技术领域
[0001] 本
发明涉及用于从被包含在胶囊内的萃取材料(例如
研磨咖啡)中制备饮料等的萃取装置。特别地，本发明涉及用于萃取装置的冲泡模块、胶囊识别模块以及具有这种冲泡模块和/或胶囊识别模块的饮料制备机。
背景技术
[0002] 用于从存在于分份
包装内的萃取物中制备饮料等的萃取装置例如作为咖啡机或浓缩咖啡机是已知的。在许多相应的系统中，分份包装被设计成胶囊，其中萃取物例如以气密方式密封。为了萃取，胶囊在例如彼此相对的两侧被刺穿。然后在第一侧引入萃取液(通常为热
水)。在第二侧将萃取产物释放出胶囊。这在所谓的冲泡模块中进行。这种冲泡模块包括容纳有胶囊的冲泡室。这样的冲泡模块尤其受欢迎，其中投入胶囊且冲泡室通过操作杆手动关闭，其中当在冲泡过程后再打开冲泡室时，胶囊被自动移出冲泡室并被抛至胶囊容器中。这种具有自动胶囊抛除的冲泡模块通常被设计为水平冲泡模块，即，胶囊从上方进行插入，冲泡室的关闭是两个冲泡模块部的水平相对移动，冲泡液体基本上水平流动并且胶囊容器在冲泡室下方形成。
[0003] 在关闭冲泡室还有重新打开冲泡室时要施加的
力是非恒定的。在手动可关闭的冲泡模块中，这导致的缺点是，必须找出关于杠杆比和
传动比的折中方案。不可能设置/调节杠杆比和传动比，以使一方面在需要较高力时(例如在刺穿胶囊时)还可能轻松致动，另一方面通常不会产生太小的阻力。过小的机械阻力不会给予用户任何反馈并且不会被认为是触感舒适的。另外，用户感觉到机械阻力突然增加或降低的令人不快的震摇，并且该装置由此以校差的方式作用。
[0004] 为此，在EP1859713中提出了一种冲泡装置，其具有带有可变传动比的关闭机构。但是，该机构复杂并且不够灵活。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服
现有技术的缺点，提供一种用于制备冲泡饮料的冲泡模块以及饮料制备机，关于该饮料制备机冲泡室的关闭以手动方式实现并且尽管如此还是形成了功能上和触觉上均令人满意的关闭性能，尤其是无需过于复杂的机械机构和过多的零部件。
[0006] 根据本发明，提供了一种用于由分份胶囊制备冲泡饮料的冲泡模块，所述冲泡模块包括：
[0007] -壳体；
[0008] -第一冲泡模块部和第二冲泡模块部，能够相对于所述壳体在第一冲泡模块部
位置(冲泡模块打开)和第二冲泡模块部位置(冲泡模块关闭)之间移动，其中在所述第二冲泡模块部位置处由第一和第二冲泡模块部形成冲泡室，所述冲泡室至少部分包围在冲泡过程中位于冲泡位置的所述分份胶囊，其中，所述冲泡模块被构造为借助于将冲泡液体引入分份胶囊来冲泡冲泡饮料并且将其排出分份胶囊；和
[0009] -操作元件，其可从第一操作元件位置被手动置入第二操作元件位置，[0010] -传动机构，其用于将所述操作元件的运动传递至所述第二冲泡模块部相对于所述壳体的运动中，
[0011] 所述传动机构包括
凸轮盘，其通过所述操作元件被可旋转地安装在所述壳体上，所述凸轮盘具有第一导向面，其中通过所述凸轮盘被转动，所述第二冲泡模块部通过所述第一导向面能够沿着固定于所述壳体的位移路径从所述第一冲泡模块部位置位移至所述第二冲泡模块部位置。所述冲泡模块的特征是，所述第一导向面限定了能够沿着所述第一导向面变化的传动比。
[0012] 本文中传动比发生明显变化。在
实施例中，其以至少为2的倍数、通常以至少为4、6、8、10或更大的倍数而在最大值和最小值之间变化。
[0013] 下文中，第二冲泡模块部从第一位置至第二位置的运动也被称作“关闭运动”，而反向运动被称作“打开运动”。
