respectively. Each of the aforementioned flip-flops has a blocking input which is connected to sensors 70, 71 and 72, which are arranged in the containers 61, 62 and 63, respectively. The flip-flops 67, 68 and 69 can only be set if the relevant sensor 70, 71 or 72 indicates that the associated container 61, 62 or 63 is full.
To explain the mode of operation of the device shown in FIG. 4, it is assumed that the container 61 has just become practically empty. According to the description above, this is indicated by the fact that the signal TS4 appears on the line 19, which is connected to the output 18 of the clock counter 10. On the one hand, this signal resets flip-flop 67. The two other flip-flops 68 and 69, which have already been reset, do not experience any change in state as a result. The signal TS4 goes on to a ring counter 73. This is thereby switched one step further and the flip-flop 68 is set via a conductor 74 because the sensor 71 indicates that the container 62 is full.
By setting the flip-flop 68, the AND gate 65 is activated, so that when the next control signal arrives, this from the output of the NAND gate 7 is no longer via the AND gate 64 to the outlet valve 58, but via the AND gate 65 to the outlet valve 59 got.
If the supply in the container 62 is running low, this is in turn indicated by a signal TS4 on the conductor 19.
This signal causes the flip-flop 68 to be reset and the ring counter 72 to be switched to the third stage.
This has the consequence that the flip-flop 69 is set via a conductor 75. The other signals appearing at the output of the NAND gate 7 then no longer pass via the AND gate 65 to the outlet valve 59 but via the AND gate 66 to the outlet valve 60, whereby the coffee portions are then removed from the container 63.
If the supply in the container 63 is exhausted, the signal TS4 appears again on the conductor 19, whereby the flip-flop 69 is reset and the ring counter 73 is brought back to the first stage. This sets the flip-flop 67 via a conductor 76 if the container 61 has been refilled in the meantime. The control pulses appearing at the output of the NAND gate 7 then reach the outlet valve 58 via the AND gate 64.
The device shown in FIG. 4 preferably has further means, not shown, which, after each of the containers 61, 62 and 63 have been emptied, initiate a new brewing process so that the empty containers are refilled.