咖啡自動加工機和軟管閥的製作方法

2023-05-14 00:59:56

專利名稱：咖啡自動加工機和軟管閥的製作方法
咖啡自動加工機和軟管閥本發明涉及一種具有軟管閥的咖啡自動加工機，所述軟管閥具有用於液體，和/ 或氣體的通道軟管，和用於調節流過通道軟管的流量的調節裝置。此外，本發明還涉及用於咖啡自動加工機的軟管閥。通常本發明除了用於咖啡製作外還可用於例如茶、茶的配製混合或者煮飲料的熱飲料自動加工機中。由於簡便起見一但不局限於此，下面討論咖啡自動加工機。在咖啡自動加工機中對流體和/或氣體的通道的調節一方面是用於關閉流體或者氣體，另一方面是用於有針對性地將流體或者氣體的方向引導到一定的功能單元或者排出方向。因此通過相應的閥門位置例如可選擇給煮水管道提供熱水，或者給蒸氣管道提供水蒸氣。為了對通道進行調節在高擋的咖啡自動加工機中採用陶瓷閥。在這些陶瓷閥中根據所選擇的加工功能使設置有通道孔的調節盤如此地旋轉，即通道孔和輸入一和排出管道一起形成一個通道。為了能計量地輸出水蒸氣公開了一些軟管閥。這些軟管閥由流體或者氣體流過的通道軟管和擠壓鉗構成。所述擠壓鉗是如此地擠壓通道軟管的，即減小它的內直徑。通過這一措施減小通過量，並且也間接地減小通道壓力。本發明的任務是提供這樣一種通道閥，它可對流體或者氣體的方向進行引導，並且儘可能不容易受到汙染。這個任務通過本文開頭所述類型的具有方向改變裝置的咖啡自動加工機得以完成。所述方向改變裝置在運行時改變通道軟管的方向。與此相類似地根據本發明的軟管閥裝配有這樣一種方向改變裝置。本發明主要是利用通道軟管，或者軟管閥的軟管的至少一個主要的段具有某種柔韌性。需要這種柔韌性，因為要不然就不能保證對流過通道軟管的流量的足夠調節。現在本發明是雙重利用軟管的柔韌性，即除了節流流過通道軟管的流量外還附加地以簡單的方式實現流過的液體或者氣體的方向變化。因為柔性的通道軟管可通過簡單的往復運動將流體引導到不同的方向。因此，它可附加地起到一種多路開關的作用。使用這種開關可將流體導向不同的通道。本發明是以通過將方向改變裝置加裝到本文開頭所述類型的傳統的軟管閥上的功能組合為基礎。通過這一措施除了流量調節外意想不到地簡單，且還設有值得一提的材料方面或者結構方面的附加費用就能實現流過液體或者氣體的方向變化，或者方向引導。 這樣，以小的結構空間本發明的閥門還具有一個主要的附加功能，到目前為止這個功能還必須通過一個單獨的開關才能完成。方向改變裝置例如可以是和通道軟管固定或者鬆動連接的，並且在至少兩個方向可移動的移動部件。這個移動部件使通道軟管對準不同方向，或者移動它的開口。這些方向可以分配給咖啡加工自動機的不同的製備功能、維修、洗滌或者其它功能。第一實施形式是至少一個擠壓鉗起調節裝置的作用，所述調節裝置對軟管施加作用。這就是說，在通道軟管之外對通過量進行調節，並且因此也可在外部進行控制。為此一種力通過擠壓鉗作用到通道軟管上，這種力影響軟管的直徑。所述擠壓鉗擠壓軟管，這樣鉗至少減小了軟管的流通橫截面。特別優選的是擠壓鉗和方向改變裝置的一種優選的機械耦合。通過一種耦合可根據擠壓鉗的位置改變通道軟管的方向。也可在相反方向上設置一種耦合。在這種耦合中方向改變裝置的轉換引起擠壓鉗相應的位置變化。特別優選的是在兩個作用方向存在這種耦合，這樣，擠壓鉗的位置調節可引起通道軟管的方向變化，並且可以相反。