專利名稱：具有排放閥的泡制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有排放閥的泡制(brewing)裝置。
背景技術(shù)：
從專利說明書EP 0 559 620 Bl中已知一種用于咖啡的泡制裝置，其包括可傾斜 的泡制筒，其中泡制液入口接合在泡制筒上的下部連接件中。在泡制液入口中設(shè)置有閥，其 在泡制過程結(jié)束時打開并使殘余的水能夠排出。因此可實現(xiàn)清潔的泡制腔和干燥的咖啡 餅。另一方面，卻無法阻止用于清潔液體系統(tǒng)的脫鈣物料(means,方法或手段)滲入泡制腔 并損壞其材料。因此，裝置的使用壽命大大縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免所述的缺點并提供一種具有控制閥的泡制裝置，該控制閥允 許在裝置的泡制、排放和脫鈣過程中對液體提供目標(biāo)更明確的防備措施。另外，該閥結(jié)構(gòu)簡 單且因此特別可靠、壽命長且節(jié)省成本。 此目的通過具有排放閥的泡制裝置而實現(xiàn)，該泡制裝置包括排放閥，排放閥一方 面位于泡制裝置的泡制液容器和泡制單元之間的泡制液通道中，且另一方面位于泡制裝置 的泡制單元和出口之間的排液通道中，其中，在排放閥的泡制位置中，泡制液通道被打開且 排液通道被阻塞，其特征在于，排放閥還具有排放位置，在排放位置中，排液通道和泡制液 通道均被打開，并且排放閥還具有脫鈣位置，在脫鈣位置中，泡制液通道被阻塞并且在泡制 液容器和出口之間經(jīng)由排放閥形成一脫鈣液通道。 本發(fā)明的要點是，排放閥可處于三個不同的位置，在所有情況下，在每一情形下， 每個位置用于精確限定的功能。在排放閥的泡制位置，如已知的那樣，泡制液通道打開且排 液通道阻塞。以此作為起點，在排放閥的排放位置，開始根據(jù)情況使用，在排放過程中，例如 由于負(fù)責(zé)該工作的泵未致動，因而根本沒有提供泡制液。因此，在排液通道打開的同時無需 額外地阻塞泡制液通道。這使排放閥的結(jié)構(gòu)特別簡單。此外，排放閥被設(shè)計成使得在脫鈣 位置，通向泡制單元或通向泡制單元的泡制腔的泡制液通道被阻塞，同時在泡制液容器和 出口之間經(jīng)由排放閥產(chǎn)生一個脫f丐通道。這樣確保脫f丐物料無法進(jìn)入泡制腔并觸及泡制裝 置的塑料部件，從而明顯地增加塑料部件的使用壽命。 在從屬權(quán)利要求中給出了根據(jù)本發(fā)明的泡制裝置的優(yōu)選的進(jìn)一步的設(shè)計。
在泡制裝置的一優(yōu)選實施例中，排放閥包括具有用于來自泡制液容器的泡制液的 入口和用于來自泡制單元的排液的出口的圓柱形套管，入口和出口在它們的圓周上相對于 彼此偏置布置，從而使得在套管處于水平安裝位置中時，其入口的位置高于其出口的位置。
泡制裝置的結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步簡化是通過這樣的排放閥來實現(xiàn)的，該排放閥具有用于 流向泡制單元的泡制液的出口和用于來自泡制單元的排放液的入口，并且該出口和該入口 被設(shè)計為共用的泡制和排放連接件。因此，泡制裝置可以制造得更小，這進(jìn)而節(jié)約了成本。 另一方面，通過組合出口和入口得到的空間可用于實現(xiàn)泡制裝置的附加的功能。
