一种饮料酿造装置及其顶渣复位组件和弹性组合件的制作方法

[0001]
本实用新型涉及饮料制备技术领域，尤其涉及一种饮料酿造装置及其顶渣复位组件和弹性组合件。


背景技术：

[0002]
现代饮料生产设备包括茶饮料萃取设备和咖啡萃取设备等，以咖啡萃取设备为例，咖啡萃取或酿造装置的主要部件包括上下活塞与冲泡缸，上下活塞与冲泡缸一道形成冲泡室，冲泡过程中，热水在压力下输送通过咖啡粉形成咖啡饮料，并将该咖啡饮料通过出口管排出。冲泡完成后需要将咖啡残渣排除以便于下一次冲泡。现有技术中一般通过安装在冲泡缸内的下活塞与冲泡缸的相对运动，实现下活塞将咖啡残渣从冲泡室顶出即顶渣、排渣及将下活塞与冲泡缸复位至加咖啡粉的位置即复位，以完成整个冲泡咖啡的过程。现有的一些饮料如咖啡酿造装置迫使冲泡缸内的下活塞与冲泡缸发生相对运动实现上述顶渣复位工艺过程即下活塞将咖啡残渣从冲泡室顶出、及下活塞与冲泡缸复位至加咖啡粉位置。为了完成上述相对运动，下活塞可轴向移动的安装于冲泡缸，下活塞与冲泡缸的相对运动位置设置有上下极限位置，下活塞处于与冲泡缸相对运动的上极限位置时，下活塞上表面与冲泡缸上端口基本齐平完成顶渣；下活塞运动至冲泡缸底端，冲泡缸容积最大时，下活塞处于与冲泡缸相对运动的下极限位置，以便容纳咖啡粉。
[0003]
其中目前公开的技术中，顶渣复位工艺过程中使得咖啡残渣从冲泡室顶出、下活塞与冲泡缸复位的过程需要迫使冲泡缸内的下活塞停止运动和/或与冲泡缸发生相对运动，实现这种功能的结构由位于咖啡机酿造装置下活塞内表面的一般由柔性材料制成的可压缩突起与固定于咖啡机酿造装置框架上的限位装置组成。冲泡缸由驱动主轴带动轴向运动时，下活塞内表面的柔性材料制成的可压缩突起与限位装置一起用于下活塞运动阻挡实现下活塞与冲泡缸发生相对运动，完成上述顶渣复位功能。这里将一起发挥顶渣复位功能作用的组件,在现有技术中为下活塞内表面上的柔性可压缩突起与框架上的限位装置,定义为顶渣复位组件，然而上述与限位装置一起阻挡下活塞运动的柔性可压缩突起在与限位装置摩擦接触过程中常存在随着使用时间增长，磨损严重的问题，影响了结构可靠性，降低了部件的工作稳定性和使用寿命，更换部件使得成本增加。
[0004]
基于以上问题，有必要研发出一款性能可靠稳定、使用寿命长、结构简单、成本相对较低的顶渣复位组件和饮料酿造装置。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提供一种结构相对简单、性能可靠、使用寿命更长的饮料酿造装置的顶渣复位组件，及具有该组件的饮料酿造装置。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：一种饮料酿造装置的顶渣复位组件，其包括设置位于饮料酿造装置的下活塞内表面上的弹性组合件及配套使用的限位装置；弹性组合件与限位装置匹配用于实现下活塞的阻挡和/或下活塞与冲泡缸的相对运
动；其中，所述限位装置包括由刚性材料制成的限位件及安装限位件的限位件基座；所述弹性组合件包括弹性元件、阻拦元件和弹性基座，弹性基座用于将弹性元件和阻拦元件固定于下活塞内腔内，弹性元件安装于阻拦元件靠近活塞内周面的一端即外端为阻拦元件提供弹力；阻拦元件为刚性材料制成，所述阻拦元件由于弹性元件的弹力作用在下活塞运动过程中能够部分与限位件相抵触,或者弹性元件与刚性材料制成的限位件共同作用下能够在弹性基座内整体位移，从而实现阻挡下活塞和/或下活塞与冲泡缸发生相对运动。由于阻拦元件和所述限位件均为刚性材料制成，防止了相互作用时由于相对位移产生的明显磨损，延长了使用寿命，且不是通过阻拦元件的材料本身变形来实现阻挡下活塞和/或下活塞与冲泡缸发生相对运动，而是让阻拦元件在弹性元件等作用下发生整体位移，整个结构相对简单、性能可靠、使用寿命更长。
[0007]
具体来讲，弹性组合件其中一个具体实施例可以是：所述弹性基座形成有与所述限位件外周面相匹配的内圆柱孔及至少一个开设于所述弹性基座周向的径向通孔，阻拦元件可径向移动的安装于所述弹性基座的径向通孔内，所述阻拦元件靠近内圆柱孔一端设有弧面部分，所述径向通孔靠近内圆柱孔一端即内端直径收缩或设有卡扣部件使得弹性元件抵住阻拦元件靠近下活塞内壁的一端即外端使阻拦元件弧面部分径向突入所述内圆柱孔中；所述限位件具体对应设为一刚性凸轮，以下称刚性凸轮为限位凸轮,所述限位凸轮的外径与所述弹性基座的内圆柱孔相匹配；其中所述卡扣部件可以为沿径向通孔横截面径向设置的突起，其亦起到使得所述径向通孔靠近内圆柱孔一端即内端直径收缩，使得阻拦元件向内不会脱出弹性基座的效果,当然,卡扣部件也可以其他形式,只要能够卡扣住阻拦元件即可。通过弹性元件对阻拦元件的弹力及所述限位凸轮与阻拦元件之间的作用力来控制阻拦元件的在径向通孔内位置，从而实现阻拦下活塞、下活塞与冲泡缸之间发生相对位移等功能。阻拦元件内端为弧面使得与限位件过渡接触，减少摩擦和部件磨损。
