CN104053384B - 用于咖啡机的泡制单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于咖啡机的泡制单元（1），其包括闭合活塞（3）、泡制缸（2）、顶出活塞（5）和顶出活塞（5）的驱动装置。顶出活塞（5）用于顶出咖啡残渣填料（30），所述顶出活塞（5）在泡制缸（2）内在泡制缸（2）的轴线方向于缩回位置与伸出位置之间滑动以顶出咖啡残渣填料（30）。驱动装置包括摆动摇杆（32），所述摆动摇杆（32）具有第一臂（33）和第二臂（35），第一臂（33）设置有驱动顶出活塞（5）的构件，第二臂（35）设置有一个随着摆动摇杆的摆动选择性地与第一控制凸轮（37）脱离或者与第二控制凸轮（38）接触的配合构件，第一控制凸轮（37）被设置成使得摇杆（32）在对应于向顶出活塞（5）的伸出位置驱动的方向上的摆动，第二控制凸轮（38）被设置成使得摇杆（32）在对应于向顶出活塞（5）的缩回位置驱动的方向上的摆动。

Description

用于咖啡机的泡制单元
技术领域
本发明涉及一种用于咖啡机的泡制单元。
背景技术
所涉及的泡制单元为一种具有泡制缸的泡制单元，泡制缸能在分离位置到配合位置可逆地转动-平移运动，与闭合活塞一起产生泡制腔，泡制水在泡制腔内被加热单元加热，并穿过特定内部沟道输送和引导至闭合活塞。
泡制缸内部具有顶出活塞，顶出活塞与卸载咖啡残渣填料的刮刀元件配合运动。
已知泡制单元具有尺寸太大，以及驱动泡制缸内的出活塞运动的各种机构等结构过于复杂的缺点。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于咖啡机的泡制单元，所述泡制单元能够消除现有技术的缺点。
在技术任务的范围内，本发明的目的是提供一种可供选择的构造，使得咖啡机的泡制单元结构简单、紧凑。
本发明中用于咖啡机的泡制单元包括闭合活塞、泡制缸、顶出活塞和顶出活塞的驱动装置，泡制缸能在装载咖啡填料的位置与泡制位置之间可逆地转动-平移运动，在所述装载咖啡填料的位置泡制缸与闭合活塞分离，并相对于闭合活塞的轴线轴向倾斜，在所述泡制位置泡制缸与闭合活塞配合，并位于闭合活塞的轴线方向上，所述顶出活塞在泡制缸内沿泡制缸的轴线方向于缩回位置与伸出位置之间滑动，以顶出咖啡残渣填料，所述驱动装置包括摆动摇杆，所述摆动摇杆具有第一臂和第二臂，第一臂设置有用于驱动顶出活塞的构件，第二臂设置有一个随着摆动摇杆的摆动选择性地与第一控制凸轮脱离或者与第二控制凸轮接触的配合构件，第一控制凸轮被设置成使得摇杆在对应于向顶出活塞的伸出位置驱动的方向上发生摆动，第二控制凸轮被设置成使得摇杆在对应于向顶出活塞的缩回位置驱动的方向上发生摆动。
本发明还公开了一种用于咖啡机的泡制单元，其包括闭合活塞、泡制缸、顶出活塞、顶出活塞的驱动装置和刮刀元件，所述泡制缸能在装载咖啡填料的位置与泡制位置之间可逆地转动-平移运动，在所述装载咖啡填料的位置泡制缸与闭合活塞分离，并相对于闭合活塞的轴线轴向倾斜，在所述泡制位置泡制缸与闭合活塞配合，并位于闭合活塞的轴线方向上，所述顶出活塞在泡制缸内沿泡制缸的轴线方向于缩回位置与伸出位置之间滑动，以顶出咖啡残渣填料，所述刮刀元件用于刮擦泡制缸的入口并被泡制缸支撑，其能够在第一和第二闲置位置之间来回摆动，在这些位置上，其偏离泡制缸的入口，所述刮刀元件具有用于刮擦的第一表面和用于输送的第二表面，当顶出活塞位于伸出位置，刮刀元件从第一闲置位置到第二闲置位置摆动时，所述第一表面卸载咖啡残渣填料，当顶出活塞位于缩回位置，刮刀元件保持在第二闲置位置时，所述第二表面将咖啡填料从装载器输送到泡制缸。
本发明的附加特征在从属权利要求中限定。
本发明的其他特征和优点将在说明书的根据本发明的泡制单元优选但不唯一的实施例中更清楚的说明，通过所附的附图非限制实例示出，其中：
附图说明
图1为本发明中泡制单元的分解图；
图2示出刮刀元件在第一闲置位置的泡制缸；
图3示出刮刀元件在第二闲置位置的泡制缸；
图4为泡制单元的部分的剖视图，示出移动支撑泡制缸的支撑架的齿轮电机；