在泡制裝置的一個具體的實施例中，排放閥具有縮腰形活塞(waisted piston)(即，具有"腰形部"的活塞，該腰形部即，縱長部被構(gòu)造成腰形且在該腰形部的兩端分別有一個與腰形部相比直徑較大的"凸緣部(flange section)")，該活塞在套管中被沿中心地引導(dǎo)，并且該活塞可在套管的縱向方向移動，以使得該活塞可被插入套管內(nèi)的不同深度并可被保持在不同的位置中，這些不同的位置相應(yīng)地以活塞的不同插入深度為特征。在套管內(nèi)(沿套管的縱向方向上)布置有三個連續(xù)的且可相對于彼此密封的空間(以下簡稱"密封空間")，其中在每一情況下，兩個相鄰的空間分別被一個密封軸環(huán)(collar)隔開。各密封軸環(huán)各有一個通孔，活塞通過該孔被引導(dǎo)，并且該孔可以通過活塞被封閉，這取決于活塞的插入深度并取決于活塞的腰形部或凸緣部的空間位置。在活塞的一個位置中，腰形部或凸緣部相對于密封軸環(huán)被布置成使得，腰形部以非接觸的方式穿過套管中依次布置的兩個密封軸環(huán)，從而形成通過密封軸環(huán)的通孔相互連通且通過兩個密封軸環(huán)而被隔開的三個密封空間。在活塞的其它插入深度處，一個活塞部密封地鄰靠一個密封軸環(huán)，另一方面分別形成兩個相鄰的密封空間，其相互連通但相對于相應(yīng)的第三密封空間而言是密封的。因此，通過對活塞的插入深度的簡單調(diào)整，就可形成三個不同的密封空間組合，這提供了排放閥的泡制、排放和脫鈣功能。這種結(jié)構(gòu)簡單的排放閥易于根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)視點(viewpoint)制造，可靠且節(jié)省成本。 在前述的泡制裝置的具體實施例中，用于來自泡制液容器的泡制液的入口和用于來自泡制單元的排液的出口形成在排放閥的密封空間中，該排放閥位于布置在套管中的兩個密封軸環(huán)之間。對于在各種情況下形成彼此明確隔開的液體通道的泡制或脫鈣過程而言，這使得能夠?qū)ν獠棵芊饪臻g進(jìn)行特別簡單的功能分配。另一方面，通過簡單地連接所有三個密封空間就可以實現(xiàn)泡制單元的排放。所有這些只不過需要活塞在套管中的一個對應(yīng)的移位即可，而這可以以簡單方式實現(xiàn)自動化。在該情況下，可優(yōu)選地設(shè)置有線性步進(jìn)電機(jī)，以調(diào)節(jié)排放閥內(nèi)的活塞。


下面參照附圖通過泡制裝置的示范性實施例來描述本發(fā)明進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。相同的
部件或具有相同作用的部件具備相同的參考標(biāo)號。附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有排放閥的泡制裝置的液體系統(tǒng)； 圖2是根據(jù)圖1的排放閥在其泡制位置中的縱截面圖。 圖3是根據(jù)圖2的排放閥在其排放位置中的縱截面圖。 圖4是根據(jù)圖2的排放閥在其脫鈣位置中的縱截面圖。 圖5是根據(jù)圖1的嵌入有排放閥的泡制裝置的縱截面圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有排放閥20的泡制裝置10的液體系統(tǒng)。此處，所述裝置10是用來構(gòu)成一個咖啡機(jī)，其中排放閥20起初被布置在用于泡制液BF(例如，水)的泡制液或泡制水通道30中，該通道在泡制液或泡制水容器40(以下稱"容器40")和泡制單元50之間延伸。另一方面，排放閥20被布置在于泡制單元50和例如通向殘余水盤的出口 60之間延伸的排液或殘余水通道31中。此外，設(shè)置有用于脫f丐液EF的脫f丐液通道32，該通道從容器40經(jīng)排放閥20延伸至出口 60，脫鈣液(用于液體系統(tǒng)脫鈣)可以經(jīng)此通道通過。
