CN101778585B - 用于制备饮料的煮泡单元以及包括所述煮泡单元的机器 - Google Patents

Abstract

煮泡单元包括具有转动运动的座(19)，座内可滑动地接收活塞。相对活塞(41)与座和活塞协作，以便限定煮泡室。此外还设置有用于控制座、活塞和相对活塞运动的凸轮构件(25、45)。座、活塞和相对活塞可相对彼此采取至少一个填充饮料制备产品的位置、与煮泡室的两个不同容积相对应的至少两个不同的煮泡位置以及用于排放用过的产品的位置。

Description

用于制备饮料的煮泡单元以及包括所述煮泡单元的机器

技术领域

本发明涉及对用于制备饮料的煮泡单元的改进，特别但不排他性地用于制备咖啡，并且更特别地涉及设计为在自动机器中使用的煮泡单元，其中煮泡单元接收预定剂量的磨制咖啡(预先包装或散装)或用于制备饮料的其它产品，并执行关闭煮泡室、经由灌注热水而制备饮料以及排放用过的磨制咖啡或其它用过的产品的循环。

本发明还涉及一种用于制备饮料的机器，该机器包括以上描述的类型的煮泡单元。

本发明总体涉及用于家庭或专业应用的机器，并还涉及售货机。

背景技术

在用于饮料、特别是用于咖啡的制备或制作的电气机器中，使用所谓的煮泡单元，煮泡单元包括限定煮泡室的多个可动构件，在煮泡室内填充一定剂量的散装磨制咖啡或以囊体、盒体或类似物形式包装的其他咖啡。在煮泡室填充磨制咖啡之后，煮泡室被关闭，并且使得在足够的压力下将热水传送到煮泡室内部，以便从磨制咖啡内提取香味，并制作饮料。在煮泡步骤结束时，煮泡室被打开，并且用过的磨制咖啡被排放。

这种类型的某些机器，特别是被设计成以盒体、囊体或类似物的形式预先包装的产品来操作的机器，也可以制作其它类型的饮料或食品产品，例如茶、巧克力或类似物。

在US-A-4681028中描述的是上文所述类型的煮泡单元，其中煮泡室被限定在相对彼此运动的两个部分之间。更详细地，现有技术专利中描述的煮泡单元包括活塞在其中滑动的座或缸。座可相对于支承结构振动或平移，以便将其自身设置在磨制咖啡填充位置和煮泡位置。通过使得座朝向并围绕固定在支承结构上的相对活塞平移而达到煮泡位置。相对活塞、座和活塞限定具有固定容积的煮泡室。打开和关闭机构使得一旦达到所述关闭和煮泡位置，由于在煮泡室本身中供应的水的压力而作用在形成煮泡室的部件上的力排放在支承结构上，而不压迫致动打开和关闭机构的马达组件。类似类型的其它煮泡装置和组件在ES-A-2156668、FR-A-2663216、US-A-5259296、EP-A-486433、US-A-5551988、US-A-6779436、US-A-6807898、EP-A-1459663以及EP-A-937432中描述。

在US-A-6101923中描述的是具有两个煮泡室的转动煮泡单元。两个煮泡室用于制作具有不同性质的咖啡，并且更具体地是，浓咖啡和现磨咖啡。转动组件设置有凸轮，凸轮控制活塞在煮泡室内的运动。

在EP-A-0380450中描述的是具有与相对活塞协作的转动圆柱形腔室的另一煮泡单元，相对活塞具有从静置位置到工作位置的有限振动运动。在工作位置上，相对活塞连接到圆柱形腔室，以便和设置在腔室本身内的活塞一起限定煮泡容积。活塞具有螺旋弹簧，螺旋弹簧的目的是用于补偿煮泡室内所含磨制咖啡容积的任何可能的变化。这种煮泡单元具有其中煮泡室具有预定容积的单个煮泡位置，以及具有用于防止在工作位置上煮泡室将其内部产生的压力排放在支承结构上的系统。致动机构设置有用来启动和停用煮泡室的所述防止装置。

发明内容

根据一个方面，本发明涉及一种用于制作咖啡或总的来说制备饮料的煮泡单元，该煮泡单元使得可以通过特别耐用和可靠的结构来与不同容积的煮泡室一起工作，从而制作具有不同性质的饮料(例如浓咖啡和现磨咖啡)和/或在每个单独的煮泡循环中制作可变剂量的饮料，例如在单个煮泡操作中仅制作一杯咖啡或两杯咖啡。

根据一个实施方式，根据本发明的煮泡单元包括：具有座的转动单元，活塞在座内滑动，以及相对活塞，与所述空腔和所述活塞协作以便限定煮泡室。

此后特别参考用于制备咖啡的煮泡单元。但是，必须理解到根据本发明的煮泡单元的特征也可有利于地适用于制备不同饮料的其它类型的机器，或者能够制作咖啡和其它类型的饮料的机器。因此，在本发明说明书以及附图中，对于咖啡和磨制咖啡进行参考时，必须理解到在某些实施方式中，同一煮泡单元可用于磨制咖啡以外的产品，可以是单个剂量或多个剂量包装形式，以便制备其它类型的饮料。

有利地，在某些实施方式中，煮泡单元一般而言被设置用于制作或制备咖啡或其它饮料，该煮泡单元总体包括：具有转动运动的座，活塞可滑动地容纳在座内；与所述座和所述活塞协作以限定煮泡室的相对活塞；用于控制座、活塞和相对活塞的运动的凸轮构件。座、活塞和相对活塞被配置、设计和控制，以便采取：至少一个用来填充制备饮料所需的产品或物质的填充位置、与煮泡室的两个不同容积相对应的至少两个不同煮泡位置，以及用于排放用过的产品或物质(例如磨制咖啡片或用过的咖啡囊体或盒体)的排放位置。

在有利的实施方式中，填充位置位于排放位置和两个或多个煮泡位置之间。

在一个实施方式中，凸轮构件被设计用于在煮泡步骤中将施加在活塞和相对活塞上的大部分应力排放在支承结构上。这些应力是由于用于制备饮料的磨制咖啡或其它产品的压缩或由于经过磨制咖啡以便提取用来制备饮料所需的物质的热水的压力而产生的。以此方式，获得一种用于打开和关闭煮泡室的特别有效的机构，其中不需要设计辅助阻挡构件来用于在压缩和/或热水经过磨制咖啡或其它产品供应的过程中将煮泡室保持就位。通过经由控制凸轮将大部分应力排放在支承结构上，防止在马达轴上的任何扭转应力。有利的是，凸轮的形状使得在所有不同的可能位置或其中至少某些位置上对于煮泡室内的压力提供足够的反作用力。

在可能的实施方式中，煮泡单元包括座、活塞和相对活塞的三个工作位置，这三个位置与煮泡室的三个不同容积相对应。

优选地，相对活塞是可动的，以便插入座内并在其中滑动。

为了获得牢固和紧凑的结构，在一个实施方式中，转动凸轮被支承在限定固定支承结构的两个相对的板之间，该固定的支承结构可从机器取出。

在可能的实施方式中，转动座被约束到或被制成与转动单元形成单件形式，该转动单元提供转动轴线，并通过固定的支承结构支承。在可能的实施方式中，凸轮构件相对于支承结构整体或部分固定。在变型实施方式中，用于控制煮泡单元的可动构件的凸轮或其它凸轮轮廓相对于支承结构部分固定，并部分可动，例如围绕转动轴线转动。这种运动可以是连续的转动运动，或者优选的是往复转动运动，即在相反方向上振动。

凸轮是优选的凹槽形状的凸轮，即通道形状的凸轮。

根据优选的实施方式，本发明提供一种用于制备热饮料、特别是咖啡的煮泡单元，包括：座，该座具有转动和平移运动，并且其中滑动地接收活塞；相对活塞，与所述座和所述活塞协作，以便限定煮泡室。每个活塞、相对活塞和座的运动通过固定和转动凸轮轮廓来控制。更具体地，根据某些实施方式，为座提供围绕第一轴线的转动运动以及沿着第二轴线的平移运动，所述第一和第二轴线优选地大致相互垂直。类似地，同样为滑动地容纳在所述座内的活塞提供相应的转动和平移运动。优选地，为相对活塞提供平移运动，但是优选地没有转动运动。在某些实施方式中，每个所述活塞、相对活塞和座与各自固定和转动凸轮轮廓或成对的固定和转动凸轮轮廓协作。更具体地，座的运动通过至少固定凸轮轮廓和可动凸轮轮廓控制。优选地，为了获得更加牢固的结构，提供一对固定凸轮轮廓和一对可动凸轮轮廓，每对凸轮轮廓对称或相同。类似地，活塞通过固定凸轮轮廓和可动凸轮轮廓(或具有相同形状的一对固定凸轮轮廓和一对可动凸轮轮廓)控制，并且相对活塞分别通过固定凸轮轮廓和可动凸轮轮廓和一对相同的固定凸轮轮廓和可动凸轮轮廓控制。在某些优选实施方式中，控制活塞、相对活塞和座的可动凸轮轮廓围绕公共转动轴线转动。在某些实施方式中，可动凸轮轮廓设置在公共转动凸轮上。如果成对凸轮轮廓设置用于每个可动构件(活塞、座和相对活塞)，那么优选地设置两个转动凸轮，每个凸轮设置有每个所述一对凸轮轮廓的凸轮轮廓中的相应凸轮轮廓。