[0008]
下面结合饮料机顶渣复位工艺过程具体描述一下工作过程，当萃取完饮料后，冲泡缸携带下活塞一起向下发生第一运动过程中，下活塞一起携带弹性组合件往下运动，此时，冲泡缸、下活塞与弹性组合件运动速度相等。当阻拦元件抵触所述限位件即刚性限位凸轮的上表面即上止动面时开始发生第二运动，此时下活塞和弹性组合件运动由于受到限位件阻挡运动速度降低或者完全停止，但冲泡缸仍继续往下运动，下活塞与冲泡缸产生相对运动。当冲泡缸相对下活塞运动至两者相对位置的上极限位置即下活塞上端面与冲泡缸上端面基本齐平时，在饮料酿造驱动单元持续驱动下，冲泡缸与下活塞一起向下推动使得弹性组合件中所述阻拦元件径向突入所述内圆柱孔内的弧面部分被限位凸轮部分或全部压入径向通孔，阻拦元件实现在弹性元件和限位凸轮的共同作用下实现径向整体位移，实现冲泡缸与下活塞突破限位凸轮的阻碍能够发生第三运动一起继续往下运动。当然，由于在弹性元件的作用下第三运动过程中阻拦元件会与限位件发生摩擦，此时受到的阻力要大于第一运动过程受到的阻力。在冲泡缸与下活塞一起发生的第三运动过程中，由排渣部件完成对位于下活塞上表面的饮料残渣的排除。
[0009]
后续的运动过程根据限位凸轮形式的不同而不同。这里的限位凸轮根据高度的不同存在两种形式，第一种限位凸轮形式是限位凸轮的高度足够高即冲泡缸、下活塞携带弹性组合件运动到最低点仍未到达限位凸轮的下表面；第二种限位凸轮形式是限位凸轮高度较小，冲泡缸、下活塞携带弹性组合件先到达限位凸轮的下表面后继续运动才到达最低点，
此时限位凸轮可以认为具有两个止动面即限位凸轮的上表面为上止动面，下表面为下止动面。止动面的最大外径即为限位凸轮的最大外径，弹性基座的内圆柱孔直径大于所述限位凸轮最大外径。
[0010]
对于第一种限位凸轮形式，在冲泡缸与下活塞一起发生的第三运动过程中一直持续到最低点后，阻拦元件径向突入所述内圆柱孔内的弧面部分处于被限位凸轮部分或全部压入径向通孔的状态，此时，冲泡缸、下活塞与弹性组合件已达到最低点处于静止状态，阻拦元件与限位件之间存在摩擦力。当冲泡缸在驱动单元驱动下开始向上运动时发生第四运动，此时下活塞运动由于受到限位凸轮阻挡速度增加较慢或者仍完全停止，但冲泡缸仍比较快速的继续往上运动，下活塞与冲泡缸产生相对运动。对于第二种限位凸轮形式，冲泡缸与下活塞一起发生第三运动通过限位凸轮直至到达限位凸轮的下表面即下止动面下方，此时阻拦元件由于脱离了限位件的阻挡在弹性元件作用力下恢复至原始位置即弧面部分突入所述内圆柱孔内，冲泡缸、下活塞与弹性组合件一直以这种状态运动到最低点，处于静止状态。当冲泡缸开始向上运动，阻拦元件接触限位件即刚性限位凸轮的下表面即下止动面时开始发生第四运动，此时下活塞运动由于受到限位件阻挡运动速度降低或者完全停止，但冲泡缸仍继续往上运动，下活塞与冲泡缸产生相对运动。不管是上述的哪一种限位凸轮形式，当冲泡缸相对下活塞运动至两者相对位置的下极限位置即冲泡缸容积最大时，一般此时为填充粉的位置。对于的第一种限位凸轮形式，填充完成后，之后在饮料酿造驱动单元驱动下，冲泡缸带动下活塞、弹性组合件克服限位凸轮的阻碍能够发生第五运动一起继续向上运动。对于第二种限位凸轮形式，填充完成后，之后在饮料酿造驱动单元驱动下，冲泡缸与下活塞一起向上推动使得阻拦元件径向突入所述内圆柱孔内的弧面部分被限位凸轮部分或全部压入径向通孔，阻拦元件实现在弹性元件和限位凸轮得作用下实现整体位移，实现冲泡缸与下活塞突破限位凸轮的阻碍能够发生第五运动一起继续往上运动。在冲泡缸带动下活塞、弹性组合件的第五运动过程中，三者通过限位凸轮直至脱离限位凸轮。当阻拦元件脱离限位凸轮时，阻拦元件在弹性元件弹性力作用下恢复至原始位置即阻拦元件弧面部分径向突入所述内圆柱孔内，冲泡缸带动下活塞、弹性组合件一起向上运动与上活塞一起形成冲泡室完成咖啡萃取；萃取饮料完成后，进行下一循环，冲泡缸携带下活塞一起向下发生第一运动。通过弹性组合件与限位装置的配合，完成下活塞将饮料残渣逐步从冲泡腔顶出、或下活塞与冲泡缸复位至加粉位置，弹性组合件与限位装置两者称为顶渣复位组件。此处由于弹性元件的弹性作用，当阻拦元件受到限位件的推力大于弹性元件的弹性力时阻拦元件向外发生径向弹性位移，阻拦元件与弹性元件之间的弹性力通过弹性件的参数得以控制调整；径向通孔直径不小于阻拦元件轮廓最大外径，使得阻拦元件能够在径向通孔内移动。
[0011]
在一些优选实施方式中，限位凸轮选择上述第二种限位凸轮形式，即包括上止动面和下止动面，优选的，所述上止动面和下止动面为锥形面。锥形面与阻拦元件相切过渡配合接触，这样设置的优点是锥形面与阻拦元件配合，磨损变得更小，且可通过改变锥形面角度改变弹性组合件的驱动力，便于调节控制。
