专利名称：自动咖啡机的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及自动咖啡机。更具体地讲，本发明涉及用于提供单杯咖啡或小壶咖啡的自动咖啡机。
这种自动咖啡机应该被理解为这样一种机器，其自动研磨咖啡豆以获得咖啡粉末，将咖啡粉末引入到冲泡室，冲泡咖啡并且最终排出使用后的咖啡粉末的料片，同时使用者不必手动启动或处理这些或其他方法步骤。然而，应该理解的是，自动咖啡机必须由使用者启动，从而通过按压按钮等开启循环。自动咖啡机还可被构造为用于提供较大容量的新鲜咖啡的冲泡设备。
背景技术：
由与美国专利No.5471910对应的欧洲专利No.0641536B1公知一种自动咖啡机。该公知的自动咖啡机包括冲泡单元，其包含冲泡室，所述冲泡室是由含有竖直轴线的固定管区段以及两个锁定元件形成，所述两个锁定元件即上侧锁定元件和下侧锁定元件。上侧锁定元件连接至旋转臂。管区段也称为冲泡管。轴向驱动装置用于移动所述旋转臂，从而上侧锁定元件相应地被引入到管区段中，并且所述上侧锁定元件离开所述管区段。枢转驱动装置用于将所述上侧锁定元件分别移动进入停泊位置和待用(stand-by)位置，在所述停泊位置，所述上侧锁定元件位于所述管区段的轴线外侧，而在所述待用位置，所述上侧锁定元件沿所述管区段的轴线设置。
用于上侧锁定元件的轴向驱动装置以及枢转驱动装置被构造成组合在一起。组合的轴向与枢转驱动装置包括蜗轮变速器，其位于马达的下游；以及沿轴向可移动并且可转动的枢转柱体，其用于移动上侧锁定元件(其固定连接至旋转臂)以到达冲泡位置，在所述冲泡位置，所述锁定元件伸入管区段中。所述枢转柱体还用于将上侧锁定元件移出管区段，这是在将所述上侧锁定元件移动进入位于管区段的轴线外侧的停泊位置中以及将所述上侧锁定元件移动进入沿所述管区段的轴线的待用位置中时完成的。上侧锁定元件固定连接至旋转臂，以大体与其一起转动。一个单马达用于驱动组合的轴向与枢转驱动装置，以驱动带有上侧锁定元件的旋转臂以及驱动漏斗和枢转式咖啡去除元件。该马达连接至蜗轮变速器以及位于其下游的分变速器(dividing transmission)。蜗轮变速器设置在枢转柱体的心轴上。分变速器设置在所述蜗轮变速器上方，并且所述分变速器包括围绕枢转柱体的导轴衬、围绕导轴衬的槽衬套(channel bush)、带以及滑块。槽衬套以固定的方式设置在壳体中，并且所述槽衬套包括用于此目的的孔。带接合孔，所述带以径向从外侧朝向内侧的方式螺合在壳体中。带沿径向在沿一部分周向延伸的槽的区域中伸出穿过导轴衬。这样，导轴衬不可沿轴向移动，而其可相对于槽衬套枢转。固定的槽衬套包括滑动路径。所述滑动路径的下侧端部包括与轴线平行的开始部分。螺旋形升降部分紧邻所述开始部分。导轴衬还包括与轴线平行的滑动路径。滑块与位于槽衬套与导轴衬中的两个滑动路径协作。滑块螺合在枢转柱体中。公知的分变速器包括相当多的部件，并且其是相当复杂和昂贵的。
公知的自动咖啡机包括用于上侧锁定元件的组合的轴向与枢转驱动装置，以及用于下侧锁定元件的独立的竖直驱动装置。这样，两个锁定元件可彼此独立地相对于冲泡室的管区段移动，以完成挤压、释放和提升咖啡粉末的料片。在冲泡循环的不同阶段中，对于上侧锁定元件没有消极的作用。上侧锁定元件的所有冲程式运动和枢转运动是借助于分变速器通过组合的驱动装置完成的。可以以精确的和可重复的方式决定特定的运动。这样，控制单元被释放。一些运动通过分变速器以机械的方式被联接。这不仅简化了控制单元的结构，还以有利的方式增加了操作安全性。上侧锁定元件以及枢转式咖啡去除元件的相应的运动是由驱动装置实现的，并且它们彼此相互协调。仅仅需要少量传感器，并且运动的机械强制联接方式是有利的。梳理作用与打开运动相联，意味着枢转运动从待用位置到达停泊位置。没有必要采用并驱动咖啡加料器。由于停泊位置位于冲泡室的轴线外侧，所以可从上方自由地触及冲泡室。这样，能够以固定的方式设置用于输送咖啡粉末的单元，从而可研磨咖啡粉末，并且其被直接引入到冲泡室中。由于上侧锁定元件的运动分成冲泡位置与待用位置之间的轴向部分以及待用位置与停泊位置之间的螺旋形升降部分，所以能够以固定的方式设置直至三个或更多个用于输送咖啡粉末的单元。这样，可以按照传统咖啡、热牛奶咖啡、摩卡(mocca)等的需要，研磨不用种类的咖啡或不同的咖啡豆进行制备。