在某些实施方式中，活塞和座形成通过在相应的可动凸轮轮廓和固定凸轮轮廓内形状例如为销的各自触角(feeler)支承的单元。可动凸轮轮廓的转动引起活塞和座的转动和平移。由于对于活塞和座设置分开的凸轮轮廓，因此可以将相同的转动运动赋予活塞和座两者，但是针对两个构件具有不同的平移运动，使得活塞相对于座滑动。因此可以通过同一致动器造成座从填充位置运动到煮泡位置并接着朝向排放位置。活塞可在座内滑动，以便采取可能不同的煮泡位置(煮泡室的较大或较小容积)以及将用后即用过的咖啡粉末或用过的咖啡盒、袋和囊体从座中排放的位置。类似地，相对活塞还通过控制活塞和座的运动的同一马达或致动器控制。因此获得极为简单和灵活的结构，其中可以实现多种类型咖啡(例如现磨咖啡或所谓的“美国咖啡”)的煮泡或者不同数量的杯的咖啡的煮泡。同时，可以减小或无论如何显著降低排放在马达轴(即将运动传递到转动凸轮上的轴)上施加的力(由于咖啡的压缩和/或由于煮泡室内的水压而造成)。

在一个实施方式中，凸轮构件包括第一凸轮，该第一凸轮与活塞协作以便控制所述活塞在座内滑动运动。在一个实施方式中，转动单元的转动造成相对于活塞沿着触角的第一凸轮滑动。优选地，凸轮构件包括第二凸轮，该第二凸轮相对于支承结构固定并，与相对活塞协作以便控制所述相对活塞在所述座内的运动。在实际实施方式中，活塞通过转动单元驱动运动，并且相对活塞的触角沿着第二凸轮滑动，同时所述转动单元驱动相对活塞。以此方式，单个马达造成转动单元转动以及活塞和相对活塞运动。在本发明的优选实施方式中，第一和第二凸轮设置在所述两个板的一个和/或另一个上。优选地，第一和第二凸轮设置在两个板的每个板上。实际上，每个凸轮是双重的，并且包括位于两个板的每个板上的凹槽。

在一个实施方式中，相对于转动单元固定的是拉动构件，该拉动构件被构造成通过所述转动单元将相对活塞从等待位置拉动到煮泡位置，并在转动单元移动到用于排放用过的咖啡的排放位置的同时，将相对活塞从煮泡位置拉回到等待位置。

在变型实施方式中，煮泡单元面对凸轮构件，凸轮构件设计了相对于支承结构固定的第一组凸轮轮廓，以及相对于所述支承结构可动并优选为转动的第二组凸轮轮廓，用于控制所述座、所述活塞和所述相对活塞的运动。

可动凸轮轮廓可设置在分开的盘上或者优选地设置在公共转动凸轮上。

在一个实施方式中，煮泡单元设计了一对固定板，以及与所述固定板并排设置的一对转动凸轮，每个固定板具有大致彼此相同的一组固定凸轮轮廓，每个转动凸轮具有大致彼此相同的一组转动凸轮轮廓，并且其中所述座、所述活塞和所述相对活塞设置在所述两个固定板之间。

在一个实施方式中，固定板支承转动凸轮。优选地，每个转动凸轮通过固定板承载并设置在其外侧或内侧上，即两个转动凸轮配置在两个固定板之间。

在一个实施方式中，活塞、座和相对活塞设置有各自的触角，每个触角至少与一个固定凸轮轮廓和一个转动凸轮轮廓协作。

通过固定和转动凸轮，可以控制活塞和座的转动和平移运动。在一个实施方式中，凸轮可设置成使得相对活塞只提供相对于固定承载结构的平移运动。

本发明的其它有利的实施方式和特征将在所附权利要求书中指出，并且将在下面参考本发明实施方式的某些实例来描述。

附图说明

从示出本发明的实际的非限制性实施方式的说明书和附图中将获得对本发明的更加清楚的理解，说明书和附图通过实例适用于用于制作磨制咖啡的煮泡单元。更特别是，在附图中：

图1示出能够在根据本发明的煮泡单元的咖啡机的前视图；

图2示出根据本发明在第一实施方式中的煮泡单元的局部剖视透视图；

图3示出根据图2的线III-III的视图；

图4示出根据图3的线IV-IV的截面图；

图5示出根据图3的线V-V的截面图；

图6示出根据图3的线VI-VI的截面图；

图7-图11是图1-图6的煮泡单元的工作顺序的示意图；

图12示出根据本发明在第二实施方式中的移除了多个部分的煮泡单元的透视图；

图12A示出其上设置有图12的实施方式的固定凸轮轮廓的固定板之一的前视图；

图12B示出具有转动凸轮轮廓的转动凸轮之一的前视图；

图13-图18是图12的煮泡单元在不同操作位置的前视图和局部截面图；

图19、20和21示出根据本发明的煮泡单元在三个不同的操作位置中的另一实施方式的轴测图，所述板其中之一被移除以示出其内部结构；

图20A是根据图20的XXA-XXA的截面图；

图22是与图21的视图类似但没有移除多个部分的视图；

图23和24示出图19-图22的煮泡单元的两个固定板的内部视图；

图25是根据图23的XXV-XXV的截面图；

图26示出图19-图25的煮泡装置的可动凸轮之一的前视图；

图27是图26的XXVII-XXVII的截面图；

图28示出与图26的视图类似在此实施方式中的煮泡装置的两个可动凸轮中的另一个凸轮的视图；

图29是根据图28的XXIX-XXIX的截面图；

图30是根据图31的线XXX-XXX的按照图19-图29的装置的大致中间平面的截面图，位置在煮泡单元准备填充磨制咖啡处；

图31示出根据图30的XXXI-XXXI的顶部平面图；

图32是根据图31的XXXII-XXXII的局部截面图；

图33和图34是类似于图30和32的截面图，其中煮泡单元处于煮泡室关闭的步骤；

图35是类似于图30和33的截面图，其中煮泡单元处于排放用过的咖啡盒的配置中；

图36和37示出在可能实施方式中的煮泡装置的活塞的轴测图和截面图，图37是根据图36的活塞的XXVII-XXXVII的截面图；

图38和39是在两个不同的操作构造中的根据图36、37的活塞的XXXVIII-XXXVIII的截面图；

图40-图45示出在处于不同的操作位置上的根据本发明煮泡单元的另一实施方式的截面图；

图46A-46D示出处于多种可能操作位置的背压调节阀；

图47示出其上设置有根据本发明的单元的另一实施方式的固定凸轮轮廓的两个固定板的前视图；

图47A、47B、47C示出根据图47的线A-A、线B-B和线C-C的局部截面图；

图48示出具有与图47的固定轮廓相对应的各自转动凸轮轮廓的两个转动凸轮之一的前视图；

图49A-图49D示出包括位于不同角度位置上的图47-图48的固定和转动凸轮轮廓的单元的截面图；以及图50示出沿着图47的各自凸轮驱动活塞和座的销的轨迹。

具体实施方式

图1是示意图，用于示出制作咖啡的自动机器(整体标示为1)的前视图，根据本发明的煮泡单元可用于该自动机器。整体标示为3的煮泡单元的位置在图1的视图中以点划线在透视图中示出。标示为5的是放置杯子的表面，经由输送喷嘴或管嘴7A、7B输送的咖啡被收集在杯子中。图1所示的咖啡机器1是用于家庭应用的机器。但是，应该理解到根据本发明的煮泡单元也可用于专业类型的咖啡机器以及自动分配器或所谓的售货机中，现在这些机器通常已经使用了与更加先进的家庭应用自动机器上使用的煮泡单元类似的煮泡单元。

图1-图11的实施方式

煮泡单元3的第一实施方式在图2-图11中详细描述。在此实施方式中，煮泡单元3包括两个板9A、9B，这两个板大致彼此相同，并且通过横向构件11衔接在一起，以便形成固定的支承结构，固定的支承结构安装在机器1内。固定结构9A、9B、11可以有利地从机器1取出，以便清洁、维护、更换或可能必要的任何其它类型干预。

支承在两个板9A、9B之间的是转动单元13。单元13经由轴或销13A支承，以能够围绕轴线A-A转动。销或轴13A之一连接到致动马达(未示出)。这种连接可通过凹槽轮廓或任何其它方式来获得，例如可以通过扭矩限制器来获得。在可能的实施方式中，转动单元13具有与转动轴线A-A同轴的两个环形凸起部13B，该凸起部与设置在两个板9A和9B内的环形凹槽15接合。环形凸起部和相应的空腔具有改善对转动单元13相对于支承结构的转动运动的引导的目的。

