专利名称：具有耗损过滤料或胶囊的咖啡机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有一次性过滤料(filter)或胶嚢的咖啡机或浓 咖啡机，其配备有以两个阶段操作的半自动系统，所述两个阶段为1) 手动放置一次性过滤料或胶嚢；2) 通过电子控制的电动机械致动器进行咖啡沖泡并返回阶段1。
技术背景这种类型的浓咖啡机使用了特定的单杯半刚性塑料过滤器，该过 滤器容纳磨碎、配比并捣实的咖啡，并且命名为一次性过滤料、胶嚢 或类似物。后面将称之为胶嚢。在市场上的浓咖啡机中，通常同一个 泵为液压夹紧系统、自动丢弃用过的胶嚢以及咖啡沖泡服务。这意味 着总压力在夹紧/丟弃和沖泡之间按比例分配。然而在三个系统之间的 这样的压力分配不能获得良好质量的最终产品和良好的夹紧压力，从 而引起漏水并在咖啡机中产生水垢。此外，胶嚢填充/丟弃系统相当复 杂并且由于它使用了弹簧机构而不可靠，所述弹簧机构可能由于使用 和高温而丧失原本的才几械特性。本发明的目的是一种用于装载和移除一次性过滤料或胶嚢的绝对 新颖的机械系统，该系统在高压力下具有高强度和可靠性；本发明的 另 一个目的是一种密封和压靠在一次性过滤料或胶嚢上的机械系统。发明内容一种具有一次性过滤料或胶嚢的浓咖啡机，其配备有用于沖泡浓 咖啡的半自动系统，其特征在于以下特征-用于装载和丢弃一次性过滤料或胶嚢的半自动的完全机械系 统。当闭合时，在一次性过滤料的座体上转动的胶嚢保持件的逆时针 转动形成几何结构上适配于胶嚢的壳体；两个座体的完好重叠通过压 靠在转动座体底部上的槽、榫槽接头和球状物导向，所述转动座体容纳在固定座体上的球形空腔中。在咖啡沖泡过程中，竖直和环形接头 稳固了两个机械部件并且获得两个座体之间的良好的刚性夹紧，从而 抗衡冲泡过程中的高压力。这意味着良好地封装胶嚢并避免由于塑料 类型的材料、高工作压力和水温的组合作用产生的可能的变形。后传 感器杆和前重力提取器定位成确保一旦冲泡结束，就将用过的胶嚢移 除并丢弃到位于咖啡机底座底部上的小容器中。实际上，在冲泡时在 胶嚢由于压力和温度而变形的情况下，胶囊可能粘附到壳体表面上。 在所述的移除之后，所述设备自动地准备好，以便手动地放入新胶嚢
用于下一次冲泡。所述系统结实、可靠并且允许通过转动60°重复所 述放置和移除。
-胶嚢泡制活塞的完全机械夹紧系统，通过压力凸轮、挺杆、热 交换器和泡制括塞之间的连接操作，所述系统具有两个功能用于夹 紧所述活塞和用于将电泵的电流供给给同步系统，该同步系统包括连 接到电机轴并致动微动开关的冲泡凸轮。实际上，仅仅当胶嚢就位时， 所述电机才开始顺时针转动180°;所述电机拖拉压力凸轮同时拖拉沖 泡凸轮，所述沖泡凸轮(通过同步定位)确保挤压胶嚢，同时致动电 泵和冲泡。该系统能够节约用于冲泡的电泵的总的工作能量，从而确 保了极品咖啡、不漏水、不生成水垢或不磨损机构。
-可以双重调节胶嚢和活塞之间的距离通过(顺时针或逆时针) 转动活塞进行宏观调整，从而增加或减少距离胶嚢的较大距离；通过 挺杆在成形于热交换器上的壳体中滑动进行宏观调整，所述滑动通过 两个贝勒维尔垫圏(Belleville washers)和螺紋销提供的止动器来控 制。该调整允许通过胶嚢的任何可能的裂紋的进一步调节。
-用于核实胶囊已放置和沖泡活塞的放置压力的电动机械系统。 该系统确保了咖啡机仅仅在这些条件下工作；此外，这样减少了手动 操作的数量。
通过作为实例的优选但非限定性的实施例的详细描述，可以更好 地理解本发明的目的、优点以及特征。下面将参考附图，其中图1示出浓咖啡机的内部左视图； 图2示tt!浓咖啡机的内部前视图； 图3示出中心线纵截面并且示出机械元件的组装系统； 图4示出根据本发明第一实施例的具有铰接机构的一次性胶嚢的 座体的固定部件和转动部件以及胶嚢的移除系统；
图5示出连接两个座体的系统和对胶嚢的捣实运动； 图6示出胶嚢调节的滑动系统的操作；
图7示出活塞上的展开部分，其在咖啡机主体中容纳有可能的喷 出的咖啡或热水；
