TW201438641A - 用於生產熱飲的沖泡裝置 - Google Patents

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Abstract

一種用於藉由手動或電動操作生產熱飲的沖泡裝置(1)包括：一殼體組(70)、一平板組(50)、一套管(40)以及旋轉手段，該旋轉手段係適用於執行套管(40)之與平移相關的旋轉，使得在初始開啟的構造下，膠囊(2)係適用於由窗口(44)插入並穩定地收容在套管中，而在膠囊下落的構造下，窗口(44)係定位在下方用以供使用過的膠囊落下和作為自該套管(40)離開的出口。

Description

用於生產熱飲的沖泡裝置
本發明的目的係一種用於生產熱飲，例如咖啡、茶和草本茶等等的電動機械的沖泡裝置。特別地，本發明的目的是膠囊或囊袋的沖泡裝置，即適用於藉由操作一包含例如以粉狀或葉狀構成成分的膠囊或囊袋而萃取出飲料。
眾所周知的是，在用於生產咖啡的電動機械的領域中，使用含有咖啡粉末的膠囊或囊袋的機器最近經歷了大幅度的進展。這種機器具有很多優點，該等優點已支持了這種機器在商業上的巨大成功。
這種機器的核心由沖泡裝置所組成，該沖泡裝置接收由使用者所插入的膠囊或囊袋、注入熱水至膠囊或囊袋、收集從膠囊或囊袋流出的沖泡咖啡並朝設置有一外帶容器(例如玻璃杯、杯子或小杯子)的流出口輸送沖泡咖啡，以及釋出使用過的膠囊或囊袋。
可以理解的是，執行上述功能的沖泡裝置，具有顯著的設計和結構複雜性，這往往會影響組件的可靠性。
本發明的目的係提供一種沖泡裝置，特別簡單且適合來滿足上述要求。
這種目的係藉由如請求項1的沖泡裝置而實現。附屬請求項描述了具體實施例的變化。
1‧‧‧沖泡裝置
2‧‧‧膠囊
2a‧‧‧容器
2b‧‧‧薄膜
2c‧‧‧軸環
4、6‧‧‧半外罩
8‧‧‧側壁
10‧‧‧底壁
12‧‧‧頂壁
13‧‧‧底部
14‧‧‧蓋板
16‧‧‧開口
20‧‧‧致動組
22‧‧‧驅動銷釘
24‧‧‧手柄
26‧‧‧連接桿
26a、26b‧‧‧橫檔
28a、28b‧‧‧擋板
30‧‧‧凹槽
32‧‧‧平移構件
40‧‧‧套管
42a‧‧‧側壁
42b‧‧‧底壁
42c‧‧‧膠囊底座
44‧‧‧窗口
50‧‧‧平板組
51‧‧‧桿柱組
52‧‧‧桿柱
53‧‧‧平板
54‧‧‧內導管
55‧‧‧流出口間隙
56‧‧‧頭部
58‧‧‧密封凸緣
60‧‧‧壓力手段
70‧‧‧殼體組
72‧‧‧殼體
74‧‧‧底座
76‧‧‧底座開口/流出口導管
78‧‧‧底座凸緣
80‧‧‧銷釘
82‧‧‧向外部分
84‧‧‧凹槽
86‧‧‧返回部分
90‧‧‧扭力彈簧
100‧‧‧阻擋本體
102‧‧‧偏壓構件
106‧‧‧凸出部
108‧‧‧滑動表面
110‧‧‧擋片
200‧‧‧電動手段
202‧‧‧電動馬達
204‧‧‧運動機構/連桿組
Z‧‧‧縱軸
如本發明之沖泡裝置的特徵和優點將自下文的描述中更清楚地顯現，參照隨附圖式由一指示性和非限制性的範例所組成，其中：圖1顯示如本發明具有分離部件之沖泡裝置的示意圖。
圖2顯示圖1中具有組裝部件之沖泡裝置。
圖3顯示圖1中具有局部組裝部件和具有機械控制之沖泡裝置。
圖4a顯示在初始開啟構造下沖泡裝置的縱向剖面圖。
圖4b顯示在初始開啟構造下沖泡裝置的剖面圖。
圖5顯示在中期閉合構造下沖泡裝置的縱向剖面圖。
圖6顯示在閉合構造下沖泡裝置的縱向剖面圖。
圖7a顯示在中期重啟構造下沖泡裝置的縱向剖面圖。
圖7b顯示在中期重啟構造下沖泡裝置的剖面圖。
圖8顯示在膠囊下落構造下沖泡裝置的縱向剖面圖。
圖9顯示具有電動控制的具體實施例變化的沖泡裝置。
參照隨附圖式，一電動機械藉由沖泡而生產熱飲，例如咖啡、茶和草本茶等等，該電動機械包括一沖泡裝置1，用於藉由沖泡而自包含例如以粉狀或葉狀構成成分的膠囊2或囊袋萃取出飲料。