座19设置在转动单元13内。在一个实施方式中，座19具有带有基本圆形截面的圆柱形伸展部。

容纳在座19内的是活塞21，活塞21沿着座19的轴线B-B滑动。活塞21具有接合到横向销23的杆21A，横向销23在大致垂直于轴线B-B并朝着活塞21的杆21A的方向上伸展。

销23从转动单元13伸出穿过设置在转动单元13的任一侧上的两个槽13C(特别参考图2)。销23的轴向长度使其在伸出穿过槽13C的两端处接合在设置在板9A、9B内的相应凸轮轮廓25A、25B内。凸轮轮廓25A、25B基本上构成带有凹槽的凸轮，并形成控制限定煮泡单元3的煮泡室的可动元件的运动的凸轮构件的一部分。除了凸轮轮廓25A、25B之外，凸轮构件包括用于随后描述的相对活塞的运动的另一凸轮轮廓。

凸轮轮廓或带凹槽的凸轮25A、25B大致彼此相同，并且其形状例如在图4中详细示出。在一个实施方式中，第一凸轮轮廓25A、25B具有设置在距转动单元13的转动轴线A-A的第一距离处的第一端部25X以及设置在距所述轴线A-A的较小距离处的第二端部25Y。在两个端部之间，凸轮轮廓以逐渐运动离开转动轴线A-A到最大距离并接着再次接近转动轴线直到在离开转动轴线A-A的最小距离处达到凸轮轮廓25A、25B的第二端部25Y的曲线形式伸展。随后将参考图7-图11的操作顺序来说明凸轮轮廓25A、25B的这种特殊的构造的操作。

活塞21的前部设置有例如由有穿孔金属盖构成的过滤器31。设置在过滤器31的后部上的是空腔33，在煮泡循环过程中制作的咖啡被收集在空腔33内。空腔33与用于排放咖啡的管道35流体连接，管道35例如设置有柔性管，在煮泡循环的多个步骤中使得座19和活塞21之间可以平移运动。柔性管35连接到通道37，通道37继而经由未示出的回路连接到机器的一个或多个输送管口7A、7B，并且该通道可以容易由本领域的普通技术人员来设计。有利的是，在此实施方式中，管道37相对于转动单元13同轴，这是由于它设置在转动销13A内。

煮泡单元还包括相对活塞41，相对活塞41可通过此后描述的方式在多个操作位置之间运动。相对活塞41具有大致与座19和活塞头21的截面相对应的截面，在所示实施方式中是大致圆形的截面。设置有横向销43，横向销43大致平行于销23，并且其相对端分别接合在设置在固定板9A、9B内的凸轮轮廓45A、45B内。两个凸轮轮廓45A、45B彼此相同，并且基本上构成带凹槽的凸轮，其销43形成触角。

在一个实施方式中，带凹槽的凸轮或凸轮轮廓45A、45B具有相对于转动单元13的转动轴线A-A同心的大致圆周部分。所述圆周部分径向延伸到凸轮延伸部，形成逐渐离开转动轴线A-A的运动，并且具有例如面向与凸轮本身的圆周部分的凹入部(朝着轴线A-A定向)相反的一侧的凹入部。

相对活塞41具有贯通管道47(特别参考图6)，其连接到柔性管49以便供应来自于咖啡机器1的沸水器(未示出)的加压热水。经由过滤器供应的热水经过煮泡室内的压缩的磨制咖啡进行渗滤，煮泡室在活塞21顶部(即过滤器31)和相对活塞41的前部过滤器41A之间限定在座19内。不排除通过在压力下将热水供应经过活塞21并经由设置在相对活塞41内的管道47抽取煮泡室内制作的咖啡来颠倒液压回路的可能性。

转动单元13包括用于接合相对活塞41以便沿着该对凸轮轮廓45A、45B限定的路径移动所述相对活塞的系统。在一个实施方式中，所述抽取系统包括至少一个第一对附件51A、53A，并优选为两对附件51A、53A；51B、53B，这些附件大致彼此相同。两对附件的配置使得销43在其可以在带凹槽的凸轮45A、45B内滑动的端部近侧以平衡方式接合。

在一个实施方式中，每个附件51A、53A；51B、53B具有对于附件51A、53A标示为55A、55B而对于53B、53B标示为57A、57B的直线边缘。边缘55A、57A和55B、57B彼此相对，并且在其边缘和销43之间限定相互滑动的通道。此外，每个附件51A、51B、53A、53B具有用于附件51A、53A的各自弯曲边缘或轮廓59A、61A以及用于附件51B、53B的各自弯曲边缘或轮廓59B、61B。如图5特别说明的那样，附件51A、51B在径向上具有大于附件53A、53B的延伸部的延伸部，其目的将随后说明。直线边缘或轮廓55A、57A、55B、57B、59A、61A、59B、61B与相对活塞41的销43协作，以使其沿着在操作循环中需要遵循并由凸轮轮廓45A、45B限定的路径运动。

在此之前所述的装置将以下面文中所说明的那样操作。煮泡循环在图7示意示出的位置开始。在此位置上，转动单元13与如下方式定位，即座19设置在整体标示为T的料斗的大致垂直下方的位置上，经由该料斗磨制咖啡C被填充到座19的侧壁和活塞21中由过滤器31限定的前表面之间的空间内。磨制咖啡C可直接通过机器1所包含研磨机组件(磨碎咖啡豆)制作，或者可以采取磨制咖啡容器获取，或者可以通过操作者手动填充，例如在剂量装置的帮助下。

如图7所示，构成凸轮轮廓25A、25B的触角的销23定位在所述凸轮曲线中离开转动单元13的转动轴线A-A最大距离处的部分内。相对活塞41位于非操作位置，其中销43(构成凸轮轮廓45A、45B的触角)设置在凸轮轮廓45A、45B的顶端近侧和与该顶端相对应的位置上。可以设置用于将相对活塞41阻挡在此位置上的构件。例如，阻挡构件可以是弹性构件，或者具有控制致动器的构件。相对活塞41的前表面41A可有利地弯曲，以便遵循转动单元13的外部圆柱形轮廓，并且因此在通过致动马达(未示出)控制的转动单元13的随后转动运动过程中保持静置在所述外表面内。

图8示出根据转动单元13的箭头f13的第一转动步骤，其中座19和活塞21容纳在转动单元13内并在其中滑动。在图8的角度位置上，座19的轴线B-B对准相对活塞41的轴线，并且相对于转动单元13固定的每个附件51A、51B的边缘55A、55B变得与销43接触。

在转动单元13根据箭头f13继续转动时，由于附件51A、51B，转动单元13将其连同相对活塞41一起拉动。通过转动单元13的转动驱动活塞43滑动所沿着的、凹槽45A、45B的凸轮轮廓，使得在转动单元13根据箭头f13围绕轴线A-A进行转动时，相对活塞接近穿过设置在转动单元13内的座或柱形体19内的轴线A-A。

图10示出转动单元13在顺时针方向上(在此实例中)的最大转动的位置。在此位置上，活塞21经由与凸轮凹槽25A、25B协作的销23朝着相对活塞推动，并且相对活塞定位在座19内。从图9和10之间的比较中，也就是从这两个附图中的煮泡单元所采取的角度位置之间比较中，可以注意到，在活塞21和相对活塞41之间存在距离差别，并因此在活塞21、相对活塞41、所述构件在其中滑动的座19的圆柱形壁之间限定的煮泡室具有不同的容积。在图9和10的两个位置上，煮泡室被关闭，并且内部具有一定剂量的咖啡C，咖啡C由于活塞21和相对活塞41的相对表面施加的压力而被压缩。在图9和图10分别示出的位置之间的所有角度位置上，限定了具有逐渐变化容积的被关闭的煮泡室。

根据转动单元13所采取的最后角度位置，因此可以限定容积在最大容积(图9)和最小容积(图10)之间变化的煮泡室。在这些位置的每个位置上，可以采取适当的煮泡步骤，其中在压力下将水从沸水器引入，并经由轴线A-A收集制作的咖啡。由于具有凸轮轮廓25A、25B、45A、45B的煮泡单元的特别构造，通过供应到煮泡室内的水和咖啡的压缩而施加在活塞31和相对活塞41上的压力通过如上所述在销23、43以及各自凸轮轮廓25A、25B和45A、45B之间产生的反作用力而在很大程度上得以抵消。因此，可以在图9和图10的位置之间的任何角度位置上进行煮泡，而不采取任何特殊措施来保持转动单元13被阻挡就位，并且特别是在煮泡室内没有在马达轴上产生的扭矩的压力，这种扭矩原本会趋于使得马达本身的转动运动反向，并因此会趋于使得转动单元13回到图7的初始位置。

一旦完成煮泡步骤，转动单元13的运动被反向，并且该单元本身从煮泡位置来到排放位置，以便排放用过的咖啡CE，如图11所示。在此位置上，销23占据了与两个带凹槽的凸轮或凸轮轮廓25A、25B的端部25Y相对应的位置，并因此活塞本身处于最大程度地接近座19的嘴部的位置。实际上，过滤器31的前表面与转动单元13的侧圆柱形表面平齐。设置在此区域内的刮擦器可用来将用过的咖啡从过滤器31的表面上刮除。