图8示出一次性胶嚢的座体之间的铰接结构，即槽或榫槽接头；
图9a和图9b示出根据本发明第二实施例的具有铰接机构的一次 性胶嚢的座体的固定部件和转动部件以及胶嚢的移除系统；
图10示出根据本发明第二实施的中心线纵截面并且示出机械元 件的组装系统
具体实施例方式
参考附图，尤其是参考图1、2和3,浓咖啡机包括底座(chassis) 1; 一次性胶嚢的座体(porta-capsule body )，其包括转动部件2和固 定部件3，配备有旋钮37、沖泡物喷口 38、传感器轴29、微动开关 33和可以放置一次性过滤料或胶嚢14的前提取器35;热交换器5, 其具有电泵24、用于输送水的电动阀25、加热器26和恒温器39、活 塞31和相关的ciclers43;挺杆9和加速器31;压力凸轮7;和具有微 动开关20的咖啡沖泡凸轮19，所述压力凸轮和沖泡凸轮二者由电机 21控制；支撑装置；固定装置；调整和密封装置。
所述咖啡机处于待用状态时，压力凸轮7位于上死点(图5中阶 段A)。该凸轮通过螺紋销44连接到电机轴10上，并且所述凸轮在电 机室4内转动；咖啡沖泡凸轮19通过螺钉18连接到所述电机轴上。
通过旋钮37， 一次性胶嚢的座体的转动部件被手动地顺时针转 动；传感器轴29由螺旋弹簧42 (图3)拉紧，并且将用过的胶嚢14 从固定座体向前推进。前提取器35通过前提取器支撑轴16和弹性销34紧固在电机轴4上，并且在转动座体转动期间，所述前提取器用于 通过重力保持和使所述胶嚢降下。所述系统包括后传感器轴，并且前 提取器确保用过的胶嚢排放和落入小容器内，以防在胶嚢放置在一次性胶嚢的座体的部件2和3中时由于压力和温度所产生的一定的应力 或附着力而被卡住。一次性胶嚢的座体的转动部件2的转动运动使得咖啡机准备好放 置一颗新的胶嚢用于下一次冲泡，如图4中所示(阶段A和阶段B)。 在胶嚢定位在转动部件2上之后，逆时针的手动转动闭合和连接一次 性胶嚢的座体的所述转动部件2和固定部件3。由于所述部件之间形成的铰接和槽(grooving) 11的支点(图8 的局部G)，并且由于榫槽接头(tonguing joint)(图8的局部F)和 导向球状物46 (图5的局部P)，该球状物由螺旋弹簧45挤压，位于 一次性胶嚢的座体的固定部件上的球形槽口 48中。当闭合时，通过夹紧螺钉30固定在一次性胶嚢的座体的固定部件 上的传感器轴29被推动以便抗衡所述弹簧42并且被推向微动开关 33，所述微动开关供给电机21的电流。所述电机使压力凸轮转动180。直到下死点(图5的阶段B)，从 而确定挺杆9上的压力，所述挺杆使热交换器5靠近由泡制cicler43 连接的活塞6，朝向盖以便达到理想的附着活塞/胶嚢和令人满意的泡 制压力。泡制活塞朝向胶囊的沖程使得锁定套筒12 (图5的局部O)容纳 在一次性胶嚢的座体的转动部件上的槽口内，在咖啡冲泡过程中(图 5的阶段B)所述槽口形成连接两个部件2和3的环形连接器。在咖啡的沖泡过程中，所述胶嚢和泡制活塞6之间的良好密封通 过其它因素确保。首先，通过顺时针或逆时针转动螺紋连接到泡制 cicler43上的活塞6正确调节所述胶囊和泡制活塞之间距离。第二因 素是挠性滑动(图6的局部E)，该滑动由热交换器5上的容纳室中的 挺杆9的两个贝勒维尔垫圏15控制(图6的局部D)，这允许任何由 于胶嚢的任何可能的裂紋的进一步的调节，沖程为0.7mm，通过内六角头螺钉36控制。第三因素涉及0形圏27,该O形圏定位在活塞上 的容纳室上，确保良好地附连到胶嚢上，因此确保了良好的密封。冲泡凸轮19和压力凸轮17的同步允许当压力凸轮到达下死点时 (图5的阶段B)，由微动开关20控制的电路切断电机21的供给并使 电泵24运行，从而产生咖啡沖泡物。在泡制活塞上的截头锥形几何形 状是另一安全元素，所述截头锥形几何形状靠近以接触胶嚢(图7中 局部A)，适于避免可能的咖啡或热水的喷'减。一旦冲泡完成，电动机构即停止电泵电路并使电机运行，从而压 力凸轮到达上死点，这允许通过螺旋弹簧8使得胶嚢与组装的活塞-加速器-挺杆分离，并使系统准备好用于下一次冲泡。