[0012]
为了提高限位凸轮的使用寿命，减少冲泡缸带动下活塞、弹性组合件发生的上述第三运动或第五运动过程中阻拦元件与限位件之间的摩擦力，优选的，所述限位凸轮的上止动面和下止动面之间部分柱面为凹形曲面。限位凸轮的凹形曲面使得阻拦元件在弹性元
件的作用下得到部分或完全恢复即阻拦元件的弧面部分部分或完全径向突入所述内圆柱孔内，减少了阻拦元件与限位件之间的摩擦和弹性组合件驱动的能量损耗。
[0013]
弹性基座内表面形成与限位件外表面相对的内圆柱孔直径大于所述限位件最大外径。设置多个径向通孔均匀开设于弹性基座周向上，多个阻拦元件突入内圆柱孔部分形成的圆小于限位件最大外径；多个径向通孔和阻拦元件的设置保证了弹性组合件与限位件之间的稳定接触；径向通孔提供阻拦元件与弹性元件径向移动的空间。
[0014]
这里阻拦元件优选为刚性珠或靠近限位件的一端设有弧面部分的刚性柱体，具体制作材料优选为不锈钢。球体或弧面的结构在与限位件的上止动面或下止动面接触时可实现斜面过渡配合，部件之间磨损小。
[0015]
在一些实施方式中，弹性元件为弹簧，弹簧一端直接或间接抵触在下活塞内壁上，另一端抵住阻拦元件靠近下活塞内壁的一端即外端，弹簧受压使阻拦元件部分突入弹性基座内圆柱孔中。所述弹性基座固定安装在所述下活塞内圆柱形表面上，弹簧外端抵住下活塞内圆柱形表面，另一端抵住阻拦元件远离所述内圆柱孔一端即外端。
[0016]
弹性元件在一些实施方式中优选为弹性卡箍，弹性卡箍可为开口环，抵住多个阻拦元件外端使多个阻拦元件抵触在容纳其的径向通孔内端并部分突出所述内圆柱孔。弹性基座外周面形成有向内凹陷的周向凹槽，凹槽用于接收弹性卡箍，径向通孔开口于周向凹槽中；安装于周向凹槽中的弹性卡箍将阻拦元件限位在径向孔中。弹性基座外周面开有轴向键槽，轴向键槽用于供液体管道通过；优选的，所述弹性基座的键槽两侧垂直面向外延伸突出弹性基座外表面形成有挡止凸缘。
[0017]
正常情况下，由于饮料机的应用场所等原因，冲泡缸、上下活塞的孔径为了匹配不同的饮料粉数量可能会不一致，在弹性组合件尺寸一定的情况下，为了便于弹性组合件的组装和拆卸，在所述弹性组合件和下活塞之间加设止动弹性基座，通过止动弹性基座将所述弹性组合件间接安装在所述下活塞内腔上。如此弹性组合件尺寸一定的情况下，只要修改止动弹性基座即可实现同一尺寸的弹性组合件适用于不同的饮料机。所述止动弹性基座可以为两半柱体合拢形成的空心圆柱结构，空心圆柱结构中设置有与弹性组合件相匹配并容纳弹性组合件的腔室，通过合拢并固定两半柱体将弹性组合件固定于下活塞内腔。止动弹性基座限制弹性组合件周向滚动和轴向移动，优选的所述止动弹性基座为两半柱体枢接合拢而成。枢接结构简单灵活且弹性组合件、止动弹性基座与下活塞组装拆卸方便。
[0018]
另外，所述限位件可旋转的安装于所述限位件基座上；限位件与限位件基座之间设有轴向和径向间隙以保证限位件在与饮料酿造单元下活塞上的弹性组合件接触过程中，限位件相对限位件基座可自适应旋转；相比于固定安装的组装方式，将限位件与限位件基座在组合时，设计一些合适的间隙使得限位件保持一定的回转自由度地安装于所述框架的限位件基座上。当弹性组合件在轴向移动与限位件接触时，限位件都会在弹性组合件推力的作用下发生微小旋转，旋转角度虽然很小，但这会发生每次接触时摩擦位置改变，相当于每次摩擦的都和上次摩擦的位置不一样，这样可以不会被阻拦元件一直磨损同一个位置；经过验证，这能明显提高限位件的使用寿命。
[0019]
为了实现本实用新型的目的，提供一种饮料酿造装置，其包括：框架，上活塞、冲泡缸、下活塞、驱动主轴上活塞直接或间接的固定于框架上；驱动主轴以可旋转的方式支撑于框架上；冲泡缸安装于驱动主轴上，下活塞安装于冲泡缸内；在驱动主轴的驱动下，上活塞
和下活塞能够将所述冲泡缸关闭以形成冲泡室；下活塞与冲泡缸的相对运动设置有上下极限位置；其中还包括本实用新型上述的顶渣复位组件，所述顶渣复位组件的限位件基座安装于框架下端。这样的饮料酿造装置结构简单、可靠性高，使用寿命长。
[0020]
正常情况下,下活塞相对冲泡缸向上移动的极限位置是由设于下活塞底部的凸缘配合限位环限定的,在本实用新型中,所述下活塞的空心圆柱轴周面上还可以设有安装限位卡扣的安装孔洞，限位卡扣突出所述下活塞外周面部分形成限位凸缘用于抵挡冲泡缸底部端面使得下活塞处于与冲泡缸相对运动的上极限位置，防止下活塞向上脱离冲泡缸。进一步的，限位卡扣嵌入所述安装孔洞固定所述弹性组合件。采用限位卡扣和安装孔洞既能够固定好所述弹性组合件于下活塞内腔中,又可以限定下活塞相对冲泡缸向上移动的极限位置，结构简单易于组装拆卸，限位卡扣具有弹性，便于安装和从下活塞中拆除。
[0021]
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