在从煮泡位置朝着图11的排放位置的返回运动(附图所示的逆时针转动)中，转动单元13经由较短的附件53A、53B将相对活塞41返回到其图11所示的静置位置。这是由于直线边缘57A、57B在销43上的推力的结果而实现的。附件51A、51B和53A、53B的不同长度造成相对活塞41在图11的静置位置41上通过附件53A、53B来释放，并通过较长附件51A、51B而再次接纳在从图7的位置朝着图8、9和10的反向运动中。

图12-图18的实施方式

图12-图18示出根据本发明的煮泡单元的第二实施方式。同样图12-图18的煮泡单元(再次整体上标示为3)可插入图1所示的咖啡机器内，或者专业类型的其它机器，或自动分配器或自动售货机器或类似机器内。

在此实施方式中，煮泡单元3具有通过横向构件111彼此衔接以形成支承结构的一对固定板109A和109B，该支承结构可从咖啡机器中取出。设置在固定板109A、109B之间是活塞113、活塞115在其中滑动的座115以及相对活塞117，在座115内限定煮泡室。这三个元件(活塞113、座115和相对活塞117)具有相互运动，以便执行煮泡循环。从下面描述中清楚的是，在可能的实施方式中，活塞113和座115执行转动和平移运动，而在一个实施方式中相对活塞17只执行平移运动。

三个构件113、115、117的运动通过凸轮轮廓来控制。设置在固定板109A、109B上的是第一组固定凸轮轮廓。在此实施方式中，两个板109A、109B具有凸轮轮廓，并且设置在所述板上的固定凸轮轮廓彼此镜像。因此，此后将描述板109B的轮廓，应该理解到在板109A上具有镜像的轮廓。更具体地，该组固定凸轮轮廓包括用于控制活塞113的运动的第一凸轮轮廓121、用于控制座115的运动的第二固定凸轮轮廓123以及用于控制相对活塞117的运动的第三凸轮轮廓125。

固定凸轮轮廓在图12A中以前视图示出，而固定板109A、109B之一与其它机械部件分开示出。

在凸轮轮廓121内滑动的是触角113B，触角113B由大致垂直于活塞113和煮泡室的轴线B-B的横向销形成。销113B因此垂直于活塞113的杆113A。通过在两个板109A、109B上设置双重通道121，销113B沿着所述带凹槽的凸轮在两端处引导。

固定到座115的是销115A，优选地彼此相对和同轴，该销115A接合在优选地彼此相同并设置在两个固定板109A、109B上的两个凸轮轮廓123内。

最后，固定在相对活塞117上的是相对并优选为同轴的销或滑块117A，销或滑块117A接合在两个固定板109A、109B的凸轮轮廓125内。更准确地，销117A安装在相对于相对活塞117固定并可以形成其组成部件的U形支架117B上。

设置在固定板109A、109B的外侧上的是两个盘131A、131B，这两个盘构成围绕与板109A、109B的支承轴线重合的公共轴线A-A转动的凸轮。在一个实施方式中，每个转动凸轮或盘131A、131B承载一组转动凸轮轮廓，转动凸轮轮廓优选地大致彼此镜像。随后描述的是盘或凸轮131B的凸轮轮廓。特别参考图12B(示出转动凸轮之一的前视图)以及图13，设置在盘或凸轮131B上的是用于控制活塞113的运动的第一转动凸轮轮廓133、用于控制座115的运动的第二转动凸轮轮廓135以及用于控制相对活塞117的运动的第三转动凸轮轮廓137。如特别从图12清楚理解那样，销113B的相对端部横过固定板109A、109B，以便不仅接合在两个固定的凸轮轮廓121内，而且接合在转动凸轮轮廓133内。实际上，这同样适用于相对于座115固定的两个相对的销115A，销115A穿过设置在固定板109A和109B上的凸轮轮廓123伸出，并接合于设置在转动凸轮盘131A、131B上的可动凸轮轮廓135内。相对于相对活塞117固定的相对的销117A横过板109A、109B的凹槽或凸轮轮廓125，并且也接合在转动凸轮131A、131B的凸轮轮廓137内。

基本而言，每个构件113、115、和117通过作为触角的各自销接合到两对凸轮轮廓上，而每对包括固定轮廓和围绕公共轴线A-A转动的轮廓。以此方式，固定板109A、109B以及盘或转动凸轮131A、131B之间的相互转动控制了构件113、115、117的平移和/或转动运动，其运动原理将随后参考一系列的图13-18来详细描述。

凸轮131A、131B的转动运动可例如通过提供周边齿(对于凸轮131B来说，在图13中整体标示为131D)来获得，一对马达驱动的小齿轮(在图13中，一个小齿轮标示为132)与周边齿接合。不排除的例如利用轴向运动传动能力的可替代方案。

在图13的构造中，煮泡单元1位于第一位置，其中咖啡被填充到打开的煮泡室，即填充到由座115的圆柱形壁以及由活塞113的头部限定的端部所限定的空间内。活塞113设置有过滤器，该过滤器类似于图1-图11所示的实施方式的活塞21的过滤器31，并且与其相关的是用于收集和排放饮料(咖啡)的类似系统，该饮料(咖啡)通过从填充到煮泡室内的磨制咖啡中提取香味而获得。不同的是，与相对活塞117相关的是用于在压力下供应热水的管道。不排除的是颠倒水的供应和咖啡输送的配置的可能性。

在图13的位置上，相对于活塞113固定的销113B在与轮廓121本身的弯曲延伸部121A相对应的位置上接合在凸轮轮廓或带凹槽的凸轮121内，该位置设置在相对于转动凸轮或盘131A、131B的转动轴线A-A的最大距离处。如上所述，销113B还通过穿过固定板109A、109B的厚度，在与顶点133A相对应的位置处，接合在带凹槽的凸轮或凸轮轮廓133内，该顶点133A设置在大致径向直线部分133B和相对于所述凸轮轮廓133的半径倾斜的大致直线部分133C之间。

相对于座115固定的销115A接合在各自固定的凸轮轮廓或带凹槽凸轮123的弯曲部分123内，并处于与转动凸轮轮廓或带凹槽的凸轮135的曲线或顶点135A相对应的位置处。

最后，相对于相对活塞117固定的销117A接合在直线的径向带凹槽的凸轮或凸轮轮廓125内，并处于具有围绕凸轮131A、131B的转动轴线A-A的螺旋部分的图案的凸轮轮廓或带凹槽的凸轮137的中点处。

图14所示的是在朝着煮泡位置的第一次转动(在附图所示的逆时针方向上)之后煮泡单元1所达到的角度位置。在此构造中，煮泡室的轴线B-B对准相对活塞117的轴线，并且相对活塞117可插入座115。从图13的位置到图14的位置的角度位移经由盘或转动凸轮131A、131B在旋转中拉动销113B和115A来获得，销113B和115A通过所述销接合在凸轮轮廓133(对于活塞113)和135(对于座115)内而相对于活塞113和座115固定。从图13的位置到图14的位置，销113B通过凸轮轮廓133沿着凸轮轮廓121大致与轴线A-A同心的路径121A推动，使得活塞本身基本执行简单的转动运动。类似地，销115A遵循与凸轮轮廓123的轴线A-A同心的基本上圆形延伸部。因此，座115在此步骤中同样执行围绕轴线A-A的转动运动，而没有平移。

从图14的位置到图15的位置，转动凸轮或凸轮盘131A、131B围绕轴线A-A进行进一步转动，通过转动凸轮轮廓133、135和137，这造成三个构件(活塞113、座或煮泡室115和相对活塞117)相对彼此以及相对于固定板109A、109B进行平移运动。

如从图14和15之间的比较中注意到，特别是活塞执行平移运动使得销113B沿着固定凸轮轮廓121的径向直线部分121B移位，所述运动由转动凸轮轮廓133的部分133C施加在所述销上的推力造成的。由于凸轮轮廓或带凹槽的转动凸轮135在销115A上产生的推力，以及更准确的说是由于所述轮廓的弯曲部分135B施加的推力，相对于座115固定的该对销115A沿着固定凸轮轮廓或带凹槽的凸轮123的大致径向直线部分123B运动。由于螺旋形状的转动凸轮轮廓137产生的推力，获得了相对活塞117沿着直线凸轮轮廓125并朝着凸轮或盘131A、131B的转动轴线A-A的径向运动。

图15的构造使得相对活塞117进入座115内足够量，从而经由各自垫片关闭煮泡室，该煮泡室被限定在相对活塞117和活塞113的相对前表面以及座115的侧圆柱形表面之间。在此位置上，接着可以执行煮泡。这是煮泡室可以具有最大容积的位置。随后的图16和17示出经由所述部件的进一步相互平移而达到的元件113、115、117的两个进一步的相互位置。由于转动凸轮轮廓或带凹槽的凸轮133、135和137作用在销113B、115A和117A上的推力，再次获得部件113、115、117的平移，其中销113B、115A和117A沿着固定凸轮轮廓或带凹槽凸轮121、123和125引导。

