CN103841860B - 吊舱保持器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于饮料分配机的吊舱保持装置（100）。吊舱保持装置包括第一提取子单元（7）和第二提取子单元（11），第一提取子单元（7）密封地闭合第二子单元（11），以便在闭合时形成用于吊舱的提取腔室，在打开时允许吊舱插入在两个子单元（7、11）之间。

Description

吊舱保持器

技术领域

本发明涉及用于分配的吊舱保持装置。具体地，根据本发明的装置可以用于分配热饮料的机器，该热饮料为例如咖啡、浓缩咖啡、淡咖啡、茶和/或水。

背景技术

用于饮料分配机的各种吊舱保持装置是已知的，该饮料分配机通常用于家用以及航空和/或船舰部分，例如游艇和船只。在航空和船舰部门中，最紧急的问题在于缺少空间，因此分配机具有尤其小的尺寸，并且其各部分不会从其轮廓伸出。此外，还必须考虑不断运动所产生的问题。这种类型的装置最终必须满足由严格的规则设置的特定要求。

US6,779,435和WO2002/091891中描述了吊舱保持装置。然而，在这两篇文献中，吊舱保持装置体积大，并且是潜在的危险源。例如，专利申请WO2002/091891描述了一种处于咖啡机外侧的吊舱保持器，其借助于柄部系统进行操作，该柄部系统用于执行闭合操作并且连接到水源。由于具有从机器伸出的部分，所以这种布置可能是危险的。此外，吊舱在饮料制备之后的插入和抽出可能是困难的，首先这些操作在定位吊舱和清洁吊舱保持器自身期间需要非常小心，其次甚至在使用设有舌状物的吊舱的情况下也需要使用夹持装置。

相反，美国专利6,779,435描述了加热系统，其将水直接供应到吊舱上，借助于下降到吊舱保持抽屉上而闭合。该抽屉占据了机器的整个前部，并且在使用之后打开抽屉时必须手动地去除吊舱。这种系统明显缺乏实用性和安全性。

与本申请的申请人相同的意大利实用新型MU262188描述了一种抽屉式吊舱保持装置，其中抽屉不能够完全且自由地抽出。借助于机械杠杆系统执行加热器和吊舱保持器的相对操作，该机械杠杆系统在外部进行操作，并且将加热器向下移动以闭合吊舱保持器。这导致抽屉的操纵性变差，并且导致液体损失而损害机器所处的位置的卫生状况，以及由于存在以不可接受的方式从机器的轮廓伸出的外部杠杆控制件而导致可能的危险。

为了制备热饮料，可以想到利用预先包装的单剂量或多剂量胶囊，其通常为吊舱的形式，容纳待与水接触的成分，例如咖啡粉末、茶或其它待重新构成的粉末成分，以便制备饮料。用于自动装置的吊舱是已知的，其中每个吊舱包括咖啡粉末的单剂量——在某些情况下被预先压缩，并且具体地，铝吊舱和纸吊舱是已知的。外壳由过滤纸张或者其它塑料或金属包装材料制成，该包装材料是穿孔的，或者是适当地可穿透的，预定温度下的热水和/或蒸汽可以穿过该包装材料以制备饮料。

已知类型的特定吊舱保持装置包括两个半部壳体，即顶部壳体和底部壳体，它们用作提取腔室并且在它们之间接纳在使用之后抽出的吊舱。这些装置可以想到，借助于弹簧系统或液压系统或铰接式系统将顶部和底部半部壳体连接在一起来执行两个半部壳体的密封闭合，并且通过滑动来执行用过的吊舱的去除。这些系统具有的缺点在于，如果使用纸张吊舱，那么它们不会如同铝吊舱那样通过滑动而被去除，相反保持附接到支撑壳体，并且这些装置作为整体体积大且难以布置在小尺寸的分配机中。

