專利名稱：能制備蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料且具有自動引入磨制咖啡和排渣功能的機器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來制備諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料并且能自動引入磨制咖啡和排渣的機器。
眾所周知，市場上已經有所謂自動或超級自動的制備咖啡類飲料，如蒸汽加壓煮出的咖啡飲料的機器出售，它們能在一自動的工序下進行有關制造蒸汽加壓煮出的咖啡的所有制備過程，例如將磨制咖啡引入提取室，形成溶液，接著再排出已使用過的咖啡殘渣。
通常，這些機器生產飲料的質量與它們的機械復雜性和技術的先進性成正比。因而，所述的機器比較是昂貴、笨重、技術上也比較復雜，所以只適合專業生產之用，并不適合家庭使用。
而且，為了得到高質量的飲料，咖啡的磨制程度也一直是個難題，這是因為咖啡的粒度必須保持在一個非常小的范圍內，該限制范圍取決于所用咖啡的類型、水份含量、磨制咖啡的壓研情況、操作溫度、以及咖啡的新鮮程度。
由此，為了必要時通過調節磨制的粒度而適應上述參數的要求，就需要使用一個和機器電氣聯接的手工調節的研磨機。
在傳統的自動和超級自動的機器中必須使用諸電動機，這些電動機以一預定的工序進行全部操作過程，因而需要在機器中增加許多電子部件來進行控制，這就增加了機器構造上的復雜性以及機器的成本。
本發明的一個主要目標在于，提供一種能消除上述缺陷的制造諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料并且能自動引入磨制咖啡和排渣的機器，該機器能在沒有電動馬達系統、沒有研磨機、沒有相關電子部件的條件下進行操作。
本發明的另一目標在于，盡量使操作省力并且使整個過程中的操作盡可能均勻地分布，以便可以有選擇地進行手工驅動。如下文對非限制性的實施例所描述的那樣，本發明通過彼此相互配合的機械部件來進行必要的操作工序。如下文所述的一較佳但是非限制性的實施例所述，本發明機器的特殊之處在于，它能在研磨粒度很寬的條件下進行操作，因而可以不用內裝的研磨機。
在這一目標范圍內，本發明的一個目的在于，提供一種在不影響飲料質量的前提下，結構大大簡化的制備諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料的機器。
本發明的另一個目的在于，提供一種可以以非常簡單的方式運行，并且保持最佳可靠性的機器。
本發明還有一目的在于，提供一種可簡單地由通常市售的部件和材料制成、并且從經濟的角度考慮非常合算的機器。
這些和其它一些目標和目的將通過下文對根據本發明的、用來制備諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料并且能自動引入磨制咖啡和排渣的機器所作的描述而變得明顯，本發明機器的特點是，它包括一用來驅動一主軸的驅動裝置，所述主軸帶動一磨制咖啡配料裝置以及一凸輪驅動裝置，所述凸輪裝置與一磨制咖啡的進給和排出裝置、一形成提取室的部分、以及注入活塞的驅動桿互相配合而使它們進行同步運動。
本發明的進一步的特征和優點也將通過下文對用來制備諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料并且能自動引入磨制咖啡和排渣的機器的一較佳但非排它性的實施例所作的描述而變得更為明顯，所述的非限制性實施例是結合附圖來作描述的，附圖中
