自動咖啡機的製作方法
2023-04-26 19:50:16
專利名稱：自動咖啡機的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及自動咖啡機。更具體地講，本發明涉及用於提供單杯咖啡或小壺咖啡的自動咖啡機。
這種自動咖啡機應該被理解為這樣一種機器，其自動研磨咖啡豆以獲得咖啡粉末，將咖啡粉末引入到衝泡室，衝泡咖啡並且最終排出使用後的咖啡粉末的料片，同時使用者不必手動啟動或處理這些或其他方法步驟。然而，應該理解的是，自動咖啡機必須由使用者啟動，從而通過按壓按鈕等開啟循環。自動咖啡機還可被構造為用於提供較大容量的新鮮咖啡的衝泡設備。
背景技術：
由與美國專利No.5471910對應的歐洲專利No.0641536B1公知一種自動咖啡機。該公知的自動咖啡機包括衝泡單元，其包含衝泡室，所述衝泡室是由含有豎直軸線的固定管區段以及兩個鎖定元件形成，所述兩個鎖定元件即上側鎖定元件和下側鎖定元件。上側鎖定元件連接至旋轉臂。管區段也稱為衝泡管。軸向驅動裝置用於移動所述旋轉臂，從而上側鎖定元件相應地被引入到管區段中，並且所述上側鎖定元件離開所述管區段。樞轉驅動裝置用於將所述上側鎖定元件分別移動進入停泊位置和待用(stand-by)位置，在所述停泊位置，所述上側鎖定元件位於所述管區段的軸線外側，而在所述待用位置，所述上側鎖定元件沿所述管區段的軸線設置。
用於上側鎖定元件的軸向驅動裝置以及樞轉驅動裝置被構造成組合在一起。組合的軸向與樞轉驅動裝置包括蝸輪變速器，其位於馬達的下遊；以及沿軸向可移動並且可轉動的樞轉柱體，其用於移動上側鎖定元件(其固定連接至旋轉臂)以到達衝泡位置，在所述衝泡位置，所述鎖定元件伸入管區段中。所述樞轉柱體還用於將上側鎖定元件移出管區段，這是在將所述上側鎖定元件移動進入位於管區段的軸線外側的停泊位置中以及將所述上側鎖定元件移動進入沿所述管區段的軸線的待用位置中時完成的。上側鎖定元件固定連接至旋轉臂，以大體與其一起轉動。一個單馬達用於驅動組合的軸向與樞轉驅動裝置，以驅動帶有上側鎖定元件的旋轉臂以及驅動漏鬥和樞轉式咖啡去除元件。該馬達連接至蝸輪變速器以及位於其下遊的分變速器(dividing transmission)。蝸輪變速器設置在樞轉柱體的心軸上。分變速器設置在所述蝸輪變速器上方，並且所述分變速器包括圍繞樞轉柱體的導軸襯、圍繞導軸襯的槽襯套(channel bush)、帶以及滑塊。槽襯套以固定的方式設置在殼體中，並且所述槽襯套包括用於此目的的孔。帶接合孔，所述帶以徑向從外側朝向內側的方式螺合在殼體中。帶沿徑向在沿一部分周向延伸的槽的區域中伸出穿過導軸襯。這樣，導軸襯不可沿軸向移動，而其可相對於槽襯套樞轉。固定的槽襯套包括滑動路徑。所述滑動路徑的下側端部包括與軸線平行的開始部分。螺旋形升降部分緊鄰所述開始部分。導軸襯還包括與軸線平行的滑動路徑。滑塊與位於槽襯套與導軸襯中的兩個滑動路徑協作。滑塊螺合在樞轉柱體中。公知的分變速器包括相當多的部件，並且其是相當複雜和昂貴的。
公知的自動咖啡機包括用於上側鎖定元件的組合的軸向與樞轉驅動裝置，以及用於下側鎖定元件的獨立的豎直驅動裝置。這樣，兩個鎖定元件可彼此獨立地相對於衝泡室的管區段移動，以完成擠壓、釋放和提升咖啡粉末的料片。在衝泡循環的不同階段中，對於上側鎖定元件沒有消極的作用。上側鎖定元件的所有衝程式運動和樞轉運動是藉助於分變速器通過組合的驅動裝置完成的。可以以精確的和可重複的方式決定特定的運動。這樣，控制單元被釋放。一些運動通過分變速器以機械的方式被聯接。這不僅簡化了控制單元的結構，還以有利的方式增加了操作安全性。上側鎖定元件以及樞轉式咖啡去除元件的相應的運動是由驅動裝置實現的，並且它們彼此相互協調。僅僅需要少量傳感器，並且運動的機械強制聯接方式是有利的。梳理作用與打開運動相聯，意味著樞轉運動從待用位置到達停泊位置。沒有必要採用並驅動咖啡加料器。由於停泊位置位於衝泡室的軸線外側，所以可從上方自由地觸及衝泡室。這樣，能夠以固定的方式設置用於輸送咖啡粉末的單元，從而可研磨咖啡粉末，並且其被直接引入到衝泡室中。由於上側鎖定元件的運動分成衝泡位置與待用位置之間的軸向部分以及待用位置與停泊位置之間的螺旋形升降部分，所以能夠以固定的方式設置直至三個或更多個用於輸送咖啡粉末的單元。這樣，可以按照傳統咖啡、熱牛奶咖啡、摩卡(mocca)等的需要，研磨不用種類的咖啡或不同的咖啡豆進行製備。