其中，這種耦合主要是將相應另一部件的多個對應的位置優選地分配給擠壓鉗或者方向改變裝置的一定的位置。然後所述部件的這些對應的位置不僅彼此有關聯，在運行中還與咖啡加工自動機的所選擇的功能有關。也就是說，例如當方向改變裝置的位置不同時擠壓鉗位置可以分別保持相同，並且只是當咖啡自動加工機的選擇的一定的功能時擠壓鉗位置才發生變化。也就是說，擠壓鉗和方向改變裝置的耦合的意思是，擠壓鉗的相應的擠壓位置和通道軟管的定向相對應，所述定向和咖啡加工自動機的相應的製備功能，維護功能或者清洗功能相對應。 因此，這種耦合是用於根據咖啡自動加工機的相應的功能在軟管閥的內部自動調節擠壓鉗和方向改變裝置的位置。在本發明的另一方案中將軟管閥設計成熱飲料機和/或排出設備和/或氣體的排出口。作為熱飲料機出口其將熱飲料從煮沸室朝自動加工機殼體的外部區域中的用於熱飲料的咖啡自動加工機的排出口方向引導。排出設備出口向外排出流體或氣體，其中，所述排出設備是用於排出例如煮沸過程或者起泡過程中的殘餘水分，或者殘存蒸氣或者類似的物質。這個排出設備防止在起動咖啡自動加工機的另一功能時在機器的內部還殘存液體或者氣體，並且因此排除了幹擾作用。然後，當這個閥門裝有水蒸汽，且水蒸汽被引入到一個蒸汽噴嘴，例如用於牛奶起泡時這個閥門用作氣體排出口。特別是當將軟管閥設計成熱飲料的出口時這種軟管閥具有它的優點。與陶瓷閥相比較一在陶瓷閥中閥門技術和熱飲料本身接觸一在根據本發明的軟管閥門中熱飲料只流過通道軟管，而特別是軟管閥的一些機械部件，例如擠壓鉗和飲料不接觸。通過這一措施實際上不能弄髒軟管閥的機械功能部件。根據本發明的軟管閥也適於用作排出設備出口，特別用作蒸汽排出系統，因為應排出的蒸汽或者殘存的開水通常仍然有很高的溫度。因此，通道軟管可由耐熱材料製成。此外，通常以高的初始壓力排出，這麼一來在排出設備的排出口處通道閥的機械載荷很大。軟管閥特別是通過下述措施可間接地吸收這種載荷，即通道軟管被保持在殼體的內部。所述殼體在有高壓力的那些區域中使通道軟管保持穩定。在有壓力載荷時通道軟管支撐在完全包圍它的殼體上。相反地在流體或者氣體以近似以大氣壓力流過的區域中通道軟管可在沒有這種穩定的情況下例如自由懸掛地設計。在運行時擠壓鉗的位置可根據咖啡自動加工機的不同的激活的製備功能進行調節。也就是說，在運行時使用人通過選擇製備功能間接對擠壓裝置的位置施加影響。例如在選擇製備功能「煮咖啡」時可如此地調節擠壓鉗的位置，即不關閉流通軟管。例如在製作有奶油的咖啡時為了提高壓力可藉助擠壓鉗對流過通道軟管的流量進行某種節流。為此， 擠壓鉗只部分地關閉通道軟管，通過這一措施產生必要的壓力一優選地至少6巴的壓力。反之，在咖啡製備工序結束時擠壓鉗可將通道軟管完全關閉，為的是在煮沸過程後沒有殘餘開水從排出口滴出，而是保留在軟管閥的內部。當隨後選擇排出功能時擠壓鉗的位置使殘存的開水能毫無阻礙地流出。