圖1是示出構成本發明之機器的諸機構的平面圖；圖2是說明主軸情況的諸機構的俯視圖；圖3是在排渣過程中機器的橫剖示意圖；圖4是將磨制咖啡引入提取室的過程中機器的部分橫剖示意圖；圖5是示出壓制咖啡壓片并且準備配送蒸汽加壓煮出的咖啡之情況的部分橫剖示意圖；圖6是說明主軸上動配合細節的立體示意圖；圖7是相對于圖6之另側的凸輪驅動裝置的視圖；圖8是磨制咖啡的進給和排出裝置的剖視圖，它處在不配送磨制咖啡的狀態；圖9是磨制咖啡的進給和排出裝置的剖視圖，它處在準備配送磨制咖啡的狀態；圖10是磨制咖啡的進給和排出裝置的剖視圖，它處在將磨制咖啡配送給提取室的過程中；圖11是沿圖10中平面XI-XI剖取的剖視圖；圖12是機器的部分剖開的正面剖視圖，圖中示出了驅動機械的聯接情況；圖13是沿提取室剖取的剖視圖14是機器的橫向示意圖，說明了關閉提取室以配送咖啡的步驟；圖15是輔助配送活塞的剖示圖，說明了配送用反壓閥的情況；圖16是注入室下部之細節的放大視圖，說明了通氣閥的情況；圖17是排放閥的剖示圖。
請參見上述附圖，本發明的用來制備諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料并且能自動引入磨制咖啡和排渣的機器包括一個由標號1總的標示的支承結構，其上設有一用來驅動一主軸3的驅動裝置2。
所述驅動裝置可以是手動的型式，所以包括一連接于一第一齒輪11的驅動曲柄10，所述第一齒輪11和一第二齒輪12相嚙合，第二齒輪12的齒數大于第一齒輪11，而且該第二齒輪藉聯接鍵固定于主軸3以帶動主軸旋轉。當然也可以設置一個電動馬達系統來代替曲柄進行轉動。
主軸3上設置了一傳動銷輪13，它與一具有基本上垂直軸線的銷輪14相嚙合，銷輪14驅動配料裝置16的攪拌器15，所用的磨制咖啡正是放置在所述配料裝置16中以提供提取液的。
本發明的一個重要的特殊之處在于，它在主軸3上設置了一個總的由標號20標示的凸輪驅動裝置，該驅動裝置實際上控制著機器的所有功能，它可以以一定的順序進行各種操作步驟。
所述凸輪—齒輪驅動裝置20與一磨制咖啡的進給和排出裝置、一形成提取室的部分、以及注入活塞的驅動桿互相配合作用而達成同步運動。
從圖6和圖7可以更清楚地看出，凸輪—齒輪驅動裝置20上設置了一個大致呈圓形的盤狀元件21，該盤狀元件具有一齒形部分22，用來驅動一總的標示為標號30的磨制咖啡的進給和排出裝置。
齒形部分22與形成在進給和排出裝置30下部的齒條狀的齒組31相嚙合，而所述進給和排出裝置30則可在配料裝置16的下方滑動。
該進給和排出裝置30具有一狹長體35，其前端有一推送器36，該推送器是用來除去用過的咖啡渣的壓片的，其詳情將在下文中揭示。
進給裝置30形成了一引入室37，該引入室可以安置在配料裝置16的下方，以引入經攪拌器15攪拌后的一定數量的咖啡。
引入室37的旁邊設置了一錘形件38，它具有一推桿39，該推桿的末端處有一齒40，而齒40在本體35作平移的過程中與錘形件小凸墩41相嚙合，以給圍繞推桿39設置的彈簧42加載。
為了使引入室37可被封閉，在引入室的下方設置了一個門45，該門可在一形成在門上的齒46以及與齒46相配的一卡掣件47之間滑動配合，使門45可相對于本體35滑動，從而可以打開咖啡引入室37。
門的卡掣件47可以由一個控制門的凸輪48來驅動，從下文可以清楚地了解，當不需要將咖啡引入注入室時，該凸輪可以使卡掣件和齒46脫開。
如圖10所示，在狹長體35的平移過程中，當腔室37處在提取室的正上方時，門開始打開，其詳情將在下文中揭示。