此外，豎直驅動裝置連接至下側鎖定元件。豎直驅動裝置包括另一個馬達、位於馬達的下遊的蝸輪變速器以及沿軸向引導的心軸。心軸承載著下側鎖定元件。在衝泡室的下側鎖定元件的密封件出現缺陷的情況下，存在咖啡和咖啡粉末的混合物進入蝸輪變速器以及甚至豎直驅動裝置的馬達的內部中的危險。因為兩個蝸輪驅動裝置與兩個馬達形成由公共殼體包圍的單元，所以組合的軸向與樞轉驅動裝置的蝸輪變速器以及馬達是危險的。
由與美國專利No.5309822對應的德國專利申請No.4133697A1公知另一種自動咖啡機。衝泡單元的上側鎖定元件設置在旋轉臂上，所述旋轉臂設置成繞固定軸承樞轉。連接至旋轉臂的上側鎖定元件可從沿管區段的軸線位於衝泡室上方的待用位置樞轉到位於管區段的軸線外側的停泊位置。樞轉驅動裝置用於實現該樞轉運動，所述樞轉驅動裝置被構造為電機，其包括位於其下遊的蝸輪變速器。軸向驅動裝置也設置在旋轉臂上。上側鎖定元件可以以密封的方式通過軸向驅動裝置移動進入管區段，以從待用位置到達衝泡位置。此外，公知的自動咖啡機包括用於下側鎖定元件的豎直驅動裝置。這樣，公知的自動咖啡機包括三個驅動裝置，它們用於移動兩個端部部件。由於旋轉臂在固定的軸承中的結構，所以能夠從停泊位置開始以所需的精度定位和引導衝泡室的上側鎖定元件以到達待用位置和隨後的衝泡位置，而不必將上側鎖定元件構造為兩個部件。此外，公知的自動咖啡機包括樞轉式咖啡去除元件，其用於去除咖啡粉末的料片。樞轉式咖啡去除元件連接至旋轉臂。通過旋轉臂繞其固定軸承樞轉運動而實現使用過的咖啡粉末的料片的排出。樞轉運動的方向與從待用位置到停泊位置的運動的方向一致。因此，在一個衝泡循環的過程中，有必要來回樞轉旋轉臂兩次。第一來回的樞轉運動用於實現衝泡。第二來回的運動用於排出使用過的料片。在停泊位置，料片必須被排出，並且上側鎖定元件不必位於衝泡室的上方。自動咖啡機的控制單元必須考慮到這一點。
發明內容
本發明涉及自動咖啡機。自動咖啡機包括殼體。滑塊固定連接至殼體。衝泡單元包括具有軸線的上側鎖定元件、下側鎖定元件以及具有豎直軸線的管區段。上側鎖定元件和下側鎖定元件以及管區段被構造和設置成交替到達衝泡位置、待用位置和停泊位置。上側鎖定元件在衝泡位置伸入管區段中，從而形成衝泡室，在所述衝泡室中可衝泡咖啡。上側鎖定元件在待用位置並不伸入管區段中，並且上側鎖定元件的軸線與管區段的軸線對正。上側鎖定元件在停泊位置並不伸入管區段，並且上側鎖定元件的軸線並不與管區段的軸線對正。旋轉臂連接至上側鎖定元件。樞轉柱體含有周邊部以及軸線。樞轉柱體連接至旋轉臂。樞轉柱體被構造和設置成可沿軸向移動，並且可繞其軸線轉動。樞轉柱體包含滑動路徑。滑動路徑包含第一部分，其與所述樞轉柱體的軸線平行；以及第二部分，其以類似於螺旋線的方式繞所述樞轉柱體的至少一部分周邊部延伸，並且不平行於樞轉柱體的軸線。樞轉柱體的滑動路徑的第一部分被構造和設置成使得滑塊接合第一部分，以交替到達衝泡位置和待用位置。樞轉柱體的滑動路徑的第二部分被構造和設置成使得滑塊接合第二部分，以交替到達待用位置和停泊位置。
新穎的自動咖啡機具有相對簡單的結構。特別地，衝泡循環被簡化，從而相對於壓縮、釋放和排出咖啡粉末的料片的步驟沒有消極的作用。
包括與樞轉柱體的軸線平行的第一部分的滑動路徑用於將上側鎖定元件從衝泡位置輸送至待用位置。滑動路徑的螺旋形升降部分用於將旋轉臂與上側鎖定元件一起從待用位置樞轉到停泊位置。
與現有技術不同，滑動路徑不再位於單獨的槽襯套上，而是直接位於樞轉柱體上。結合這種結構，僅僅需要以固定的方式將滑塊設置在殼體上。滑塊接合滑動路徑。在新穎的自動咖啡機不再需要現有技術公知的槽襯套和伸出穿過槽襯套以及滑動襯套的帶。引導襯套不必沿徑向安置在樞轉柱體與槽襯套之間。實際上，可以沿軸向偏離設置較小的引導環。然而，漏鬥和樞轉式咖啡去除元件的樞轉運動可來自於引導環。為此，引導環可設置成相對於滑動路徑和滑塊沿軸向偏離。優選地，引導環設置在這些元件上方，並且圍繞樞轉柱體。引導環固定連接至樞轉柱體，以大體與其一起轉動，但可沿軸向移動，從而在樞轉柱體的純軸向運動的過程中，引導環與連接在其上的樞轉式咖啡去除元件和漏鬥並不運動，而是在旋轉運動的過程中跟隨引導環。以這種方式形成的整個分變速器包括減少數量的單獨的部件，並且這因而在生產和組裝的過程中是相對便宜的。分變速器優選具有減小的直徑以及減少的空間需求。
