專利名稱：用于通過(guò)離心作用制備飲料的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)離心作用制備飲料的領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)利用離心作用從容器沖泡和提取飲料來(lái)制備諸如咖啡的飲料的設(shè)備。
背景技術(shù)：
通過(guò)利用離心作用來(lái)制備飲料是已知的。其原理主要包括在容器中提供飲料成分、向容器中供給液體和使容器以提高的速度旋轉(zhuǎn)以確保液體與粉末的相互作用，同時(shí)在容器中形成液體的壓力梯度；這種壓力從容器的中央朝容器的外周逐漸升高。隨著液體穿越咖啡床，發(fā)生咖啡混合物的提取并且獲得在容器的外周處流出的液體提取物。W02008/148601描述了使用這種原理的設(shè)備的一個(gè)可能的示例，其中容器為在其使用前打開(kāi)的密封膠囊。熱水經(jīng)由包括沿旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)準(zhǔn)的噴水器的水接口部件供給到膠囊的中央。容器被保持在借助旋轉(zhuǎn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的膠囊保持器中。液體接口部件和膠囊保持部件兩者都沿滾子軸承安裝。通過(guò)形成穿過(guò)容器的蓋的開(kāi)口的多個(gè)外周針從膠囊提取飲料。當(dāng)膠囊繞其旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，熱水通過(guò)飲料成分，與其相互作用以產(chǎn)生液體提取物，并且得到的液體提取物在離心力的作用下穿越外周開(kāi)口并對(duì)著收集器的沖擊壁噴射。這樣構(gòu)成飲料的液體提取物然后經(jīng)設(shè)備的飲料管道排出并被收集在諸如杯的接收器中。W02008/148646和W02008/148650還描述了一種飲料制備設(shè)備，其中，例如通過(guò)閥系統(tǒng)在容器、特別是膠囊下游形成限流作用，所述閥系統(tǒng)在離開(kāi)容器的離心液體所形成的壓力下打開(kāi)或擴(kuò)大。該閥系統(tǒng)可以由設(shè)備的被彈性地壓靠在膠囊的邊沿部分上的活動(dòng)約束部件形成。US5566605涉及一種用于熱飲制備機(jī)器的離心式提取單元，其具有可變形的密封接頭。該單元包括鼓狀物和與該鼓狀物一起限定出內(nèi)部容積的罩蓋。該罩蓋通過(guò)接合在斜面中的附接耳連接至鼓狀物。US2003/0052206A1涉及一種設(shè)備，其用于驅(qū)動(dòng)用于食物處理機(jī)構(gòu)的工具。該機(jī)構(gòu)處理被置于其中的食物，特別是壓榨、切削、磨碎或切斷。其特別涉及一種用于水果和蔬菜的榨汁機(jī)或橘類水果擠壓器、磨碎器或蔬菜切割片。該設(shè)備包括連接到基部的筐。該基部安裝在驅(qū)動(dòng)頭部周圍?；颗c驅(qū)動(dòng)頭部之間的連接通過(guò)頭部的至少兩個(gè)支柱獲得，所述支柱可以在離心力的作用下朝向基部的外周增強(qiáng)部移動(dòng)。還設(shè)置有環(huán)形彈性隔膜，以使支柱在不存在離心力時(shí)朝向它們的回退位置返回。但是，這一發(fā)明簡(jiǎn)單地處理旋轉(zhuǎn)工具、更具體而言水果或蔬菜提取筐與驅(qū)動(dòng)頭部的快速連接。特別地，所述筐基本上開(kāi)啟且未被液體接口部接合。特別地，離心液體(例如，水果汁)不存在直接或間接作用在旋轉(zhuǎn)部件的連接部上的壓力。