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藉助擠壓鉗的位置不僅可在自由流量和流通完全閉鎖之間變化，而且也可進行節流，通過這種節流也可像在軟管閥的上遊氣體或者液體所具有的壓力那樣調節流量。例如為了繼續加工製備的熱飲料需要調節壓力，例如咖啡，為了產生奶油應給咖啡提供高的壓力。按照本發明的另一有利的方案依靠彈簧對擠壓鉗的擠壓力進行調節。可由彈簧將擠壓鉗在它的擠壓位置壓向軟管。這個彈簧優選地其彈簧力是可變化的，並且優選地具有一個平坦的特性曲線。它特別是用於平衡通道軟管的公差，例如它的硬度和它的橫截面。當藉助彈簧的幫助和支持將擠壓鉗用於閉鎖流過通道軟管的流量時，當在閥門的上遊壓力太高時這個彈簧可如此程度地退讓，即使過壓降低下來。也就是說，這個彈簧不僅可起補償公差的作用，而且也可起一種過壓閥的作用。根據本發明的一個有利的改進方案給導向輪設置一個用於操作方向改變裝置的導向月牙板(FUhrimgshkulisse)。這個導向月牙板控制著方向改變裝置。導向輪可以包括一個齒環，以便可簡單地操作導向輪。其同時也可用於方向改變裝置和擠壓鉗的耦合。所述導向月牙板例如可以一種曲線形的導向凹槽的形式在導向輪內部延伸。方向改變裝置上的齒可以伸入到凹槽中。它用於當導向輪轉動時也改變方向改變裝置的位置。附加地優選地設置一個擠壓鉗導向裝置。這個導向裝置用於調節擠壓鉗的位置。 擠壓鉗導向裝置也可設在導向輪上。其也可在如方向改變裝置的導向月牙板一樣的導向輪上例如構造為導向輪另一側的第二導向月牙板。在其上設置有方向改變裝置的導向月牙板。在這種情況中，這個導向輪一方面用作方向改變裝置的導向月牙板的支架，另一方面也用作擠壓鉗裝置的支架。藉助導向輪和藉助在它的上面，或者得在其中設置的導向部件擠壓鉗和方向改變裝置進行耦合，這樣就可給方向改變裝置的每個位置準確地分配擠壓鉗的一個並且總是同一個位置。有利地使用多個擠壓鉗，特別是使用兩個彼此面對的擠壓鉗。這兩個鉗可在通道軟管的縱向延伸的一個點上一起擠壓這個通道軟管。附加地或者替代地可設置多個沿軟管的縱向延伸彼此錯位的擠壓鉗。擠壓鉗或者擠壓鉗對例如可多重保證擠壓鉗的閉鎖功能， 或者引起對閉鎖機構的更有區別的調節。 擠壓鉗形成夾緊杆的部件是特別有利的。夾緊杆具有支座。這個夾緊杆可繞這個支座擺動。通過這一措施可容易地校準擠壓鉗的位置和擠壓作用，特別是和已提到的擠壓鉗的依靠彈簧的調節相結合。特別優選地根據本發明的軟管閥具有一個殼體。在所述殼體中通道軟管和穿刺裝置和/或者煮沸料容器固定連接地容納。固定連接例如可通過下述措施達到，即穿刺裝置或煮沸料容器採用壓注方法，例如以兩組份壓注噴射到通道軟管上。可用穿刺裝置將裝有預製的飲料濃縮物品的容器穿破，這樣，其內裝物就可到達通道軟管。煮沸料容器用於容納咖啡墊或者咖啡粉，將熱水抽吸通過它，以產生咖啡。又將這個咖啡弓丨入到軟管閥的通道軟管中。軟管閥優選地可和穿刺裝置或煮沸料容器一起從殼體中取出。殼體向外部遮護著軟管閥，並且因此也防止髒物或者機械的幹擾作用。軟管閥和穿刺裝置或煮沸料容器一起作為可更換的部件用於將這個唯一的易於弄髒的並且因此要經常維護的部件，也就是通道軟管單個地取出，以便能單個地對它進行清洗和維護。除了軟管閥的這個優選的且具有至少一個擠壓鉗的實施形式外可代替地或者補充地規定，通道軟管具有一個作為調節裝置的彈性的收縮部。可如此地提供或者選擇軟管的材料，即軟管用於它的預先規定的彈性它可以經受住多達一種規定的或者最大值的內壓力。也就是說前面所述實施形式的擠壓鉗的擠壓力在此可由軟管材料的規定的彈性所代替。必要時可完全放棄使用擠壓鉗。然後通道軟管對流量的調節也是自動的，無需附加地主動從外部施加力的作用，因為收縮部的彈性導致軟管的內直徑可容易地根據收縮部上遊的壓力而發生變化，並且因此達到節流的作用或者打開的作用。下面藉助附圖對本發明的原理示範性地作更加詳細的說明。這些附圖是