本發明還可與流體加熱器結合在一起使用。換句話說，存在這樣的可能性，即用流體加熱器專門圍繞衝泡室，以快速準備用於服務自動咖啡機。所有馬達可設置在流體加熱器之下，意味著處於並不承受較大熱應力的位置。同時，流體加熱器的殼體還可形成衝泡室和分變速器的殼體，從而不必設置單獨的殼體。此外，衝泡室的管區段位於該公共殼體中。因而，僅僅採用一個較大的殼體。該殼體可以以很高的精度製造而沒有任何問題。自動實現彼此相互定位各元件所需的精度級別。特別地，指定衝泡室的軸線與分變速器的軸線之間的距離。
自動咖啡機還包括第一驅動裝置。第一驅動裝置包含第一馬達以及第一變速器。第一變速器可設置在所述馬達的下遊。第一變速器可操作性連接至第一馬達，以通過所述第一馬達而被驅動。第一變速器可操作性連接至樞轉柱體，以驅動所述樞轉柱體。第一馬達包含軸線，並且旋轉臂包含軸線。馬達的軸線可設置成與旋轉臂的軸線平行，並與其間隔開。第一馬達可設置在第一變速器上方。自動咖啡機還可包括樞轉式咖啡去除元件。樞轉式咖啡去除元件被構造和設置成在咖啡粉末的料片使用之後以樞轉的方式從下側鎖定元件去除咖啡粉末的料片。第一馬達可被構造和設置成驅動樞轉式咖啡去除元件。自動咖啡機還可包括第二驅動裝置。第二驅動裝置包含第二馬達以及第二變速器。第二變速器包含心軸，所述心軸通過所述第二馬達被驅動，並且操作性連接至所述下側鎖定元件，以使得所述下側鎖定元件在所述管區段中沿所述管區段的豎直軸線的方向移動。第一驅動裝置和第二驅動裝置可被構造和設置成彼此相互獨立。術語獨立涉及實現這樣的單獨的單元，其一方面包含用於組合的軸向與樞轉驅動裝置的馬達和變速器，而在另一方面包含用於豎直驅動裝置的馬達和變速器。在這種情況中，並不期望公共的殼體或公共的支承件。相應的馬達與相應的變速器相比設置在較高的位置，從而在位於衝泡室的下側鎖定元件的密封件失效的過程中，咖啡與咖啡粉末的混合物不可進入馬達並消極影響馬達。即使出現了不同的缺陷，兩個單元中的各單獨的元件可以以彼此相互獨立的方式並以相對較低的成本被替換或者維修。
每個馬達可支承在支架上。在這種情況中，並不期望使用公共的殼體。驅動裝置的各單獨的元件以非常容易服務的方式被設置，意味著以容易觸及和可見的方式被設置。從現有技術中並不能得知這種單獨的單元的獨立的結構和設置，其中每個所述單獨的單元在一方面包含用於組合的軸向與樞轉驅動裝置的馬達和變速器，而在另一方面包含用於豎直驅動裝置的馬達和變速器。這種結構可與分變速器的結構結合在一起使用，或者與其獨立地使用。
分變速器可被構造成在上側止擋元件從待用位置移動到停泊位置的過程中，樞轉式咖啡去除單元排出咖啡粉末的料片。樞轉式咖啡去除元件並不連接至旋轉臂，而是所述樞轉式咖啡去除元件被獨立地支承，從而其的運動是以獨立的方式被實現。在一方面上側鎖定元件的、以及在另一方面樞轉式咖啡去除元件的運動相互協作，並且這種運動是通過分變速器相聯接的。這種聯接以這樣的方式實現，即梳理運動的方向對應於上側止擋元件從待用位置到停泊位置的樞轉運動的方向。這樣，存在這樣的優點，即在衝泡循環中僅僅需要單一一個來回樞轉運動。因而，可以以較快和簡化的方式實現衝泡循環。
位於第一馬達和/或第二馬達的下遊的變速器可優選包括齒帶、V型帶或者嚙合的齒輪。優選至少構造用於豎直驅動裝置的變速器，從而可透過咖啡和咖啡粉末。還可以在該位置設置斜齒輪副。
為了簡化製造，優選的是構造包括相應部件的所有變速器。優選的是，每個變速器包括螺母，該螺母可轉動但是不可沿軸向移動。螺母包括內螺紋，其分別與位於豎直驅動裝置的心軸上的和組合的軸向與樞轉驅動裝置的樞轉柱體上的外螺紋協作。例如，齒帶接合螺紋的外周。
優選的是在樞轉柱體的上側區域中設置引導環，引導環被構造和設置成可轉動，但是不可沿軸向移動。引導環固定連接至樞轉柱體，以大體與其一起轉動，並且可沿軸向相對於樞轉柱體移動。用於排出咖啡粉末的料片的樞轉式咖啡去除元件和/或用於將咖啡粉末引入到衝泡室中的漏鬥固定連接至引導環，以大體與其一起轉動。僅僅引導環具有較小的軸向延伸部，並且其因而並不需要較大的空間。然而，引導環實現涉及樞轉式咖啡去除元件和漏鬥的樞轉運動的所有必要功能。
非圓形連接單元可設置在樞轉柱體與引導環之間。該連接單元可包括平坦的部分，其位於樞轉柱體上以沿軸向延伸；以及抵抗突出部，其位於引導環上。然而，還能夠以具有間隙或不具有間隙的方式使用其它非圓形連接單元。這樣，可以實現與旋轉臂的樞轉運動的不同的重疊。
樞轉柱體中的滑動路徑包括開始部分，其與軸線平行。開始部分用於將上側鎖定元件從樞轉位置轉移到待用位置，並且反之亦然。在與軸線平行的該開始部分中，防止樞轉柱體的旋轉運動，並且實現平行於軸線的衝程式運動。該運動至少出現在這樣的區域中，在該區域中，上側鎖定元件設置在衝泡室的管區段中。優選的是，在該區域與螺旋形升降區域之間採用平緩過渡。
