专利名称：能制备蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料且具有自动引入磨制咖啡和排渣功能的机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来制备诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料并且能自动引入磨制咖啡和排渣的机器。
众所周知，市场上已经有所谓自动或超级自动的制备咖啡类饮料，如蒸汽加压煮出的咖啡饮料的机器出售，它们能在一自动的工序下进行有关制造蒸汽加压煮出的咖啡的所有制备过程，例如将磨制咖啡引入提取室，形成溶液，接着再排出已使用过的咖啡残渣。
通常，这些机器生产饮料的质量与它们的机械复杂性和技术的先进性成正比。因而，所述的机器比较是昂贵、笨重、技术上也比较复杂，所以只适合专业生产之用，并不适合家庭使用。
而且，为了得到高质量的饮料，咖啡的磨制程度也一直是个难题，这是因为咖啡的粒度必须保持在一个非常小的范围内，该限制范围取决于所用咖啡的类型、水份含量、磨制咖啡的压研情况、操作温度、以及咖啡的新鲜程度。
由此，为了必要时通过调节磨制的粒度而适应上述参数的要求，就需要使用一个和机器电气联接的手工调节的研磨机。
在传统的自动和超级自动的机器中必须使用诸电动机，这些电动机以一预定的工序进行全部操作过程，因而需要在机器中增加许多电子部件来进行控制，这就增加了机器构造上的复杂性以及机器的成本。
本发明的一个主要目标在于，提供一种能消除上述缺陷的制造诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料并且能自动引入磨制咖啡和排渣的机器，该机器能在没有电动马达系统、没有研磨机、没有相关电子部件的条件下进行操作。
本发明的另一目标在于，尽量使操作省力并且使整个过程中的操作尽可能均匀地分布，以便可以有选择地进行手工驱动。如下文对非限制性的实施例所描述的那样，本发明通过彼此相互配合的机械部件来进行必要的操作工序。如下文所述的一较佳但是非限制性的实施例所述，本发明机器的特殊之处在于，它能在研磨粒度很宽的条件下进行操作，因而可以不用内装的研磨机。
在这一目标范围内，本发明的一个目的在于，提供一种在不影响饮料质量的前提下，结构大大简化的制备诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料的机器。
本发明的另一个目的在于，提供一种可以以非常简单的方式运行，并且保持最佳可靠性的机器。
本发明还有一目的在于，提供一种可简单地由通常市售的部件和材料制成、并且从经济的角度考虑非常合算的机器。
这些和其它一些目标和目的将通过下文对根据本发明的、用来制备诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料并且能自动引入磨制咖啡和排渣的机器所作的描述而变得明显，本发明机器的特点是，它包括一用来驱动一主轴的驱动装置，所述主轴带动一磨制咖啡配料装置以及一凸轮驱动装置，所述凸轮装置与一磨制咖啡的进给和排出装置、一形成提取室的部分、以及注入活塞的驱动杆互相配合而使它们进行同步运动。
本发明的进一步的特征和优点也将通过下文对用来制备诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料并且能自动引入磨制咖啡和排渣的机器的一较佳但非排它性的实施例所作的描述而变得更为明显，所述的非限制性实施例是结合附图来作描述的，附图中