圖1 略去通道軟管的根據本發明的軟管閥的部分截面圖。圖2:軟管閥的另一圖。圖3 同一軟管閥的對置圖。圖4:軟管閥的頂視圖。圖fe 沿著圖4的切割線A』 -A的軟管閥的第一截面圖。圖恥沿著圖4的切割線B-B，的第二截面圖。圖6a 沿著圖4的切割線A』 _A，且處於第二功能位置的軟管閥的第一截面圖。圖6b 沿著圖4的切割線B-B』且處於第二功能位置的軟管閥的第二截面圖。圖7a 沿著切割線A』 -A的位於第三功能位置的截面圖。圖7b 沿著切割線B-B』的位於第三功能位置的第二截面圖。圖8 根據本發明的軟管閥的一個替代的實施形式的通道軟管的縱向截面圖。圖1示出根據本發明的軟管閥1的一個實施例的內部。在殼體23中可擺動地設置有兩個夾緊杆lla、llb。這兩個夾緊杆分別具有指向殼體內部方向的擠壓鉗17a、17b。這兩個夾緊杆IlaUlb可擺動地支承在圖1的上部區域中，其中一個夾緊杆lib可克服一個彈簧(未示出)水平地運動。為了改變彈簧的彈力設置了一個調節螺栓19。在夾緊杆11a、 lib的與支座對置的端部設置有導向凸起21a、21b。具有齒列4的齒輪3可繞著豎直軸旋轉地如此地設置在夾緊杆IlaUlb的下面， 導向凸起21a、21b嚙合到一個在齒輪3的上側面上形成的，其形狀為兩個被進入的月牙板式導向槽9的擠壓鉗導向裝置中。所述導向槽9將這兩個導向凸起分別從輪3的內部向外導向，這樣，夾緊杆IlaUlb在齒輪3轉動時基本上水平和直線地向內或者向外導向。在齒輪3的下側面上設置有一個方向改變裝置。所述方向改變裝置包括一個水平的，且垂直於夾緊杆IlaUlb的運動方向可運動的滑塊5。所述滑塊5在側邊具有導向軌 31。所述滑塊沿著所述導向軌可在殼體中線性運動地被導向。為了對其往復運動進行控制在齒輪3的下側設置有導向月牙板7。所述導向月牙板和一個設置在滑塊5上側面上的栓釘6共同作用。按照齒輪3的位置滑塊5也可位於不同的位置之中。通道軟管(未示出)從軟管閥1的上側面一飲料罐的穿刺裝置13定位在該側面上一沿著兩個擠壓鉗17a、17b垂直向下延伸。因此齒輪3在中間有一個孔四。通道軟管可穿過這個孔，滑塊5也一樣。所述滑塊具有一個導向孔15。根據齒輪3的旋轉位置夾緊杆IlaUlb有不同的定位，並且因此擠壓鉗17a、17b 或者打開，或者關閉，這樣，通道軟管完全、部分或者根本就不打開。通過夾緊杆lib的彈性支承它的擠壓鉗17b的壓緊力可以變化。通過這一措施可以平衡通道軟管的厚度和彈性的公差。當通道軟管中的壓力太高時彈性支承也能起降低過壓的作用。通道軟管同時一也是根據齒輪3的旋轉位置一藉助滑塊5被在不同的方向引導。圖2示出同一軟管閥1的頂視透視部分圖。除了已說明的部件還可以看到彈簧 20。所述彈簧頂住夾緊杆lib。伺服馬達25通過蝸輪27改變齒輪3的位置。這樣可根據咖啡自動加工機的可不同選擇的功能來調節齒輪3。圖3示出同一軟管閥1的下視圖。其中，特別是可看到滑塊5的導向月牙板7的形狀。這個導向月牙板是如此設計的，即滑塊5的栓釘6既可以很近地位於齒輪3的中心點處，也可以位於它的外邊緣上。