螺旋形升降區域使得旋轉臂與固定連接在其上的上側鎖定元件一起承受從待用位置到停泊位置的樞轉運動，並且反之亦然。在該樞轉運動過程中，上側鎖定元件移動離開管區段的軸線，從而可觸及位於管區段之上的空間。待用位置與停泊位置相比位於較低的高度，從而在待用位置處，可在位於管區段之上的咖啡研磨機的排出漏口之下完成移動而不會有任何問題。與此同時，上側鎖定元件相對提升進入停泊位置是有利的，在這種情況中允許這樣一種位置，即通過噴射對應量的水以便清潔上側鎖定元件。該清潔水可通過相應的流出口排出，並且其因而並不進入衝泡室。樞轉式咖啡去除元件設置在上側鎖定元件之後。這意味著在將上側鎖定元件從待用位置樞轉到停泊位置時，樞轉式咖啡去除元件跟隨上側鎖定元件。這允許這樣的優點，即使用過的料片可提升進入的空間與上側鎖定元件相互獨立，從而樞轉式咖啡去除元件可實現其功能。樞轉式咖啡去除元件優選被構造成具有大致半圓形形狀，所述半圓形形狀的凹側部與上側鎖定元件相連。這樣，可以利用樞轉式咖啡去除元件以在將上側止擋元件從待用位置轉移到停泊位置時排出料片，而不必將衝泡循環製造得更加複雜。位於引導環與樞轉柱體之間的非圓形連接單元可設置成與軸線平行。因而，所述非圓形連接單元是直的，並且其可容易被製造。旋轉運動來自於設置在樞轉柱體中的滑動路徑的螺旋形升降區域。
旋轉臂在其遠離上側鎖定元件的側部可被擴大以伸出超過樞轉柱體，並且其可包括止擋件。與所述止擋件相關的抵抗止擋件可設置在殼體上。旋轉臂的止擋件在上側鎖定元件的衝泡位置處接觸抵抗止擋件。止擋件或抵抗止擋件可被構造為是可調節的，從而確定在衝泡位置上側鎖定元件的位置。當在衝泡的過程中壓力作用在衝泡室中的上側鎖定元件上時，止擋件與抵抗止擋件之間的相應的抵抗力可被吸收，從而樞轉柱體並不承受彎曲載荷。這對於樞轉柱體的支承、操作安全性和耐久性具有積極的影響。引導環還可形成用於樞轉柱體的軸承。
樞轉式咖啡去除元件固定連接至引導環，以大體與其一起轉動，更具體地講通過螺紋連接部來實現。這樣，引導環的任何旋轉運動被傳遞至樞轉式咖啡去除元件。引導環不可沿軸向移動，並且其可僅在與樞轉柱體相協調的位置轉動。
分別用於樞轉柱體和下側鎖定元件的驅動裝置的第一馬達和第二馬達可被構造為電機，更具體地講直流電機。螺母與心軸單元可設置在第一馬達與分變速器之間，心軸固定連接至樞轉柱體，以大體與其一起轉動。螺母設置成可轉動，但是其不可沿軸向移動，從而當在對應的部位轉動螺母時，樞轉柱體實現衝程式運動。例如，用於驅動裝置的馬達還可被構造為液壓電機等。然而，優選的是利用電機，其允許精確以及可重複的控制的可能性。這對於豎直驅動裝置的第二馬達而言也是同樣適用的。
用於移動下側鎖定元件的馬達還可被構造為電機，更具體地講直流電機。所有驅動裝置和馬達分別可被構造成相似的或甚至是相同的。
在了解附圖和以下詳細的說明之後，本領域技術人員將清楚本發明的其它特徵和優點。應該理解的是，所有這些附加的特徵和優點應該是包括在由權利要求書所限定的本發明的範圍中。
參看附圖可更好地理解本發明。附圖中的部件在必要的情況下等比例、著重顯示，從而清楚示出本發明的原理。在附圖中，針對多個視圖，相同的附圖標記代表相應的部件。
圖1是根據新穎的自動咖啡機的示意性實施例的豎直剖視圖；圖2是圖1的新穎的自動咖啡機的側視圖；圖3是圖1的新穎的自動咖啡機的俯視圖；圖4是沿圖1中的線Ⅳ-Ⅳ的剖視圖。
具體實施例方式
現在更加詳細參看附圖，圖1至4示出了新穎的自動咖啡機1的示意性實施例。自動咖啡機1包括公共的殼體2。包括熱水室(未示出)的流體加熱器(未示出)可設置在公共殼體2的內部中。殼體2包括孔3。管區段4以密封的方式嵌入在孔3中。管區段4是衝泡單元5的一部分。衝泡單元5的衝泡室6分別通過上側鎖定元件7和下側鎖定元件8被限制和限定。大體上，上側止擋元件(鎖定元件)7被構造為「水活塞」。這意味著在咖啡的衝泡過程中水被從這裡引入到衝泡室6中，從而被輸送通過咖啡粉末。下側鎖定元件8大體被構造為「咖啡活塞」。這意味著其用於承載咖啡粉末的料片。然而，還可以分別以相反的方式利用和操作止擋元件7和8。