一般來說，膠囊2包括一容器2a，該容器2a終止於一軸環2c，膠囊2還包括一可剝離薄膜2b，該薄膜2b通常以熔接或膠合至軸環2c而將容器2a封閉。
裝置1包括一外罩，例如包括一對半外罩4、6，該等半外罩4、6可彼此結合。
舉例來說，每一半外罩4、6包括具有預定高度和主要縱向延伸之側壁8、底壁10和頂壁12。當該等兩半外罩4、6結合時，側壁8係彼此橫向隔開、底壁10係鄰接且共面並形成一外罩的底部13以及頂壁12係也鄰接且共面並形成一外罩的頂部蓋板14。
外罩的蓋板14具有用於插入膠囊2的開口16的外形。較佳的設計是，開口16具有膠囊的外形，使得膠囊可只根據預定的設置而被插入。
沖泡裝置1還包括一致動組20，該致動組20包括一驅動銷釘22，該驅動銷釘22係可旋轉的，例如在機械結構上使用一手柄24，並藉由例如外罩的一固定支架來支撐。
致動組20還包括一連接桿26，該連接桿26於頂部鉸接至一軸，該軸與該驅動銷釘22的旋轉軸平行且自該驅動銷釘22的旋轉軸偏移，且當底部沿一被定義為縱軸Z的直線運動路徑交替地平移時，該連接桿26會與該驅動銷釘22一體旋轉，該連接桿26還被導引在例如在外罩的側壁上的固定支架所形成的凹槽30中。
舉例來說，連接桿26包括一對橫檔26a，每一橫檔26a鉸接至各自與驅動銷釘22一體旋轉的擋板28a、28b。該等兩擋板28a、28b和各自的橫檔26a、26b係沿驅動銷釘的旋轉軸而維持一定的距離。
致動組20較佳地還包括一平移構件32，固定在連接桿26的底部，該平移構件32通常沿縱軸Z而製成一細長的圓柱形本體。
沖泡裝置1更進一步包括一套管40，該套管40包括一基本上為圓柱形的側壁42a，該側壁42a沿縱軸Z延伸，該套管40還包括一底壁42b。
側壁42a設有一插入窗口44適用於使膠囊2通過。
尤其是，膠囊底座42c係在套管40製成，該膠囊底座42c經由窗口44係可被存取的，用於收容膠囊2的軸環2c。
此外，沖泡裝置1還包括一平板組50和一殼體組70，可相互接合而用於在平板組50與殼體組70之間固定膠囊2。
特別的是，平板組50包括一桿柱組51，該桿柱組51包括一桿柱52，具有沿縱軸Z的延伸部，設有一內導管54，該內導管54一端可連接至適於供水的供水手段，該桿柱組51還包括置放於桿柱52另一端的平板53，而內導管54以一流出口間隙55穿過平板53而凸出。
根據一用於膠囊的裝置的具體實施例中，平板53具有複數個穿刺刃，該等穿刺刃從流出口間隙55所開啟的表面突出，用於刺穿膠囊的薄膜。
平板組50更進一步包括一環形頭部56，由桿柱52支撐並在桿柱52上滑動，適用於與薄膜2b接觸且沿一圓周方向上的密封凸緣58密封地與膠囊2接合。內導管54的流出口間隙55係在密封凸緣58內。
平板組50的頭部56係被包含在套管40內，當桿柱52從該套管40部分凸出時，頭部56穿過底壁42b而連接致動組20的平移構件32。
較佳的設計是，平板組50包括壓力手段60，例如包括一扣夾，當設有壓力手段60時，其適用於永久作用來使套管40往復地遠離頭部56或用於相對於密封凸緣58的穿刺尖端的出口。
套管40的側壁42a係可旋轉地藉由桿柱52而經由一滾動軸承46來支撐，使得套管40係可對縱軸Z旋轉並沿該縱軸Z平移。
在桿柱52上滑動之平板組50的頭部56，係適用於在以下位置之間滑動： 一前移極限位置，在該位置中與平板53鄰接，在該位置中密封凸緣58係從桿柱52以最大程度凸出，但並不妨礙膠囊2經由外罩的開口16和套管40的窗口44而插入；以及一縮回極限位置，在該位置中頭部56係以最大程度接近套管40的底壁42b，且壓縮手段的彈簧係以最大程度被壓縮。
殼體組70包括一殼體72，該殼體72固定至一固定的支撐，例如固定至外罩的底部13。