[0014] 本文中传动比表示一方面由第二冲泡模块部所走过的路径与另一方面由凸轮盘所走过的
角运动之间的比值。沿着导向面在某个位置处的传动比是由以下两个方面限定的，即位移路径相对于凸轮盘的旋
转轴线的位置和取向以及一方面位移部件和另一方面导向面之间在这个位置处的夹角，当凸轮盘对齐时，使得该位置与位移路径对齐。
[0015] 传动比可尤其被选择为使得当在更大的关闭力时，其比在关闭力小的情况下更小。借此，用户的关闭力的路线至少部分受到补偿，并且在关闭运动中用户所感受到的机械阻力比现有技术中已知的更加均匀。
[0016] 具体地，在远离第一位置延伸的导向面的第一部段中，传动比可大于朝向第二位置的导向面的第二部段中的传动比。接下来，在位移路径的起始位置，在此处机械阻力仅通过摩擦生成并且很小，造成了冲泡模块部的快速前移，然而在胶囊需要被刺穿时，可能会向位移路径的尾端施加更大的力。
[0017] 在具体的实施例中，第一导向面包括至少三个部段，其中在第一部段中，在第一位置处开始，传动比位于第一区域内，在第二部段中，传动比位于第二区域中，并且在朝向第二位置的第三部段中，传动比位于第三区域中。本文中，第一区域中的传动比值大于第二和第三区域中的传动比值，而第二区域中的传动比值大于第三区域中的传动比值。例如，对应于第一部段的路径比第二和第三部段的相应路径具有沿着位移路径的更大延伸，例如也比由第二和第三部段共同影响的路径具有更大的延伸。
[0018] 本文中，第一部段可被选择和匹配于冲泡室的形状，从而其会影响第二冲泡模块部朝向胶囊的运动。该第二部段被选择为使得其会在将胶囊插入
密封件和/或在通过穿孔件刺穿胶囊时影响第二冲泡模块部的运动。第三部段接下来被选择为使得其会在关闭过程的需要中等值的力的最后阶段影响第二冲泡模块部的运动。如WO2015/048914中教导的，胶囊凸缘从由导向机构形成的轨道移至另一个轨道会需要较大的力，对应该运动的部段(例如第二部段或者也为第三部段)可具有尤其小的传动比。
[0019] 除了第一导向面之外，凸轮盘还可限定第二导向面，通过该第二导向面第二冲泡模块部能够沿着固定于壳体的位移路径从第二冲泡模块部位置位移至第一冲泡模块部位置。
[0020] 第一和第二导向面可被设计为凸轮盘中的导向开口的边界(此开口可为连续孔或深凹)。联接至第二冲泡模块部的例如销状导向件例如一体形成在该第二冲泡模块部上或者通过该第二冲泡模块部进行导向，接下来接合入该导向开口内。
[0021] 第二导向面可不平行于第一导向面，即传动比无需在关闭运动和打开运动的情况下与第二冲泡模块部的某些位置处一样大。
[0022] 如果第一和第二导向面为共用导向开口的边界，那么导向开口的宽度(沿着局部运动方向上的距离)可大于导向件的直径，即导向件根据状态最大程度地
接触两个导向面中的一个而非两个。
[0023] 此第二导向面还可尤其延伸为使得沿其(例如类似在部段上以及例如类似基本上)限定可变的传动比，于最大传动比和最小传动比之间的倍数至少为2或者至少为4、6、8、10或更大。
[0024] 第二冲泡模块部例如以线性平移、尤其是水平方式相对于壳体移动，即位移路径尤其为线性的或者水平的。第一冲泡模块部可以固定于壳体的方式安装。但是，人们也不排除第一冲泡模块部也是可移动的并且例如执行与第二冲泡模块部相反的运动。
[0025] 固定于壳体的位移路径可例如由壳体的
导轨(例如导槽)限定，联接至第二冲泡模块部的导向件(例如导向销)接合入该导轨中。此导向件还可与导向面相互作用，其中接下来导向件的一个部段接合入导轨中，导向件的另一个部段与导向面相互作用。为此目的，此导向件可以可选地设有彼此间无关联的两个支承，其中第一支承接合于导轨，而第二支承接合于导向面。