下側鎖定元件8一直保持位於管區段4中，並且其僅僅沿軸向移動以實現與豎直軸線9一致的衝程。上側鎖定元件7沿軸線9的方向移出管區段4，並且其然後沿橫向樞轉以適於將咖啡粉末分別輸送通過管區段4和衝泡室6的暢通無阻的開口。兩個鎖定元件7和8具有與活塞相似的結構，並且它們包括密封件，出於容易理解附圖的原因並未示出所述密封件。下側鎖定元件8包括採取公知方式的用於通過咖啡的絲網以及用於輸送咖啡的出口。
第一馬達10用於上側鎖定元件7的運動，馬達10設置在殼體2的下側端部上方。變速器11(圖2)位於馬達10的下遊。螺母與心軸單元是變速器11的一部分。螺母與心軸單元的心軸12具有豎直軸線13。軸線13以相應的距離平行於軸線9延伸。與心軸12相連的螺母18並未更加詳細地示於圖1中，而其僅僅示於圖2中。螺母18被構造和設置成可轉動並且不可沿軸向移動，從而在螺母18旋轉時，心軸12根據雙向箭頭14沿軸線13的方向實現純衝程式運動。心軸12固定連接至分變速器16的樞轉柱體15，以大體與所述樞轉柱體15一起轉動。分變速器16還伸過自動咖啡機1的殼體2。可以在圖1和3中看出殼體2沿橫向延伸的方式，從而衝泡裝置5設置在殼體2的一側，而分變速器16設置在殼體2的另一側。樞轉柱體15是分變速器16的一部分。樞轉柱體15支承在位於殼體2中的孔19中。滑塊28接合孔19。滑塊28沿徑向從外側朝向內側螺合在殼體2中，並且其這樣與樞轉柱體15協作。
引導環17在孔19的上側區域中可轉動地支承在殼體2中。引導環17包括非圓形連接單元20(圖4)，其具有平坦的部分21，所述平坦的部分21沿樞轉柱體15的軸向行程延伸。位於導軸襯17處的抵抗突出部與平坦的部分21相連。這樣，罩板27防止引導環17根據箭頭14沿軸向移動，並且允許根據雙向箭頭22繞軸線13的相對樞轉運動。
滑動路徑23設置在樞轉柱體15中。滑動路徑23如圖1中所示。滑動路徑23被構造成位於樞轉柱體15的表面中的槽或凹槽。滑動路徑23的下側端部包括開始部分24，其平行於樞轉柱體15的軸線。類似於螺旋線形狀的部分25跟隨在相應的過渡部分之後。滑動路徑23的上側端部還可包括與樞轉柱體15的軸線平行的部分26。由於樞轉柱體15是安裝式軸元件，所以甚至可容易製造複雜形狀的滑動路徑23。
滑塊28與滑動路徑23協作。滑塊28以固定的方式設置在殼體2上，並且所述滑塊沿徑向從外側朝向內側延伸進入滑動路徑23中。這樣，樞轉柱體15不僅沿豎直方向伸過殼體2，而且所述樞轉柱體還沿向上的方向延伸超出殼體2。旋轉臂29(圖1至3)固定連接至樞轉柱體15，以大體與其一起轉動。衝泡單元5的上側鎖定元件7固定支承在旋轉臂29的一個自由端部上。旋轉臂29在其遠離上側鎖定元件7的側部包括止擋件30，其與位於殼體2上的抵抗止擋件31協作。抵抗止擋件31可被構造為調節螺釘，以確定上側鎖定元件7的衝泡位置，並且在所述衝泡位置支承上側鎖定元件7。
樞轉式咖啡去除元件32和漏鬥37固定連接至引導環17，以大體與其一起轉動。在旋轉或樞轉作用施加在引導環17上時，這些元件根據雙向箭頭22實現繞軸線13的純旋轉運動或樞轉運動。在停泊位置或停泊後的位置，漏鬥37分別到達位於衝泡室6和軸線9之上的位置，從而在以下的衝泡循環過程中，咖啡粉末可被引入到衝泡室6中。咖啡粉末來自於研磨機，並且所述咖啡粉末經由漏口和漏鬥37到達衝泡室6。在停泊位置，上側止擋元件7位於固定的排放漏鬥上方，從而可用熱水清潔上側鎖定元件7。
上側鎖定元件7大體具有三個不同的位置。第一位置是衝泡位置，在該位置，上側鎖定元件7位於衝泡室6的管區段4中，如圖1中實線所示。咖啡在該位置被衝泡。第二位置是待用位置，在該位置，上側鎖定元件7沿軸線9的方向設置，但是位於管區段4的外側，並且位於管區段4上方。該位置並未在圖中示出。最後，第三位置是上側鎖定元件7的停泊位置或停泊後的位置，如圖1中的虛線以及圖2和3中的實線所示。在該停泊位置，上側鎖定元件7根據雙向箭頭22樞轉遠離管區段4的軸線9。此外，例如，所述上側鎖定元件沿軸向提升，以在停泊位置將排放漏鬥和用於清潔水的排放導管布置在鎖定元件7之下。這樣，在停泊位置可清潔上側鎖定元件7。停泊位置還可以是這樣的一種位置，在該位置，上側鎖定元件7位於兩個衝泡循環之間。換句話說，每個衝泡循環在停泊位置開始和結束。