此外，竖直驱动装置连接至下侧锁定元件。竖直驱动装置包括另一个马达、位于马达的下游的蜗轮变速器以及沿轴向引导的心轴。心轴承载着下侧锁定元件。在冲泡室的下侧锁定元件的密封件出现缺陷的情况下，存在咖啡和咖啡粉末的混合物进入蜗轮变速器以及甚至竖直驱动装置的马达的内部中的危险。因为两个蜗轮驱动装置与两个马达形成由公共壳体包围的单元，所以组合的轴向与枢转驱动装置的蜗轮变速器以及马达是危险的。
由与美国专利No.5309822对应的德国专利申请No.4133697A1公知另一种自动咖啡机。冲泡单元的上侧锁定元件设置在旋转臂上，所述旋转臂设置成绕固定轴承枢转。连接至旋转臂的上侧锁定元件可从沿管区段的轴线位于冲泡室上方的待用位置枢转到位于管区段的轴线外侧的停泊位置。枢转驱动装置用于实现该枢转运动，所述枢转驱动装置被构造为电机，其包括位于其下游的蜗轮变速器。轴向驱动装置也设置在旋转臂上。上侧锁定元件可以以密封的方式通过轴向驱动装置移动进入管区段，以从待用位置到达冲泡位置。此外，公知的自动咖啡机包括用于下侧锁定元件的竖直驱动装置。这样，公知的自动咖啡机包括三个驱动装置，它们用于移动两个端部部件。由于旋转臂在固定的轴承中的结构，所以能够从停泊位置开始以所需的精度定位和引导冲泡室的上侧锁定元件以到达待用位置和随后的冲泡位置，而不必将上侧锁定元件构造为两个部件。此外，公知的自动咖啡机包括枢转式咖啡去除元件，其用于去除咖啡粉末的料片。枢转式咖啡去除元件连接至旋转臂。通过旋转臂绕其固定轴承枢转运动而实现使用过的咖啡粉末的料片的排出。枢转运动的方向与从待用位置到停泊位置的运动的方向一致。因此，在一个冲泡循环的过程中，有必要来回枢转旋转臂两次。第一来回的枢转运动用于实现冲泡。第二来回的运动用于排出使用过的料片。在停泊位置，料片必须被排出，并且上侧锁定元件不必位于冲泡室的上方。自动咖啡机的控制单元必须考虑到这一点。
发明内容
本发明涉及自动咖啡机。自动咖啡机包括壳体。滑块固定连接至壳体。冲泡单元包括具有轴线的上侧锁定元件、下侧锁定元件以及具有竖直轴线的管区段。上侧锁定元件和下侧锁定元件以及管区段被构造和设置成交替到达冲泡位置、待用位置和停泊位置。上侧锁定元件在冲泡位置伸入管区段中，从而形成冲泡室，在所述冲泡室中可冲泡咖啡。上侧锁定元件在待用位置并不伸入管区段中，并且上侧锁定元件的轴线与管区段的轴线对正。上侧锁定元件在停泊位置并不伸入管区段，并且上侧锁定元件的轴线并不与管区段的轴线对正。旋转臂连接至上侧锁定元件。枢转柱体含有周边部以及轴线。枢转柱体连接至旋转臂。枢转柱体被构造和设置成可沿轴向移动，并且可绕其轴线转动。枢转柱体包含滑动路径。滑动路径包含第一部分，其与所述枢转柱体的轴线平行；以及第二部分，其以类似于螺旋线的方式绕所述枢转柱体的至少一部分周边部延伸，并且不平行于枢转柱体的轴线。枢转柱体的滑动路径的第一部分被构造和设置成使得滑块接合第一部分，以交替到达冲泡位置和待用位置。枢转柱体的滑动路径的第二部分被构造和设置成使得滑块接合第二部分，以交替到达待用位置和停泊位置。
新颖的自动咖啡机具有相对简单的结构。特别地，冲泡循环被简化，从而相对于压缩、释放和排出咖啡粉末的料片的步骤没有消极的作用。
包括与枢转柱体的轴线平行的第一部分的滑动路径用于将上侧锁定元件从冲泡位置输送至待用位置。滑动路径的螺旋形升降部分用于将旋转臂与上侧锁定元件一起从待用位置枢转到停泊位置。
与现有技术不同，滑动路径不再位于单独的槽衬套上，而是直接位于枢转柱体上。结合这种结构，仅仅需要以固定的方式将滑块设置在壳体上。滑块接合滑动路径。在新颖的自动咖啡机不再需要现有技术公知的槽衬套和伸出穿过槽衬套以及滑动衬套的带。引导衬套不必沿径向安置在枢转柱体与槽衬套之间。实际上，可以沿轴向偏离设置较小的引导环。然而，漏斗和枢转式咖啡去除元件的枢转运动可来自于引导环。为此，引导环可设置成相对于滑动路径和滑块沿轴向偏离。优选地，引导环设置在这些元件上方，并且围绕枢转柱体。引导环固定连接至枢转柱体，以大体与其一起转动，但可沿轴向移动，从而在枢转柱体的纯轴向运动的过程中，引导环与连接在其上的枢转式咖啡去除元件和漏斗并不运动，而是在旋转运动的过程中跟随引导环。以这种方式形成的整个分变速器包括减少数量的单独的部件，并且这因而在生产和组装的过程中是相对便宜的。分变速器优选具有减小的直径以及减少的空间需求。