US4700621也涉及一種用于諸如榨汁機(jī)的高速用具的快速/分離聯(lián)接器，其中筐陽(yáng)性地連接以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并被軸向地鎖閉至驅(qū)動(dòng)組件而不進(jìn)行機(jī)械調(diào)節(jié)。在現(xiàn)有技術(shù)的飲料制備設(shè)備中，為容器供給水的水接口部件和保持容器的保持部件可沿設(shè)備的框架部分旋轉(zhuǎn)，所述框架部分由諸如卡口系統(tǒng)等的封閉機(jī)構(gòu)固定在一起。保持部件一般經(jīng)由至少一個(gè)滾子軸承安裝在框架部件上。液體接口部件一般也是也沿至少一個(gè)滾子軸承安裝的框架部件的一部分。當(dāng)設(shè)備在離心作用期間高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體提取物的壓力在旋轉(zhuǎn)部件上形成趨于分離這些旋轉(zhuǎn)部件的重要的軸向和徑向力?，F(xiàn)有技術(shù)的飲料制備設(shè)備的一個(gè)問(wèn)題源于在容器周圍提供適當(dāng)?shù)氐挚雇ㄟ^(guò)液體的離心壓力形成的軸向和徑向力的設(shè)備的封閉。液體的離心壓力趨于推動(dòng)液體接口部件開(kāi)啟并傳輸?shù)讲考倪B接部。為了維持抵抗離心壓力的部件的充分封閉，通常需要形成用于準(zhǔn)確地保持并接合在容器上的長(zhǎng)公差鏈的復(fù)雜封閉系統(tǒng)。此外，由于旋轉(zhuǎn)的容器中存在的液體靜壓力，軸向力趨于在設(shè)備的主要支承裝置例如滾子軸承上提供過(guò)大的負(fù)荷。結(jié)果是，設(shè)備的軸承和其他負(fù)荷支承機(jī)械件會(huì)過(guò)早磨損。為了防止出現(xiàn)這些問(wèn)題，設(shè)備必須被更牢固地制造，但這影響設(shè)備的成本。本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備。從屬權(quán)利要求進(jìn)一步擴(kuò)展了本發(fā)明。特別地，本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)離心驅(qū)動(dòng)容器而從被容納在所述容器中的飲料成分制備飲料的設(shè)備，所述設(shè)備包括:-保持部件，其被布置成用于將所述容器保持在能夠沿縱向旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述容器的位置，-液體接口部件，其被布置成用于接靠所述容器并將水供給到所述容器中和/或從所述容器提取飲料，-收集部件，其用于收集通過(guò)所述容器中的所述成分和水之間的相互作用而獲得的飲料，其中，所述保持部件和所述液體接口部件通過(guò)連接裝置以這些部件在離心期間隨所述容器一起旋轉(zhuǎn)的方式連接在一起，其中，所述連接裝置至少包括所述保持部件的第一接合面和所述液體接口部件的第二接合面，所述第一和第二接合面在連接期間以防止所述保持部件和所述液體接口部件至少沿旋轉(zhuǎn)的軸向遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)的方式接觸地接合在一起，并且所述連接裝置還包括至少一個(gè)慣性體(mass of inertia),所述慣性體被布置成沿至少一個(gè)徑向以至少一個(gè)自由度可移動(dòng)地連接至所述部件中的至少一個(gè)，以使所述兩個(gè)接合面之間的接合力能夠由于離心力的增大而增大。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備相反地，本發(fā)明的設(shè)備在設(shè)備的關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)部件之間設(shè)置有通過(guò)離心力的作用而變得更牢固的封閉連接。