這樣，滑塊5可藉助導向月牙板在中間位置和外部位置的極端位置之間往返運動。它在它的導向孔15中帶動通道軟管，這樣，這個通道軟管就可根據齒輪的位置具有不同的方向，並且例如可和不同的通道連接。圖4示出如到7b系列圖的透視圖。該圖示出同一軟管閥的頂視圖，並且示出兩個截面平面A』 -A和B-B』。這些截面在後面用於說明通道軟管的不同位置。圖如和恥示出根據本發明的軟管閥1。它具有位於第一功能位置的通道軟管2， 即當通道軟管2打開時的排出功能。通道軟管2不是通過擠壓鉗17a、17b被擠壓。如此地調節滑塊5，即這個通道軟管2準確豎直地向下延伸。而圖6a和6b示出了根據本發明的這樣一種軟管閥1，它處於第二功能位置中，也就是當通道軟管2在打開時處於製備位置中。通道軟管2又不是通過擠壓鉗17a、17b被擠壓。然而滑塊5與圖恥相比較水平地移動。通過這一措施通道軟管2在它的下端部朝向不同於圖恥的另一方向對準。現在它朝向咖啡自動加工機的飲料出口方向。在圖7b中通道軟管2的方向又和圖6b —樣。而在圖7a中通道軟管2藉助兩個擠壓鉗17a、17b現在被完全夾住。這個夾住例如是在煮和提供咖啡過程結束之後進行，以防止滴漏。現在這個第三功能位置又可匯入到圖如和恥的第一功能位置中，也就是匯入到排出口中。通過簡單地轉動齒輪3自動調節地又達到這個功能位置。滑塊5通過導向月牙板7，並且擠壓鉗17a、17b通過擠壓鉗導向裝置9和齒輪3耦合。通過這一措施也產生了滑塊5和擠壓鉗17a、17b彼此間的直接耦合。由此在沒有其它措施的情況下改變齒輪3的位置可引起兩個部件同時改變位置。圖8示出用於設計根據本發明的軟管閥的一個替代的形式的通道軟管2』的縱向截面圖。通道軟管2』由具有足夠剛度的材料製成，為的是能承受高的壓力，例如6巴或者更大的壓力。這例如可藉助軟管2』中的纖維狀加強物實現，或者通過選擇形狀足夠穩定的塑料，且軟管具有合適的厚度實現。通道軟管2』具有作為調節裝置的彈性收縮部33。在該收縮部的區域中軟管2』的內直徑從標準直徑dl減小到收縮直徑d2。當通過通道軟管2』以初始壓力pi抽吸流體35時，收縮部33起一種如節流閥的作用。由於通道軟管2』的材料的剛性在收縮部33的區域中有一股節流力Fl朝軟管內部方向施加。由於在收縮部33前面沿流動方向的初始壓力pi有一股反力F2克服節流力Fl。 由於這股反力使收縮部的直徑d2變大。例如通道軟管2』在收縮部33的區域中可完全關閉，直到達到足夠高的初始壓力pl，例如6巴。然後由於反力F2收縮部33打開，這樣流體 35可以流過。在收縮部33的下遊有降低的壓力p2。這個壓力大體相當於環境壓力。當使用這種穩定設計和形成的通道軟管2』可以完全省掉前面所述的使用擠壓鉗。 而是通道軟管2』在無外部附加的力作用的情況下自動地調節流量。因為在前面詳細描述的軟管閥的一些部件是一些實施例，所以這些實施例通常可由專業技術人員在不脫離本發明的範圍的情況下進行廣泛的改型。特別是擠壓鉗的具體設計也可以與在此所描述的不同的形狀設計。假若由於空間的原因，或者設計或者功能方面的原因有必要，擠壓鉗和方向改變裝置的控制裝置也可以另一形狀設計。此外，使用不定冠詞「一個」並不排除有關特徵也有可能存在多個。
附圖標記表