本发明还可与流体加热器结合在一起使用。换句话说，存在这样的可能性，即用流体加热器专门围绕冲泡室，以快速准备用于服务自动咖啡机。所有马达可设置在流体加热器之下，意味着处于并不承受较大热应力的位置。同时，流体加热器的壳体还可形成冲泡室和分变速器的壳体，从而不必设置单独的壳体。此外，冲泡室的管区段位于该公共壳体中。因而，仅仅采用一个较大的壳体。该壳体可以以很高的精度制造而没有任何问题。自动实现彼此相互定位各元件所需的精度级别。特别地，指定冲泡室的轴线与分变速器的轴线之间的距离。
自动咖啡机还包括第一驱动装置。第一驱动装置包含第一马达以及第一变速器。第一变速器可设置在所述马达的下游。第一变速器可操作性连接至第一马达，以通过所述第一马达而被驱动。第一变速器可操作性连接至枢转柱体，以驱动所述枢转柱体。第一马达包含轴线，并且旋转臂包含轴线。马达的轴线可设置成与旋转臂的轴线平行，并与其间隔开。第一马达可设置在第一变速器上方。自动咖啡机还可包括枢转式咖啡去除元件。枢转式咖啡去除元件被构造和设置成在咖啡粉末的料片使用之后以枢转的方式从下侧锁定元件去除咖啡粉末的料片。第一马达可被构造和设置成驱动枢转式咖啡去除元件。自动咖啡机还可包括第二驱动装置。第二驱动装置包含第二马达以及第二变速器。第二变速器包含心轴，所述心轴通过所述第二马达被驱动，并且操作性连接至所述下侧锁定元件，以使得所述下侧锁定元件在所述管区段中沿所述管区段的竖直轴线的方向移动。第一驱动装置和第二驱动装置可被构造和设置成彼此相互独立。术语独立涉及实现这样的单独的单元，其一方面包含用于组合的轴向与枢转驱动装置的马达和变速器，而在另一方面包含用于竖直驱动装置的马达和变速器。在这种情况中，并不期望公共的壳体或公共的支承件。相应的马达与相应的变速器相比设置在较高的位置，从而在位于冲泡室的下侧锁定元件的密封件失效的过程中，咖啡与咖啡粉末的混合物不可进入马达并消极影响马达。即使出现了不同的缺陷，两个单元中的各单独的元件可以以彼此相互独立的方式并以相对较低的成本被替换或者维修。
每个马达可支承在支架上。在这种情况中，并不期望使用公共的壳体。驱动装置的各单独的元件以非常容易服务的方式被设置，意味着以容易触及和可见的方式被设置。从现有技术中并不能得知这种单独的单元的独立的结构和设置，其中每个所述单独的单元在一方面包含用于组合的轴向与枢转驱动装置的马达和变速器，而在另一方面包含用于竖直驱动装置的马达和变速器。这种结构可与分变速器的结构结合在一起使用，或者与其独立地使用。
分变速器可被构造成在上侧止挡元件从待用位置移动到停泊位置的过程中，枢转式咖啡去除单元排出咖啡粉末的料片。枢转式咖啡去除元件并不连接至旋转臂，而是所述枢转式咖啡去除元件被独立地支承，从而其的运动是以独立的方式被实现。在一方面上侧锁定元件的、以及在另一方面枢转式咖啡去除元件的运动相互协作，并且这种运动是通过分变速器相联接的。这种联接以这样的方式实现，即梳理运动的方向对应于上侧止挡元件从待用位置到停泊位置的枢转运动的方向。这样，存在这样的优点，即在冲泡循环中仅仅需要单一一个来回枢转运动。因而，可以以较快和简化的方式实现冲泡循环。
位于第一马达和/或第二马达的下游的变速器可优选包括齿带、V型带或者啮合的齿轮。优选至少构造用于竖直驱动装置的变速器，从而可透过咖啡和咖啡粉末。还可以在该位置设置斜齿轮副。
为了简化制造，优选的是构造包括相应部件的所有变速器。优选的是，每个变速器包括螺母，该螺母可转动但是不可沿轴向移动。螺母包括内螺纹，其分别与位于竖直驱动装置的心轴上的和组合的轴向与枢转驱动装置的枢转柱体上的外螺纹协作。例如，齿带接合螺纹的外周。
优选的是在枢转柱体的上侧区域中设置引导环，引导环被构造和设置成可转动，但是不可沿轴向移动。引导环固定连接至枢转柱体，以大体与其一起转动，并且可沿轴向相对于枢转柱体移动。用于排出咖啡粉末的料片的枢转式咖啡去除元件和/或用于将咖啡粉末引入到冲泡室中的漏斗固定连接至引导环，以大体与其一起转动。仅仅引导环具有较小的轴向延伸部，并且其因而并不需要较大的空间。然而，引导环实现涉及枢转式咖啡去除元件和漏斗的枢转运动的所有必要功能。
非圆形连接单元可设置在枢转柱体与引导环之间。该连接单元可包括平坦的部分，其位于枢转柱体上以沿轴向延伸；以及抵抗突出部，其位于引导环上。然而，还能够以具有间隙或不具有间隙的方式使用其它非圆形连接单元。这样，可以实现与旋转臂的枢转运动的不同的重叠。