更具体地，图16的构造通过沿着相对活塞117和活塞113的公共轴线B-B的平移来获得，其中各自前表面相互接近，同时座115保持在与凸轮轮廓123的直线部分123B的终端相对应的固定位置。由于转动凸轮轮廓135的部分135B相对于转动轴线A-A大致同心这一事实，所以该位置得以保持。从图16到图17，存在相对活塞117和活塞113再次进一步相互接近运动，这是通过转动凸轮131A、131B在顺时针方向(在附图中观看)的转动运动来控制的、这些元件相对于固定板109A、109B的平移运动的结果。

随后也是在煮泡单元具有多个可能的煮泡位置的情况下：在图15的位置上获得最大容积的煮泡室；在图16的位置上，煮泡室具有中间尺寸；以及在图17，煮泡室具有最小尺寸。图17的位置可以例如用于制作单个剂量的浓咖啡，而图16的位置可例如用来同时在单个煮泡操作中输送两份浓咖啡。图15的位置用于制作现磨咖啡。在所有情况下，煮泡室内剂量咖啡的量可以本身公知的方式调节。

应该注意，与煮泡室的不同容积相对应的煮泡单元的各种位置通过凸轮的形状以及转动凸轮的角度来控制，不同的煮泡容积通过转动凸轮131A、131B的不同角度位置来限定。以同样的方式，在前面描述的实施方式中(图1-图11)，由于凸轮45A、45B；25A、25B的形状，煮泡室的容积可以通过转动单元13的角度位置来准确控制。

在所有位置上，用来抵抗煮泡室的内部压力所需的活塞113和相对活塞117上的反作用力的大部分通过凸轮轮廓提供，因此将应力直接排放在固定结构109A、109B上，大大减小了将运动传递到转动凸轮131A、131B上的马达轴上的扭转应力。

一旦在从图15位置开始直到图17位置的可能中间位置中的一个或另一位置中执行了煮泡，煮泡单元从煮泡室排放用后的咖啡。这种排放步骤涉及凸轮131A、131B的转动运动的反向，直到使活塞113进入座115，并使相对活塞117进入图18的构造。经过咖啡填充位置(图13)，到达这种角度位置

固定和可动凸轮轮廓的形状使得随着这种反向转动运动通过以下运动引起移位，相对活塞117平移到离开转动轴线A-A最大距离的位置，以及座115和活塞113从图17的位置在角度上转动到图18的位置，其中轴线B-B转动一个角度α，以及座115和活塞113沿着轴线B-B平移，该平移的方式是使活塞113定位成使其头部与座115平齐或略微从座115伸出，以便将用过的压缩磨制咖啡盒推到所述座之外。在排放区域，刮擦器可设置用来便于将咖啡从活塞113的前表面脱离。

从图13和18之间的比较中特别可以注意到，在排放位置，座115相对于垂直位置经历了大约80度的转动或振动，并经历了造成其后退的平移，而活塞相对于图13的垂直位置大约80度的类似转动，并且通过平移大致与座115的轴向延伸相对应的量而经历了前进。

从图18的位置反向运动大约80度使得煮泡单元回到图13的位置，以便准备好新的煮泡循环。

图19-图39的实施方式

图19-图39示出类似于图12-图18的实施方式，但是具有某些结构变化，这将随后更加详细地描述。相同的附图标记示出与图12-图18相同或等同的部件。

首先，可以注意到在图19-图39所示的实施方式中，其中设置有固定凸轮轮廓121、123和125的固定板109A、109B布置在外侧，而可动凸轮131A、131B配置在固定板的内侧。

通过相对于两个凸轮131A、131B其中之一固定的六边形轴134(图28和29)而不是经由与设置在凸轮本身上的齿轮啮合的小齿轮来将运动提供给转动凸轮131A、131B，其中另一凸轮131B、131A(图26和27)经由横向构件136受被约束到前者，并具有构成与相应的固定板的连接和支承的轮毂132。六边形轴134连接到电马达(未示出)的马达轴上，马达轴形成其中插入该组件的机器的一部分。可以理解，煮泡单元和马达之间的机械连接可采取不同的形状，例如带有凹槽的轮廓或其它形状。

凸轮轮廓的形状大致类似于(特别参考图23-图29)前面的实施方式的那些形状，并且通过相同的附图标记来标示。另一方面，特别关于凸轮轮廓137，应该注意到它是双重轮廓(特别参考图20A的截面图局部)，即每个凸轮131、131B具有双重凹槽137，被约束到相对活塞117的相应的双重触角接合在双重凹槽内。以此方式，增加了凸轮对于由于煮泡过程中煮泡室内产生的压力而排放在其上的应力的抵抗力。

另外，凸轮135的部分135B不与凸轮的转动轴线A-A同心，使得在煮泡室关闭运动中，在相对活塞和座115彼此接合之后，在凸轮131A、131B转动时，座115沿着活塞和相对活塞的轴线A-A移位。

用于相对活塞117的固定凸轮125较大，并且该凸轮没有通过相对于相对活塞117固定的销接合，而是通过支架117B直接接合，支架117B此时没有销117A。在此实施方式中，为了将相对活塞117的支架117B接合到带有双重凹槽的凸轮137，设计用于每个双重凹槽137的振动触角117C(图20、20A)。振动触角117C具有两个相对的附件117D，这两个附件接合在各自凸轮137的两个凹槽的每个凹槽内。

另外，图19-图39的煮泡单元包括用于在煮泡之后便于用过的产品(磨制咖啡片)的排放的机构。所述机构包括经由两个振动臂163铰接到两个固定板109A、109B上的振动表面161。表面161的振动通过在一端处经由槽163A和销165A铰接到两个振动臂163之一的拉杆-支杆165控制。在相对端处，拉杆-支杆165具有接合在凸轮轮廓167内的销165B。固定板109A具有直线凹槽168(图23)，其中拉杆-支杆165在通过凸轮167控制的运动中受到引导。

从图19-图22和30、33、35所示的煮泡单元的运动可以注意，凸轮167控制表面161的振动运动，振动运动的方式是使咖啡片(图35的PC)或在循环结束时离开煮泡室的其它用过的产品被排放到离开煮泡单元的容器(未示出)。

所述用于排放用后咖啡片的机构还可用于前面描述的实施方式。

图30-35详细描述了用于将热水供应到煮泡单元并将咖啡从煮泡室输出的回路及其在煮泡循环过程中的操作。此回路还可用于前面描述的实施方式。

特别是，与相对活塞117相关的是用于调节背压的阀，该阀标示为169并设置在咖啡出口管道171上，与设置在由穿孔金属板制成的过滤器172之后的隔室连通，该过滤器防止固体产品(例如磨制咖啡)在煮泡循环过程中离开煮泡室。背压调节阀169可如同US-B-6382083那样设计。

相对于相对活塞117固定的是用于供应来自于沸水器(未示出并且是公知类型)的热水的连接器173。连接器173的一端标示为173A，与来自于沸水器的供应管道连接。相对于座115固定的是相对于活塞113固定的伸缩管道的第一部分175A，伸缩管道的第二部分标示为175B。伸缩管道的两个部分175A、175B总是彼此衔接(特别参考图34)，并且跟踪活塞113在座115内的运动，部分175B在部分175A内滑动。相反，根据相对活塞117和座115之间的相对位置，连接器173可相对于部分175A接合和脱离。在连接器173接合在伸缩管道175A、175B的部分175A内(图34)时，从连接器175A到活塞113的心柱(stem)或销113B的底部形成用于热水的连续路径。所述心柱是中空的，使得热水沿着心柱直到煮泡室。在形成煮泡室的部分113、115和117轴向对准并彼此接合时采取此位置。相反在煮泡室内进行填充产品时的位置上(图30-32)以及在进行排放用过的产品的位置上，连接器173相对于伸缩管道173A、173B脱离。

在本发明的某些实施方式中，活塞113可具有图36-图39特别所示类型的构造。活塞具有相对于杆203固定的穿孔盖201，杆203在轴向滑动座205内滑动，滑动座205在活塞113以及心柱或杆113A的主体内制成。盖201在201A处穿孔，使得在压力下来自于伸缩管道175A、175B的热水经过，并且使得水在活塞113、相对活塞117和座115之间限定的煮泡室内压缩的磨制咖啡(或者用于制备饮料的其它产品)内分配。在相对于盖201相对的端部处，杆203具有例如O形圈的环形垫片207，以便在滑动座205上提供密封。

滑动座205经由设置在活塞113心柱113A的端口209与伸缩管道175A、175B连通。

盖201通过例如螺旋压缩弹簧202的弹性构件朝着设置在离开活塞113的主体一定距离的位置弹性加载。活塞113的主体设置有凸缘密封件204，凸缘密封件在座115的活塞在其上滑动的内部圆柱形表面上提供密封。在煮泡室内部有磨制咖啡的情况下关闭煮泡室时，活塞113和相对活塞117之间的相对运动造成弹簧202的挤压，并且盖201贴靠在活塞113的主体的前部上，而垫片207在与伸缩管道175A、175B流体连接的端口209之下运动。以此方式，在垫片207设置在端口209之下的情况下，端口209被设置成与位于轴向滑动座205和盖201的心柱203之间并与具有环形截面的空间连接。所述座实际上具有大于心柱203直径以及滑动座205的底部的直径，盖201经由顶部套筒210引导，滑动座205的底部具有较小直径截面以便能够通过O形圈207密封。