此外，為了使磨制咖啡得到完全的配送，小凸墩41可移動地阻擋著錘形件38，使得彈簧42加載，直到一釋放件49作用于錘形件之桿件的末端時，齒40才與小凸墩41脫開嚙合狀態，從而使錘形件沖擊咖啡引入室，完全地分配出咖啡。
除了使進給和排出裝置30產生運動，凸輪裝置20的轉動還導致總的由標號50標示的提取室產生運動，這是通過橫向鄰接于盤狀元件21設置、并且具有齒組能使提取室50平移的一扇形件23而達成的；所述齒組與形成在提取室本體上的一組齒條狀的齒25相嚙合以使提取室得以平移移動，由于受到由標號51標示的兩個導向柱的導向，因而提取室是可以滑動的。
一注入活塞60(infusion plunger)可相對于提取室50的內側密封地滑動；其推桿61從提取室50向下突伸并且和一注入活塞驅動桿63的叉形端62相配合，驅動桿63具有一個與形成在凸輪裝置20的扇形部分23上的、相對于該組齒相偏移的一點上的注入活塞抽回凸輪65相配合的彎曲的端部64。
凸輪裝置20上設置了一個扇形的凸輪66，它被設置在具有扇形部分23的盤狀元件21的相對面，并且和一銷子67相配合，該銷子驅動一個設置在驅動桿63下方的次級驅動桿68，以在活塞處于上升位置時防止其移動。
提取室的上方設置了一個由標號70標示的固定配合活塞，它可以用來壓實咖啡壓片并且形成提取室。配合活塞70形成了一個咖啡提取液的配送通道71，該通道由一分配反壓閥(如圖15中標號75所標示)來控制，而該分配反壓閥則由作用于桿77的配送桿76來控制，所述的桿77壓在著分配閥的錐形銷78上。
配送桿76可以由一標示為標號80的次級驅動軸的成形部分來驅動，次級驅動軸80上還設置了一個手動旋鈕81；次級驅動軸80的作用是使閥的嚙合與泵的配送作用同步進而與咖啡的配送同步動作。
配合活塞70上設置了一個與提取室密封配合、并且具有特定形狀以確保防止磨制咖啡滲漏的墊圈72。墊圈72的作用是非常重要的，這是因為它的滑動摩擦極低并且可防止磨制咖啡堵塞，因而用手驅動時稍用一些力就可以使它滑動。
此外，提取室的下方設置了一個由標號90標示的通氣閥，它具有一個與叉形件的叉片62a相互配合作用的閥桿91，以在必須向下抽回注入活塞時，使得提取室和排放部分連通。
圖17中示出了一個由標號92標示的類似的排放閥，它設置在分配區域，用來在腔室打開的過程中，在由次級驅動軸80驅動的一凸輪的驅動作用下，打開而釋放壓力以獲得正確的移動。
而且，還設置了一個由標號95標示的鎖定桿，它樞連于提取室50并且鎖合于形成在配合活塞側面的齒組96，用來在咖啡的分配過程中使提取室閉合于配合活塞。
圖14中所示的上述鎖定桿是由設置在主軸3上的封閉桿的凸輪97來驅動的，所述封閉桿可在分配步驟完結之后有選擇地打開鎖定桿。
可用手驅動的次級軸80基本上可以使在提取室的下游的反壓閥75配合動作，并且可使所述閥相對于泵的進給同步地配合動作，即，通過一作用于一桿件的凸輪以及一作用于一開關的凸輪來達成此動作，所述桿件驅動一彈簧構件使其釋放。該軸還可以通過另一個作用于一開關的凸輪來使得泵的接合同步并且控制熱水的水龍頭的打開動作。
轉到另一位置后，次級軸80通過一個作用于一開關的凸輪的作用，使得鍋爐的電阻的接合和所述龍頭的打開同步以產生蒸汽。所述水龍頭聯接于一個外部旋鈕，它可以根據所選擇的不同位置來選擇所需的功能。
還設置了一個扇形件98，通過它可以觀察到桿件的不同位置，以便于完成整個操作次序。
操作的步驟是非常簡單的。
第一步是以咖啡完全送出開始的(圖5)，通過向一個方向轉動搖桿10，首先是在使提取室連接于配合活塞70的閉合桿釋放之后，使提取室向下移動。