枢转柱体中的滑动路径包括开始部分，其与轴线平行。开始部分用于将上侧锁定元件从枢转位置转移到待用位置，并且反之亦然。在与轴线平行的该开始部分中，防止枢转柱体的旋转运动，并且实现平行于轴线的冲程式运动。该运动至少出现在这样的区域中，在该区域中，上侧锁定元件设置在冲泡室的管区段中。优选的是，在该区域与螺旋形升降区域之间采用平缓过渡。
螺旋形升降区域使得旋转臂与固定连接在其上的上侧锁定元件一起承受从待用位置到停泊位置的枢转运动，并且反之亦然。在该枢转运动过程中，上侧锁定元件移动离开管区段的轴线，从而可触及位于管区段之上的空间。待用位置与停泊位置相比位于较低的高度，从而在待用位置处，可在位于管区段之上的咖啡研磨机的排出漏口之下完成移动而不会有任何问题。与此同时，上侧锁定元件相对提升进入停泊位置是有利的，在这种情况中允许这样一种位置，即通过喷射对应量的水以便清洁上侧锁定元件。该清洁水可通过相应的流出口排出，并且其因而并不进入冲泡室。枢转式咖啡去除元件设置在上侧锁定元件之后。这意味着在将上侧锁定元件从待用位置枢转到停泊位置时，枢转式咖啡去除元件跟随上侧锁定元件。这允许这样的优点，即使用过的料片可提升进入的空间与上侧锁定元件相互独立，从而枢转式咖啡去除元件可实现其功能。枢转式咖啡去除元件优选被构造成具有大致半圆形形状，所述半圆形形状的凹侧部与上侧锁定元件相连。这样，可以利用枢转式咖啡去除元件以在将上侧止挡元件从待用位置转移到停泊位置时排出料片，而不必将冲泡循环制造得更加复杂。位于引导环与枢转柱体之间的非圆形连接单元可设置成与轴线平行。因而，所述非圆形连接单元是直的，并且其可容易被制造。旋转运动来自于设置在枢转柱体中的滑动路径的螺旋形升降区域。
旋转臂在其远离上侧锁定元件的侧部可被扩大以伸出超过枢转柱体，并且其可包括止挡件。与所述止挡件相关的抵抗止挡件可设置在壳体上。旋转臂的止挡件在上侧锁定元件的冲泡位置处接触抵抗止挡件。止挡件或抵抗止挡件可被构造为是可调节的，从而确定在冲泡位置上侧锁定元件的位置。当在冲泡的过程中压力作用在冲泡室中的上侧锁定元件上时，止挡件与抵抗止挡件之间的相应的抵抗力可被吸收，从而枢转柱体并不承受弯曲载荷。这对于枢转柱体的支承、操作安全性和耐久性具有积极的影响。引导环还可形成用于枢转柱体的轴承。
枢转式咖啡去除元件固定连接至引导环，以大体与其一起转动，更具体地讲通过螺纹连接部来实现。这样，引导环的任何旋转运动被传递至枢转式咖啡去除元件。引导环不可沿轴向移动，并且其可仅在与枢转柱体相协调的位置转动。
分别用于枢转柱体和下侧锁定元件的驱动装置的第一马达和第二马达可被构造为电机，更具体地讲直流电机。螺母与心轴单元可设置在第一马达与分变速器之间，心轴固定连接至枢转柱体，以大体与其一起转动。螺母设置成可转动，但是其不可沿轴向移动，从而当在对应的部位转动螺母时，枢转柱体实现冲程式运动。例如，用于驱动装置的马达还可被构造为液压电机等。然而，优选的是利用电机，其允许精确以及可重复的控制的可能性。这对于竖直驱动装置的第二马达而言也是同样适用的。
用于移动下侧锁定元件的马达还可被构造为电机，更具体地讲直流电机。所有驱动装置和马达分别可被构造成相似的或甚至是相同的。
在了解附图和以下详细的说明之后，本领域技术人员将清楚本发明的其它特征和优点。应该理解的是，所有这些附加的特征和优点应该是包括在由权利要求书所限定的本发明的范围中。
参看附图可更好地理解本发明。附图中的部件在必要的情况下等比例、着重显示，从而清楚示出本发明的原理。在附图中，针对多个视图，相同的附图标记代表相应的部件。
图1是根据新颖的自动咖啡机的示意性实施例的竖直剖视图；图2是图1的新颖的自动咖啡机的侧视图；图3是图1的新颖的自动咖啡机的俯视图；图4是沿图1中的线Ⅳ-Ⅳ的剖视图。
具体实施例方式
现在更加详细参看附图，图1至4示出了新颖的自动咖啡机1的示意性实施例。自动咖啡机1包括公共的壳体2。包括热水室(未示出)的流体加热器(未示出)可设置在公共壳体2的内部中。壳体2包括孔3。管区段4以密封的方式嵌入在孔3中。管区段4是冲泡单元5的一部分。冲泡单元5的冲泡室6分别通过上侧锁定元件7和下侧锁定元件8被限制和限定。大体上，上侧止挡元件(锁定元件)7被构造为“水活塞”。这意味着在咖啡的冲泡过程中水被从这里引入到冲泡室6中，从而被输送通过咖啡粉末。下侧锁定元件8大体被构造为“咖啡活塞”。这意味着其用于承载咖啡粉末的料片。然而，还可以分别以相反的方式利用和操作止挡元件7和8。