图5至图13示出在一个完整泡制循环中泡制单元的位置序列，其中，图5示出在装载咖啡填料位置泡制缸，图6示出将泡制缸与闭合活塞对齐的摆动后的泡制缸，图7示出在泡制缸向上移动的端部关闭泡制腔，图8示出泡制结束泡制缸向下移动后打开泡制腔，图9示出泡制缸向下移动的最后地方时缩回顶出活塞，图10示出刮刀元件到达第二闲置位置，实现咖啡残渣填料的顶出，图11示出朝装载新的咖啡填料的位置摆动泡制缸，图12示出缩回顶出活塞，图13示出泡制缸再次位于装载新的咖啡填料的位置。
具体实施方式
参考上述附图，一种咖啡机的泡制单元全部以附图标记“1”表示。
如图1所示，泡制单元1包括中空泡制缸2、顶出活塞5和顶出活塞5的驱动装置，泡制缸具有与闭合活塞3配合的入口8，以限定泡制腔4，能够被装载器6供给的咖啡填料30放置在泡制腔4中，顶出活塞5用于从泡制腔4将咖啡残渣填料30顶出。
泡制缸能在装载咖啡填料30的位置与泡制位置之间可逆地转动-平移运动，在所述装载咖啡填料30的位置泡制缸2与闭合活塞3分离，如图5所示，并相对于闭合活塞3的轴线轴向倾斜，在所述泡制位置泡制缸2与闭合活塞3配合，并位于闭合活塞3的轴线方向上，如图6和图7所示。
泡制单元1优选具有由两个半部件9a、9b特别形成但不是必需的罩体9，半部件9a、9b彼此关联并限定一个用于泡制缸2来回移动的隔室13，如图1所示。
罩体9固定到支撑咖啡机本体和其他部件的机壳10上，或者在未图示出的其他实施例中，直接构成支撑咖啡机本体和其他部件的机壳本身。
闭合活塞3可以固定到罩体9或机壳10上，其延伸到隔室13内，其轴线相对于咖啡机的固定面倾斜。
罩体9或机壳10也支撑装载器6和咖啡残渣填料的收集器12。
顶出活塞5在泡制缸2内沿泡制缸轴线方向在缩回位置和伸出位置之间滑动，以将咖啡残渣填料30顶出，如图7所示。
泡制单元1还包括刮刀元件7，用于刮擦泡制缸2的入口8。
刮刀元件7由泡制缸2支撑，其能够在第一闲置位置和第二闲置位置之间来回摆动，在这些位置中，其偏离泡制缸2的入口8。
特别地，刮刀元件7通过摆动销21与泡制缸2枢接，如图3所示，摆动销21位于泡制缸2的入口8的侧面。
刮刀元件7的摆动轴线定位在泡制缸2的轴线方向上。
刮刀元件7具有刮擦功能的第一表面49和起输送功能的第二表面50，当顶出活塞5位于伸出位置，刮刀元件7从第一闲置位置到第二闲置位置摆动时，所述第一表面49卸载咖啡残渣填料30，当顶出活塞5位于缩回位置，刮刀元件7保持在第二闲置位置时，所述第二表面50将咖啡填料从装载器6输送到泡制缸2。
刮刀元件7的第一表面49具有对应于泡制缸2的入口8的周边弓形的弓状凹形，刮刀元件7在第一闲置位置时，其沿着泡制缸2的入口8周边的第一部分放置。
刮刀元件7的第二表面50具有对应于泡制缸2的入口8的周边弓形的弓状凹形，刮刀元件7在第二闲置位置时，其沿着泡制缸2的入口8周边的第二部分放置，与泡制缸2的入口8周边的第一部分直径上对置。
更具体地，第一表面49和第二表面50位于关于包含刮刀元件7的摆动支点的平面的相对侧。
刮刀元件7的摆动销21在泡制缸2的整个轴向范围延伸，在与支撑刮刀元件的一端相对的端部，其具有与带齿扇58啮合的带齿弧57，带齿扇58通过摆动销59枢接于泡制缸2，摆动销59在刮刀元件7的摆动轴线方向取向，如图2所示。
带齿扇58可以通过弹性件60的动作以及相对弹性件60摆动，其具有控制片61，控制片61适于与设在罩体9的半部件9b的内侧上的凸轮62干涉，用来与带齿扇58的摆动配合。
有利地，泡制缸2向上运动时，控制片61由弹性件60操作，以带动刮刀元件7从第二闲置位置回到第一闲置位置。
泡制缸2以已知方式可移动固定到支撑架11，可以在闭合活塞3的轴线方向移动。
优选但非必需，罩体9在其半部件9a中具有窗口20，泡制缸2一旦从支撑架11移除可以穿过窗口20从隔室13缩回。窗口20从机器外侧直接可达。
支撑架11以摆动方式支撑，其摆动轴线设置在垂直于支撑架11的移动方向。
特别地，支撑架11通过销15以摆动方式支撑，相应的，通过转动臂(cursor)16支撑，转动臂内部具有与蜗杆螺钉17啮合的内螺纹31，螺杆螺纹在闭合活塞3的轴线方向上设置并通过齿轮电机18驱动。