吊舱保持装置在国际专利申请WO2006/126230中描述为具有两个半部壳体，即顶部壳体和底部壳体。底部半部壳体沿着水平引导件从第一吊舱接纳位置运动到与顶部半部壳体相对的第二吊舱接纳位置，以形成提取腔室，运动到第三位置以用于取出用过的吊舱。这三个位置的存在使得该系统不太可靠，这是因为由于顶部和底部半部壳体的不对准可能导致问题。此外，在第三位置中取出吊舱还通过利用与吊舱的重量相关的重力作用而起作用，但是可能容易发生的情况是，这些仍然保持附接到过滤器而并不滑落，尤其是对于纸张吊舱而言。此外，为了执行吊舱的翻转，需要销、滑轮和行程末端阻挡件的铰接系统，从制造的观点看使得该装置变得复杂。

吊舱保持装置现在已经被设计成使得其克服现有技术的缺陷，方便使用且由使用者进行清洁，尤其被设计成装配到当前饮料分配机（尤其是那些嵌入式的分配机）的小空间中。

该装置更加耐久、更加易于使用、更加安全，并且具有比已知的装置小的尺寸。从以下的详细描述中，本发明的其它优点将会变得明显清楚。

发明内容

本发明涉及根据所附权利要求的吊舱保持装置，其能够安装在可以分配热饮料的机器上，该热饮料为例如咖啡、淡咖啡、牛奶、巧克力、茶和/或热水。根据本发明的吊舱保持装置的特征在于，利用马达驱动的螺杆系统进行密封闭合，该螺杆系统作用在提取腔室的顶部半部壳体上，该装置的各部件如所附权利要求描述地构造和形成。