下側鎖定元件8也連接至驅動裝置。該驅動裝置被構造為根據雙向箭頭14沿軸線9的方向的純提升驅動裝置或豎直驅動裝置。豎直驅動裝置包括另一個馬達33，其位於殼體2之上並且獨立於第一馬達10，所述第一馬達10也位於上側鎖定元件7之上。例如，馬達10和33可分別設置在獨立的支承板34和35上。馬達10和33可專門被構造為電機或液壓電機等。馬達10和33可以具有相同的結構。變速器38位於馬達33的下遊。心軸36被驅動以根據箭頭14沿軸線9所在的軸向移動。心軸36由螺母37驅動，所述螺母37設置成不可沿軸向移動，但是可轉動。下側鎖定元件8設置在心軸36的上側端部上。在圖1中示出了下側鎖定元件8處於其下側端部位置。所述下側鎖定元件8沿向上的方向被進一步引入到衝泡室6中，以到達衝泡位置。在衝泡循環的過程中，下側鎖定元件8可沿向上的方向移動進入管區段4中，直至所述下側鎖定元件的上側表面與殼體2的外側端面對正。
圖1特別示出了分變速器16的非常簡單的結構。分變速器16包括樞轉柱體15，其支承在孔19中；滑動路徑23；以及固定滑塊28。樞轉柱體15還包括連續平坦的部分21，其用於沿引導環17進行承載。
圖1至4的結合可以全面理解驅動裝置的結構和布置。已經可從圖1中看出，兩個馬達10、33設置在變速器11、38的螺母18、39上方。位於馬達10、33的對應的軸上的小齒輪42、43朝向向下的方向，並且它們通過齒帶40、41連接至螺母18、39。由此兩個驅動裝置具有相同的結構，圖2在一張圖中通過同時利用兩個驅動裝置的附圖標記示出了這兩個驅動裝置。馬達10、33的軸線沿豎直方向設置，平行於對應的軸線9和13並且分別與軸線9和13間隔開。在下側鎖定元件8的密封件失效的情況下，排出的咖啡和咖啡粉末可穿過變速器38，並且其掉落。因此，咖啡和咖啡粉末並不進入馬達33以及馬達10和相連的變速器11。
如下所述實現衝泡循環
上側鎖定元件7位於由圖1中的虛線所示的停泊位置(同樣見圖3)。下側鎖定元件8位於圖1中所示的最下側位置。衝泡室6的管區段4向上開口。當在控制單元(未詳細示出)開啟衝泡循環時，通過咖啡研磨機(未示出)研磨咖啡粉末。咖啡粉末向下落到位於研磨機上的漏口上，並且經由漏鬥37到達衝泡室6的內部，並因而位於下側鎖定元件8上。由於旋轉臂29連同上側鎖定元件7一起在停泊位置樞轉經過相對較大的樞轉角度(圖3)，所以存在這樣的可能性，即布置直至三個具有相連的漏口的咖啡研磨機，從而它們的端部位於衝泡室6之上。這樣，可研磨不同的咖啡豆，以到達衝泡室6，從而提供各種不同種類的咖啡。
只要在已經完成研磨之後，馬達10就被致動，以按照這樣一種轉動的方式轉動，即帶有上側鎖定元件7的旋轉臂29從停泊位置樞轉到待用位置。這通過以下方式來實現，即根據雙向箭頭22(圖3)繞軸線13沿順時針方向的組合的樞轉運動以及下降運動。在該運動的過程中，帶有漏鬥37的樞轉式咖啡去除元件32同樣樞轉。儘管心軸12以及因而樞轉柱體15僅僅通過馬達10沿軸線13的方向降低，但是通過滑動路徑23的螺旋形升降部分25以及通過樞轉柱體15的滑塊28增加了樞轉運動。該運動一直持續到部分25的端部，該端部位於與滑動路徑23的部分24(與軸線平行)之間的過渡區域處。上側鎖定元件7然後被安置成其軸線與軸線9對正，但仍舊位於管區段4之上，並且從而所述上側鎖定元件7並不伸入管區段4中。利用該運動，引導環17以及連接在其上的樞轉式咖啡去除元件32和漏鬥37承受返回運動。該返回運動是根據雙向箭頭22(圖3)的沿順時針方向的純旋轉運動。樞轉式咖啡去除元件32在該運動的過程中並不起作用。然而，在選擇對應的結構時，該運動可被用來去除咖啡粉末，所述咖啡粉末以不期望的方式位於殼體2的表面上，處於管區段4所在的區域。
然而，馬達10在待用位置仍舊運轉。換句話說，各元件如上所述移動通過待用位置，而馬達10的運轉並不中斷。滑塊28因而經由過渡部分到達滑動路徑23的(平行於軸線)開始部分24，從而上側鎖定元件7可通過純軸向下降運動從待用位置移動到衝泡位置。在該運動的過程中，上側鎖定元件7的密封件被引入到管區段4中。因而，達到了上側鎖定元件7的衝泡位置，如圖1所示。與此同時，止擋件30從上方接觸抵抗止擋件31。達到了衝泡位置。現在，致動用於下側鎖定元件8的豎直驅動裝置的馬達33，並且下側鎖定裝置8被提升。下側鎖定元件8沿向上的方向移動，從而包含在衝泡室6中的咖啡粉末被壓縮以形成料片。在該運動的過程中，下側鎖定元件8壓靠著固定的上側鎖定元件7。在擠壓之後，優選可完成針對料片的釋放操作。這意味著馬達33的旋轉的方式被顛倒。應該理解的是，下側鎖定元件8沿向下的方向移動的距離相對較小。然後，可啟動實際衝泡操作。這意味著控制單元打開對應的閥，並且所述控制單元致動熱水泵，從而相應容積的熱水被壓過上側鎖定元件7、咖啡粉末的壓縮後的料片以及下側鎖定元件8。