在正面，即面對平板組50的側邊，本體72具有底座74，其形狀作成膠囊2的容器2a的外形，該底座74可從底座開口76來存取。該開口76係藉由一底座凸緣78沿圓周方向定出界限且較佳的設計是，底座凸緣78係被包含在平板組50的頭部56的密封凸緣58內部。
在背面，本體72改為具有一流出口導管76，一側與底座74的底部連通，並在另一末端與一用於飲料的流出口間隙78連通。
由套管40收容而且尤其是收容在膠囊底座42c中的膠囊2，係設置在平板組50的頭部56與殼體組70的底座74之間。
沖泡裝置1係設有可控制的旋轉手段，該旋轉手段適用於作用在套管40上以賦予其沿該縱軸Z環繞與平移相關的縱軸Z的旋轉。
根據一較佳的具體實施例，該旋轉手段在套管40與殼體組70之間設有一接合結構，例如形成一螺絲與螺帽系統。
舉例來說，旋轉手段包括一銷釘80，自套管40的側壁42a徑向朝內凸出，及一凹槽84的向外部分82，該凹槽84係製作於殼體組70的殼體72外部並具有一軸向且沿圓周方向的外形。銷釘80係在凹槽84中滑動，使得銷釘在向外部分82前移而引起套管40旋轉。
此外，凹槽84包括一返回部分86，該返回部分86接續向外部分82，具有大致沿軸向的外形，例如成直線的外形，使得銷釘80在凹槽84的返回部分86中滑動時，不會造成套管40任何實質的旋轉。
換句話說，在向前階段，套管40朝向殼體組70平移並從一縮回極限位置轉移至一前移極限位置，在該縮回極限位置窗口44係設置與用於引入膠囊的外罩的開口16於頂部對齊，而在該前移極限位置套管係相對於縮回極限位置旋轉且開口16係設置在該套管下方以用於藉由下落而倒出膠囊2。
在返回階段，套管40從前移位置平移至縮回極限位置，但銷釘80在凹槽84的返回部分86中滑動，使得套管40不會經受任何實質的旋轉且窗口44維持位於套管40下方以用於藉由下落而作為膠囊自套管40離開的出口。
再者，較佳的是，沖泡裝置1包括返回手段，該返回手段持續地將套管40在與在縮回極限位置與前移極限位置之間發生的旋轉方向相反的旋轉方向偏壓。
舉例來說，該返回手段係有彈性的，並且包括一扭力彈簧90，例如固定至套管40的底壁42b和固定至致動組20的平移構件32。
在向外階段期間，彈簧90係負載與套管40的旋轉相反的扭轉阻力。
此外，沖泡裝置1包括阻擋手段，該等阻擋手段適用於在前移極限位置中防止套管相反旋轉。
該阻擋手段例如包括一阻擋本體100和一偏壓構件102，偏壓構件102例如一扣夾，在例如外罩的側壁8的固定支撐與阻擋本體100之間操作，且該阻擋本體100用於持續地將偏壓構件102朝向套管推壓。
阻擋本體100具有一正面上的，即朝向套管40的凸出部106，該凸出部106形成一具有預定軸向延伸部的滑動表面108。
該阻擋手段還包括一擋片110，自套管40的側壁42a徑向朝外凸出。檔片110係有倒角的，以便形成一用於與阻擋本體100速扣接合聯結的導件。
在向外階段期間，由於套管40的旋轉，擋片110會阻止阻擋本體100聯結與阻擋本體100關聯的速扣接合方式。因此，在前移極限位置，儘管返回手段持續地作用(例如，扭力彈簧90)，套管40維持在由旋轉手段所施加壓力的旋轉位置。
在返回階段期間，銷釘80在返回部分86中移動，且再者，擋片110在凸出部106的滑動表面108上滑動，而沒有從阻擋本體100上旋轉脫開。
繼續於返回階段，一旦銷釘80從凹槽84的返回部分86退出，擋片110仍然在凸出部106的滑動表面108上滑動，繼續防止套管40作相反旋轉。
在返回行程期間，當膠囊2已自設置在下方的窗口44藉由下落而退出時，擋片110和阻擋本體100的凸出部106脫開且套管在返回手段的作用下作相反旋轉。
正常操作機器時，沖泡裝置1最初處於初始開啟構造，其中手柄24被升高時，平板組50的頭部56係處於前移極限位置且套管40係處於縮回極限位置(圖4a和4b)。