以此方式，水通过连接器173经由伸缩管道175A、175B并沿着轴向滑动座205和心柱203之间的环形空间供应，并达到盖201之后的空间。经过盖201的孔201A，水到达煮泡室，并且经过煮泡室内压缩的磨制咖啡。

一旦完成饮料的制备，在煮泡室打开时，通过螺旋弹簧或其它等同弹性构件202推动的盖201进行位移，运动离开活塞113的主体。以此方式，环形垫片207在端口209之上移动，并将端口209(以及伸缩管道175A、175B和沸水器)设置为与活塞113的心柱113A的底部内设置的中空空间211A连接。中空空间211A经由两个排放端口211B连接到外部环境。在沸水器和端口209之间的供应管道内的残留水以此方式朝着外部排放，并且在煮泡室打开之前由于活塞113、座115和相对活塞117之间的相对运动造成的煮泡室容积增加不造成液压回路中的抽吸效应。由于经由座205、端口209、空间211A以及端口211B获得的连接，煮泡室内的压力达到大气压力。垫片207实际上(在压缩弹簧202不被挤压时)设置在座205中其具有的直径大于垫片207直径的位置上。

通过所述的机构，由于压缩磨制咖啡施加在盖201上的压力，可以将煮泡室设置成与沸水器连接，所述压力克服弹簧202的弹性力，并因此造成垫片207在端口209之下移位。同时，在煮泡室打开时所述压力停止，这个事实使得可以排放活塞113和沸水器之间的液压管道内的残留水。在没有进一步配置的情况下，由此设计的系统不支持在没有咖啡的情况下的煮泡室的清洗和/或加热循环，这是由于在弹簧202的推力下，即使煮泡室关闭，盖201也会保持从活塞113的主体凸起，并且因此垫片207不会关闭端口209和下面中空空间211之间经由端口211B与外部环境连通的通道。

为了也使得清洗和加热操作能够得以进行，或者在任何情况下允许水在没有磨制咖啡的情况下流过的煮泡室，在本发明某些实施方式中，与活塞113相关的是容纳在滑动座215内的两个滑动件213(特别参考图38、39)，其相对于轴向滑动座205横向并制成在活塞113的主体或心柱的底部内。滑动座215在前部与中空空间211A连接，并且端口211B与所述滑动座交叉。滑动件213设置有环形垫片217，该环形垫片设置在滑动件213面向空间211A的端部的近侧。所述环形垫片217以这样的方式设置，即使得根据滑动件213在各自横向滑动座215内所采取的轴向位置，它们打开或关闭中空空间211A和端口211B之间的连接。在图38中，滑动件213被各自弹簧219推向外侧，并且位于使得垫片217不关闭中空空间211A和释放或排放端口211B之间的通道的位置。相反，在图39中，滑动件213已经被轴向推动在滑动座215内，并且垫片217关闭中空空间211A和排放或释放端口211B之间的通道。

为了控制滑动件213的滑动运动，滑动件213设置有外端部213A，相对于转动凸轮131A、131B固定的前部凸轮轮廓(在图38和39中为了便于说明整体标示为214)作用在外端部213A上，以便在其座内推动滑动件。经由螺旋弹簧219获得反向运动。用于控制滑动件213的运动的凸轮轮廓设置在凸轮131A、131B上，其设置的方式使得在煮泡室关闭时，无论煮泡室的关闭位置以及无论煮泡室的状态(是否装满或空置)如何，滑动件213位于闭合位置(其中它们中断朝着出口端口211B的连接)。

以此方式，可以使得热水循环经过煮泡室，甚至在其中没有磨制咖啡时也是如此。相反，在煮泡室不处于关闭位置时，端口211B与水供应管道连接，并可以使得残留水从回路中泻放。

图40-图45的实施方式

图40-图45示出类似于图19实施方式的煮泡单元的另一实施方式的截面图。相同或相应的部件再次以相同的附图标记标示，并且不在这里详细描述。图40-图45的实施方式不同于图19的实施方式之处在于两个方面。

根据第一方面，图40-图45所示的煮泡单元设置有附加的操作位置，如图41和42最佳所示的那样。所述附加的操作位置在图40所示的咖啡填充位置和图43所示的煮泡位置之间。在所述中间位置上，围绕活塞113的主体的密封件204离开座115，使得在活塞113和座115之间形成环形开口。如果热水朝着位于此位置上的煮泡室供应，煮泡室内存在的咖啡粉末产生阻碍水流的背压。因此，水流过围绕活塞113的环形开口，并因此加热从水加热器到煮泡室底部的整个水管。

一旦已经供应了足够的热水以加热煮泡单元，煮泡单元采取图43、44和45所示的咖啡分配位置中的一个位置。连续的水流现在经过煮泡室内所容纳的压缩咖啡粉末，并从咖啡粉末提取饮料。图43、44和45所示的三个位置与三个不同的分配状态相对应：在图43中，制作常规咖啡(所谓的过滤咖啡或“美国咖啡”)，其中水压相对低并且咖啡粉末略微压缩；图44的位置是在同一煮泡循环中制作两杯浓咖啡(或双份浓咖啡)的位置；并且最后，图45示出煮泡单元制作单杯浓咖啡所采取的位置。

如上所述，可调节的背压阀可设置在出口端口上，与煮泡室流体连接，以便在煮泡室内保持所需压力。在图40-图45的实施方式中，提供双端口配置，以获得最佳的压力控制。在下面描述的这种双端口配置可同样用于前面描述的实施方式的任一实施方式中。为了示出双端口配置，图42的截面图是在略微不同于其它的图40、41、43、44、45的截面图的位置处截取的。这些较后提及的附图示出了设置在相对活塞117的主体内的第一饮料出口端口，所述端口通过导管301形成。导管301具有具有较大直径的第一部分以及具有较小直径的第二部分，这两个部分在过渡区域301A处彼此连接。相对于结构109A、109B固定支承的管道303伸缩地布置在导管301内，使得在相对活塞117相对于结构109A、109B运动时，管道303和导管301相对于彼此运动。导管303设置有分别靠近管道303的远端和位于其中间位置处配置的第一环形密封件305和第二环形密封件307。管道303的远端在前部关闭，并且设置有径向开口309，所述开口设置在密封件305之后。

管道303可因此放置在与配置在结构109A、109B的顶部上的咖啡出口导管311流体连通的煮泡室内部。在煮泡单元采取图43所示的位置时，开口309定位在煮泡室和导管303的过渡区域303A之间，使得煮泡室内制作的咖啡饮料可流过开口309进入导管303，并从中进入出口导管311。流动截面使得在煮泡室的出口处形成大致零的过压。

第二饮料分配端口设置在相对活塞117的主体内，如在图42中的315处所示。第二饮料分配端口315通过管道317伸缩配置于其中的导管形成。类似于管道303，管道317同样通过结构109A、109B整体支承。导管315和管道317的配置将煮泡室的内部与背压阀319流体连接。此阀是可调节的，并且可如同US专利6382083披露那样设计，该专利的内容通过引用结合于此。

在煮泡室在图43所示的位置上关闭时，咖啡流过导管301、303，提供较小的流动阻力。相反地，如果煮泡室在图44或45所示的位置上关闭，则防止经过导管301、303的流动，这是由于开口309超过密封件305放置，并且密封件305贴靠导管301的较窄部分关闭。因此，在机器的水供应泵的推动下，咖啡被迫流过端口315、管道317以及背压阀319。

因此，根据煮泡室所采取的位置，产生不同的背压状态，并制作不同质量的饮料。

图46A-图46D的背压调节阀

图46A-图46D示出用于根据本发明的煮泡单元的新型背压阀。该阀被单独示出，但是应该理解到所述阀可配置在出口导管上，煮泡单元的煮泡室内所制作的咖啡饮料可经由该出口导管分配。所述阀可配置在例如咖啡出口管道171上(图30)。

背压阀400设置有与煮泡室流体连接的咖啡分配导管401，并且通过煮泡单元的相对活塞例如相对活塞117来承载。导管401可在例如管道171的咖啡出口管道内伸缩地滑动，使得相对活塞117可相对于其上支承有背压阀400的支承结构运动。

背压阀400包括外部壳体403。根据某些实施方式，为了设计目的，所述外部壳体403包括两个部分403A、403B。滑动件405滑动地容纳在壳体403内。所述滑动件405可根据双箭头f405滑动，以便选择性地采取下面公开的多个操作位置的一个操作位置。在某些实施方式中，滑动件405具有可以通过手动致动器构件或伺服马达或类似物(未示出)接合的螺纹端部405A，以便控制所述滑动件的滑动运动，并且准确地将滑动件定位在壳体403内的多个轴向位置的一个所选位置上。