因此，準備好使用的咖啡在咖啡出口被排出到杯子、小壺或不同的容器中。完成衝泡工藝，並且上側鎖定元件7可從衝泡位置向回移動到待用位置，並且進一步移動到停泊位置。為此，馬達10被致動以按另一種轉動的方式轉動。首先，滑塊28處於滑動路徑23的(與軸線平行)開始部分24中，從而上側鎖定元件7沿軸向向上的方向從衝泡位置移動到待用位置。所述上側鎖定元件7然後移動經過待用位置，並且滑塊28到達滑動路徑23的傾斜部分25。這使得旋轉臂29與上側鎖定元件7一起樞轉運動以離開待用位置，並且到達停泊位置。此外，連接至引導環17的樞轉式咖啡去除元件32也沿順時針方向(圖3)轉動。元件32被移動以在殼體2的表面之上樞轉。根據該樞轉運動，用於下側鎖定元件8的馬達33被致動，以通過管區段4中的軸向提升運動沿向上的方向將咖啡粉末的使用過的料片提升到殼體2的表面之上，從而在旋轉臂29的返回運動過程中，該料片由樞轉式咖啡去除元件32接觸，從而沿橫向被傾倒到用於咖啡粉末的使用後的料片的容器中。在料片已經被傾倒之後，馬達33被再次操作以按相反的轉動方式轉動，從而到達圖1的下側位置。與此同時，上側鎖定元件7到達排放漏鬥之上的停泊位置，從而可開啟清潔操作。漏鬥37位於衝泡室6之上，並且其在隨後衝泡循環的開始將新研磨的咖啡粉末輸送進入衝泡室6中。
在不實質上脫離本發明的精神和原則的條件下，可對本發明優選的實施例進行多種改型和調整。所有這種調整和改型應該被認為包括在如權利要求書所限定的本發明的範圍內。
權利要求
1.一種自動咖啡機，包括殼體；滑塊，所述滑塊固定連接至所述殼體；衝泡單元，所述衝泡單元包含具有軸線的上側鎖定元件、下側鎖定元件以及具有豎直軸線的管區段，所述上側鎖定元件和下側鎖定元件以及所述管區段被構造和設置成交替到達衝泡位置、待用位置和停泊位置，所述上側鎖定元件在所述衝泡位置伸入所述管區段中，以使得形成衝泡室，在所述衝泡室中可衝泡咖啡，所述上側鎖定元件在所述待用位置並不伸入所述管區段中，並且所述上側鎖定元件的軸線與所述管區段的軸線對正，所述上側鎖定元件在所述停泊位置並不伸入所述管區段中，並且所述上側鎖定元件的軸線並不對正所述管區段的軸線；旋轉臂，所述旋轉臂連接至所述上側鎖定元件；以及樞轉柱體，所述樞轉柱體具有周邊部以及軸線，所述樞轉柱體連接至所述旋轉臂，所述樞轉柱體被構造和設置成可沿軸向移動，並且可繞其軸線轉動，所述樞轉柱體包含滑動路徑，而所述滑動路徑包含第一部分，其與所述樞轉柱體的軸線平行；以及第二部分，其以類似於螺旋線的方式繞所述樞轉柱體的至少一部分周邊部延伸，並且並不與所述樞轉柱體的軸線平行，所述樞轉柱體的所述滑動路徑的所述第一部分被構造和設置成使得所述滑塊接合所述第一部分，以交替到達所述衝泡位置和所述待用位置，所述樞轉柱體的所述滑動路徑的所述第二部分被構造和設置成使得所述滑塊接合所述第二部分，以交替到達所述待用位置和所述停泊位置。
2.根據權利要求1所述的自動咖啡機，其特徵在於，還包括第一驅動裝置，所述第一驅動裝置包含第一馬達以及第一變速器，所述第一變速器設置在所述第一馬達的下遊，所述第一變速器操作性連接至所述第一馬達，以通過所述第一馬達而被驅動，所述第一變速器操作性連接至所述樞轉柱體，以驅動所述樞轉柱體。
3.根據權利要求2所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第一馬達具有軸線，並且所述旋轉臂具有軸線，所述第一馬達的軸線設置成與所述旋轉臂的軸線平行，並與其間隔開。
4.根據權利要求2或3所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第一馬達設置在所述第一變速器上方。
5.根據權利要求1至4任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，還包括樞轉式咖啡去除元件，所述樞轉式咖啡去除元件被構造和設置成在咖啡粉末的料片使用之後以樞轉的方式從所述下側鎖定元件去除咖啡粉末的料片。
6.根據權利要求5所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第一馬達被構造和設置成驅動所述樞轉式咖啡去除元件。
7.根據權利要求2至6任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，還包括第二驅動裝置，所述第二驅動裝置包含第二馬達以及第二變速器，所述第二變速器包含心軸，所述心軸通過所述第二馬達被驅動，並且操作性連接至所述下側鎖定元件，以使得所述下側鎖定元件在所述管區段中沿所述管區段的豎直軸線的方向移動。