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(1)本实用新型的顶渣复位件组件包括径向可移动的阻拦元件与限位件配合实现下活塞的止动，相比于现有的顶渣复位结构，结构简单，且阻拦元件由弹性元件弹性力控制被压缩或回复原状态，这样的机械结构较柔性材料本身的压缩和回复原状，耐磨性和工作可靠性提高；且可以通过控制弹性元件的弹力，使得阻拦元件的驱动力可控。
[0023]
(2)限位件设有上下止动面可定义分别对应顶渣点和复位点，止动面为锥面与刚性阻拦元件相切接触，配合可靠部件磨损小；通过调整锥面的角度，改变弹性组合件的驱动力；且限位件本体中部为带有凹面的曲面，使得刚性阻拦元件在通过限位件本体时得以一定程度的恢复，弹性组合件通过时的摩擦阻力降低，减少了驱动能量消耗和刚性部件磨损。
[0024]
(3)限位件保持一定回转自由度地安装于所述框架的限位件基座上，在阻拦元件接触限位件时，在一定推力下可自适应旋转改变摩擦位置，可以不会被钢珠一直磨损同一个位置，提高了限位件的寿命。
[0025]
(4)采用两半柱体形成的止动弹性基座实现对弹性组合件的轴向和周向限位，相比于传统的采用过盈配合或是螺丝等固定方式将弹性组合件固定于下活塞上，结构简单可靠，安装方便快捷。
附图说明
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图1a是本实用新型实施例一的弹性组合件的组立图，图1b为本实用新型实施例一的弹性组合件的分解图；
[0027]
图2a是实施例一的弹性组合件与限位件的分解图，图2b是实施例一的弹性组合件与限位件的剖面图；
[0028]
图3是实施例一中弹性组合件的弹性基座的结构示意图；
[0029]
图4是实施例一的弹性组合件与止动弹性基座及下活塞的装配透视图；
[0030]
图5是实施例一的将咖啡粉刚填充到冲泡缸步骤中的咖啡机酿造装置的剖面图；
[0031]
图6是在咖啡酿造过程中具有封闭的冲泡室的酿造装置的剖面图；
[0032]
图7是打开冲泡室下活塞开始顶渣的酿造装置的剖面图；
[0033]
图8是咖啡渣被顶出冲泡缸的酿造装置的剖面图；
[0034]
图9是排渣过程中弹性组合件的钢珠径向移位通过限位凸轮本体的剖面图；
[0035]
图10是咖啡渣被排渣件完全刮除时的酿造装置的剖面图；
[0036]
图11是下活塞回到准备状态的酿造装置的剖面图；
[0037]
图12是酿造装置填充位置的轴测图；
[0038]
图13是酿造装置冲泡缸处于最低的位置的轴测图；
[0039]
图14是弹性组合件内的钢珠径向位移通过限位凸轮本体的剖面图；
[0040]
图15a-15c是实施例二的止动弹性基座展开和合拢的结构示意图；
[0041]
图16是实施例二的限位卡扣结构示意图；
[0042]
图17a-图17b分别是实施例二的限位卡扣、止动弹性基座与弹性组合件、下活塞的分解图和装配图；
[0043]
图18a-18b是实施例二的止动弹性基座与下活塞及冲泡缸不同视角的装配示意图；
[0044]
图19a-19b是实施例二的下活塞位于相对冲泡缸轴向运动两极限位置处的弹性组合件、限位卡扣、止动弹性基座剖面示意图；
[0045]
图20是实施例三的弹性元件为弹簧的酿造装置局部剖面图；
[0046]
图21是实施例三的弹性元件为弹簧的弹性组合件分解图和下活塞示意图；
[0047]
图22是实施例四的阻拦元件为柱体的酿造装置剖面图；
[0048]
图23是实施例四的弹性元件为弹簧、阻拦元件为柱体的弹性组合件分解图和下活塞示意图；
[0049]
图24是实施例五的限位凸轮与限位凸轮基座可保持一定回转自由度的安装固定示意图；
[0050]
图25是实施例五的钢珠不同时接触限位件止动面的示意图和局部放大图；
[0051]
图26是实施例五的限位凸轮磨损示意图。
具体实施方式
[0052]
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0053]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0054]
以下实施例介绍咖啡酿造装置中的顶渣复位组件，具体如下：
[0055]
实施例一
[0056]
结合图1a至14所示，咖啡酿造装置包括保持于框架14中的上活塞 13，与上活塞13轴向安装的是冲泡缸10，其可相对于上活塞13轴向移动，下活塞8安装于冲泡缸10的圆柱形孔内，其与冲泡缸10同样可以相对轴向的移动。下活塞8与冲泡缸10的相对运动设置有上下极限位置，下活塞8设有下极限位置部件8a和上极限位置部件8b，冲泡缸圆柱孔内形成有一台阶面，用于限定下活塞8于冲泡缸10的圆柱孔中，使得当下活塞8 头部端面即下极限位置部件8a抵靠该台阶面时即为下活塞8相对冲泡缸 10的最低位置即下极限位置。下活塞8底端外周设有凸缘为上极限位置部件8b，用于防止下活塞向上脱离冲泡缸腔，在下活塞相对冲泡缸的最高位置即上极限位置时该凸缘与冲泡缸底端的端面抵靠；冲泡缸10靠近驱动螺