从以下的本发明详细描述中，其它的目的将会变得清楚。

附图说明

为了更好地理解本发明，附图示出了所述发明的非限制性例子。

图1示出了吊舱保持装置的马达单元组的四分之三示意性透视图；

图2示出了根据图1的吊舱保持装置的马达单元组的四分之三示意性仰视透视图；

图3为根据图1的吊舱保持装置的分解图；

图4示出了根据图1的吊舱保持装置的示意性右侧透视图，该吊舱保持装置容纳在以分解形式示出的饮料分配机中；

图5示出了根据图1的吊舱保持装置的示意性左侧透视图，该吊舱保持装置容纳在以分解形式示出的饮料分配机中；

图6示出了根据图5的吊舱保持装置的示意性左侧透视图，该吊舱保持装置组装在相关联的接纳抽屉上，其中吊舱保持器容纳吊舱并且与底部板6共平面；

图7为与图6相同的视图，其中底部过滤器单元11沿着底部马达12的轴相对于底部板6在箭头所示的方向上稍稍转动；

图8为与图7相同的视图，其中底部过滤器单元11进一步在箭头所示的方向上转动；

图9为与图8相同的视图，其中底部过滤器单元11进一步在箭头所示的方向上转动，吊舱朝向抽（示出为闭合的）排出；

图10为与图9相同的视图，其中吊舱排出在抽屉（示出为打开的）中；

图11为吊舱保持装置的示意性侧视图，该吊舱保持装置组装在相关联的接纳抽屉上，其中可以清楚地看到吊舱保持器相对于底部板6的转动；

图12示出了根据本发明的吊舱保持装置的可供选择的实施例的四分之三示意性透视图；

图13示出了根据图12的可供选择的实施例的四分之三示意性仰视透视图；

图14示出了根据图12的可供选择的实施例的四分之三示意性透视图，其中吊舱保持器抽屉被取出；

图15为根据图12的吊舱保持装置的分解图；

图16示出了容纳在饮料分配机中的根据图6的可供选择的实施例的左侧透视图；

图17示出了固件的构造，该固件可以用于容纳有根据本发明的吊舱保持装置的饮料分配机；

图18示出了固件的操作示意图；

图19示出了FSM（有限状态机）的状态转换。

具体实施方式

根据本发明的吊舱保持装置适用于容纳吊舱，该吊舱容纳借助于热水流（例如咖啡、牛奶、茶、巧克力等）待取出的或重新组成的物质。

该装置包括第一和第二提取子单元，第一提取子单元靠着第二子单元密封地闭合，以便在闭合时形成用于吊舱的提取腔室，在打开时允许吊舱插入在两个子单元之间。

该装置的特征在于，密封闭合不是通过弹簧系统、也不是利用液压系统、也不是利用铰接式系统将形成提取腔室的顶部壳体和底部壳体连接在一起而执行的。

第一子单元是可动的，也被称为运动单元或头部单元或简单地称为块“A”，并且包括第一马达或顶部马达，该马达有利地连接到减速齿轮、防抓取传动螺杆，其中相关的机械支撑件和螺母操作地连接到顶部半部壳体。该支撑件可以是大致锁定衬垫，该锁定衬垫将螺杆锁定在顶部板上。螺母或螺帽具有的功能在于，转换线性运动的螺杆的圆周运动，并且将该运动传递到顶部半部壳体。

第二子单元也被称为底部过滤器保持器或简单地称为块“B”，并且被设计成接纳吊舱和在取出之后将吊舱排出；其包括底部半部壳体，该底部半部壳体操作地连接到第二马达单元或底部马达以用于排出吊舱，其它的部件根据所附权利要求所述地构造和形成。

在底部过滤器保持器单元的简化变型中，第二马达由可取出抽屉代替。

参考附图，示出了整体上用附图标记100表示的用于饮料分配机的吊舱保持装置。

图1至5示出了根据本发明的吊舱保持装置，其包括有利地与减速器2相关联的顶部马达1，该减速器由将顶部板5和底部板6连接在一起的一对成形支撑板3和4支撑。支撑板3和4彼此间隔开，并且可以例如具有成形通槽，该成形通槽相应地在板3的情况下为倒“U”形的形式，在板4的情况下为闭合矩形的形式。

在可供选择的实施例（未示出）中，支撑板3和4被用于顶部板5和底部板6的杆或支撑构件取代。

通过顶部马达1和吊舱保持装置的减速器2进行操作的操作部件布置在板或支撑构件3和4之间，并且整体包括顶部过滤器头部或单元7、螺母9和用于传动螺杆10的支撑件8。底部过滤器单元11由底部板6支撑，并且与顶部过滤器单元7对准。

底部过滤器单元11被设计成绕水平轴线转动，优选地转过大约90度或更小的角度，甚至更优选地转过大约20°-65°的角度，通过第二马达单元或底部马达12进行操作，该第二马达单元或底部马达优选地具有与顶部马达1的轴垂直的轴。底部马达12例如容纳在板6内的空间中，以便与板共平面，并且简单地将转动运动传递到底部过滤器单元11。

顶部过滤器单元7、传动螺杆10、螺母9、支撑件8和安全元件13形成块“A”，该块“A”包括在饮料分配期间通过马达1和减速齿轮2沿竖向运动的部件。

底部过滤器单元11和底部马达12形成块“B”，并且形成排出系统，在该排出系统中，底部过滤器单元11沿竖向固定，但是能够绕水平轴线转动。

安全元件13可以想到在块A向下运动以形成饮料期间与检测系统一起使用，该检测系统用于检查在顶部块A的各部件和底部块B的各部件之间是否存在任何障碍，并且如下所述地中断分配循环。

顶部马达1被设计成用以使该系统运动，直到其将吊舱66封闭在顶部过滤器单元7和底部过滤器单元11之间，同时底部马达12用来执行底部过滤器11的转动，以利用“弹射”作用排出用过的吊舱。对于各部件的这种布置，可以优选地使用铝或纸张吊舱，甚至更优选地使用纸张吊舱，该纸张吊舱不需要借助于滑动从底部过滤器单元11排出，而是由于底部过滤器单元的转动而从底部过滤器单元排出，被弹射出且借助于容纳板62而落到下面的接纳抽屉61中，该容纳板安装在接纳抽屉的顶部上。

具体参考图4和5，根据本发明的吊舱保持装置100示出为定位在饮料分配机内，该饮料例如由咖啡或茶制成，其中板5和6相对于机器的水平底部平面倾斜布置。有利地，该机器可以设置有水容器41，该水容器设置有闭合盖42并且经由自身已知的连接方式（未示出）连接到加热器43。加热器43经由自身已知的连接方式（未示出）将热水供应到顶部过滤器单元7。包含吊舱保持器的机器的操作由微控制器利用合适的控制固件进行管理。