沿着其侧壁，壳体403具有与导管401流体连通的咖啡入口端口407、与从其分配咖啡的管口或喷嘴流体连通的咖啡出口端口409以及压力释放端口411。另外，前部空气吸入端口412设置在前部位置上。壳体403的部分403A的内径可以步进地变化，在配置有释放端口411的部分内具有较大直径，在定位咖啡入口端口407之处具有中间直径，在最前面区域中具有较小直径。

滑动件405具有终止于前部开口413A并与纵向相互隔开的两组径向开口415、417流体连通的轴向空腔413。密封环419、421、423配置在滑动件的外表面上，与壳体部分403A的可变直径的三个部分协调操作。滑动件405的前部开口413A被通过螺旋压缩弹簧429弹性压靠滑动件405的挡板或关闭构件427关闭。所述弹簧419保持在挡板427和前部滑动销431之间，该前部滑动销431设置有密封环433，其将前部空气吸入端口412关闭。销431设置有邻靠环431A和从壳体403伸出的终端部分，终端部分成形为在空气吸入端口412内提供引导作用，并在销431运动到左侧(附图中)时使得空气吸入，以便将壳体403的内部和滑动件405与环境连通，其目的将随后描述。

以上描述的阀400如下所述地操作。在图46A中，滑动件405定位在其最右侧位置(相对于附图)，即弹簧429位于其最大压缩位置。密封环423运动超过壳体部分403具有中间内径的部分，并且径向开口417因此与咖啡出口端口409流体连通(经由壳体部分403B的空腔)。咖啡入口端口401经由径向开口415与滑动件405的内部轴向空腔413流体连通。咖啡可因此从入口端口401朝着入口端口409流动。导管401内的压力因此大致等于环境压力(即在大致零背压下进行煮泡)。通过密封环421防止咖啡流过释放端口411，并且弹簧429将前部开口413A和空气吸入端口412保持在关闭位置。

在图46B中，滑动件405略微朝着左侧(附图中)运动，使得径向开口415和417与导管401和滑动件405的内部空腔413流体连通。与图46A相比，弹簧429略微较少压缩。在煮泡室出口处(即在导管401内)的背压达到弹簧429施加的力限定的数值时，即压力在挡板427上产生高于弹簧429施加的力的力时，水流过煮泡室，并且因此煮泡的咖啡流过导管401、径向开口415、417、轴向空腔413以及出口端口409。

在图46C中，滑动件405相对于图46B再次进一步朝着左侧(附图中)略微运动，使得弹簧429较少压缩，并且因此咖啡流过导管401的背压比图46B中的小(但是高于图46A，其中不需要背压)。在图46B和46C中，释放导管411和空气吸入端口412被关闭。

因此，图46A的位置是煮泡常规咖啡的位置，基本上没有背压，从而获得没有乳脂的较淡饮料。在阀被调节到图46B和46C的位置上时分别获得较重或较淡的浓咖啡。

滑动件405的位置可通过用户手动或自动选择。在某些实施方式中，这可以通过螺旋机构或类似物来实现。在某些优选实施方式中，背压的选择可经由例如触摸屏、一个或多个按钮或类似物的适当的用户界面根据用户的指令通过伺服马达来实现。优选地，背压阀400的位置可与煮泡室的容积相关，使得针对每个用户在阀400上设定的背压来选择最为适当的煮泡室容积。

在煮泡循环结束时，无需考虑阀400的滑动件405所采取的位置，使滑动件运动在图46D的位置上，即完全运动到左侧(在附图中)。在此位置上，空气吸入端口412被打开，并且空气流动通道穿过壳体部分403B的内部、滑动件405的轴向空腔、径向开口415以及释放端口411形成。以此方式，煮泡室内的压力被释放，并且空气进入煮泡单元的液压回路，使得煮泡室打开。

图47-图50的实施方式

图47-图50示出根据本发明的煮泡单元的另一实施方式。此实施方式类似于图19-图35所示的实施方式，但是固定凸轮轮廓不同地成形，以便在煮泡单元的运动过程中实现略微不同的顺序。主要差别在于在图47-图50的实施方式中，从煮泡室排放用过的咖啡粉末的位置相对于咖啡填充位置位于前面描述的实施方式(特别是图19-图35)的排放位置的相对侧上。

由于根据图47-图50的煮泡单元在许多方面大致类似于前面的实施方式，下面将主要描述不同于前面实施方式的特征，而类似、相同或等同于前面实施方式的特征将不更加详细地描述。还应该注意，根据图47-图50的煮泡单元可设置有前面描述的背压调节阀中的任何一种。

在图47-图50的实施方式中，煮泡单元再次包括其上设置有三个固定凸轮轮廓的一对固定板，每个固定板与转动凸轮相结合，在转动凸轮上配置有转动凸轮轮廓。图47示出固定板之一(标示为500)的前视图。至少对于下文将描述的凸轮轮廓来说，相对的固定板大致对称。

固定板设置有三个固定凸轮轮廓501、503和505，这些凸轮轮廓具有与图19-图35的固定凸轮121、123和125的功能相同的功能。更具体地，凸轮轮廓501控制煮泡室的活塞的运动，凸轮轮廓503控制座的运动，煮泡室的活塞滑动到该座中，以及凸轮轮廓505控制相对活塞的运动。但是在此实施方式中，凸轮轮廓501和503主要成形为封闭的通道，即相应的推杆或销在其中滑动的循环曲线。

此外，每个所述凸轮轮廓501和503具有弹簧舌状物，弹簧舌状物伸出到通道内以便防止相对于煮泡室的活塞和座牢固(solid tothe piston and the seat)的推杆或销的某些运动。更具体地，凸轮轮廓501具有片簧(laminar spring)501A形状的第一舌状物，其自由端501B伸出到限定凸轮轮廓501的通道内。所述弹性或弹簧舌状物501A的形状在图47A的截面图中最佳清楚示出。如随后更加清楚说明那样，弹性舌状物501A限制控制活塞运动的销的运动。片簧501C形状的第二弹性舌状物沿着凸轮轮廓501的中央通道部分501D配置。舌状物501C具有自由端501E，并且其形状在图47B中最佳清楚示出。中央通道部分501D将凸轮轮廓501的下部凸轮通道部分连接到上部凸轮通道部分。上部通道部分整体标示为501F，并且具有大致向外凸起凹入的形状。下部通道部分具有大致向外凹凸起入的形状，并且包括两个部分501G和501H，弹性舌状物501A被配置成防止通道501内滑动的销从部分501G运动到部分501H，并且销被迫从部分501G运动到中间凸轮部分501D。

类似地，固定凸轮轮廓503具有下部凸轮轮廓部分503A，下部凸轮轮廓部分503A具有面向外凹入并朝着煮泡单元的中心轴线A-A定向的形状，转动凸轮510围绕该中心轴线在马达(未示出)的控制下转动。凸轮轮廓503的封闭路径通过向外凸起形状的上部轮廓区段或部分503B来完成，沿着上部轮廓区段或部分503B配置片簧形状的舌状物503C。所述舌状物的自由端503D伸出到通道形状的凸轮轮廓503内，如图47C的截面最佳所示。大致直线凸轮轮廓部分503E从大致与舌状物503C的自由端相对应的位置开始从区段503B朝着凸轮轮廓505延伸。舌状物503C防止沿着凸轮轮廓503运动的各自推杆或销沿着区段503B从右侧到左侧移动超过直线部分503D，并迫使所述销进入凸轮轮廓的所述直线部分503D，如随后更加详细描述那样。

图48示出其上设置有转动凸轮轮廓的两个转动凸轮之一的前视图。转动凸轮标示为510。三个转动凸轮轮廓形成在所述转动凸轮上。所述转动凸轮轮廓标示为533、535和537，并且具有与图26、图28的凸轮轮廓133、135、137大致相同的形状和功能。因此，将不提供所述凸轮轮廓的详细描述。

与图19-图35的实施方式类似，在图47-图50的实施方式中，煮泡单元包括(特别参考图49A-图49D)类似于活塞113的转动和平移活塞543，所述活塞容纳在与座115相对应的转动和平移座545，以及与相对活塞117相对应的相对活塞547。与销113B相对应的销或推杆543B相对于活塞543是牢固的，所述销形成接合两个相对的固定板500的固定凸轮轮廓501以及转动凸轮510的两个转动凸轮轮廓533的触角。类似地，座545设置有相对的销或触角545A，销545A接合两个相对固定的凸轮轮廓503和两个转动凸轮轮廓535。相对活塞547接合到固定凸轮轮廓505，并具有接合转动凸轮轮廓537的推杆和触角547C。

将参考一系列的图49A-图49D，以及图50的视图，其示出了销543B和545A的运动轨迹，来更加详细地描述所述煮泡单元的操作。

在图49A中，煮泡单元位于填充位置。座545位于大致垂直位置，并且活塞543在座内位于下部位置，关闭其底部。所需量的咖啡粉末从未示出的分配导管被填充到座545内。销543B定位在沿着凸轮501的部分501G的位置P0。相对于座545牢固的销545A沿着凸轮503的部分503B位于位置P0。