图1是示出构成本发明之机器的诸机构的平面图；图2是说明主轴情况的诸机构的俯视图；图3是在排渣过程中机器的横剖示意图；图4是将磨制咖啡引入提取室的过程中机器的部分横剖示意图；图5是示出压制咖啡压片并且准备配送蒸汽加压煮出的咖啡之情况的部分横剖示意图；图6是说明主轴上动配合细节的立体示意图；图7是相对于图6之另侧的凸轮驱动装置的视图；图8是磨制咖啡的进给和排出装置的剖视图，它处在不配送磨制咖啡的状态；图9是磨制咖啡的进给和排出装置的剖视图，它处在准备配送磨制咖啡的状态；图10是磨制咖啡的进给和排出装置的剖视图，它处在将磨制咖啡配送给提取室的过程中；图11是沿图10中平面XI-XI剖取的剖视图；图12是机器的部分剖开的正面剖视图，图中示出了驱动机械的联接情况；图13是沿提取室剖取的剖视图14是机器的横向示意图，说明了关闭提取室以配送咖啡的步骤；图15是辅助配送活塞的剖示图，说明了配送用反压阀的情况；图16是注入室下部之细节的放大视图，说明了通气阀的情况；图17是排放阀的剖示图。
请参见上述附图，本发明的用来制备诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料并且能自动引入磨制咖啡和排渣的机器包括一个由标号1总的标示的支承结构，其上设有一用来驱动一主轴3的驱动装置2。
所述驱动装置可以是手动的型式，所以包括一连接于一第一齿轮11的驱动曲柄10，所述第一齿轮11和一第二齿轮12相啮合，第二齿轮12的齿数大于第一齿轮11，而且该第二齿轮藉联接键固定于主轴3以带动主轴旋转。当然也可以设置一个电动马达系统来代替曲柄进行转动。
主轴3上设置了一传动销轮13，它与一具有基本上垂直轴线的销轮14相啮合，销轮14驱动配料装置16的搅拌器15，所用的磨制咖啡正是放置在所述配料装置16中以提供提取液的。
本发明的一个重要的特殊之处在于，它在主轴3上设置了一个总的由标号20标示的凸轮驱动装置，该驱动装置实际上控制着机器的所有功能，它可以以一定的顺序进行各种操作步骤。
所述凸轮—齿轮驱动装置20与一磨制咖啡的进给和排出装置、一形成提取室的部分、以及注入活塞的驱动杆互相配合作用而达成同步运动。
从图6和图7可以更清楚地看出，凸轮—齿轮驱动装置20上设置了一个大致呈圆形的盘状元件21，该盘状元件具有一齿形部分22，用来驱动一总的标示为标号30的磨制咖啡的进给和排出装置。
齿形部分22与形成在进给和排出装置30下部的齿条状的齿组31相啮合，而所述进给和排出装置30则可在配料装置16的下方滑动。
该进给和排出装置30具有一狭长体35，其前端有一推送器36，该推送器是用来除去用过的咖啡渣的压片的，其详情将在下文中揭示。
进给装置30形成了一引入室37，该引入室可以安置在配料装置16的下方，以引入经搅拌器15搅拌后的一定数量的咖啡。
引入室37的旁边设置了一锤形件38，它具有一推杆39，该推杆的末端处有一齿40，而齿40在本体35作平移的过程中与锤形件小凸墩41相啮合，以给围绕推杆39设置的弹簧42加载。
为了使引入室37可被封闭，在引入室的下方设置了一个门45，该门可在一形成在门上的齿46以及与齿46相配的一卡掣件47之间滑动配合，使门45可相对于本体35滑动，从而可以打开咖啡引入室37。
门的卡掣件47可以由一个控制门的凸轮48来驱动，从下文可以清楚地了解，当不需要将咖啡引入注入室时，该凸轮可以使卡掣件和齿46脱开。
如图10所示，在狭长体35的平移过程中，当腔室37处在提取室的正上方时，门开始打开，其详情将在下文中揭示。
此外，为了使磨制咖啡得到完全的配送，小凸墩41可移动地阻挡着锤形件38，使得弹簧42加载，直到一释放件49作用于锤形件之杆件的末端时，齿40才与小凸墩41脱开啮合状态，从而使锤形件冲击咖啡引入室，完全地分配出咖啡。