所述部件之間的接合力在離心力的作用下增大，以克服趨于迫使所述部件在所述容器中的離心液體的作用下開(kāi)啟并且特別是抵靠著液體接口部件作用的開(kāi)啟力。特別地，所述設(shè)備被布置成使得所述容器被保持在所述保持部件與所述液體接口部件之間。所述液體接口部件被布置成用于當(dāng)所述容器被保持在所述保持部件中時(shí)接靠所述容器。所述液體接口部件由此承受所述容器中的液體壓力梯度。因此，本發(fā)明確保了所述連接部抵抗這種壓力并且所述液體接口部件在飲料提取期間保持與所述容器接合。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述至少一個(gè)慣性體以滑動(dòng)或旋轉(zhuǎn)布置結(jié)構(gòu)與所述液體接口部件和所述保持部件中的一者可移動(dòng)地連結(jié)。例如，所述慣性體可以是鎖銷或鉤構(gòu)件的一部分或全部。一個(gè)部件的這種鎖銷或鉤構(gòu)件接合在另一個(gè)部件的至少一個(gè)凹部中。所述設(shè)備的所述兩個(gè)部件的所述接合面是這樣的:它們至少沿所述部件的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的軸向傾斜或彎曲的方向延伸。結(jié)果是，離心力在軸向上產(chǎn)生力的分量，所述分量施加在所述接合面上以在離心操作期間增強(qiáng)所述部件之間的連接。優(yōu)選而言，分別地，所述第一接合面是至少一個(gè)突出構(gòu)件的一部分且所述第二接合面是至少一個(gè)凹入構(gòu)件的一部分，以共同形成所述連接裝置的相互鎖閉接合，或反之，所述第一接合面是至少一個(gè)凹入構(gòu)件的一部分且所述第二接合面是至少一個(gè)突出構(gòu)件的一部分，以共同形成所述連接裝置的相互鎖閉接合。所述突出構(gòu)件可由沿不同徑向延伸并與另一個(gè)部件的至少一個(gè)凹部接合的多個(gè)彈性偏壓銷形成。優(yōu)選而言，所述彈性偏壓銷在鎖閉接合中穿入到所述膠囊保持部件的圓周凹槽中。一般而言，所述銷被引導(dǎo)到設(shè)置于所述液體接口部件中的殼體內(nèi)。諸如螺旋彈簧的彈性偏壓裝置可以在各殼體和銷的抵接表面之間嵌入所述凹部中。這種布置結(jié)構(gòu)與另一個(gè)部件的凹部相結(jié)合地構(gòu)成鎖閉部。一般而言，各彈性偏壓銷可形成、可支承或者可連結(jié)到所述慣性體。在一優(yōu)選模式中，所述突出構(gòu)件例如銷本身構(gòu)成所述慣性體。為此，所述銷由諸如金屬的高密度材料制成。例如，所述銷由鋼、銅、黃銅、鉛等制成。在另一替代方案中，所述慣性體可以是在接合時(shí)與所述突出構(gòu)件協(xié)作的單獨(dú)元件。其也可以是經(jīng)由機(jī)械聯(lián)接裝置連結(jié)到所述突出構(gòu)件的元件。一般而言，所述液體接口部件可包括用于將液體噴射到所述容器的中央的裝置。特別地，所述液體噴射裝置可以由中空針形成，所述針穿刺所述容器的蓋或穿過(guò)形成在所述容器的所述蓋中的入口。所述液體噴射裝置也可以是嵌合在所述容器的入口周圍的噴嘴。所述液體接口部件還可包括用于從所述容器提取飲料的裝置。所述飲料提取裝置可包括用于在所述容器的上壁中穿刺出輸出開(kāi)口的一系列穿刺構(gòu)件。所述穿刺構(gòu)件可以是沿所述液體接口部件的圓形圖案分布的小的圓錐形或棱錐形構(gòu)件。這些構(gòu)件可提供穿過(guò)所述容器的蓋的穿孔。所述蓋可以是氣密隔膜、多孔隔膜、網(wǎng)狀物、濾紙或它們的結(jié)合。可能的是，所述蓋的一部分厚度可抵抗所述構(gòu)件進(jìn)行的穿孔。為了控制所述容器中的所述液體提取物所形成的離心壓力，所述設(shè)備包括限流閥，所述限流閥包括與所述容器的邊沿部分接合的迫壓部分。