在排放閥20的泡制位置BS中，如將參照圖2進(jìn)一步詳細(xì)描述的，來自容器40的泡制水被供給泡制單元50。為此，在泡制水通道30中布置有給水泵41和用于加熱在各情況下經(jīng)泡制水通道30傳輸?shù)囊后w的加熱塊(thermoblock)42。在排放閥20的排放位置DS中，如將參照圖3進(jìn)一步詳細(xì)描述的，在泡制單元50和出口 60之間形成有連接件，從咖啡餅壓擠出的殘余水可經(jīng)該連接件排出。最后，在排放閥20的脫鈣位置ES中，如將參照圖4詳細(xì)描述的，在容器40和出口 60之間形成有連接件，以在不涉及泡制單元50的情況下清潔液體系統(tǒng)。因此，泡制單元不會被損壞，咖啡味道也不會受到不利影響。
可根據(jù)需要通過線性步進(jìn)電機(jī)70實現(xiàn)排放閥20的三個位置BS、DS、ES，在下面的附圖2-4中示出了該步進(jìn)電機(jī)與這些位置相結(jié)合。與電磁驅(qū)動相比，線性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動具有可實現(xiàn)多個位置以及這種驅(qū)動非常安靜的優(yōu)點。 在泡制過程中，水從容器40經(jīng)泵41再經(jīng)由排放閥20被泵入泡制單元50的泡制腔中。在將參照圖5進(jìn)一步詳細(xì)描述的泡制單元50的一個泡制腔52內(nèi)，泡制壓力隨即上升，直至起泡閥的背壓(counter-pressure,反壓)變低并且該閥打開。在起泡閥打開后，泡制的咖啡經(jīng)上升管51流向泡制液或咖啡出口 61并流入杯62中。 圖2是圖1中排放閥20在活塞26處于泡制位置BS時的縱截面圖。用于泡制液的入口 22連接于排放閥20的套管21的上部圓周而用于殘余水的出口 23位于套管21的下部(左側(cè))圓周。用于來自泡制單元50的殘余水的出口 25和用于通向泡制單元50的泡制液的入口 24被設(shè)計成共用的泡制和排放連接件24、25，該連接件從套管21開始向后和向上延伸。 如圖2-4所示，在每一情況下，密封軸環(huán)Ml、 M2和M3相互隔開一段距離地布置在套管21內(nèi)，以使得密封軸環(huán)M1、M2和M3限定三個連續(xù)布置的密封空間(在套管的縱向方向上)(i)密封軸環(huán)M1和出口 23之間的密封空間D1， (ii)密封軸環(huán)M1和M2之間的密封空間D2，以及(iii)密封軸環(huán)M2和M3之間的密封空間D3。密封軸環(huán)Ml、 M2和M3中的每一個在套管21的縱向軸線21. 1的區(qū)域中均具有中心通孔。這些通孔可以借助于活塞26封閉或保持連續(xù)，該活塞可沿套管21的縱向軸線21. 1移動并且在每一情況下均可通過所述的通孔而被引導(dǎo)(這取決于活塞26相對于軸環(huán)M1、M2和M3的安置)。為此，活塞26包含三個具有不同直徑且連續(xù)布置的縱向部分(在活塞26的縱向方向上)相互隔開一段距離而布置且各自具有相同直徑的兩個凸緣部Fl和F2，以及布置在凸緣部Fl和F2之間的腰形部T(所具有的直徑小于凸緣部Fl和F2的直徑)。 凸緣部Fl和F2的直徑被確定為，使得密封軸環(huán)M1、M2或M3的通孔可借助凸緣部Fl或F2中的一個被封閉并因此被密封，而腰形部T可在不接觸相應(yīng)密封軸環(huán)的情況下隨意地穿過密封軸環(huán)Ml、M2或M3中的一個的相應(yīng)通孔。腰形部T的長度被確定為使得，在活塞26的一個位置中(見圖3)，腰形部T在不接觸的情況下例如穿過密封軸環(huán)M1、M2，從而密封軸環(huán)Ml、 M2的通孔對液體而言是連通的并且因此所有密封空間Dl、 D2和D3被構(gòu)造成互通空間。在活塞26的其它位置(見圖2和圖4)，密封軸環(huán)M1、M2或M3的通孔可以根據(jù)需要借助凸緣部Fl或F2而被封閉，從而在這些位置中，要么密封空間Dl和D2可以相互連通(而不與存在的密封空間D3連續(xù)連接)，要么密封空間D2和D3可以相互連通(而不與存在的密封空間Dl連續(xù)連接)。