下侧锁定元件8一直保持位于管区段4中，并且其仅仅沿轴向移动以实现与竖直轴线9一致的冲程。上侧锁定元件7沿轴线9的方向移出管区段4，并且其然后沿横向枢转以适于将咖啡粉末分别输送通过管区段4和冲泡室6的畅通无阻的开口。两个锁定元件7和8具有与活塞相似的结构，并且它们包括密封件，出于容易理解附图的原因并未示出所述密封件。下侧锁定元件8包括采取公知方式的用于通过咖啡的丝网以及用于输送咖啡的出口。
第一马达10用于上侧锁定元件7的运动，马达10设置在壳体2的下侧端部上方。变速器11(图2)位于马达10的下游。螺母与心轴单元是变速器11的一部分。螺母与心轴单元的心轴12具有竖直轴线13。轴线13以相应的距离平行于轴线9延伸。与心轴12相连的螺母18并未更加详细地示于图1中，而其仅仅示于图2中。螺母18被构造和设置成可转动并且不可沿轴向移动，从而在螺母18旋转时，心轴12根据双向箭头14沿轴线13的方向实现纯冲程式运动。心轴12固定连接至分变速器16的枢转柱体15，以大体与所述枢转柱体15一起转动。分变速器16还伸过自动咖啡机1的壳体2。可以在图1和3中看出壳体2沿横向延伸的方式，从而冲泡装置5设置在壳体2的一侧，而分变速器16设置在壳体2的另一侧。枢转柱体15是分变速器16的一部分。枢转柱体15支承在位于壳体2中的孔19中。滑块28接合孔19。滑块28沿径向从外侧朝向内侧螺合在壳体2中，并且其这样与枢转柱体15协作。
引导环17在孔19的上侧区域中可转动地支承在壳体2中。引导环17包括非圆形连接单元20(图4)，其具有平坦的部分21，所述平坦的部分21沿枢转柱体15的轴向行程延伸。位于导轴衬17处的抵抗突出部与平坦的部分21相连。这样，罩板27防止引导环17根据箭头14沿轴向移动，并且允许根据双向箭头22绕轴线13的相对枢转运动。
滑动路径23设置在枢转柱体15中。滑动路径23如图1中所示。滑动路径23被构造成位于枢转柱体15的表面中的槽或凹槽。滑动路径23的下侧端部包括开始部分24，其平行于枢转柱体15的轴线。类似于螺旋线形状的部分25跟随在相应的过渡部分之后。滑动路径23的上侧端部还可包括与枢转柱体15的轴线平行的部分26。由于枢转柱体15是安装式轴元件，所以甚至可容易制造复杂形状的滑动路径23。
滑块28与滑动路径23协作。滑块28以固定的方式设置在壳体2上，并且所述滑块沿径向从外侧朝向内侧延伸进入滑动路径23中。这样，枢转柱体15不仅沿竖直方向伸过壳体2，而且所述枢转柱体还沿向上的方向延伸超出壳体2。旋转臂29(图1至3)固定连接至枢转柱体15，以大体与其一起转动。冲泡单元5的上侧锁定元件7固定支承在旋转臂29的一个自由端部上。旋转臂29在其远离上侧锁定元件7的侧部包括止挡件30，其与位于壳体2上的抵抗止挡件31协作。抵抗止挡件31可被构造为调节螺钉，以确定上侧锁定元件7的冲泡位置，并且在所述冲泡位置支承上侧锁定元件7。
枢转式咖啡去除元件32和漏斗37固定连接至引导环17，以大体与其一起转动。在旋转或枢转作用施加在引导环17上时，这些元件根据双向箭头22实现绕轴线13的纯旋转运动或枢转运动。在停泊位置或停泊后的位置，漏斗37分别到达位于冲泡室6和轴线9之上的位置，从而在以下的冲泡循环过程中，咖啡粉末可被引入到冲泡室6中。咖啡粉末来自于研磨机，并且所述咖啡粉末经由漏口和漏斗37到达冲泡室6。在停泊位置，上侧止挡元件7位于固定的排放漏斗上方，从而可用热水清洁上侧锁定元件7。
上侧锁定元件7大体具有三个不同的位置。第一位置是冲泡位置，在该位置，上侧锁定元件7位于冲泡室6的管区段4中，如图1中实线所示。咖啡在该位置被冲泡。第二位置是待用位置，在该位置，上侧锁定元件7沿轴线9的方向设置，但是位于管区段4的外侧，并且位于管区段4上方。该位置并未在图中示出。最后，第三位置是上侧锁定元件7的停泊位置或停泊后的位置，如图1中的虚线以及图2和3中的实线所示。在该停泊位置，上侧锁定元件7根据双向箭头22枢转远离管区段4的轴线9。此外，例如，所述上侧锁定元件沿轴向提升，以在停泊位置将排放漏斗和用于清洁水的排放导管布置在锁定元件7之下。这样，在停泊位置可清洁上侧锁定元件7。停泊位置还可以是这样的一种位置，在该位置，上侧锁定元件7位于两个冲泡循环之间。换句话说，每个冲泡循环在停泊位置开始和结束。