当吊舱已经定位在底部过滤器单元11上时，在需要分配饮料的情况下，顶部马达1被致动，使得其经由减速器2操作传动螺杆10，该传动螺杆经由自身已知的连接方式机械地联接到减速器。

沿着螺纹螺母9前进的传动螺杆10的运动还引起顶部过滤器单元7的运动。当顶部过滤器单元7靠在底部过滤器单元11上时，顶部马达1停止，由此所有运动中的部件都停止，以便借助于圆形O形环类型的密封元件闭合提取腔室。

在这个步骤期间，吊舱保持器被密封，从而不能够开始分配饮料；热水经由合适的联合体（未示出）进入顶部过滤器单元7，穿过吊舱，并且作为饮料从底部过滤器单元11的出口开口14流出。当对于给定功能而言预先选择的量流出时，终止分配。

在这点上，顶部马达1再次启动，通过进行相反的运动而返回到之前的顶部位置，该顶部位置可以借助于编码器、位置微开关、转矩检测系统或等同的系统进行定位。

接下来的步骤包括朝向接纳抽屉排出用于分配的吊舱。该操作通过首先沿一个方向启动底部马达12，然后立即沿另一个方向启动底部马达12而执行，该底部马达机械地连接到减速系统，该减速系统经由其轴直接连接到底部过滤器单元11。这种运动产生转动，该转动模拟“弹射”动作，有助于朝向接纳抽屉61移除吊舱。同样地，这种运动可以进一步借助于编码器、位置微开关、转矩检测系统或等同的系统进行控制。图6至11详细示出了该转动运动。

图12至16示出了本发明的简化实施例，其中块B的底部板6不具有底部马达12，并且底部过滤器单元11容纳在抽屉30中，该抽屉在形成于底部板6中的相关的滑动座部31内滑动。抽屉30可以通过向抽屉30的外端部施加轻拉力而与饮料分配机的前部部分大致成直角地从吊舱保持装置完全取出，以便引起特别设置的减压件32a在形成于底部板6中的引导件32内滑动。容纳在抽屉30中的底部过滤器单元11具有合适的——优选圆形的——形状，例如以便在饮料分配期间和在取出用过的吊舱期间容纳吊舱。

当吊舱借助于轻推动作已经装载在过滤器单元11中时，使得抽屉30沿着引导件32滑动到行程末端位置，在该行程末端位置处，底部过滤器单元11和顶部过滤器单元7精确地对准。

过滤器单元11的形式可以适于由咖啡或茶或其它类型饮料的制造者生产的各种类型的吊舱的形式。根据本发明的吊舱保持装置尤其适合于接纳具有优选圆形基部和大致平坦形式、厚度为大约1cm、具有或不具有铝或纸张舌状物的吊舱。

吊舱还可以是可穿透类型的，在这种情况下，顶部过滤器单元7和/或底部过滤器单元11将有利地设置有自身已知的穿透系统。

有利地，抽屉30具有突起34，该突起具有合适的形状，以方便用手指或用任何其它合适的手段打开抽屉30。

当吊舱已经定位在底部过滤器单元11且抽屉插入在对应的滑动座部31中时，在需要分配饮料的情况下，顶部马达1被致动，使得其经由减速器2操作传动螺杆10，该传动螺杆经由自身已知的连接方式机械地联接到减速器。沿着螺母9前进的传动螺杆10的运动还引起顶部过滤器单元7的运动。当顶部过滤器单元7靠在底部过滤器单元11上时，顶部马达1停止，由此所有运动中的部件都停止，以便闭合提取腔室。

在这个步骤期间，吊舱保持器被密封，从而不能够开始分配饮料；热水经由合适的联合体（未示出）进入顶部过滤器单元7，穿过吊舱，并且作为饮料从底部过滤器单元11的出口开口14流出。当对于给定功能而言预先选择的量流出时，终止分配。