當提取室到達其最低點時，如圖3所示，注入活塞保持在升起位置，它在下方與限制所述桿件之平移的次級桿68的驅動桿63相配合，該注入活塞推動殘渣壓片，使其位于提取室的上方，而提取室則通過齒組24和25的嚙合作用而向下移動。
當搖桿10繼續轉動時，齒22和齒形部分31彼此相嚙合進給和排出裝置的本體35的平移而導致排渣動作。
當搖桿再繼續轉動時，裝置35也繼續平移，所述裝置35被安置在配料裝置下方并且接受所希望的一定量的咖啡。
以后的轉動使得凸輪65與桿件的64部分相配合，并且使得銷子66實際上和桿件63下方的次級桿68脫開配合，由于凸輪65和端部64的配合作用而進一步的向下平移，注入活塞進入提取室的下部。
裝置30的進一步平移使得門45與卡掣件47相配合，結果使門打開并且在提取室中制備咖啡。
如果不想制備磨制咖啡，只要對次級軸48施以一定的作用就足夠了，也就是通過轉動門的卡掣件47而使門不能打開。
當在提取室內制備好磨制咖啡后，反向轉動搖桿10，使得裝置30返回及提取室上升，提取室和配合活塞相連并且由于鎖定桿95的作用而固定。
在這種情況下，機器已可以送出咖啡；此時，先驅動泵以輸送熱水，這些水被從注入活塞的下方通入，它們的壓力足以克服設置在所述注入活塞上的校準或刻度閥59；因而，水以一定的壓力通過磨制咖啡，接著再通過配送管道71而分配到外面，在管道71中，咖啡提取液先要通過一個控制著配合活塞70上傳送管道的背壓閥，而后才能向外供給。
將旋鈕81轉到停的位置就可以中斷咖啡的送出；該旋鈕80通過一個設置在次級軸80上的套管而對次級軸起作用，所述次級軸打開在注入活塞下方供給水的管道的排放閥，釋放殘余的壓力。
從上所述可以清楚看出，本發明的機器可以達到其所期望的目標和目的，特別是提供了這樣一種配制咖啡的機器，即它可以通過結構高度簡化的機械聯接來完成操作，并且可實現自動的移動順序。
而且，如實施例所示，它可降低移動過程中的摩擦，用手工驅動時只要稍稍用力就可以。
本發明還可以構思出很多變化和變型，所有這些變化和變型均應落入本發明的范圍內。
此外，所有的結構細節均可用其它一些技術上等價的單元來取代。
實際上，所用的材料以及形狀和尺寸都可以根據需要來變化。
所附權利要求中的技術特征后面有參考標記，這些標記都只是為了增加權利要求的說明性，它們相對于由它們所標示的單元而言并沒有什么限制的意義和作用。
權利要求
1.一種用來制造諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料并且能自動引入磨制咖啡和排渣的機器，其特征在于，它包括一用來驅動磨制咖啡配料裝置和一凸輪驅動裝置的主軸，所述凸輪裝置與一磨制咖啡的進給和排出裝置、一形成提取室的部分、以及注射活塞的驅動桿互相配合作用而使它們進行同步運動。
2.一種如權利要求1所述的機器，其特征在于，它包括一個用來驅動所述主軸的裝置，該裝置包括一個聯系于一第一齒輪的驅動曲柄，所述第一齒輪與一鍵連于主軸的第二齒輪相嚙合。
3.一種如權利要求2所述的機器，其特征在于，所述用來驅動所述主軸的裝置包括一電動馬達。
4.一種如權利要求1所述的機器，其特征在于，所述凸輪驅動裝置包括一大致呈圓盤狀的元件，它具有一個用來驅動所述磨制咖啡的進給和排出裝置的齒形部分；一橫向鄰接于所述盤狀元件的的扇形件，其上設置了一組用于使所述提取室平移的齒；以及一與所述注入活塞的驅動桿相互配合作用的凸輪。
5.一種如權利要求1所述的機器，其特征在于，所述磨制咖啡的進給和排出裝置包括一狹長的本體，它的末端有一個用來推出已用過的咖啡渣壓片的推送器，所述狹長的本體形成了一個咖啡引入室，該引入室可設置在所述磨制咖啡配料裝置的下方并且通過一個滑動門來控制。