除了使进给和排出装置30产生运动，凸轮装置20的转动还导致总的由标号50标示的提取室产生运动，这是通过横向邻接于盘状元件21设置、并且具有齿组能使提取室50平移的一扇形件23而达成的；所述齿组与形成在提取室本体上的一组齿条状的齿25相啮合以使提取室得以平移移动，由于受到由标号51标示的两个导向柱的导向，因而提取室是可以滑动的。
一注入活塞60(infusion plunger)可相对于提取室50的内侧密封地滑动；其推杆61从提取室50向下突伸并且和一注入活塞驱动杆63的叉形端62相配合，驱动杆63具有一个与形成在凸轮装置20的扇形部分23上的、相对于该组齿相偏移的一点上的注入活塞抽回凸轮65相配合的弯曲的端部64。
凸轮装置20上设置了一个扇形的凸轮66，它被设置在具有扇形部分23的盘状元件21的相对面，并且和一销子67相配合，该销子驱动一个设置在驱动杆63下方的次级驱动杆68，以在活塞处于上升位置时防止其移动。
提取室的上方设置了一个由标号70标示的固定配合活塞，它可以用来压实咖啡压片并且形成提取室。配合活塞70形成了一个咖啡提取液的配送通道71，该通道由一分配反压阀(如图15中标号75所标示)来控制，而该分配反压阀则由作用于杆77的配送杆76来控制，所述的杆77压在着分配阀的锥形销78上。
配送杆76可以由一标示为标号80的次级驱动轴的成形部分来驱动，次级驱动轴80上还设置了一个手动旋钮81；次级驱动轴80的作用是使阀的啮合与泵的配送作用同步进而与咖啡的配送同步动作。
配合活塞70上设置了一个与提取室密封配合、并且具有特定形状以确保防止磨制咖啡渗漏的垫圈72。垫圈72的作用是非常重要的，这是因为它的滑动摩擦极低并且可防止磨制咖啡堵塞，因而用手驱动时稍用一些力就可以使它滑动。
此外，提取室的下方设置了一个由标号90标示的通气阀，它具有一个与叉形件的叉片62a相互配合作用的阀杆91，以在必须向下抽回注入活塞时，使得提取室和排放部分连通。
图17中示出了一个由标号92标示的类似的排放阀，它设置在分配区域，用来在腔室打开的过程中，在由次级驱动轴80驱动的一凸轮的驱动作用下，打开而释放压力以获得正确的移动。
而且，还设置了一个由标号95标示的锁定杆，它枢连于提取室50并且锁合于形成在配合活塞侧面的齿组96，用来在咖啡的分配过程中使提取室闭合于配合活塞。
图14中所示的上述锁定杆是由设置在主轴3上的封闭杆的凸轮97来驱动的，所述封闭杆可在分配步骤完结之后有选择地打开锁定杆。
可用手驱动的次级轴80基本上可以使在提取室的下游的反压阀75配合动作，并且可使所述阀相对于泵的进给同步地配合动作，即，通过一作用于一杆件的凸轮以及一作用于一开关的凸轮来达成此动作，所述杆件驱动一弹簧构件使其释放。该轴还可以通过另一个作用于一开关的凸轮来使得泵的接合同步并且控制热水的水龙头的打开动作。
转到另一位置后，次级轴80通过一个作用于一开关的凸轮的作用，使得锅炉的电阻的接合和所述龙头的打开同步以产生蒸汽。所述水龙头联接于一个外部旋钮，它可以根据所选择的不同位置来选择所需的功能。
还设置了一个扇形件98，通过它可以观察到杆件的不同位置，以便于完成整个操作次序。
操作的步骤是非常简单的。
第一步是以咖啡完全送出开始的(图5)，通过向一个方向转动摇杆10，首先是在使提取室连接于配合活塞70的闭合杆释放之后，使提取室向下移动。
当提取室到达其最低点时，如图3所示，注入活塞保持在升起位置，它在下方与限制所述杆件之平移的次级杆68的驱动杆63相配合，该注入活塞推动残渣压片，使其位于提取室的上方，而提取室则通过齿组24和25的啮合作用而向下移动。