杆设置有螺纹部件，螺纹部件与驱动螺杆15啮合，驱动螺杆15可以旋转的固定于框架14中，该驱动螺杆15两端设有轴套16，轴套刚性地保持在框架14中，驱动螺杆15可以通过加载的驱动顺时针和逆时针旋转，驱动螺杆15在正反旋转的过程中，带动冲泡缸10轴向的上下移动。本实施例中的排渣件11围绕旋转轴11a可旋转地固定在冲泡缸10上。咖啡粉通道12围绕旋转轴12a可旋转的保持在框架14上。
[0057]
酿造装置还包括安装于框架14上的限位装置和与限位装置配套使用的弹性组合件，两者匹配用于实现下活塞8运动阻挡和/或下活塞8与冲泡缸10发生相对运动完成顶渣和复位至加咖啡粉位置的功能，因此将两者定义为顶渣复位组件，其中限位装置包括由刚性材料制成的限位件及安装限位件的限位件基座，限位件具体为刚性凸轮即限位凸轮。限位凸轮根据高度的不同分为两种形式，为了减少篇幅等原因，本实施例的限位凸轮为实用新型内容部分提及的第二种形式的限位凸轮即高度较小的包括上止动面和下止动面的限位凸轮4。
[0058]
如图2a、图2b及图5所示，限位件基座即凸轮基座5保持在框架14 的下端，限位凸轮4被螺栓7可靠地固定在凸轮基座5上，限位凸轮4与冲泡缸10处于同一竖直轴线上。本实施例中的限位凸轮4的上止动面4a 和下止动面4b为锥形面。
[0059]
限位装置与弹性组合件配套使用，弹性组合件如图1a所示，如图1b 所示，弹性组合件包括弹性基座1、弹性元件即弹性卡箍2以及阻拦元件即钢珠3。作为一种弹性组合件的优选实施方式，结合图1-3所示，弹性基座1呈环状，形成有与限位凸轮4外表面匹配的内圆柱孔1a，三个径向通孔均布于弹性基座1周向，外周面开有周向凹槽1d，周向凹槽为c形，径向通孔开口于周向凹槽1d，径向通孔直径不小于钢珠3直径，使得钢珠能够在径向通孔内能够移动；径向通孔内端即靠近弹性基座1内圆柱孔1a 一端在本实施例里直径收缩，当然也可以设有卡扣部件，使得各孔内端的直径略小于钢珠3直径，使钢珠3不会从弹性基座1内侧脱出；弹性基座 1内圆柱孔直径大于限位凸轮4最大外径，3个钢珠突入弹性基座1内圆柱孔部分的最内端组成的圆小于限位凸轮最大外径。开口弹性卡箍2位于周向凹槽1d中，在弹性卡箍2的作用下，使各钢珠3顶着容纳它的孔的内端缘而使各钢珠3内端径向突入内圆柱孔1a中。
[0060]
弹性卡箍2具有弹性，钢珠3内端在受到推力时钢珠3能够顶着弹性卡箍2整体向外侧发生径向弹性的位移(径向通孔提供弹性卡箍和钢珠径向移动的空间)。
[0061]
阻拦元件钢珠3由于弹性元件弹性卡箍2的弹力作用在下活塞8运动过程中能够部分与限位凸轮4相抵触,或者在弹性元件即弹性卡箍2与刚性材料制成的限位凸轮4共同作用下能够在弹性基座1内整体位移，从而实现阻挡下活塞和/或下活塞与冲泡缸发生相对运动，实现下活塞将咖啡残渣从冲泡腔顶出、及实现下活塞复位至加咖啡粉位置即实现顶渣复位功能。利用弹性组合件通过限位凸轮4上的上止动面4a以及下止动面4b的驱动限制，结合弹性卡箍2的弹性可控特性，实现弹性组合件在往下运动和往上运动时，在设定的位置来回切换，实现顶渣、复位功能。
[0062]
如图2a和图2b中所示，本实施例中的限位凸轮4具体结构为，限位凸轮4上端端面外缘向外倾斜形成倾斜的上止动面4a，限位凸轮下端端面外缘向上倾斜形成倾斜的下止动面4b；上下止动面之间为限位凸轮本体；上止动面4a下端外缘向下形成一段上圆柱面4d，下止动面下端外缘向上形成一段下圆柱面4e。
[0063]
上圆柱面和下圆柱面之间形成有向内凹的曲面4c，当弹性组合件通过限位凸轮限位件4本体时摩擦减少；当然这里的限位凸轮也可为光滑圆柱体，光滑圆柱体的上下端面分别为上止动面和下止动面。
[0064]
下面对该实施例的弹性基座1的具体结构进行描述，结合图2a所示，弹性基座1的c形周向凹槽两端终止处的外周面轴向开有键槽1c，键槽用于供液体管道通过，键槽1c两侧垂直面向外延伸突出弹性基座外表面形成有挡止凸缘1b，图3并结合图2示出了弹性基座的一种较优的结构，弹性基座1从上往下依次为锥台1e、第一圆台1f、第二圆台1g，第一圆台1e 位于第二圆台1g上方，外径小于第二圆台1g外径；锥台1e形成于第一圆台1f上方，锥台1e大端外径的等于第一圆台1f外径；这样结构的弹性基座1便于开口弹性卡箍2的安装，安装便捷。锥台1e、第一圆台1f、第二圆台1g内表面形成与限位凸轮4外表面相对的内圆柱孔1a。在第一圆台1e底端临接第二圆台1g处形成有周向向外开口的凹槽1d；凹槽在周向未封闭，凹槽两端止于键槽1c两侧附近，凹槽1d用于接收弹性卡箍2，弹性卡箍2位于第一圆台1f与第二圆台1g的交界处。