因此，互通密封空間Dl-D3的不同組合可以通過調(diào)節(jié)活塞26實現(xiàn)。活塞26本身借助線性步進(jìn)電機(jī)70而移動。 各密封軸環(huán)Ml、 M2和M3在其通孔的邊緣處各具有彈性密封唇，在液壓作用下，該密封唇可以壓靠著活塞26或者凸緣部Fl或F2中的一個，從而使得相應(yīng)的密封軸環(huán)可被活塞26密封。因此，密封軸環(huán)M1、M2、M3通過所作用的壓力而以燕尾方式額外膨脹，以增強它們靠著凸緣部F1、F2的擠壓。 這種密封軸環(huán)具有的優(yōu)點在于，其確保相對于活塞26的低磨擦，并且在與活塞26本身接觸時，如果相應(yīng)部件(密封軸環(huán)、活塞)有容許偏差，其確保相對于液體的充分密封。活塞26優(yōu)選地由金屬制造并具有拋光表面。在這些條件下，可以利用特別小的力改變活塞26的相應(yīng)位置，從而步進(jìn)電機(jī)70只需施加相應(yīng)地較小的力并可被適當(dāng)設(shè)計。此外，關(guān)于密封軸環(huán)的形狀，相對大的公差是容許的。然而，活塞還可以用塑料制造，在此情況下，關(guān)于相應(yīng)零件的尺寸的公差大于金屬活塞情況下的公差。 如圖3-5所示，活塞26的位于凸緣部F2的區(qū)域內(nèi)的部分被引導(dǎo)穿過插入套管21的端部中的插入件21. 2。插入件21. 2被構(gòu)造成使得活塞26可相對于插入件21. 2在其縱向方向上移動。步進(jìn)電機(jī)70包括從動推桿70. 1，該從動推桿在步進(jìn)電機(jī)70工作期間可在其縱向延伸方向上線性地移動并且其相對于排放閥20被布置成使得，推桿70. 1的一端推撞活塞26的伸出套管21的一端并且可在活塞26的縱向方向上移動。
在本實例中，活塞26不是與步進(jìn)電機(jī)70剛性地連接而只是與推桿70. 1接觸，以實現(xiàn)活塞26和步進(jìn)電機(jī)70之間的機(jī)械結(jié)合?；钊?6和步進(jìn)電機(jī)70之間的這種結(jié)合形式簡化了從泡制裝置10上拆卸泡制單元50并簡化了對泡制裝置10的維護(hù)，尤其是獨立于步進(jìn)電機(jī)70將泡制單元50與排放閥20 —起從泡制裝置10中拆卸下來，而無需解除與步進(jìn)電機(jī)70的剛性連接。 在步進(jìn)電機(jī)70工作過程中，在推桿70. l沿其縱向向前和向后移動時，為確?；钊?6保持與推桿70. 1接觸，活塞26的從套管21伸出的端部通過彈簧27支承在插入件21. 2上。因此，當(dāng)活塞26通過推桿70. 1被推入套管21時，彈簧27被張緊。如果推桿70. 1和插入件21. 2之間的距離被再次擴(kuò)大，則彈簧27 (如果其被張緊)將活塞26擠壓在推桿70. 1上并保持推桿70. 1與活塞26接觸。在目前情況下，彈簧27的尺寸被形成為，以便無需附加力的作用，尤其無需步進(jìn)電機(jī)70的輔助，彈簧27即可推動活塞26從套管21伸出很遠(yuǎn)，以使得活塞26的凸緣部Fl封閉密封軸環(huán)Ml的通孔。在本文中，排放閥20的這個位置被認(rèn)為是排放閥20的"基本位置"。此基本位置對應(yīng)于前述的泡制位置BS。
與前面指出的結(jié)構(gòu)不同，還可以通過剛性連接將步進(jìn)電機(jī)70的推桿70. 1與活塞26結(jié)合。在這種情況下，可去除彈簧26。 圖2示出了活塞26的泡制位置BS(所謂的"O-位置"或"咖啡位置")。當(dāng)咖啡準(zhǔn)備好并在分散(dispense)咖啡時，此位置在封閉狀態(tài)下起作用。到達(dá)泡制空間或泡制腔52的閥通道此時經(jīng)由密封空間D2、D3被打開，密封軸環(huán)M1和M3的通孔被封閉。在活塞26的這個位置，泡制液BF (例如，水)可通過包括入口 22和密封空間D2和D3以及出口 24的泡制液通道流入泡制空間或泡制腔52，如圖2中由參考標(biāo)號30所指的幾個箭頭所示。