在本发明的该优选实施例中，具有其它的部件第二槽13、冲泡 凸轮的夹紧螺钉17、咖啡组的夹紧螺钉22。加速器的转动杠杆23、 传感器轴的调整螺母28、加热器的夹紧螺钉32、用于转动加速器的螺 钉40、加速器的夹紧螺钉41以及球状物47。所有这些机械部件，单 个或组合地制成具有高质量标准。在图9a、 9b和10中示出用于实现一次性胶囊的座体的另外的实 用方式。这里， 一次性胶嚢的座体的转动部件2由塑料制成，而重力 提取器35供给有橡胶末端。这意味着变换泡制活塞6并使其沖程增大。 事实上，当闭合时，该活塞对胶嚢挤压，使一次性胶嚢的座体的转动 部件停止，从而防止一次性胶嚢的座体打开。这样，可以省去通过榫 槽接头和挤压球状物的固定。具有一次性过滤料或胶嚢或类似物的咖啡机的可实施的细节、材 料和形状可以变化但是仍然落在本发明和本专利的范围内。
权利要求
1.一种具有一次性过滤料或胶囊的浓咖啡机，所述浓咖啡机包括底座(1)；一次性胶囊的座体，其包括转动部件(2)和固定部件(3)，并且容纳一次性过滤料或胶囊(14)；热交换器(5)；电泵(24)；泡制活塞(6)；压力凸轮(7)；咖啡冲泡凸轮(19)；控制和调整装置；支撑装置；固定装置；密封装置，其特征在于胶囊(14)和泡制活塞(6)之间的密封通过所述压力凸轮(7)的转动所引起的竖直机械运动所提供的夹紧来确保。
2. 根据权利要求1所述的浓咖啡机，其特征在于胶嚢(14)和 泡制活塞(6)之间的所述密封通过调节活塞和胶嚢之间的宏观距离、 活塞(6)的转动、挺杆(9)的两个贝勒维尔垫圏(15)的受控的滑 动和O形圏(27)来确保。
3. 根据权利要求1和2所述的浓咖啡机，其特征在于后传感器 轴系统(29)和前提取器(35)布置成确保移除并使胶嚢落入合适的 容器中。
4. 根据前迷权利要求之一所述的浓咖啡机，其特征在于使用通 过一次性胶嚢的座体的所述转动部件(2 )的转动来装载和移除胶嚢的 半自动系统， 一次性胶嚢的座体的所述转动部件(2)通过槽(11)铰 接到一次性胶嚢的座体的固定部件(3)上，这确保移除用过的胶嚢， 从而使系统准备好用于下一个胶嚢和下一次的咖啡沖泡。
5. 根据权利要求4所述的浓咖啡机，其特征在于所述转动部件 和固定部件(2, 3)的定位通过所述槽、榫槽接头和球状物(46)实 现。
6. 根据权利要求4所述的浓咖啡机，其特征在于 一次性胶嚢的 座体的转动部件(2)由塑料制成，重力提取器(35)配备有橡胶末端(49)，泡制活塞(6)挤压胶嚢(14)并且锁定一次性胶嚢的座体的 所述转动部件以避免其打开。
7. 根据前述权利要求之一所述的浓咖啡机，其特征在于电动机械夹紧和安全系统由所述凸轮(7， 19 )操作，所述凸轮通过电机(21) 控制；所述凸轮将所述活塞(6)布置在所述胶嚢(14)上并且通过相 同动作，所述凸轮允许电泵(24)供给咖啡冲泡物。
8. 根据权利要求7所述的浓咖啡机，其特征在于多个微动开关 连接到电路或电子电路，所述微动开关仅仅通过一个手动操作，即转 载和移除胶嚢而使咖啡机的使用更容易和更安全。
9. 根据前述权利要求之一所述的浓咖啡机，其特征在于所述泡 制活塞(6)上的截头锥形靠近以与胶嚢(14)接触，避免了咖啡或热 水的可能的喷溅。
全文摘要
一种具有一次性过滤料或胶囊的浓咖啡机，该浓咖啡机包括一次性胶囊的座体，该座体包括转动部件(2)和固定部件(3)；泡制活塞(6)；压力凸轮(7)；咖啡冲泡凸轮(19)；控制和调整装置；密封装置，其特征在于胶囊(14)和泡制活塞(6)之间的密封通过所述压力凸轮(7)的转动所引起的竖直机械运动来确保；胶囊的移除通过后传感器轴系统(29)和前重力提取器(35)确保；用于装载和移除胶囊的半自动系统；通过所述凸轮(7，19)操作并通过多个微动开关控制的电动机械夹紧和安全系统。
文档编号G07F13/00GK101404917SQ200780010117
公开日2009年4月8日 申请日期2007年3月8日 优先权日2006年3月10日
发明者乔瓦尼·斯皮内利 申请人:尖晶石有限责任公司;乔瓦尼·斯皮内利