[0026] 具体地，第二冲泡模块部可为注入器，分份胶囊借助于该注入器被刺穿，例如作为冲泡液体的热水从该注入器处被引入分份胶囊中。第一冲泡模块部可形成排出装置，其用于将萃取产物引导出胶囊。为此目的，其例如包括用于在萃取侧刺破胶囊的萃取侧穿孔件或其他结构，所述穿孔件在萃取侧打开胶囊。反之也是可行的，即第一冲泡模块部可形成注入器，而第二冲泡模块部可形成排出装置。
[0027] 具体地，操作元件可为操作杆，其可借助从上至下的倾斜运动而从第一操作元件位置被置入第二操作元件位置。在第二操作元件位置处，例如操作杆关闭例如冲泡模块的、由饮料制备机的壳体形成的胶囊插入开口。
[0028] 在实施例中，冲泡模块还包括用于阻尼所述第二冲泡模块部运动的阻尼装置。用于阻尼冲泡模块的关闭和打开运动的阻尼装置已经例如由EP2485629已知。其在打开移动过程中与
弹簧驱动有关并且尤其用于在打开运动结束时防止过于剧烈地抵碰止挡件。该阻尼装置可通过惯性和摩擦起作用，还可仅通过摩擦、液压、借助于空气阻尼、
磁性等起作用，通常以均匀的方式阻尼关闭和打开运动。
[0029] 在本发明的实施例中，所述阻尼装置被设计为使得其具有根据位置和/或运动方向不恒定的阻尼特性。例如其可被设计为使得其仅沿着位移路径的局部路径阻尼和/或其仅在关闭运动过程中或仅在打开运动过程中进行阻尼。
[0030] 具体地，阻尼装置可借助于能够相对于彼此移动的冲泡模块的两个部件(例如凸轮盘和壳体或者第二冲泡模块部和壳体)形成，每个部件均具有接触部，所述接触部彼此仅物理接触并且在位移路径的局部路径上相互摩擦。补充地或替代地，人们可想到的是，随着关闭运动和打开运动，由阻尼元件形成的其中一个接触部被不同程度地压靠于另一个接触部，尤其是根本不进行打开运动或关闭运动的接触部。
[0031] 在实施例中，阻尼元件可例如被设计为弹性元件，其可移动地容置在冲泡模块的对应部件的容座中，其中在关闭运动过程中，其被压靠于另一个接触部，然而在打开运动过程中，其可远离另一个接触部避开或反之亦然。
[0032] 本发明还涉及具有上述类型冲泡模块的饮料制备机。
附图说明
[0033] 以下通过附图来描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件，其中：
[0034] 图1和图2分别为冲泡模块在打开状态和关闭状态下的视图；
[0035] 图3为图1和2的冲泡模块的分解视图；
[0036] 图4为图1-3的冲泡模块的凸轮盘；
[0037] 图5和6分别为冲泡模块在关闭和打开过程中的简化截面图；
[0038] 图7-9为冲泡模块在不同阶段下的截面图的细节，其使得容易看见阻尼装置；和[0039] 图10为根据本发明的咖啡机的示意图。
具体实施方式
[0040] 根据图1-3的冲泡模块1包括冲泡模块壳体2。能够相对于彼此移动的两个冲泡模块部即排出装置3和注入器4在冲泡模块壳体2内被导向。该壳体在本文中包括两个壳体侧部21。
[0041] 注入器4包括用于刺穿分份胶囊的穿孔件，该分份胶囊至少部分填充有萃取材料(例如研磨咖啡)。注入器14被构造成通过穿孔件或在穿孔件旁将液体(例如热水)引入刺穿的胶囊内，其中水可经由供水装置(未示出)供应，供水装置可包括例如柔性管。
[0042] 关于在此描述的实施例，排出装置3还包括穿孔件即萃取侧穿刺尖。这些可以被设计成例如在WO2015/039258或WO2010/118544中所描述的那样，或者是采用其它设计，并且也可以应用除穿刺尖外的其它原理(例如具有格栅状的结构)。