为了执行支撑架11的摆动，罩体9的半部件9b以槽51的形式形成凸轮，槽51与销52配合，由支撑架11的旁枝(offshoot)53支撑，如图1所示。
凸轮51具有直线部分54和曲线部分55，沿闭合活塞3的轴线方向设置。
驱动转动臂16的单元，包括齿轮电机18和蜗杆螺钉17，通过罩体9外的机壳10支撑。
转动臂16穿过直线狭缝19布置，直线狭缝穿过罩体9的半部件9b的壁厚，并沿闭合活塞3的轴线方向设置。
有利地，驱动装置包括摆动摇杆32，摆动摇杆32具有的第一臂33和第二臂35，第一臂33设置有驱动顶出活塞5的驱动构件，第二臂35设置有一个随着摆动摇杆32的摆动选择性地与第一控制凸轮37脱离或者与第二控制凸轮38接触的配合构件，第一控制凸轮37设置成使得摇杆32在对应于向顶出活塞5的伸出位置驱动的方向上发生摆动，第二控制凸轮38被设置成使得摇杆32在对应于向顶出活塞5的缩回位置驱动的方向上发生摆动。
摇杆32通过摆动销41枢接到泡制缸2的下延伸部42。
在本发明的可能的、未示出的变形中，摇杆32也可枢接到支撑架11上。
摇杆32的摆动轴线在支撑架11的摆动轴线上取向。
驱动构件为驱动销34，驱动销34沿着摇杆32的摆动轴线方向设置，并与设置在顶出活塞5的杆40上的闭合横向槽39滑动配合。
配合构件为配合销36，配合销36沿着摇杆32的摆动轴线方向设置。驱动销34置于摇杆32的第一臂33的端部，而配合销36置于摇杆32的第二臂35的端部。
摇杆32优选具有角结构，特别地，摇杆32的第一臂33和第二臂35具有不同长度，以根据需要增加或减少驱动销34相对于配合销36的移动。
第一控制凸轮37设置在纵向元件43上，纵向元件43由弹性件(未示出)驱动并且在抵靠止挡44的位置与脱离止挡44的位置之间反向摆动。
弹性件布置成纵向元件43通常保持按压在止挡44上。
纵向元件43通过摆动销45枢接到罩体9，特别地，枢接到其半部件9b，摆动销45沿摇杆32的摆动轴线方向设置。
第二控制凸轮38由罩体9内，尤其是在其半部件9b内的倾斜面46构成。
罩体9，尤其是其半部件9b，具有配合销36的导向部，导向部由罩体9半部件9b内侧的下部48的侧面定界壁47上的异形部形成。
纵向元件43还位于在整个下部48中。
第二控制凸轮38和止挡44由下部48的侧面定界壁47的异形部形成。
泡制单元1具有输送系统，从远距离饮水机(未示出)输送泡制咖啡的系统，但不是必需的。
输送系统具有通过在块体66内设置的腔室65彼此互相连通的第一挠性软管63和第二挠性软管64，块体66由闭合活塞3侧向支撑。
第一软管63连接到远距离饮水机，而第二软管64连接到从泡制缸2泡制咖啡的出口孔(图中未示出)。
为了排出第一挠性软管63和第二挠性软管64内残留的泡制咖啡，设置了具有闸门67的孔68，便于将第一挠性软管63和第二挠性软管64直接与大气相通。
泡制时闸门67可在闭合孔68的位置与打开孔68位置之间移动，由弹簧69驱动，在泡制过程结束时,设置打开位置使得孔68能以重力方式排放残留泡制咖啡。
泡制单元1的操作过程如下所述。
冲程开始时，泡制缸2在装载器6的下方，其轴线在垂直方向上或相对于垂直方向略微倾斜(图5)。顶出活塞5位于缩回位置。刮刀元件7在第二闲置位置，其中第二表面50朝泡制缸2的入口8输送，装载器6供给粉末咖啡填料30。有利地，该输送任务由刮刀元件7完成，而不要求如现今存在的传统泡制单元一样专门为该任务设置分离元件。
当在泡制缸2内装载粉末咖啡完成时，齿轮电机18带动蜗杆螺钉17转动，通过内螺纹31与蜗杆螺钉17连接，转动臂16沿着蜗杆螺钉17移动。
枢接到转动臂16的支撑架11开始驱动泡制缸2向上移动。
在向上移动的初始阶段，销52沿凸轮51的曲线部分55移动，因而导致支撑架11和泡制缸2摆动(附图中的逆时针方向)，直到后者的轴线与闭合活塞3的轴线对齐。在下一个向上运动(图6)，由于销52沿凸轮51的直线方向54运动，泡制缸2保持相同角度。
泡制缸2在同样向上运动中，控制片61与凸轮62产生配合，同时，在弹簧60的作用下，带齿扇58的顺向摆动。