6.一種如權利要求5所述的機器，其特征在于，所述滑動門具有一齒，該齒聯接于一個可脫開地設置在一定位置而卡合所述齒的卡掣件，以當所述本體滑動時打開所述滑動門。
7.一種如權利要求5所述的機器，其特征在于，它還包括一個橫向設置在所述咖啡引入室旁邊、設有一推桿并且可滑動的錘形件，該錘形件通過彈性裝置的作用而對所述咖啡引入室產生撞擊以便于磨制咖啡完全排出，所述桿件的末端有一個齒，該齒可以和所述錘形件的小凸墩相配合，該小凸墩適于彈性地加載設置在所述桿件下方的彈簧，還進一步設置了一個釋放件，它可以配合所述桿件的所述齒以將所述齒從所述小凸墩上脫開從而產生對所述咖啡引入室的沖擊力。
8.一種如權利要求4所述的機器，其特征在于，所述提取室在一對導向柱之間滑動，并且其上設置了一個與所述凸輪裝置的所述帶齒的扇形件相嚙合的齒條狀的齒組。
9.一種如權利要求1所述的機器，其特征在于，所述注入活塞可在所述注入室內密封地滑動，它還具有一個推桿，該推桿從所述提取室向下突伸并且與注入活塞的所述驅動桿的叉狀端相配合，所述驅動桿還設有一彎曲的端部，該端部和所述凸輪裝置相配合以抽回注入活塞。
10.一種如權利要求4所述的機器，其特征在于，它包括一個在所述凸輪裝置上、處于和所述盤狀元件的承載著所述扇形件的表面相對的那一表面上的一個扇形凸輪，該凸輪可以配合設置在所述注入活塞的驅動桿下方的一次級桿的驅動銷，以便當該活塞處于上升位置時防止其發生移動。
11.一種如權利要求1所述的機器，其特征在于，它包括一個用來壓實進入到所述提取室中的磨制咖啡的固定的配合活塞，以及一個用來送出咖啡提取液的管道，該管道形成在所述活塞中，它由一個具有銷形本體的分配背壓閥來控制，所述閥體受到一個作用于一條形彈簧的配送桿的控制，所述條形彈簧壓在所述分配閥的銷形本體上。
12.一種如權利要求11所述的機器，其特征在于，它包括一個具有極低滑動摩擦、極高抗阻塞能力、并且分別設置在所述注入活塞和所述配合活塞上的墊圈。
13.一種如權利要求11所述的機器，其特征在于，它包括一個次級軸，該次級軸可以通過一作用于一桿件的凸輪和一作用于一開關的凸輪，使所述背壓閥的嚙合和泵的進給同步，所述桿件驅動一彈簧構件以使其釋放，所述次級軸打開一熱水龍頭以吸入熱水，所述次級軸轉動到另一位置時，通過另一作用于一開關的凸輪而使燒煮器的電阻的接合和所述水龍頭的打開動作同步以產生蒸汽。
14.一種如權利要求9所述的機器，其特征在于，所述提取室的下方設置了一個排氣閥，并且還設置了一個與所述注入活塞的驅動桿的所述叉形件的叉片相互配合作用的桿件。
15.一種如權利要求1所述的機器，其特征在于，它包括一個設置在所述注入活塞內的校準或刻度閥，當壓力達到一預定值時，該閥打開以使液體進入磨制咖啡，從而制得咖啡提取液。
16.一種如權利要求13所述的機器，其特征在于，他包括一個鎖定桿，該鎖定桿可擺轉地設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鎖定桿的、位于一傳送銷輪上的一鎖定桿的凸輪。
全文摘要
一種用來制造諸如蒸汽加壓煮出的咖啡之類飲料并且能自動引入磨制咖啡和排渣的機器，它包括一主軸，該主軸通過扇形齒輪及其所控制的凸輪來同步地驅動磨制咖啡配料裝置和進給裝置、一殘渣排出裝置、一形成提取室的部分，并通過一桿件來同步地驅動一形成提取室之底部的柱塞，而且可以進一步直接或間接地使所有其它單元移到操作所需的位置。
文檔編號A47J31/44GK1156020SQ9610853
公開日1997年8月6日 申請日期1996年7月31日 優先權日1995年7月31日
發明者阿瑟-約阿希姆, 施梅德 申請人:J·洛有限公司