[0043] 如本身已知，为了制备冲泡饮料，胶囊被放置在排出装置3和注入器4之间，并且两者朝向彼此移动，从而在它们之间形成了包围胶囊的冲泡室。热水在压力作用下通过注入器被供应给胶囊，并且萃取产物通过排出装置3经由饮料出口13流入例如位于其下方的饮料容器。
[0044] 在本文描述的实施例中，第二冲泡模块部(注入器)相对于第一冲泡模块部(排出装置)的相对移动通过以将排出装置3固定至壳体而注入器4可沿着水平轴线移动的安装方式来实现。
[0045] 在制备冲泡饮料前，用户通过设置在壳体上侧的胶囊插入开口置入一个胶囊，所述胶囊借助于如例如在WO2015/048914中描述的对应构件被保持在为此设定的高度上，直至冲泡室关闭。此种胶囊置入冲泡室可以直接方式实现或者如WO 2016/087190中所描述的那样借助于(例如为了胶囊识别的目的)首先将胶囊保持在冲泡室上方的位置而以间接方式实现。
[0046] 冲泡模块包括由用户操作以关闭冲泡室的操作杆6，所述操作杆固定地紧固至由两个凸轮盘30构成的凸轮盘组件。该凸轮盘自身可分别相对于壳体绕转轴31可枢转地安装，该转轴31分别布置在对应壳体侧部21内和对应凸轮盘30中的孔32内。这两个凸轮盘30通过第一和第二可选的稳定销45、46彼此联接，以给凸轮盘组件提供附加的
稳定性。在两个壳体侧部内分别为第一稳定销45布置第二壳体导轨25，在凸轮盘组件进行枢转运动的情况下，第一稳定销45可在第二壳体导轨25内松弛地或导向地移动。
[0047] 另外，在壳体侧部21上分别形成了第一水平壳体导轨22，其限定了固定在壳体上的位移路径。固定联接至第二冲泡模块部4的导向销41通过壳体导轨22分别插入凸轮盘30的导向开口33内。
[0048] 为此目的，本文中的导向销在其两侧分别包括第一滑动支承42和第二滑动支承43，第二滑动支承43在旋转时与第一滑动支承42无关接。第一滑动支承42与壳体导轨22接合，而第二滑动支承43伸入对应的导向开口33中。
[0049] 由于由导向开口形成的导向面，在致动操作杆6时凸轮盘30的枢转运动被转换为第二冲泡模块部4沿着由壳体导轨22限定的位移路径的位移运动。
[0050] 如图4尤其示出，所述导向开口33由于其形状形成了第一导向面34和并不与其平行的第二导向面35，所述导向面影响了冲泡模块部在关闭运动和/或打开运动时的移位。借助于导向面实现了非恒定的传动比，该导向面所描绘的路径不同于以孔32为中心点延伸的阿基米德螺旋线。
[0051] 在示出的实施例中，第一导向面34包括具有相对大的传动比的第一部段34.1。在第二部段34.2中，限定出了明显小得多的传动比，从而用户例如在刺破胶囊和/或将胶囊凸缘从一个轨道移至另一个轨道时无需过大的力。在第三部段34.3中，传动比被设计为中等值。在位移路径的对应第三区域中，例如穿刺尖完全插入胶囊内并且胶囊可能在冲泡模块部之间被轻微压缩，这就是需要中等力作用的原因。第二和第三部段之间从小传动比至中等值传动比的过渡(由用户感受到的单位位移距离的阻力又增加)防止了胶囊凸缘在从一个路径跳跃至另一个路径之后的突然塌陷，如WO 2015/048914中所描述的那样；此突然塌陷会被用户视为猛冲，并且因猛冲
载荷而也会对冲泡模块的使用寿命造成不利影响。