带齿扇58的摆动传递到带齿弧57，刮刀元件7的摆动销21被稳固地限制到带齿弧57，这样刮刀元件7从第二闲置位置移动到第一闲置位置。如此，泡制缸2在向上移动时，刮刀元件7复位，有助于减小泡制单元1的轴向尺寸，而非如传统的那样额外运行。
泡制缸2向上移动时，配合销36沿导向部滑动，并楔入在止挡44与细长的纵向元件43之间，弹性件通过压缩使动，使得配合销36通过。配合销36通过后，在之前被压缩的弹性件的拉伸作用下，细长的纵向元件43返回至止挡44。
然后泡制缸2与闭合活塞3配合(图7)。
泡制缸2停在该位置，而顶出活塞5仍然在缩回位置。
为了泡制，闭合活塞3的内部管70供应为此目的专门被加热单元(未示出)加热的水流。泡制用的热水注入泡制腔4，通过设置在泡制缸2内的特定出口孔分离出合成的泡制咖啡。
泡制过程完成时，泡制缸2开始向下运动，通过齿轮电机18传递的反向运动实现。
在执行初始向下移动(图8)时，泡制缸2从闭合活塞3分离，配合销36与第一控制凸轮37配合，其仍然锁定到止挡44。在沿第一控制凸轮37滑动的作用下，配合销36受运动力，该运动力导致摇杆32绕摆动销41摆动(附图中的顺时针方向)。摇杆32的摆动导致驱动销34运动，其在槽39的配合下朝缩回位置驱动顶出活塞5的杆40(图9)。当顶出活塞5到达缩回位置时，在控制片61与凸轮62的配合下，刮刀元件7从第一闲置位置移动到第二闲置位置。刮刀元件7的第一表面49侧向移动咖啡残渣填料30，其落入到收集器12(图10)。
泡制缸2终止同初始摆动相反的摆动一起的降落，在销52与槽51的曲线部分55的配合下，其返回到装载新的咖啡填料的位置(图13)。
泡制缸2摆动时，配合销36与第二控制凸轮38配合，从中获得导致摇杆32绕摆动销41摆动(附图中的逆时针方向)的运动力。摇杆32的摆动导致驱动销34的运动，其在槽39的配合下朝向缩回位置驱动顶出活塞5的杆40(图11和图12)。
本发明适用于普通垂直发展的咖啡机，其中泡制缸设置在闭合活塞3下方，并具有相对于咖啡机的固定面倾斜的平移运动的部件。
在此提及的泡制单元容许各种改进和变形，所有落入本发明保护范围的内容；此外，所有细节均可用等效技术元素替换。
使用的材料以及尺寸，根据现有技术的要求和状态，可使用任意类型。

Claims (16)

1.一种用于咖啡机的泡制单元，包括闭合活塞(3)、泡制缸(2)、用于顶出咖啡残渣填料(30)的顶出活塞(5)和顶出活塞(5)的驱动装置，泡制缸(2)能在装载咖啡填料(30)的位置与泡制位置之间可逆地转动-平移运动，在所述装载咖啡填料(30)的位置泡制缸(2)与闭合活塞(3)分离，并相对于闭合活塞(3)的轴线轴向倾斜，在所述泡制位置泡制缸(2)与闭合活塞(3)配合，并位于闭合活塞(3)的轴线方向上，所述顶出活塞(5)在泡制缸(2)内沿泡制缸(2)的轴线方向于缩回位置与伸出位置之间滑动，以顶出咖啡残渣填料(30)，其特征在于，所述驱动装置包括摆动摇杆(32)，所述摆动摇杆(32)具有第一臂(33)和第二臂(35)，第一臂(33)设置有用于驱动顶出活塞(5)的构件，第二臂(35)设置有一个随着摆动摇杆(32)的摆动选择性地与第一控制凸轮(37)脱离或者与第二控制凸轮(38)接触的配合构件，第一控制凸轮(37)被设置成使得摆动摇杆(32)在对应于向顶出活塞(5)的伸出位置驱动的方向上发生摆动，第二控制凸轮(38)被设置成使得摆动摇杆(32)在对应于向顶出活塞(5)的缩回位置驱动的方向上发生摆动。
2.根据权利要求1所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，所述用于驱动顶出活塞(5)的构件为驱动销(34)，驱动销(34)沿着摆动摇杆(32)的摆动轴线方向设置，并与设置在顶出活塞(5)的杆(40)上的闭合横向槽(39)滑动配合。