一旦已经将咖啡填充到煮泡室的座内，座545和活塞543通过将凸轮510朝着图49B所示的煮泡位置转动来运动。煮泡位置根据咖啡的质量或者所需咖啡的数量来变化，如前面描述那样。凸轮区段501D上的点P1指示例如煮泡过滤咖啡时销543B所在的位置，凸轮区段503E上的点P1是销545A的相应位置。凸轮区段501D上的点P2指示煮泡单杯或双杯浓咖啡时销543B的可能位置，销545A的相应位置通过沿着凸轮503的区段503E的点P2示出。

煮泡位置通过适当转动凸轮510和相应的转动凸轮轮廓来选择。由于中间凸轮部分或区段501D和503E的形状，活塞543和座545沿着其轴线直线运动，该轴线在煮泡位置上与相对活塞547的轴线重合。相对活塞547通过固定凸轮轮廓505和转动凸轮轮廓537被迫以相应的直线轨迹运动。通过弹性舌状物501A防止销543B沿着凸轮部分或凸轮区段501H运动，而通过弹性舌状物503C防止销545A沿着凸轮区段或凸轮部分503C运动。

一旦完成煮泡，用过的咖啡粉末必须被排放。为了达到排放位置，活塞543和座545首先朝着填充位置运动并超过填充位置，进入图49C所示的中间位置。此运动对于将销543B从下部凸轮部分501G转移到上部凸轮部分501F并将销545A从上部凸轮部分503B转移到下部凸轮部分503A来说是需要的。在图50中，销543B和545A在相关凸轮501和503内与图49B的煮泡室位置相对应的位置在P3处示出。

一旦达到图49B的位置，板510和各自转动凸轮的转动反向，并且销543B、543B开始分别沿着凸轮501的上部部分或区段501F以及凸轮503的下部或区段503A运动，直到实现最终的图49D的排放位置。每个凸轮轮廓501内的弹性舌状物501C防止各自的销543B进入凸轮的中间区段501D，并迫使它遵循上部部分501F。在图49D的排放位置上，座545朝着用过咖啡收集槽或类似物(未示出)定向，并且活塞543朝着座的开口运动，以便将咖啡推出到所述座以外。在煮泡单元位于图49D的排放位置时销543B和545A在各自凸轮轮廓内的位置在图50中以P4示出。

通过颠倒转动凸轮510的转动，使煮泡单元从排放位置再次进入填充位置(图49A)。

在图50中，连接不同点P1-P4的箭头示出销的运动。

应该理解到附图只示出本发明的非限制性实施方式，这些非限制性实施方式可以在形式和配置上变化而不偏离本发明思想的范围。所附权利要求中的可能存在的附图标记具有有助于参考说明书和附图进行阅读的目的，并不用来限制由权利要求代表的保护范围。

Claims (21)

1.一种用于制备热饮料的煮泡单元，包括：

座，具有至少转动运动，在所述座内可滑动地接收活塞；

相对活塞，与所述座和所述活塞协作，以便限定煮泡室；

凸轮构件，用于控制所述座、所述活塞和所述相对活塞的运动；

其中所述座、所述活塞和所述相对活塞能够相对彼此采取至少一个用于填充饮料制备产品的填充位置、与煮泡室的两个不同容积相对应的至少两个不同的煮泡位置以及用于排放用过的产品的排放位置，

所述凸轮构件包括相对于支承结构固定的第一组凸轮轮廓，以及相对于所述支承结构转动的第二组凸轮轮廓，用于控制所述座、所述活塞和所述相对活塞的运动；

所述座的运动通过至少固定凸轮轮廓和转动凸轮轮廓控制；

所述活塞的运动通过至少固定凸轮轮廓和转动凸轮轮廓控制；并且

所述相对活塞的运动通过至少固定凸轮轮廓和转动凸轮轮廓控制。

2.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述活塞、所述座和所述相对活塞设置有各自的触角，每个触角与至少一个固定凸轮轮廓和一个转动凸轮轮廓协作。

3.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述转动凸轮轮廓设置在公共转动凸轮上。

4.如权利要求1-3中的任何一个所述的煮泡单元，包括：形成支承结构的一对固定板，每个板具有相对彼此固定并大致镜像对称的一组凸轮轮廓；以及位于所述凸轮构件中的与所述固定板并排设置的一对转动凸轮，每个转动凸轮具有相对彼此大致镜像对称的一组转动凸轮轮廓，其中所述座、所述活塞和所述相对活塞配置在所述两个固定板之间。

5.如权利要求4所述的煮泡单元，其中所述转动凸轮通过所述固定板支承。

6.如权利要求4所述的煮泡单元，其中所述转动凸轮设置在所述固定板内。

7.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述凸轮轮廓是凹槽或通道的形状。

8.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述活塞和所述座具有转动和平移运动，并且所述相对活塞具有相对于固定承载结构的平移运动。

9.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述座和所述活塞具有围绕第一公共转动轴线的转动运动和沿着大致垂直于所述第一轴线的第二公共平移轴线的平移运动，所述第二轴线围绕第一轴线转动以便采取多个角度位置；以及所述相对活塞在所述座采取与所述相对活塞对准的角度位置时具有将插入所述座中的平移运动。

10.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述座包括与位于所述第一组凸轮轮廓中的第一固定凸轮轮廓和位于所述第二组凸轮轮廓中的第一转动凸轮轮廓协作的第一触角；所述活塞包括与位于所述第一组凸轮轮廓中的第二固定凸轮轮廓和位于所述第二组凸轮轮廓中的第二转动凸轮轮廓协作的第二触角；所述相对活塞包括与位于所述第一组凸轮轮廓中的第三固定凸轮轮廓和位于所述第二组凸轮轮廓中的第三转动凸轮轮廓协作的第三触角；所述转动凸轮相对于固定凸轮轮廓的相对运动控制所述活塞、座和相对活塞的转动运动和平移运动。

11.如权利要求10所述的煮泡单元，其中所述固定凸轮轮廓和转动凸轮轮廓被设计成控制：座和活塞从填充饮料制备产品的位置到与相对活塞对准的位置的第一转动运动；所述活塞、座和相对活塞沿着公共平移轴线的第二相互平移运动，所述第二运动使得活塞、座和相对活塞进入与所述活塞、所述相对活塞和所述座限定的煮泡室的不同容积相对应的可变相互位置；在与第一转动运动相反的方向上的第三转动运动，以及使得所述座和所述活塞进入排放用过的产品的位置的所述座和所述活塞的相互平移。

12.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述活塞具有弹性加载的盖，该盖通过弹性构件推动以便在煮泡室内具有所述饮料制备产品时运动离开活塞的主体，所述盖被抵靠活塞的主体推动。

13.如权利要求12所述的煮泡单元，其中所述盖相对于心柱固定，心柱与盖作为单件运动，提供用于供应热水并与煮泡室连接的端口以及与外部连通的至少一个端口。

14.如权利要求13所述的煮泡单元，包括在煮泡室位于至少一个煮泡位置时关闭热水供应端口和所述至少一个与外部连通的端口之间的连接的滑动件。

15.如权利要求1所述的煮泡单元，其中压力调节器阀配置在用于将饮料从煮泡室排出的管道上。

16.如权利要求1所述的煮泡单元，包括煮泡室预热位置，在该位置上，所述相对活塞在一端处关闭所述座，并且所述活塞关闭所述座的相对端，留下底部排放开口，在所述活塞中循环的加热流体从底部排放开口逸出，而不进入煮泡室。

17.如权利要求1所述的煮泡单元，包括第一饮料分配端口和第二饮料分配端口，所述端口在所述煮泡单元位于煮泡位置时与所述煮泡室流体连通，其中所述第一饮料分配端口与密封装置相结合，并且第二饮料分配端口与背压阀相结合，在第一煮泡位置上，所述密封装置被打开以便经由所述第一分配端口分配所述饮料，并且在第二煮泡位置上，所述密封装置关闭，以便防止饮料流过所述第一饮料分配端口，因此迫使饮料流过所述第二分配端口和所述背压阀。

18.如权利要求1所述的煮泡单元，包括与所述煮泡室的内部流体连通可调节的背压阀，并包括滑动配置在壳体内的滑动件，所述壳体包括饮料入口端口和饮料出口端口以及压力释放端口，其中所述滑动件能够运动到多个饮料分配位置的任一分配位置，每个位置与所述煮泡室内的不同背压相对应。

19.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述固定凸轮轮廓包括：用于控制活塞运动的第一凸轮轮廓，以及用于控制座运动的第二凸轮轮廓，所述第一和第二凸轮轮廓包括封闭曲线形状的通道，以及运动防止构件，用于防止相对于所述活塞和所述座牢固的相应触角在预定位置沿着所述第一和第二凸轮轮廓的运动。

20.如权利要求1所述的煮泡单元，其中所述热饮料是咖啡。

21.一种用于制作饮料的自动机器，该机器包括如前述权利要求中一个或多个权利要求所述的煮泡单元。

Images