[0052] 说明：在实施例中，在第一部段中，传动比位于0.6mm/°至2.5mm/°之间(相应部段内的传动比无需恒定，而的确可以有所不同)，在第二部段中为0.1mm/°至0.2mm/°之间并且在第三部段中为0.2mm/°至0.4mm/°之间。例如，第二冲泡模块借助于第一部段在约30°的柄杆运动内被向前推动了约25mm，在第二部段中在15°的柄杆运动内被推动了2-3mm，在第三部段中在40°的柄杆运动内被推动了10-12mm。当然也可能出现明显不同的数值，最佳数值取决于具体的几何形状、选用的材料以及还可能有阻尼装置。在任意情况下，沿着路径的不同传动比之间的差值是较大的。
[0053] 第二导向面35对于相反路径也类似地包括三个部段。具有中等传动比的第一部段35.1用于最初打开冲泡室以及移除胶囊过程中的第一步。在第二部段35.2中，传动比较小，因为例如为了进一步在
变形过程中
撤回胶囊必须采用较大的力，从而该力可随后减小。在第三部段35.3中，传动比是大的，从而在机械阻力较小的情况下将冲泡室充分打开，而操作元件无需过长的路径。
[0054] 传动比和由第二导向面所实现走过的位移可以大致对应于第一导向面的值，其中第一导向面的第三部段对应于第二导向面的第一部段，第二部段彼此对应，第一导向面的第一部段对应于第二导向面的第三部段。
[0055] 冲泡室的示例在WO 2015/04814中进行描述，其中在关闭冲泡室和重新打开冲泡室时，胶囊要在不同阶段承受不同的机械载荷，这就是将要施加不同大小的关闭力和打开力的原因。然而，本发明并不限于在WO2015/048914中描述类型的冲泡室，而是可用到在关闭和/或打开时要施加的力在整个路径中不是恒定的的任何类型的分份胶囊用冲泡室。
[0056] 在图4中同样示出了一个特殊的可选特征。凸轮盘33的导向开口33在朝向其内端的位置处形成了端部，其中第一导向面34通过凸肩37过渡至略微侧凹部分。这使得结构绷紧，即在冲泡时，由于在冲泡室中产生的内部压力而将朝外定向的力作用在第二冲泡室部件上，这造成力通过导向销被传入38凸轮盘。所述力由于侧凹而反作用于打开运动，即导向销由此压入侧凹的端部，如表示引入力38的箭头所示。该构造由此在此含义上被设计为自
锁定。
[0057] 图5以截面方式示出了在关闭运动过程中的冲泡模块，其中当凸轮盘30沿顺
时针方向枢转时，导向销借助于抵靠在第一导向面而在图5中的第一壳体导轨22中向右移动。所示出的实施例中的传动比是由以下两方面决定的，一方面为在与导向销41接触的位置处切线T与导向面33之间的夹角，另一方面为由壳体导轨22限定的运动方向，其在示出的实施例中为水平的。夹角越小，传动比越大。当运动方向与在本文描述的实施例不同地并非在
旋转轴线(由孔32限定)的径向上延伸时，传动比和导向面的路线之间会形成更加复杂的关系。
[0058] 图6示出了借助于凸轮盘沿逆时针方向的枢转而进行打开运动的对应示意图。
[0059] 在图5和6中还示出了阻尼装置，所述阻尼装置由阻尼元件52和与其相互作用的滑动面形成。在本示例中，阻尼元件在此处位于凸轮盘上，而滑动面以关于壳体固定的方式布置，例如由壳体形成或者形成在以固定方式关于壳体布置的元件上。但是，还可为其他方式；通常情况下根据本文描述的原理的阻尼装置需要能够在打开和关闭过程中相对于彼此移动的两个部件，并且两个部件之间，摩擦可以在一部分关闭路径上和/或还可能在一部分打开路径上形成。
[0060] 图7-9示出了具有阻尼元件52和滑动面51的冲泡模块在不同阶段的细节。
[0061] 阻尼元件包括弹性元件，在本文中为围绕导向部58延伸的阻尼环53。该阻尼环被布置在为其设置的容座54内并且可以在该容座内部分地移动。
[0062] 图7示出了关闭过程中的情况，其中凸轮盘30沿着运动方向移动至壳体(参见图5)，具体是在关闭过程的结束阶段之前，例如尤其在较大力作用在第二冲泡室部分时。阻尼环松弛地位于容座54内，不会与关于壳体固定的部件接触，此时没有阻尼。