[0065]
在第一圆台1f与第二圆台1g的交界面处径向通孔径向贯穿凹槽1d，径向孔直径大于凹槽沿弹性基座轴向的尺寸。弹性基座1由锥台1e与第一圆台1f内表面上共同形成的间歇设置的钢珠保持座1h和径向辐条1i及第二圆台1g圆柱内表面形成与限位凸轮4外周面配合的内圆柱孔1a。
[0066]
弹性组合件通过止动弹性基座6同轴的固定于下活塞8内腔，止动弹性基座6具有与弹性组合件匹配且容纳弹性组合件的腔室，结合图4、图 5所示，止动弹性基座6内周设有环形槽，与弹性卡箍2相对，提供弹性卡箍2直径增加时移动的空间。弹性基座1的挡止凸缘1b嵌合在止动弹性基座6中，挡止凸缘1b抵靠在止动弹性基座6供液体管道通过的凹槽处的周面上。
[0067]
可通过常规固定方式如螺丝固定实现弹性组合件通过止动弹性基座6 固定于下活塞。
[0068]
正常情况下，由于饮料机的应用场所等原因，冲泡缸、上下活塞的孔径为了匹配不同的饮料粉数量可能会不一致，在弹性组合件尺寸一定的情况下，为了便于弹性组合件的组装和拆卸，在弹性组合件和下活塞8之间加设止动弹性基座6，通过止动弹性基座6将所述弹性组合件间接安装在所述下活塞内腔上。如此弹性组合件尺寸一定的情况下，只要修改止动弹性基座6即可实现同一尺寸的弹性组合件适用于不同的饮料机。
[0069]
上面介绍了酿造装置基本的部件，以下通过工作过程描述顶渣复位组件的工作原理。
[0070]
图5中酿造装置出示了填充位置，此时冲泡缸10处于ready位置，下活塞8处于冲泡缸10的最低位置，弹性组合件位于限位凸轮4的下止动面4b的下面，钢珠3与下止动面4b相切的接触在一起，下活塞8的下极限位置部件8a抵靠冲泡缸10孔内的台阶面，将冲泡缸10下端关闭，形成冲泡腔，排渣件11位于冲泡缸10的里面位置，咖啡粉9从咖啡粉通道12加入冲泡缸的圆孔内。
[0071]
如图6所示，驱动螺杆15顺时针旋转带动冲泡缸10向上轴向移动即实用新型内容中所说的第五运动，此时下活塞8的处于与冲泡缸10相对运动的下极限位置，被冲泡缸10带动一起向上轴向移动，因冲泡缸10轴向移动的力值大于弹性组合件上的阻力，弹性组合件
上的钢珠3在弹性卡箍12的弹性作用下径向让位以通过限位凸轮4并一直向上移动，直到冲泡缸10的被上活塞13封闭，此时咖啡粉9被上活塞13压紧，形成密封的冲泡腔，制作咖啡。
[0072]
如图7所示，咖啡制作完成后，驱动螺杆15逆时针旋转，带动冲泡缸10向下轴向移动，上活塞13脱离冲泡缸10使上端处于开放状态，下活塞8与冲泡缸10此时一起向下轴向移动即实用新型内容中所说的第一运动，当下活塞8下端的弹性组合件上的钢珠3与限位凸轮4的上止动面 4a接触。
[0073]
如图8所示，冲泡缸10继续向下轴向移动，此时因为下活塞8与冲泡缸10的相对轴向运动的摩擦力小于弹性组合件上的阻力即弹性卡箍2 对钢珠3的弹性力，上止动面4a将钢珠13挡住而限制下活塞41跟着冲泡缸43一起向下移动此时开始发生实用新型内容中所说的第二运动，此时冲泡缸10继续向下轴向移动，下活塞与冲泡缸产生相对运动，冲泡腔内的咖啡粉被顶出。
[0074]
如图9、图10所示，驱动螺杆15继续逆时针旋转，冲泡缸10继续向下轴向移动，下活塞8刚好处于与冲泡缸10相对轴向移动的上极限位置，下活塞8的上极限位置部件抵靠冲泡缸10底部的端面，冲泡缸上端基本上与活塞上端齐平，此时下活塞8在冲泡缸10的带动一起向下轴向移动开始发生第三运动，因冲泡缸向下轴向移动的力值大于弹性组合件的止动力值，弹性组合件上的钢珠3径向让位(弹性组合件上的钢珠3沿径向通孔向外推动弹性卡箍12径向让位)，与限位凸轮4做相切的摩擦运动通过限位凸轮4的本体，直到弹性组合件的钢珠13移动处于限位凸轮4的下止动面4b的下面，此时咖啡粉9被排渣件11旋转的从冲泡缸10上刮掉，至此，酿造装置的顶渣排渣的动作完成如图10所示位置。冲泡缸10已运行到酿造装置4的最下端，钢珠13在弹性卡箍12的弹性作用下回到初始位置。
[0075]
如图11所示，驱动螺杆15顺时针旋转，带动冲泡缸10向上轴向移动，此时下活塞8位于冲泡缸10的上端，下活塞8上的弹性组合件上的钢珠3被限位凸轮4的下止动面4b限制，冲泡缸10向上轴向移动即发生第四运动时，下活塞8由于受到限位凸轮4阻挡速度增加较慢或者仍完全停止没有跟着冲泡缸10一起同步移动，但冲泡缸仍比较快速的继续往上运动，下活塞与冲泡缸产生相对运动，当下活塞8的下极限位置部件抵靠冲泡缸10孔内的台阶面时下活塞处于与冲泡缸相对运动的下极限位置，驱动螺杆15停止旋转，冲泡缸10轴向移动停止，咖啡机的酿造装置重新恢复位于填充位置，该酿造装置的填充、压粉、制作咖啡、顶渣、排渣、下活塞复位整套动作完成。