下侧锁定元件8也连接至驱动装置。该驱动装置被构造为根据双向箭头14沿轴线9的方向的纯提升驱动装置或竖直驱动装置。竖直驱动装置包括另一个马达33，其位于壳体2之上并且独立于第一马达10，所述第一马达10也位于上侧锁定元件7之上。例如，马达10和33可分别设置在独立的支承板34和35上。马达10和33可专门被构造为电机或液压电机等。马达10和33可以具有相同的结构。变速器38位于马达33的下游。心轴36被驱动以根据箭头14沿轴线9所在的轴向移动。心轴36由螺母37驱动，所述螺母37设置成不可沿轴向移动，但是可转动。下侧锁定元件8设置在心轴36的上侧端部上。在图1中示出了下侧锁定元件8处于其下侧端部位置。所述下侧锁定元件8沿向上的方向被进一步引入到冲泡室6中，以到达冲泡位置。在冲泡循环的过程中，下侧锁定元件8可沿向上的方向移动进入管区段4中，直至所述下侧锁定元件的上侧表面与壳体2的外侧端面对正。
图1特别示出了分变速器16的非常简单的结构。分变速器16包括枢转柱体15，其支承在孔19中；滑动路径23；以及固定滑块28。枢转柱体15还包括连续平坦的部分21，其用于沿引导环17进行承载。
图1至4的结合可以全面理解驱动装置的结构和布置。已经可从图1中看出，两个马达10、33设置在变速器11、38的螺母18、39上方。位于马达10、33的对应的轴上的小齿轮42、43朝向向下的方向，并且它们通过齿带40、41连接至螺母18、39。由此两个驱动装置具有相同的结构，图2在一张图中通过同时利用两个驱动装置的附图标记示出了这两个驱动装置。马达10、33的轴线沿竖直方向设置，平行于对应的轴线9和13并且分别与轴线9和13间隔开。在下侧锁定元件8的密封件失效的情况下，排出的咖啡和咖啡粉末可穿过变速器38，并且其掉落。因此，咖啡和咖啡粉末并不进入马达33以及马达10和相连的变速器11。
如下所述实现冲泡循环
上侧锁定元件7位于由图1中的虚线所示的停泊位置(同样见图3)。下侧锁定元件8位于图1中所示的最下侧位置。冲泡室6的管区段4向上开口。当在控制单元(未详细示出)开启冲泡循环时，通过咖啡研磨机(未示出)研磨咖啡粉末。咖啡粉末向下落到位于研磨机上的漏口上，并且经由漏斗37到达冲泡室6的内部，并因而位于下侧锁定元件8上。由于旋转臂29连同上侧锁定元件7一起在停泊位置枢转经过相对较大的枢转角度(图3)，所以存在这样的可能性，即布置直至三个具有相连的漏口的咖啡研磨机，从而它们的端部位于冲泡室6之上。这样，可研磨不同的咖啡豆，以到达冲泡室6，从而提供各种不同种类的咖啡。
只要在已经完成研磨之后，马达10就被致动，以按照这样一种转动的方式转动，即带有上侧锁定元件7的旋转臂29从停泊位置枢转到待用位置。这通过以下方式来实现，即根据双向箭头22(图3)绕轴线13沿顺时针方向的组合的枢转运动以及下降运动。在该运动的过程中，带有漏斗37的枢转式咖啡去除元件32同样枢转。尽管心轴12以及因而枢转柱体15仅仅通过马达10沿轴线13的方向降低，但是通过滑动路径23的螺旋形升降部分25以及通过枢转柱体15的滑块28增加了枢转运动。该运动一直持续到部分25的端部，该端部位于与滑动路径23的部分24(与轴线平行)之间的过渡区域处。上侧锁定元件7然后被安置成其轴线与轴线9对正，但仍旧位于管区段4之上，并且从而所述上侧锁定元件7并不伸入管区段4中。利用该运动，引导环17以及连接在其上的枢转式咖啡去除元件32和漏斗37承受返回运动。该返回运动是根据双向箭头22(图3)的沿顺时针方向的纯旋转运动。枢转式咖啡去除元件32在该运动的过程中并不起作用。然而，在选择对应的结构时，该运动可被用来去除咖啡粉末，所述咖啡粉末以不期望的方式位于壳体2的表面上，处于管区段4所在的区域。
然而，马达10在待用位置仍旧运转。换句话说，各元件如上所述移动通过待用位置，而马达10的运转并不中断。滑块28因而经由过渡部分到达滑动路径23的(平行于轴线)开始部分24，从而上侧锁定元件7可通过纯轴向下降运动从待用位置移动到冲泡位置。在该运动的过程中，上侧锁定元件7的密封件被引入到管区段4中。因而，达到了上侧锁定元件7的冲泡位置，如图1所示。与此同时，止挡件30从上方接触抵抗止挡件31。达到了冲泡位置。现在，致动用于下侧锁定元件8的竖直驱动装置的马达33，并且下侧锁定装置8被提升。下侧锁定元件8沿向上的方向移动，从而包含在冲泡室6中的咖啡粉末被压缩以形成料片。在该运动的过程中，下侧锁定元件8压靠着固定的上侧锁定元件7。在挤压之后，优选可完成针对料片的释放操作。这意味着马达33的旋转的方式被颠倒。应该理解的是，下侧锁定元件8沿向下的方向移动的距离相对较小。