[0063] 图8中示出了
马上将发生的、即关闭过程快要结束时的情况。阻尼环53抵靠在滑动面51上并且由于凸轮盘的向前运动(运动方向60)而被压入狭窄部位55，该狭窄部位形成在容座和滑动面51之间并且其尺寸被设计阻尼环仅在变形状态下就位于其中。为此原因，阻尼环由于其弹性压靠于滑动面51并且形成了反作用于向前运动的摩擦阻力。在示出的实施例中，在进一步向前运动的过程中，此摩擦阻力逐渐减小，因为滑动面51不会完全平行于运动方向而是以略微倾斜的方式延伸，即，向后倾斜地构成。
[0064] 在打开运动过程中(图9，运动方向60)，滑动面51和阻尼环53之间摩擦的出现不会将阻尼环压入狭窄部位55内，而是允许阻尼环从这里避开进入一个无变形的阻尼环就位于此的区域内。为此原因，在阻尼环53和滑动面51之间仅具有最小摩擦，即不会阻止打开运动。
[0065] 在关闭运动过程中，如果阻尼环53在趋近滑动面51的过程中位于狭窄部位55的外侧，则可选的斜面56与阻尼环的固有弹性及其将与滑动面51的接触共同确保了在图8所示的过程中阻尼环被压入狭窄部位。
[0066] 代替阻尼环，还可采用另一个例如弹性阻尼元件，例如弹性唇。该阻尼元件优选被布置和设计为使得当其与滑动面接触时，其因相对于滑动面朝向一个方向运动而变形并且对滑动面施加弹性力，所述力反作用于变形，然而其可在另一方向上运动时可避开并且可沿着滑动面以基本不受力的方式滑动。在弹性唇的情况下，这是借助于未垂直于滑动面、而是与滑动面呈非直角的唇来实现的。
[0067] 图10示意性示出根据本发明的、用于由分份胶囊10制备冲泡饮料的机器，本文中具体为咖啡机，其具有冲泡模块1。除了冲泡模块之外，其还包括水箱91、用于将冲泡水供给至注入器4的
泵92以及水加热装置93(例如持续加热器)。另外，在冲泡模块下方布置胶囊容器95，在冲泡过程之后胶囊1掉入其中或者被传送入其中。附图标记98表示咖啡杯。
[0068] 附图标记列表
[0069] 1 冲泡模块
[0070] 2 冲泡模块壳体
[0071] 3 排出装置
[0072] 4 注入器
[0073] 6 操作杆
[0074] 13 饮料出口
[0075] 21 壳体侧部
[0076] 22 第一壳体导轨
[0077] 25 第二壳体导轨
[0078] 30 凸轮盘
[0079] 31 转轴
[0080] 32 转轴用孔
[0081] 33 导向开口
[0082] 34 第一导向面
[0083] 34.1 第一部段
[0084] 34.2 第二部段
[0085] 34.3 第三部段
[0086] 35 第二导向面
[0087] 35.1 第一部段
[0088] 35.2 第二部段
[0089] 35.3 第三部段
[0090] 36 端部部段
[0091] 37 凸肩
[0092] 38 冲泡时引入力
[0093] 41 导向销
[0094] 42 第一滑动支承
[0095] 43 第二滑动支承
[0096] 45 第一稳定销
[0097] 46 第二稳定销
[0098] 51 滑动面
[0099] 52 阻尼元件
[0100] 53 阻尼环
[0101] 54 容座
[0102] 55 狭窄部位
[0103] 56 斜面
[0104] 58 导向部
[0105] 60 运动方向
[0106] 91 水箱
[0107] 92 泵
[0108] 93 水加热装置
[0109] 95 胶囊容器
[0110] 98 咖啡杯