[0076]
实施例二
[0077]
该实施例与实施例一不同在于，如图15a-15c、17a所示，该实施例中的止动弹性基座6为两半柱体枢接合拢形成的空心圆柱结构，空心圆柱结构中设置有与弹性组合件相匹配并容纳弹性组合件的腔室，枢接结构简单灵活，当然两半柱体合拢的方式不限于枢接结构；如图15a-15c所示，较优的止动弹性基座6具体结构为：两半柱体通过枢接部6g可相对转动，两半柱体合拢形成的上段圆柱孔6b和下段圆柱孔6e之间存在安装弹性组合件的腔室6c，腔室6c与弹性基座1外表面匹配；腔室6c包括形成于止动弹性基座6周面上的环形凹槽6d，环形凹槽6d朝向弹性卡箍2，提供弹性卡箍2直径增加时的径向位移空间；上段圆柱孔6b底端和下段圆柱孔6e上端处分别设有定位弹性基座1端面的定位端面。
[0078]
弹性基座的挡止凸缘1b抵靠在止动弹性基座6的两半柱体合拢处形成的凹槽6h处的两半柱体的周面6a上，共同供饮料管线穿过且弹性基座 1的滚动被限制。
[0079]
上段圆柱孔6b向上形成有直径大于上段圆柱孔6b直径的一级台阶。
[0080]
下段圆柱孔6e向下形成有直径大于下段圆柱孔6e直径的轮廓。
[0081]
通过上述止动弹性基座6本身的结构，止动弹性基座6限制弹性组合件周向滚动和轴向移动。通过该结构的止动弹性基座对止动弹性组合件的轴向和周向限位，相比于传统的采用过盈配合或是螺丝等固定方式，结构简单可靠，安装方便快捷。
[0082]
且止动弹性基座6、弹性组合件与下活塞8的固定方式为采用限位卡扣17固定，限位卡扣17形状如图16所示包括卡扣部和连接卡扣部及提供弹性的连接部，限位卡扣17具有弹性。
[0083]
如图15a-15b、17a-17b、18a-18b、19a-19b所示，止动弹性基座6外周周向开有对称的安装孔洞即弧形槽6f；弧形槽的位置朝向弹性基座1的第二圆台1f，下活塞8周面相应开有两弧形槽即安装孔洞8c，限位卡扣 17卡扣部卡嵌于弧形槽并抵住弹性基座1依靠其弹性收紧止动弹性基座6 并固定弹性组合件，限位卡扣17嵌入弧形槽中的两端之一为开口状，冲泡缸10底部周面两侧设有槽10b，限位卡扣17穿过槽10b抵靠在冲泡缸10的端面10a起到限位凸缘的作用，限位卡扣17连接部嵌入在止动弹性基座6和下活塞8的底端的两平行凹槽内实现定位。限位卡扣不限于图16 所示的形式，如连接部可为与下活塞外周面配合的弧形，卡扣部嵌入到下活塞的安装孔洞。限位卡扣实现了将弹性组合件、止动弹性基座6与下活塞8的可拆固定连接方式，同时可起到限位凸缘的作用防止下活塞8向上脱离冲泡缸10结构简单，节省了零部件，固定可靠且便于将下活塞从冲泡缸拆除，一部件多用途，结构简单，操作便捷灵活。
[0084]
实施例三
[0085]
与实施例一不同在于，如图20、21所示，弹性组合件包括弹性元件即弹簧2’、阻拦元件即钢珠3和弹性基座1’，弹性基座1’周向上设有安装阻拦元件钢珠3的径向通孔，周向上开设有轴向键槽，底端设有凸缘1’a，凸缘1h嵌入下活塞8下端的槽中用于形成防止活塞脱离冲泡缸的止动端面，弹性组合件过盈安装或通过固定件安装至下活塞8内孔中，弹簧2’在自由状态下受压，一端抵靠下活塞8内周面上，另一端抵住钢珠3，在弹簧2’作用下钢珠3内端抵靠径向通孔内端并径向突出弹性基座1’内圆柱孔，径向通孔内端直径收缩防止钢珠从弹性基座1’内部脱出。
[0086]
实施例四
[0087]
与实施例三不同，如图22、23所示，阻拦元件为一端为弧面的柱体3’，柱体3’可径向移动的安装于弹性基座1’的径向通孔内，弹簧2’一端抵靠活塞内壁将柱体3’固定在径向通孔内，柱体3’内端在受到推力时向外发生径向弹性的位移。
[0088]
径向通孔直径不小于柱体3’最大直径,使得柱体3’能够在径向通孔内能够移动；径向通孔内端(即靠近内圆柱孔一端)直径收缩或设有卡口，使得柱体向内侧的运动被限制而不脱出径向通孔；弹性组合件安装至下活塞8内孔，弹簧2’在自由状态下受压，一端抵靠下活塞8内周面上，另一端抵住柱体3’；在弹簧弹性力的作用下，柱体3’内端抵靠在径向通孔内端缘使柱体的弧面径向突入弹性基座1’内圆柱孔中；径向通孔提供弹簧2’和柱体3’径向移动的空间。
[0089]
弹性组合件与下活塞固定方式可采用常规的固定方式如过盈配合或螺丝实现固定；也可采用前述的限位卡扣17实现固定，拆卸方便(图中未示出)：弹性组合件外周面对称
开设有两弧形槽，下活塞外周面相应开有弧形槽，限位卡扣17从两侧卡嵌于两部件的弧形槽内夹紧弹性基座，实现下活塞8与弹性组合件的固定，同时起到限位凸缘的作用。
[0090]
实施例五
[0091]