然后，可启动实际冲泡操作。这意味着控制单元打开对应的阀，并且所述控制单元致动热水泵，从而相应容积的热水被压过上侧锁定元件7、咖啡粉末的压缩后的料片以及下侧锁定元件8。因此，准备好使用的咖啡在咖啡出口被排出到杯子、小壶或不同的容器中。完成冲泡工艺，并且上侧锁定元件7可从冲泡位置向回移动到待用位置，并且进一步移动到停泊位置。为此，马达10被致动以按另一种转动的方式转动。首先，滑块28处于滑动路径23的(与轴线平行)开始部分24中，从而上侧锁定元件7沿轴向向上的方向从冲泡位置移动到待用位置。所述上侧锁定元件7然后移动经过待用位置，并且滑块28到达滑动路径23的倾斜部分25。这使得旋转臂29与上侧锁定元件7一起枢转运动以离开待用位置，并且到达停泊位置。此外，连接至引导环17的枢转式咖啡去除元件32也沿顺时针方向(图3)转动。元件32被移动以在壳体2的表面之上枢转。根据该枢转运动，用于下侧锁定元件8的马达33被致动，以通过管区段4中的轴向提升运动沿向上的方向将咖啡粉末的使用过的料片提升到壳体2的表面之上，从而在旋转臂29的返回运动过程中，该料片由枢转式咖啡去除元件32接触，从而沿横向被倾倒到用于咖啡粉末的使用后的料片的容器中。在料片已经被倾倒之后，马达33被再次操作以按相反的转动方式转动，从而到达图1的下侧位置。与此同时，上侧锁定元件7到达排放漏斗之上的停泊位置，从而可开启清洁操作。漏斗37位于冲泡室6之上，并且其在随后冲泡循环的开始将新研磨的咖啡粉末输送进入冲泡室6中。
在不实质上脱离本发明的精神和原则的条件下，可对本发明优选的实施例进行多种改型和调整。所有这种调整和改型应该被认为包括在如权利要求书所限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种自动咖啡机，包括壳体；滑块，所述滑块固定连接至所述壳体；冲泡单元，所述冲泡单元包含具有轴线的上侧锁定元件、下侧锁定元件以及具有竖直轴线的管区段，所述上侧锁定元件和下侧锁定元件以及所述管区段被构造和设置成交替到达冲泡位置、待用位置和停泊位置，所述上侧锁定元件在所述冲泡位置伸入所述管区段中，以使得形成冲泡室，在所述冲泡室中可冲泡咖啡，所述上侧锁定元件在所述待用位置并不伸入所述管区段中，并且所述上侧锁定元件的轴线与所述管区段的轴线对正，所述上侧锁定元件在所述停泊位置并不伸入所述管区段中，并且所述上侧锁定元件的轴线并不对正所述管区段的轴线；旋转臂，所述旋转臂连接至所述上侧锁定元件；以及枢转柱体，所述枢转柱体具有周边部以及轴线，所述枢转柱体连接至所述旋转臂，所述枢转柱体被构造和设置成可沿轴向移动，并且可绕其轴线转动，所述枢转柱体包含滑动路径，而所述滑动路径包含第一部分，其与所述枢转柱体的轴线平行；以及第二部分，其以类似于螺旋线的方式绕所述枢转柱体的至少一部分周边部延伸，并且并不与所述枢转柱体的轴线平行，所述枢转柱体的所述滑动路径的所述第一部分被构造和设置成使得所述滑块接合所述第一部分，以交替到达所述冲泡位置和所述待用位置，所述枢转柱体的所述滑动路径的所述第二部分被构造和设置成使得所述滑块接合所述第二部分，以交替到达所述待用位置和所述停泊位置。
2.根据权利要求1所述的自动咖啡机，其特征在于，还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置包含第一马达以及第一变速器，所述第一变速器设置在所述第一马达的下游，所述第一变速器操作性连接至所述第一马达，以通过所述第一马达而被驱动，所述第一变速器操作性连接至所述枢转柱体，以驱动所述枢转柱体。
3.根据权利要求2所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第一马达具有轴线，并且所述旋转臂具有轴线，所述第一马达的轴线设置成与所述旋转臂的轴线平行，并与其间隔开。
4.根据权利要求2或3所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第一马达设置在所述第一变速器上方。
5.根据权利要求1至4任一所述的自动咖啡机，其特征在于，还包括枢转式咖啡去除元件，所述枢转式咖啡去除元件被构造和设置成在咖啡粉末的料片使用之后以枢转的方式从所述下侧锁定元件去除咖啡粉末的料片。
6.根据权利要求5所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第一马达被构造和设置成驱动所述枢转式咖啡去除元件。