1軟管閥2、2，通道軟管3齒輪4齒列5滑塊6栓釘7導向月牙板9擠壓鉗導向裝置·IlaUlb 夾緊杆13穿刺裝置15導向孔17a、17b 擠壓鉗19調節螺釘20彈簧21a,21b 導向凸起23殼體25伺服馬達27蝸輪29孔31導向軌33收縮部35流體dl標準直徑d2收縮部直徑Fl節流力F2反力Pl初始壓力p2降低的壓力
權利要求
1.具有軟管閥(1)的咖啡自動加工機，所述軟管閥具有用於流體(35)和/或氣體的通道軟管(2、2』)和用於調節通過通道軟管(2、2』)的流量的調節裝置，其特徵在於具有在運行時改變通道軟管(2、2 』)定向的方向改變裝置(5、6、7 )。
2.按照權利要求1所述的咖啡自動加工機，其特徵在於具有至少一個作為調節裝置的擠壓鉗(17a、17b)。
3.按照權利要求2所述的咖啡自動加工機，其特徵在於，擠壓鉗(17a、17b)和方向改變裝置(5、6、7)耦合。
4.按照前述權利要求中的任一項所述的咖啡自動加工機，其特徵在於，將軟管閥(1) 設計為熱軟料機輸出口和/或排出設備出口和/或氣體出口。
5.按照權利要求2至4中的任一項所述的咖啡自動加工機，其特徵在於具有擠壓鉗 (17a、17b)，依靠彈簧對它的擠壓力進行調節。
6.按照前述權利要求中的任一項所述的咖啡自動加工機，其特徵在於具有導向輪 (3)，所述導向輪具有用於方向改變裝置(5、6、7)的導向月牙板(7)。
7.按照權利要求6所述的咖啡自動加工機，其特徵在於，具有設置在用於調節擠壓鉗 (17a、17b)的導向輪(3)中的擠壓鉗導向裝置(9)。
8.按照權利要求2至7中的任一項所述的咖啡自動加工機，其特徵在於具有多個擠壓鉗(17a、17b)。
9.按照權利要求2至8中的任一項所述的咖啡自動加工機，其特徵在於，將擠壓鉗 (17a、17b)設計為夾緊杆(IlaUlb)的部分。
10.按照前述權利要求中的任一項所述的咖啡自動加工機，其特徵在於具有殼體 (23 )，在所述殼體中通道軟管(2、2 』)和穿刺裝置(13 )和/或煮沸料容器固定連接地優選地可從殼體(23)中取出地保持。
11.按照權利要求1、4、6和10中的任一項所述的咖啡自動加工機，只要這些權利要求不引用權利要求2，其特徵在於，通道軟管(2』)具有作為調節裝置的彈性收縮部(33)。
12.用於特別是按照權利要求1至11中的任一項所述的咖啡自動加工機的軟管閥 (1)，具有用於流體(35 )和/或氣體的通道軟管(2、2 』)和用於調節流過通道軟管(2、2 』)的流體和/或氣體流量的調節裝置，其特徵在於具有方向改變裝置(5、6、7)，所述方向改變裝置在運行時改變通道軟管(2、2』)的定向。
全文摘要
本發明涉及一種具有軟管閥(1)的咖啡自動加工機，所述軟管閥具有用於流體和/或氣體的通道軟管和用於調節流過通道軟管(2、2』)流量的調節裝置。此外，本發明還涉及一種類似設計的軟管閥(1)。根據本發明，所述軟管閥(1)通過一種方向改變裝置(5、6、7)得到進一步的改進，所述方向改變裝置在運行中改變通道軟管的方向。
文檔編號A47J31/46GK102421339SQ201080018590
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月20日 優先權日2009年4月27日
發明者達伯格 J., 施特夫爾 M., 多曼 U. 申請人:卡夫食品研發公司