当摇杆10继续转动时，齿22和齿形部分31彼此相啮合进给和排出装置的本体35的平移而导致排渣动作。
当摇杆再继续转动时，装置35也继续平移，所述装置35被安置在配料装置下方并且接受所希望的一定量的咖啡。
以后的转动使得凸轮65与杆件的64部分相配合，并且使得销子66实际上和杆件63下方的次级杆68脱开配合，由于凸轮65和端部64的配合作用而进一步的向下平移，注入活塞进入提取室的下部。
装置30的进一步平移使得门45与卡掣件47相配合，结果使门打开并且在提取室中制备咖啡。
如果不想制备磨制咖啡，只要对次级轴48施以一定的作用就足够了，也就是通过转动门的卡掣件47而使门不能打开。
当在提取室内制备好磨制咖啡后，反向转动摇杆10，使得装置30返回及提取室上升，提取室和配合活塞相连并且由于锁定杆95的作用而固定。
在这种情况下，机器已可以送出咖啡；此时，先驱动泵以输送热水，这些水被从注入活塞的下方通入，它们的压力足以克服设置在所述注入活塞上的校准或刻度阀59；因而，水以一定的压力通过磨制咖啡，接着再通过配送管道71而分配到外面，在管道71中，咖啡提取液先要通过一个控制着配合活塞70上传送管道的背压阀，而后才能向外供给。
将旋钮81转到停的位置就可以中断咖啡的送出；该旋钮80通过一个设置在次级轴80上的套管而对次级轴起作用，所述次级轴打开在注入活塞下方供给水的管道的排放阀，释放残余的压力。
从上所述可以清楚看出，本发明的机器可以达到其所期望的目标和目的，特别是提供了这样一种配制咖啡的机器，即它可以通过结构高度简化的机械联接来完成操作，并且可实现自动的移动顺序。
而且，如实施例所示，它可降低移动过程中的摩擦，用手工驱动时只要稍稍用力就可以。
本发明还可以构思出很多变化和变型，所有这些变化和变型均应落入本发明的范围内。
此外，所有的结构细节均可用其它一些技术上等价的单元来取代。
实际上，所用的材料以及形状和尺寸都可以根据需要来变化。
所附权利要求中的技术特征后面有参考标记，这些标记都只是为了增加权利要求的说明性，它们相对于由它们所标示的单元而言并没有什么限制的意义和作用。
权利要求
1.一种用来制造诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料并且能自动引入磨制咖啡和排渣的机器，其特征在于，它包括一用来驱动磨制咖啡配料装置和一凸轮驱动装置的主轴，所述凸轮装置与一磨制咖啡的进给和排出装置、一形成提取室的部分、以及注射活塞的驱动杆互相配合作用而使它们进行同步运动。
2.一种如权利要求1所述的机器，其特征在于，它包括一个用来驱动所述主轴的装置，该装置包括一个联系于一第一齿轮的驱动曲柄，所述第一齿轮与一键连于主轴的第二齿轮相啮合。
3.一种如权利要求2所述的机器，其特征在于，所述用来驱动所述主轴的装置包括一电动马达。
4.一种如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述凸轮驱动装置包括一大致呈圆盘状的元件，它具有一个用来驱动所述磨制咖啡的进给和排出装置的齿形部分；一横向邻接于所述盘状元件的的扇形件，其上设置了一组用于使所述提取室平移的齿；以及一与所述注入活塞的驱动杆相互配合作用的凸轮。
5.一种如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述磨制咖啡的进给和排出装置包括一狭长的本体，它的末端有一个用来推出已用过的咖啡渣压片的推送器，所述狭长的本体形成了一个咖啡引入室，该引入室可设置在所述磨制咖啡配料装置的下方并且通过一个滑动门来控制。