7.根据权利要求2至6任一所述的自动咖啡机，其特征在于，还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置包含第二马达以及第二变速器，所述第二变速器包含心轴，所述心轴通过所述第二马达被驱动，并且操作性连接至所述下侧锁定元件，以使得所述下侧锁定元件在所述管区段中沿所述管区段的竖直轴线的方向移动。
8.根据权利要求7所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置被构造和设置成彼此相互独立。
9.根据权利要求7或8所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第二马达包含轴线，并且所述冲泡室包含轴线，所述第二马达的轴线设置成平行于所述冲泡室的轴线，并且与所述冲泡室的轴线间隔开。
10.根据权利要求7至9任一所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第二马达的轴线设置在所述第二变速器上方。
11.根据权利要求2至10任一所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第一变速器包括选自下述一组中的至少一种齿带，V形带，两个啮合的齿轮。
12.根据权利要求7至11任一所述的自动咖啡机，其特征在于，所述第一马达和所述第二马达被构造为电机，更具体地讲被构造为直流电机。
13.根据权利要求1至12任一所述的自动咖啡机，其特征在于，还包括引导环，所述引导环设置在所述壳体中，以适于相对于所述壳体旋转；所述引导环设置在所述壳体中，并不可相对于所述壳体沿轴向移动；所述引导环以这样一种方式连接至所述枢转柱体的上侧区域，即其与所述枢转柱体一起共同转动。
14.根据权利要求15所述的自动咖啡机，其特征在于，还包括枢转式咖啡去除元件，所述枢转式咖啡去除元件被构造和设置成在咖啡粉末的料片使用之后以枢转的方式从所述下侧锁定元件去除所述咖啡粉末的料片，所述枢转式咖啡去除元件固定连接至所述引导环，以与其一起共同转动。
15.根据权利要求13或14所述的自动咖啡机，其特征在于，还包括非圆形的连接单元，所述非圆形的连接单元形成在所述枢转柱体与所述引导环之间，以连接所述枢转柱体和所述引导环。
16.根据权利要求15所述的自动咖啡机，其特征在于，所述非圆形连接单元包括平坦的部分以及抵抗止挡件，所述平坦的部分位于所述枢转柱体上，以沿轴向连续延伸，所述抵抗止挡件位于所述引导环上。
17.根据权利要求1至16任一所述的自动咖啡机，其特征在于，所述旋转臂在其远离所述上侧锁定元件的侧部被扩大以伸出超过所述枢转柱体；所述旋转臂包括止挡件；所述壳体包括抵抗止挡件，所述抵抗止挡件与所述止挡件相连，所述止挡件被构造和设置成在所述冲泡位置接触所述抵抗止挡件。
18.根据权利要求1至17任一所述的自动咖啡机，其特征在于，所述滑动路径还包含第三部分，所述第三部分被构造和设置成与所述枢转柱体的轴线平行。
全文摘要
公开了一种自动咖啡机(1)，其包括固定连接至壳体(2)的滑块(28)。冲泡单元(5)包括上侧和下侧锁定元件(7、8)以及竖直管区段(4)。上侧锁定元件(7)交替移动到冲泡位置、待用位置和停泊位置。处于冲泡位置的上侧锁定元件(7)伸入管区段(4)中以到达冲泡室(6)。处于待用位置的上侧锁定元件(7)并不伸入管区段(4)中，并且上侧锁定元件(7)的轴线与管区段(4)的轴线(9)对正。处于停泊位置的上侧锁定元件(7)并不伸入所述管区段(4)中，并且上侧锁定元件(7)的轴线并不对正管区段(4)的轴线(9)。连接至上侧锁定元件(7)的枢转柱体(15)沿轴向移动，枢转柱体绕其轴线转动。枢转柱体(15)包括滑动路径(23)，其包含平行于枢转柱体(15)的轴线的第一部分(24)，以及以类似于螺旋线方式延伸的第二部分(25)。滑块(28)接合第一部分(24)以交替到达冲泡位置和待用位置。滑块(28)接合第二部分(25)以交替到达待用位置和停泊位置。
文档编号A47J31/24GK1953687SQ200580015202
公开日2007年4月25日 申请日期2005年5月7日 优先权日2004年5月14日
发明者彼德·萨格尔 申请人:Hgz机械制造股份公司