這種閥裝置及其功能例如在W02008/148646中被描述。所述閥的功能主要是提供背壓，所述背壓使得能夠控制液體在所述容器中的停留時(shí)間并控制離開(kāi)所述容器的離心液體的流率。所述設(shè)備的迫壓部分優(yōu)選在彈性偏壓裝置的負(fù)荷下與所述容器的邊沿部分接合，其中，在離心期間，當(dāng)已達(dá)到充分的轉(zhuǎn)速時(shí)，所述液體接口部件的所述迫壓部分通過(guò)所述離心飲料在所述閥上形成的壓力而移動(dòng)離開(kāi)所述容器的所述邊沿部分，以便在所述容器的迫壓部分和邊沿部分之間形成至少一個(gè)流路。所述容器可在具有特定厚度的邊沿部分的容器中選擇，以便在接靠所述迫壓部分時(shí)，通過(guò)由所述邊沿部分的所選厚度設(shè)定的預(yù)先約束來(lái)確定所述閥。典型地，所述厚度越大，所述閥裝置上的所述預(yù)先約束就越大且對(duì)于一定流率而言所需的轉(zhuǎn)速就越大。標(biāo)題為“system of capsules for preparing a beverage bycentrifugation (用于通過(guò)離心作用制備飲料的膠囊系統(tǒng))”的共同未決的歐洲專利申請(qǐng)N0.09178400.9中進(jìn)一步描述了這種閥控制的原理。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以更可靠地控制被控制通過(guò)所述限流閥的飲料的流量。在一可能的模式中，所述連接裝置位于所述容器上方。在這種模式中，所述保持部件可包括徑向貫通開(kāi)口，其基本上定位在與所述容器的所述邊沿部分相同的水平，以允許離心液體在沖擊在包圍所述保持部件的所述收集部件的壁上之前穿越所述保持部件。 此外，所述設(shè)備可包括布置成與所述保持部件和液體接口部件中的一者自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的布置結(jié)構(gòu)；這種布置結(jié)構(gòu)包括在所述部件的旋轉(zhuǎn)軸的軸承與框架之間的彈性裝置。該自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)布置結(jié)構(gòu)通過(guò)彈性來(lái)校正所述旋轉(zhuǎn)部件之間在封閉時(shí)的失準(zhǔn)。這也與其他連接裝置配合提高了所述設(shè)備的封閉的靈活性和效率。所述設(shè)備還包括封閉致動(dòng)機(jī)構(gòu)，以在將所述部件中的至少一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)從開(kāi)啟位置引導(dǎo)和移動(dòng)到封閉位置時(shí)操作所述液體接口部件與所述保持部件之間的連接接合，在所述開(kāi)啟位置，所述部件互相充分遠(yuǎn)離以允許將所述容器置于所述保持部件中，在所述封閉位置，所述連接裝置可以接合。所述封閉致動(dòng)裝置還被布置成執(zhí)行所述部件的開(kāi)啟以使所述容器能夠從所述設(shè)備被移除。這種封閉致動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是凸輪系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)卡扣式封閉系統(tǒng)、或彎頭結(jié)合裝置、或液壓裝置、或機(jī)動(dòng)/電動(dòng)的主軸型機(jī)構(gòu)、或這些系統(tǒng)的結(jié)合。所述容器優(yōu)選是容納一劑飲料成分的膠囊。所述膠囊可包括杯形本體和覆蓋所述本體的蓋，該杯形本體包括擴(kuò)寬的側(cè)壁、向外突出的邊沿部分。所述邊沿部分被設(shè)計(jì)成插入所述膠囊保持部件與液體接口部件之間。