圖3示出了在活塞26的排放位置DS時圖2的排放閥20的縱截面圖。在泡制過程后直接接近該閥位置。在此位置時，從共用的泡制和排放連接件24、25到用于殘余水的出口 25的閥通道經(jīng)由所有密封空間Dl、 D2和D3而打開。泡制裝置擠出咖啡粉，殘余水(排放液)經(jīng)由包括密封空間Dl、 D2、 D3以及出口 23和出口 60的排液通道31流入殘余水盤(如圖3中帶參考標(biāo)號"31"的箭頭所示)。這種擠出是必須的，以使咖啡餅可以凝固在一起的方式緊密壓縮地從泡制裝置中排出，且因此不會產(chǎn)生任何問題，干燥且使得泡制腔52清潔。 圖4示出了圖2的排放閥20在銳鈣位置ES時的縱截面圖。這個閥位置僅在整個脫鈣過程中被觸發(fā)。該位置可設(shè)置用于自動脫鈣，由此液體系統(tǒng)可根據(jù)需要而免于形成碳酸鈣(chalk)。隨后，從用于泡制液BF或脫鈣液EF的入口 22經(jīng)由密封空間D1、D2到達(dá)用于殘余水的出口 23的閥通道并打開。然而，密封軸環(huán)M2的通孔被活塞26的凸緣部F2封閉。因此，沿脫f丐通道32流動的脫f丐液EF無法進(jìn)入密封空間D3。這樣確保脫f丐液不進(jìn)入泡制單元50，而是經(jīng)由出口60被專門引出例如進(jìn)入殘余水盤。由于泡制單元的材料不耐脫牽丐液EF，因而這是必需的，且因此，可以明顯地提高泡制單元50的使用壽命。在圖4中，帶參考標(biāo)號"32"的箭頭表示脫鈣液沿脫鈣液通道32的流動。 圖5示出了其中裝有排放閥20的圖1中泡制單元50的縱截面圖。排放閥20以水平安裝位置裝在泡制單元50的下端。連接的泡制和排放通道24、25從排放閥20向上通到泡制單元50的泡制腔52。泡制好的咖啡經(jīng)上升管51被送到咖啡出口 61和杯62中。
根據(jù)這里所述本發(fā)明的泡制裝置的實施例，引入液體系統(tǒng)的液體可以僅由一個單一排放閥來引導(dǎo)，因此對泡制單元的功能和使用壽命沒有損害。因此，該泡制裝置結(jié)構(gòu)簡單，提高了其可靠性并同時具有成本優(yōu)勢。
權(quán)利要求
一種特別是用于咖啡的泡制裝置，所述泡制裝置包括排放閥(20)，所述排放閥一方面位于所述泡制裝置(10)的泡制液容器(40)和泡制單元(50)之間的泡制液通道(30)中且另一方面位于所述泡制裝置(10)的所述泡制單元(50)和出口(60)之間的排液通道(31)中，其中，在所述排放閥(20)的泡制位置(BS)中，所述泡制液通道(30)被打開且所述排液通道(31)被阻塞，其特征在于，所述排放閥(20)還具有排放位置(DS)，在所述排放位置中，所述排液通道(31)和所述泡制液通道(30)均被打開，并且所述排放閥還具有脫鈣位置(ES)，在所述脫鈣位置中，所述泡制液通道(30)被阻塞并且在所述泡制液容器(40)和所述出口(60)之間經(jīng)由所述排放閥(20)形成一脫鈣液通道(32)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的泡制裝置(IO)，其中，所述排放閥(20)包括圓柱形套管 (21)，所述套管(21)具有用于來自所述泡制液容器(40)的泡制液(BF)的入口 (22)和用 于來自所述泡制單元(50)的排放液的出口 (23)，該入口和該出口在它們的圓周上以相對 于彼此偏置的方式設(shè)置，從而使得在所述套管(21)的水平安裝位置中，該入口 (22)的位置 高于該出口 (23)的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泡制裝置(IO)，其中，所述排放閥(20)具有用于流向所 述泡制單元(50)的泡制液(BF)的出口 (24)和用于來自所述泡制單元(50)的排放液的入 口 (25)，并且該出口 (24)和該入口 (25)被設(shè)計為共用的泡制和排放連接件。