在这点上，顶部马达1再次启动，通过进行相反的运动而返回到之前的顶部位置，该顶部位置可以借助于编码器、位置微开关、转矩检测系统或等同的系统进行定位。

接下来的步骤包括移除用于分配的吊舱。通过简单地手动将抽屉30拉向使用者，来执行这个操作。

顶部过滤器单元7、蜗杆螺杆10、螺母9、支撑件8和安全元件13形成块“A”，该块“A”包括在饮料形成期间通过马达1和减速齿轮2沿竖向运动的部件。

具有抽屉30的底部过滤器单元11形成块“B”，并且形成排出系统。

在块“A”与诸如微开关或其它等同系统的检测系统一起向下运动期间，安全元件13用来检查在块A的顶部部分和块B的底部部分之间是否存在障碍，并且在需要的情况下中断分配循环。

有利地，吊舱保持装置100可以由例如铝的金属制成，或者由适合于承受在机器操作期间达到的温度的食品塑料制成。

本文所述的具体实施例并不限制本申请的内容，本申请覆盖了权利要求所限定的全部变型形式。

设计成用以管理饮料分配机的操作的电路板和软件处于本领域技术人员的能力范围内。然而，根据本发明的吊舱保持器由于其构造的简化而允许使用简单地管理机器操作的固件。由于固件的存在，能够以简单的方式整体上修改吊舱保持器和机器的管理。

以下以概述的方式描述根据本发明的用于设有吊舱保持器的饮料分配机的固件的操作。

固件的存在使得在控制操作、功能特征以及随后要添加的其它特征的任何实施方面具有灵活性。

在以下所述实施例的非限制性例子中，通过固件实施和控制的可获取的功能如下：

淡咖啡

浓缩咖啡

浓咖啡

热水

并且可以附带有例如用于茶、巧克力等的其它功能。

固件能够响应于执行所需功能所需要的全部过程控制，在初始检查之后，在存在的所有必要条件下保持启动，直到完成循环。

图17示出了用于饮料分配机的固件的构造，其被组织为四个层级，如代表固件分析的例子的附图所示。

函数BOOT（引导）、INIT（初始化）、APPLICATION（应用程序）和BOOTLOADER（引导驱动程序）限定了（至少）4个单独的会话（或级），这些会话被确定为运行级：

运行级1：（BOOT）硬件初始化；

运行级2：（INIT）服务初始化；

运行级3：（APPLICATION）操作级；

运行级4：（BOOTLOADER）服务级。

在排除在固件需要升级的情况下才达到的运行级4的情况下，级1和2将从重置开始顺序地执行，之后执行运行级3，机器的实际操作取决于该运行级3，如图18所示的示意图中更加清楚地概述的。

每个运行级启动一组程序，该组程序根据在写代码期间限定的规则以协作的方式执行。

简单的事件机制是确保程序同步性的基础机制，该程序通常在发生特定事件时启动，例如按压按钮或启动微开关。

在设置有根据本发明的吊舱保持器的饮料分配机的固件中的所有事件连接到系统计时器并提供用于程序计划安排的主工具，除了evRxChar之外，evRxChar的功能是利用PC上出现的专门软件管理机器的任何通信；它们显示在表1中。

表1

为了使机器的管理的最终应用具有完美的功能，执行一系列服务，这些服务涉及模拟和数字输入程序、计时器、键盘和LED管理、交换器的热调节等。

不是所有的服务都需要在每个运行级启动。

以下的表2示出了在设有根据本发明的吊舱保持器的饮料分配机的固件中实施的服务的非限制性列表。

表2

该驱动程序提供对硬件或固件的特定结构的访问，以较高的水平显示尽可能独立于受控制的参数的均匀界面。驱动程序继而通常使用其它驱动程序的接口；在其它情况下，在服务中实施驱动程序的功能性。在饮料分配机中执行的主驱动程序例如如表3所示：

表3

HAL（硬件抽象层）与本领域技术人员已知的功能一起以较高的水平提供对微控制器源的访问，例如单个输入/输出端口。专门解释其功能和术语的说明是本领域技术人员已知的。

运行级3（应用程序）在其正常操作期间实施用于设置有根据本发明的吊舱保持器的饮料分配机的所有功能。

应用程序本身由有限状态机（FSM）（本身已知）控制，其在为运行级模块“mstate.c”中执行，该运行级模块形成运行级3出现的代码的一部分，该运行级3根据接收到的输入数据确定机器的操作状态（关闭、咖啡功能等）。