3.根据权利要求1所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，所述配合构件为配合销(36)，配合销(36)沿着摆动摇杆(32)的摆动轴线方向设置。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，用于驱动顶出活塞(5)的构件置于摆动摇杆(32)的第一臂(33)的端部，而配合构件置于摆动摇杆(32)的第二臂(35)的端部。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，摆动摇杆(32)具有角结构。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，摆动摇杆(32)的第一和第二臂(33，35)具有不同长度。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，第一控制凸轮(37)设置在纵向元件(43)上，纵向元件(43)由弹性件驱动并且在抵靠止挡(44)的位置与脱离止挡(44)的位置之间反向摆动。
8.根据权利要求7所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，摆动销(45)在摆动摇杆(32)的摆动轴线方向上设置。
9.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，第二控制凸轮(38)由倾斜面(46)构成。
10.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，包括罩体(9)，所述罩体(9)限定一个用于泡制缸(2)来回移动的隔室(13)，所述罩体(9)具有用于配合销(36)的导向部，所述导向部由罩体(9)内侧的下部(48)的侧面定界壁(47)形成，细长的纵向元件(43)也位于罩体中。
11.根据权利要求10所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，第二控制凸轮(38)和止挡(44)由所述下部(48)的侧面定界壁(47)上的异形部形成。
12.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，所述泡制缸(2)可移动地固定到支撑架(11)上，所述泡制缸(2)在闭合活塞(3)的轴线方向上滑动，所述支撑架(11)以摆动方式支撑，其摆动轴线在垂直于支撑架(11)的移动方向上设置。
13.根据权利要求1至3任意一项所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，包括刮刀元件(7)，用于刮擦泡制缸(2)的入口(8)并被泡制缸(2)以如下方式支撑，其能够在第一和第二闲置位置之间来回摆动，在这些位置上，其偏离泡制缸(2)的入口(8)，所述刮刀元件(7)具有用于刮擦的第一表面(49)和用于输送的第二表面(50)，当顶出活塞(5)位于伸出位置，刮刀元件(7)从第一闲置位置到第二闲置位置摆动时，所述第一表面(49)卸载咖啡残渣填料，当顶出活塞(5)位于缩回位置，刮刀元件(7)保持在第二闲置位置时，所述第二表面(50)将咖啡填料(30)从装载器(6)输送到泡制缸(2)。
14.根据权利要求13所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，刮刀元件(7)的第一表面(49)具有对应于泡制缸(2)的入口(8)的周边弓形的弓状凹形，刮刀元件(7)在第一闲置位置时，其沿着泡制缸(2)的入口(8)周边的第一部分放置，刮刀元件(7)的第二表面(50)具有对应于泡制缸(2)的入口(8)的周边弓形的弓状凹形，刮刀元件(7)在第二闲置位置时，其沿着泡制缸(2)的入口(8)周边的第二部分放置，与泡制缸(2)的入口(8)周边的第一部分直径上对置。
15.根据权利要求13所述的用于咖啡机的泡制单元，其特征在于，第一和第二表面(49，50)位于相对于包含刮刀元件(7)的摆动支点的平面的相对侧。
16.一种咖啡机，其包括根据权利要求1至15中任意一项所述的泡制单元(1)。
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