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的泡制裝置(IO)，其中，所述排放閥(20)具有 在所述套管(21)中沿中心導(dǎo)向的縮腰形活塞(26)，所述活塞(26)能被引入到一位置(DS) 中，在該位置中，所述活塞(26)的腰形部(T)以非接觸的方式穿過依次布置在所述套管 (21)中的兩個密封軸環(huán)(M1、M2)，從而使得這兩個密封軸環(huán)(M1、M2)分割出三個相互連通 的密封空間(Dl、 D2、 D3)，每個所述密封空間鄰近至少一個所述密封軸環(huán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的泡制裝置(IO)，其中，所述活塞(26)在所述腰形部(T)的兩 端中的各端處分別具有一個凸緣部(Fl、 F2)，并且所述活塞能夠根據(jù)需要而被引入到兩個 位置(BS、ES)的一個中，在這兩個位置中的每一個中，所述凸緣部(F1、F2)中的一個密封地 鄰靠所述密封軸環(huán)(M1、M2)中的一個并且所述腰形部以非接觸的方式穿過相應(yīng)的另一個 密封軸環(huán)，從而使得在每一情況下，所述密封空間中的兩個(Dl、 D2 ;D2、 D3)是相互連通的 并且相對于相應(yīng)的第三個密封空間(D3 ;D1)被密封。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5中所述的泡制裝置(IO)，其中，用于來自所述泡制液容器(40)的泡 制液(BF)的入口 (22)形成于所述排放閥(20)的位于布置在所述套管(21)中的兩個密封 軸環(huán)(M1、M2)之間的密封空間(D2)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6中所述的泡制裝置(IO)，其中，用于流向所述泡制單元(50)的泡制 液(BF)的出口 (24)、用于來自所述泡制液容器(40)的泡制液(BF)的入口 (22)以及用于 來自所述排放閥(20)的排放液的出口 (23)各自通向不同的密封空間(D1、D2、D3)中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4-7中任何一項所述的泡制裝置(IO)，其中，設(shè)置有一線性步進(jìn)電機(jī) (70)，以在所述排放閥(20)中調(diào)節(jié)所述活塞(26)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別用于咖啡的泡制裝置，所述泡制裝置包括排放閥(20)，該排放閥一方面位于泡制裝置(10)的泡制液容器(40)和泡制單元(50)之間的泡制液通道(30)中且另一方面位于泡制單元(50)和泡制裝置(10)的出口(60)之間的排液通道(31)中，其中，在排放閥(20)的泡制位置(BS)中，泡制液通道(30)被打開且排液通道(31)被阻塞。該泡制裝置的特征在于，所述排放閥(20)還具有排放位置(DS)，在該排放位置中，排液通道(31)和泡制液通道(30)均被打開，并且排放閥還具有脫鈣位置(ES)，在脫鈣位置中，泡制液通道(30)被阻塞并且在泡制液容器(40)和出口(60)之間經(jīng)由排放閥(20)形成一脫鈣液通道(32)。
文檔編號A47J31/46GK101711645SQ200910176160
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者菲利普·布蒂克爾 申請人:優(yōu)瑞電器股份有限公司