前述的固定安装于凸轮基座上的限位凸轮在与弹性组合件在运动过程中会产生摩擦，摩擦的过程中无一例外地会产生磨损，因为限位凸轮是刚性固定的，这就导致每次都是在磨损同一位置(如图26所示)，这些磨损无疑会大大降低限位凸轮的使用寿命，除非这些材料是高耐磨的材料，但是高耐磨的材料价格往往是昂贵的。
[0092]
本实施例通过优化限位凸轮的组合方式，改变限位凸轮与弹性组合件的运行状态，提高限位凸轮的使用寿命。
[0093]
具体是将限位凸轮4与凸轮基座5在组合时，设计一些合适的间隙以保证限位凸轮有一定的自由度，这样限位凸轮与弹性组合件在运行过程中，能自适应改变每次摩擦的位置，经过验证，这能明显提高限位凸轮的使用寿命。
[0094]
从附图中可以看出，如图24所示，该实施例的限位装置包含凸轮基座5、限位凸轮4、固定螺栓7’与固定螺母7a，其中，限位凸轮4上设有上止动面4a和下止动面4b以及内孔ah，凸轮基座5上设有圆柱ac、凸轮定位面df、螺栓定位面cf和螺母定位面ef以及螺栓安装孔5b；限位凸轮4沿轴线r同轴地安装到凸轮基座5的圆柱ac上，限位凸轮4的下端面bf与凸轮基座5上的端面df重合，固定螺栓7’从螺栓安装孔5b插入式装配到凸轮基座5上，固定螺栓7’的盘头端面ff与凸轮基座5的螺栓定位面cf重合地装配到一起，固定螺母7a以螺纹装配的方式固定到固定螺栓7’的螺纹端，固定螺母7a与凸轮基座5的螺母定位面ef重合的安装，将固定螺栓7’固定到凸轮基座5上，固定螺栓7’的盘头面ff与凸轮基座5 的凸轮定位面df之间有一个空间，限位凸轮4就安装在该空间内，固定螺栓7’的盘头端面ff与限位凸轮22的上端面af设有间隙61，限位凸轮 22的内孔与凸轮基座5的圆柱ac之间设有间隙62，借着这些设定的间隙，限位凸轮4可以绕轴线r旋转。
[0095]
采用该限位装置用于实施例一中，其他各部件运动与实施例一种的相同，如图7所示，咖啡冲泡完成后，驱动螺杆15逆时针旋转，带动冲泡缸10轴向的向下移动，此时下活塞8与冲泡缸10一起向下移动，如前所述下活塞8与冲泡缸10可以轴向的往复运动并设有上下极限位置，此时下活塞8正处于冲泡缸10的下端，当弹性组合件上的钢珠3与限位凸轮4 的上止动面4a接触时，会给限位凸轮4一个推力f，由于开口弹性卡箍2 对三个钢珠的弹性力不同，使得三个钢珠不同时与限位凸轮上止动面接触 (如图25所示)，三个钢珠部分突入弹性基座1的内圆柱孔内靠近限位凸轮一端形成的圆的圆心与凸轮基座5圆柱对应处的圆心不一致使得钢珠接触限位凸轮4时会对限位凸轮4产生微量的扭矩，这个扭矩会使限位凸轮 4沿轴线r小范围旋转，紧接着下活塞8被挡住停止向下移动，冲泡缸10 继续向下移动，直到下活塞8刚好处于与冲泡缸10相对轴向移动的上极限位置(如图8所示)。
[0096]
如图9所示，冲泡缸继续向下移动，此时下活塞8与冲泡缸10同时移动，弹性组合件上的钢珠3径向沿装配孔向外推动弹性卡箍2，与限位凸轮4做相切的摩擦运动，直到弹性组合件的钢珠3移动到限位凸轮4的下止动面4b下端，如前所述，因为限位凸轮4与钢珠3接触时发生了小范围的旋转，这次的摩擦运动与上一次运行不是同一个位置。
[0097]
如图10所示，冲泡缸10已运行到酿造装置的最下端，钢珠3在弹性卡箍2的弹性作用下回到初始位置，驱动螺杆15再次顺时针旋转，带动冲泡缸10轴向的向上移动，钢珠3也
跟着一起向上移动，此时钢珠3与限位凸轮4的下止动面4b接触而给限位凸轮4一个推力f，限位凸轮4在该推力f的作用下又沿轴线r做旋转运动，下止动面4b将钢珠3挡住而限制下活塞8跟着冲泡缸10一起向上移动，下活塞8处于冲泡缸10的上端，与冲泡缸10存在一段距离的位移空间，冲泡缸10轴向上移时，下活塞8保持静止，冲泡缸10继续上移，直到下活塞8刚好处于与冲泡缸10 相对轴向移动的下极限位置(如图11所示)，冲泡缸停止运行，此时，酿造装置完成一次冲泡咖啡的过程，回到装填位置。
[0098]
限位凸轮与凸轮基座组装时，在x轴、y轴和z轴均具有一定自由度；限位凸轮既可以轴向位移一定的距离，同时稍微有外力施加便能自由旋转。
[0099]
当弹性组合件在轴向移动与限位凸轮接触时，限位凸轮都会在弹性组合件推力的作用下小范围旋转，旋转角度虽然很小，但这会改变摩擦的位置，相当于每次摩擦的都和上次摩擦的位置不一样。
[0100]
只有每次摩擦同一位置才会导致限位凸轮的加剧磨损，由于本实用新型每次运行都不是摩擦同一位置，这样便不会在限位凸轮上留下如图26所示的磨损痕迹4f，从而在不增加成本或零件数量的情况下明显提高限位凸轮的使用寿命。
[0101]
上面阐述的实施例代表允许本领域技术人员实践本实用新型的必要信息，并且示出实践本实用新型的最佳方式。一旦根据附图阅读了以上描述，本领域技术人员就将理解本实用新型的构思并且将认识到此处未特别阐明的这些构思的应用。应当理解，这些构思和应用落入本实用新型公开和所附权利要求书的范围。