膠囊2係藉由外罩的開口16和窗口44而引入套管40並停留在該套管40，撐持在套管40的側壁42a上，膠囊2穩定地插入膠囊底座42c；容器2a面朝殼體組70且薄膜2b面朝頭部56。
藉由例如以手柄24致動該致動組20，平板組50向殼體組70平移且套管40一邊向殼體組70平移並一邊旋轉(同參圖5，向前階段)。
有利的是，由於插入了膠囊底座42c，膠囊2係維持妥善對齊。
在這樣的階段中，返回手段(例如：扭力彈簧90)係被負載且偏壓來作相反旋轉。
與此同時，膠囊2的容器2a刺入殼體72的底座74並安放其中，當頭部56移動至縮回極限位置，頭部56的密封凸緣58安放在膠囊的薄膜2b上且將膠囊的軸環2c推壓在殼體72的底座凸緣78。
沖泡裝置1接著移動至一最終閉合構造(圖6)，在該最終閉合構造中套管40係經由阻擋手段與阻擋本體100接合，窗口44係設置在下方，頭部56係處於縮回極限位置且套筒係處於前移極限位置。
在閉合裝置1維持在閉合構造的同時，電動機械通常係以電子控制地執行一操作循環，用於生產飲料。
特別的是，熱水在壓力下係被供給至桿柱52的內導管54。
藉由例如以平板53的穿刺尖端而作成穿過薄膜2b的一個或多個孔，水會滲透入容器2；或者，如使用一囊袋時，水會在壓力的作用下輕易地滲入內部。
藉由例如使用一打孔器而在容器2a底部作成的一個或多個孔，或藉由水在壓力的簡單作用下而穿過囊袋，飲料離開膠囊或囊袋並進入流出口導管76，從該流出口導管76飲料向外帶容器移動。
一旦操作循環已結束，使用過的膠囊必須退出。
藉由例如以手柄24致動該致動組20，平板組50平移離開殼體組70且頭部56返回前移極限位置，套管40平移離開殼體組70而沒有實質旋轉，藉由阻擋手段的作用，使得窗口40維持在較低位置(圖7a和7b)。
於此階段，膠囊2仍然收容在膠囊底座42c中且膠囊2沿套管40縮回而係因此自殼體組70的底座74中抽出；當套管40和頭部56係離殼體組70(圖8)夠遠時，膠囊2最終地落下。
一旦膠囊已落下，套管40的擋片110係立刻自阻擋本體100釋放，使得套管40藉由返回手段的作用而進行相反旋轉。此裝置因此回到初始開啟構造，準備再次使用。
根據一具體實施例的變化，沖泡裝置1包括電動手段200，用於驅動致動組20。
舉例來說，該電動驅動手段200包括一電動馬達202，例如固定至底部13對側的外罩上，以及包括一連桿組204，例如一漸縮器，用於自致動組20(圖9)的驅動銷釘22的電動馬達202傳動。
創新地，根據本發明的沖泡裝置係非常有效於執行其眾多功能，同時保持一簡單的結構，該結構保證了組件的高可靠度。
很顯然的是，在本領域中一技術熟練者可對上述沖泡裝置做出改變以滿足特定需求。
舉例來說，根據一具體實施例的變化，沖泡裝置係被製作成使得一個方向的旋轉在向前階段部分發生且係接著在返回階段完整發生，在任何情況下使得當膠囊係不受固定且準備好離開時，套管的窗口係定位在下方。
例如，根據一更進一步的具體實施例變化，沖泡裝置係被製作成使得在向前階段只發生套管的平移，同時旋轉係完全地發生在返回階段，在任何情況下使得當膠囊係不受固定且準備好離開時，套管的窗口係定位在下方。
這種修改係被視為包括在藉由下述申請專利範圍所定義的保護範圍內。
6‧‧‧半外罩
10‧‧‧底壁
12‧‧‧頂壁
24‧‧‧手柄
26a‧‧‧橫檔
26b‧‧‧橫檔
28a‧‧‧擋板
32‧‧‧平移構件
44‧‧‧窗口

Claims (14)