FSM所考虑的状态在以下的表4中列出和简要描述：

表4

图19的示意图示出了FSM的状态转换。

使用固件的优点确定了机器能够添加或修改已有的功能而不需要硬件级别的干预。

Claims (9)

1.一种用于饮料分配机的吊舱保持装置(100)，该吊舱保持装置适用于容纳吊舱，该吊舱容纳借助于水的经过而提取或重组的物质，并且该吊舱保持装置包括第一提取子单元和第二提取子单元，

第一提取子单元包括顶部半部壳体，该顶部半部壳体的内部容纳顶部过滤器单元(7)，该顶部过滤器单元适于能够密封地闭合对应的底部过滤器单元(11)，以便在闭合时形成用于吊舱的提取腔室，在打开时允许将所述吊舱插入在两个子单元之间，第一提取子单元是可动的，并且包括第一马达单元(1)、传动螺杆(10)，其中相关的支撑件(8)和螺母(9)操作地连接到顶部半部壳体；

第二提取子单元包括底部半部壳体，该底部半部壳体容纳底部过滤器单元(11)，该底部过滤器单元适于接纳吊舱且在提取之后将该吊舱排出，所述吊舱保持装置的特征在于，第一马达单元(1)由一对成形的支撑板(3、4)支撑，所述支撑板将顶部板(5)和底部板(6)连接在一起，在该底部板中形成有用于底部过滤器单元(11)的接纳座部。

2.根据权利要求1所述的吊舱保持装置，其中顶部过滤器单元(7)或底部过滤器单元(11)或者顶部过滤器单元和底部过滤器单元两者设置有吊舱穿透系统。

3.根据权利要求1或2所述的吊舱保持装置，其还设置有安全元件(13)。

4.根据权利要求1或2所述的吊舱保持装置，其中底部板(6)容纳第二马达单元(12)，该第二马达单元操作地连接到底部过滤器单元(11)以用于排出吊舱，并且其中底部过滤器单元(11)具有轴，该轴允许底部过滤器单元通过第二马达单元(12)操作而转过90度或更小的角度。

5.根据权利要求4所述的吊舱保持装置，其中该轴允许底部过滤器单元通过第二马达单元(12)操作而转过20°到65°的角度。

6.根据权利要求1或2所述的吊舱保持装置，其中底部板(6)中的接纳座部形成为用以允许可抽出的抽屉(30)滑动，该抽屉的内部容纳底部过滤器单元(11)，该底部过滤器单元在形成于底部板(6)中的相关的滑动座部(31)内滑动。

7.一种用于饮料分配机的吊舱保持装置(100)，该吊舱保持装置适用于容纳吊舱，该吊舱容纳借助于水的经过而提取或重组的物质，并且该吊舱保持装置包括第一提取子单元和第二提取子单元，

第一提取子单元包括顶部半部壳体，该顶部半部壳体的内部容纳顶部过滤器单元(7)，该顶部过滤器单元适于能够密封地闭合对应的底部过滤器单元(11)，以便在闭合时形成用于吊舱的提取腔室，在打开时允许将所述吊舱插入在两个子单元之间，第一提取子单元是可动的，并且包括第一马达单元(1)、传动螺杆(10)，其中相关的支撑件(8)和螺母(9)操作地连接到顶部半部壳体；

第二提取子单元包括底部半部壳体，该底部半部壳体容纳底部过滤器单元(11)，该底部过滤器单元适于接纳吊舱且在提取之后将该吊舱排出，所述吊舱保持装置的特征在于，第一马达单元(1)由一对成形的支撑构件支撑，所述支撑构件将顶部板(5)和底部板(6)连接在一起，在该底部板中形成有用于底部过滤器单元(11)的接纳座部。

8.根据权利要求7所述的吊舱保持装置，其中所述一对成形的支撑构件是支撑杆。

9.一种饮料分配机，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的吊舱保持装置。