8.根據權利要求7所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第一驅動裝置和所述第二驅動裝置被構造和設置成彼此相互獨立。
9.根據權利要求7或8所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第二馬達包含軸線，並且所述衝泡室包含軸線，所述第二馬達的軸線設置成平行於所述衝泡室的軸線，並且與所述衝泡室的軸線間隔開。
10.根據權利要求7至9任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第二馬達的軸線設置在所述第二變速器上方。
11.根據權利要求2至10任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第一變速器包括選自下述一組中的至少一種齒帶，V形帶，兩個嚙合的齒輪。
12.根據權利要求7至11任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述第一馬達和所述第二馬達被構造為電機，更具體地講被構造為直流電機。
13.根據權利要求1至12任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，還包括引導環，所述引導環設置在所述殼體中，以適於相對於所述殼體旋轉；所述引導環設置在所述殼體中，並不可相對於所述殼體沿軸向移動；所述引導環以這樣一種方式連接至所述樞轉柱體的上側區域，即其與所述樞轉柱體一起共同轉動。
14.根據權利要求15所述的自動咖啡機，其特徵在於，還包括樞轉式咖啡去除元件，所述樞轉式咖啡去除元件被構造和設置成在咖啡粉末的料片使用之後以樞轉的方式從所述下側鎖定元件去除所述咖啡粉末的料片，所述樞轉式咖啡去除元件固定連接至所述引導環，以與其一起共同轉動。
15.根據權利要求13或14所述的自動咖啡機，其特徵在於，還包括非圓形的連接單元，所述非圓形的連接單元形成在所述樞轉柱體與所述引導環之間，以連接所述樞轉柱體和所述引導環。
16.根據權利要求15所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述非圓形連接單元包括平坦的部分以及抵抗止擋件，所述平坦的部分位於所述樞轉柱體上，以沿軸向連續延伸，所述抵抗止擋件位於所述引導環上。
17.根據權利要求1至16任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述旋轉臂在其遠離所述上側鎖定元件的側部被擴大以伸出超過所述樞轉柱體；所述旋轉臂包括止擋件；所述殼體包括抵抗止擋件，所述抵抗止擋件與所述止擋件相連，所述止擋件被構造和設置成在所述衝泡位置接觸所述抵抗止擋件。
18.根據權利要求1至17任一所述的自動咖啡機，其特徵在於，所述滑動路徑還包含第三部分，所述第三部分被構造和設置成與所述樞轉柱體的軸線平行。
全文摘要
公開了一種自動咖啡機(1)，其包括固定連接至殼體(2)的滑塊(28)。衝泡單元(5)包括上側和下側鎖定元件(7、8)以及豎直管區段(4)。上側鎖定元件(7)交替移動到衝泡位置、待用位置和停泊位置。處於衝泡位置的上側鎖定元件(7)伸入管區段(4)中以到達衝泡室(6)。處於待用位置的上側鎖定元件(7)並不伸入管區段(4)中，並且上側鎖定元件(7)的軸線與管區段(4)的軸線(9)對正。處於停泊位置的上側鎖定元件(7)並不伸入所述管區段(4)中，並且上側鎖定元件(7)的軸線並不對正管區段(4)的軸線(9)。連接至上側鎖定元件(7)的樞轉柱體(15)沿軸向移動，樞轉柱體繞其軸線轉動。樞轉柱體(15)包括滑動路徑(23)，其包含平行於樞轉柱體(15)的軸線的第一部分(24)，以及以類似於螺旋線方式延伸的第二部分(25)。滑塊(28)接合第一部分(24)以交替到達衝泡位置和待用位置。滑塊(28)接合第二部分(25)以交替到達待用位置和停泊位置。
文檔編號A47J31/24GK1953687SQ200580015202
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月7日 優先權日2004年5月14日
發明者彼德·薩格爾 申請人:Hgz機械製造股份公司