  1. 一種沖泡裝置(1)，係用於自膠囊(2)或自囊袋生產熱飲的電動機械，該沖泡裝置(1)包括：一殼體組(70)，具有一底座(74)，用於藉由該膠囊的容器(2a)來收容膠囊(2)；一平板組(50)，其係可依指令沿一縱軸(Z)朝該殼體組(70)平移，該平板組(50)包括：一頭部(56)，具有一適用於與該膠囊(2)形成密封接觸的環形密封凸緣(58)；一套管(40)，可沿該縱軸(Z)朝該殼體組(70)平移，該套管(40)包括：一側壁(42b)，具有一窗口(44)，該套管具有一可由該窗口(44)存取該膠囊的膠囊底座(42c)，且該膠囊底座(42c)定位在該平板組的該頭部(56)與該殼體組(70)的該底座(74)之間；旋轉手段，適用於執行該套管(40)之與平移相關的旋轉，使得在初始開啟的構造下，該膠囊(2)係適用於由該窗口(44)插入並穩定地收容在該膠囊底座(42c)中，而在膠囊下落的構造下，該窗口(44)係定位在下方用以供使用過的膠囊落下和作為自該套管(40)離開的出口。
  2. 如請求項1之裝置，其中該旋轉手段提供在該套管(40)與該殼體組(70)之間的一結構聯結器。
  3. 如請求項2之裝置，其中該旋轉手段包括一銷釘(80)，該銷釘(80)自該套管(40)的該側壁(42a)徑向朝內凸出；及一凹槽(84)的向外部分(82)，該凹槽(84)係製作 於該殼體組(70)外部並具有一軸向且沿圓周方向的外形，該銷釘(80)係在該凹槽(84)中滑動。
  4. 如請求項3之裝置，其中該凹槽(84)包括一返回部分(86)，該返回部分(86)接續該向外部分(82)，具有不會造成該套管(40)任何實質旋轉的形狀。
  5. 如請求項1至4之裝置，其中該平板組(50)包括一桿柱(52)，該桿柱(52)滑動地支撐該頭部(56)和壓力手段(60)，該壓力手段(60)適用於作用來使該套管(40)往復地遠離該頭部(56)。
  6. 如請求項1至5之裝置，其包括返回手段，持續地將該套管(40)在與旋轉手段造成的旋轉方向相反的旋轉方向偏壓。
  7. 如請求項1至6之裝置，其包括阻擋手段，該等阻擋手段適用於防止該套管自該套管(40)的預定軸向位置開始相反旋轉。
  8. 如請求項7之裝置，其中該等阻擋手段包括一阻擋本體(100)，該阻擋本體(100)具有朝向該套管(40)的凸出部(106)和一擋片(110)，該擋片(110)自該套管(40)的該側壁(42a)徑向朝外凸出，適用於形成一速扣接合聯結。
  9. 如請求項1至8之裝置，其包括一致動組(20)，該致動組(20)適用於被致動以移動該平板組(50)和該套管(40)，該致動組(20)包括一可旋轉的驅動銷釘(22)和一連接桿(26)，該連接桿(26)於頂部鉸接至一與該驅動銷釘(22)的旋轉軸平行且自該驅動銷釘(22)的旋轉軸偏移的軸，且當該連桿(26)的底部沿該縱軸(Z)交替地平移時，該連接桿(26)會與該驅動銷釘(22)一體旋轉。
  10. 如請求項9之裝置，其包括一手柄(24)，用於手動操作該致動組(20)。
  11. 如請求項9之裝置，其包括電動驅動手段，該等電動驅動手段包括一電動馬達(202)和一運動機構(204)，用於操作該致動組(20)。
  12. 如請求項1至11之裝置，其包括一外罩，該外罩在頂部設有一用於插入該膠囊(2)的開口(16)，該開口的形狀根據一預定位置作成適於插入膠囊。
  13. 一種電動機械，係用於自膠囊(2)生產熱飲，該電動機械包括：根據如請求項1至12之任一項所製成的沖泡裝置。
  14. 一種用於生產熱飲的電動機械的沖泡裝置的工作方法，其包括下列步驟：將包含例如以粉狀或葉狀的構成成分的膠囊(2)或囊袋由該套管的窗口(44)插入至該裝置(1)的套管(40)的膠囊底座(2c)；平移該套管以使該套管與外殼組接合；執行一操作循環以製作飲料；自該窗口(44)倒出使用過的膠囊，該窗口(44)係藉由該窗口(44)的旋轉而定位在該套管下方。
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