6.一种如权利要求5所述的机器，其特征在于，所述滑动门具有一齿，该齿联接于一个可脱开地设置在一定位置而卡合所述齿的卡掣件，以当所述本体滑动时打开所述滑动门。
7.一种如权利要求5所述的机器，其特征在于，它还包括一个横向设置在所述咖啡引入室旁边、设有一推杆并且可滑动的锤形件，该锤形件通过弹性装置的作用而对所述咖啡引入室产生撞击以便于磨制咖啡完全排出，所述杆件的末端有一个齿，该齿可以和所述锤形件的小凸墩相配合，该小凸墩适于弹性地加载设置在所述杆件下方的弹簧，还进一步设置了一个释放件，它可以配合所述杆件的所述齿以将所述齿从所述小凸墩上脱开从而产生对所述咖啡引入室的冲击力。
8.一种如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述提取室在一对导向柱之间滑动，并且其上设置了一个与所述凸轮装置的所述带齿的扇形件相啮合的齿条状的齿组。
9.一种如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述注入活塞可在所述注入室内密封地滑动，它还具有一个推杆，该推杆从所述提取室向下突伸并且与注入活塞的所述驱动杆的叉状端相配合，所述驱动杆还设有一弯曲的端部，该端部和所述凸轮装置相配合以抽回注入活塞。
10.一种如权利要求4所述的机器，其特征在于，它包括一个在所述凸轮装置上、处于和所述盘状元件的承载着所述扇形件的表面相对的那一表面上的一个扇形凸轮，该凸轮可以配合设置在所述注入活塞的驱动杆下方的一次级杆的驱动销，以便当该活塞处于上升位置时防止其发生移动。
11.一种如权利要求1所述的机器，其特征在于，它包括一个用来压实进入到所述提取室中的磨制咖啡的固定的配合活塞，以及一个用来送出咖啡提取液的管道，该管道形成在所述活塞中，它由一个具有销形本体的分配背压阀来控制，所述阀体受到一个作用于一条形弹簧的配送杆的控制，所述条形弹簧压在所述分配阀的销形本体上。
12.一种如权利要求11所述的机器，其特征在于，它包括一个具有极低滑动摩擦、极高抗阻塞能力、并且分别设置在所述注入活塞和所述配合活塞上的垫圈。
13.一种如权利要求11所述的机器，其特征在于，它包括一个次级轴，该次级轴可以通过一作用于一杆件的凸轮和一作用于一开关的凸轮，使所述背压阀的啮合和泵的进给同步，所述杆件驱动一弹簧构件以使其释放，所述次级轴打开一热水龙头以吸入热水，所述次级轴转动到另一位置时，通过另一作用于一开关的凸轮而使烧煮器的电阻的接合和所述水龙头的打开动作同步以产生蒸汽。
14.一种如权利要求9所述的机器，其特征在于，所述提取室的下方设置了一个排气阀，并且还设置了一个与所述注入活塞的驱动杆的所述叉形件的叉片相互配合作用的杆件。
15.一种如权利要求1所述的机器，其特征在于，它包括一个设置在所述注入活塞内的校准或刻度阀，当压力达到一预定值时，该阀打开以使液体进入磨制咖啡，从而制得咖啡提取液。
16.一种如权利要求13所述的机器，其特征在于，他包括一个锁定杆，该锁定杆可摆转地设置在所述提取室上并且和所述配合活塞配合，以及在一作用于所述锁定杆的、位于一传送销轮上的一锁定杆的凸轮。
全文摘要
一种用来制造诸如蒸汽加压煮出的咖啡之类饮料并且能自动引入磨制咖啡和排渣的机器，它包括一主轴，该主轴通过扇形齿轮及其所控制的凸轮来同步地驱动磨制咖啡配料装置和进给装置、一残渣排出装置、一形成提取室的部分，并通过一杆件来同步地驱动一形成提取室之底部的柱塞，而且可以进一步直接或间接地使所有其它单元移到操作所需的位置。
文档编号A47J31/44GK1156020SQ9610853
公开日1997年8月6日 申请日期1996年7月31日 优先权日1995年7月31日
发明者阿瑟-约阿希姆, 施梅德 申请人:J·洛有限公司