特別地，所述邊沿部分在一側(cè)由所述液體接口部件的所述限流閥的迫壓部分接合且在另一側(cè)被保持在所述保持部件上。術(shù)語(yǔ)“膠囊”指的是容納飲料成分的任何柔性、剛性或半剛性容器。該膠囊可與本發(fā)明的設(shè)備分離并典型地在其在設(shè)備中使用后被丟棄(例如，回收、堆肥或焚化)。膠囊的其他同義詞有:“料理包”、“墊”、“料盒”或“小袋”。所述膠囊可以是一次性使用的。所述容器也可以由用戶充填成分以剛好在使用前準(zhǔn)備膠囊。所述飲料成分可以是當(dāng)與液體、特別是與熱水互相作用時(shí)提供飲料或液體食物的任何合適的食物或飲料成分。特別地，所述飲料成分從由以下成分組成的組中選擇:炭燒和研磨咖啡、可溶咖啡、生咖啡、葉茶、可溶茶、花草茶、菊苣、可可粉、奶粉、湯粉、嬰兒配方食品和它們的結(jié)合。優(yōu)選而言，所述飲料成分主要是炭燒和研磨咖啡粉末。對(duì)軸向和徑向的談及在本說(shuō)明書中一般是關(guān)于旋轉(zhuǎn)部件或容器的縱向旋轉(zhuǎn)軸線而做出。軸向指的是與這種軸線對(duì)準(zhǔn)或平行的方向。徑向指的是垂直于所述軸線的任意可能的方向。


根據(jù)以下結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明另外的特征、優(yōu)點(diǎn)和目的將變得顯而易見(jiàn)。圖1表示處于沖泡單元的封閉狀態(tài)的本發(fā)明的設(shè)備。圖2表示圖1的設(shè)備的分解局部視圖，容器被容納在所述設(shè)備中。圖3表示當(dāng)本發(fā)明的設(shè)備的容器周圍封閉時(shí)所述設(shè)備的局部截面圖。
圖3A是圖3的視圖的細(xì)節(jié)。圖4表示本發(fā)明的設(shè)備的立體圖。圖5表示本發(fā)明的設(shè)備沿截面A-A的細(xì)節(jié)，特別是所述設(shè)備的確保所述設(shè)備的不同部件的對(duì)準(zhǔn)的順應(yīng)模塊。圖6至圖9表示沖泡單元的一個(gè)變型的示意圖，示出了液體接口部件和保持部件的不同連接階段。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照?qǐng)D1至圖4舉例說(shuō)明第一實(shí)施例。本發(fā)明的設(shè)備I總體上包括“本身”已知的離心式?jīng)_泡單元2，其用于接納容器和使容器離心，所述容器諸如后文將更詳細(xì)地描述的可移除的膠囊17。該離心式?jīng)_泡單元被設(shè)計(jì)成用于從被容納在容器中的飲料成分和噴射到容器中的水兩者制備諸如咖啡的飲料。所噴射的水與飲料成分徹底地相互作用(諸如通過(guò)混合)，并且借助于離心力獲得被迫使在容器的外周離開(kāi)容器的飲料提取物。單元2被安置成與用于將經(jīng)加熱的液體、優(yōu)選水從儲(chǔ)器4供給到單元2的液體供給管線3液體連通。液體通過(guò)泵5循環(huán)通過(guò)管線3。例如，泵5可以是任何合適類型的泵，諸如活塞泵、隔膜泵或蠕動(dòng)泵。加熱器6沿液體供給管線設(shè)置，以將液體加熱至高于環(huán)境溫度的溫度。該溫度可根據(jù)待提取的飲料而不同。例如，對(duì)于咖啡而言，可以將水加熱至約70攝氏度與100攝氏度之間。沖泡單元2包括連接在一起的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件，特別是液體接口部件8和下部保持部件16。這兩個(gè)部件被設(shè)計(jì)成用于保持容器，諸如容納飲料成分的膠囊。該設(shè)備還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，諸如旋轉(zhuǎn)馬達(dá)86，其經(jīng)由聯(lián)接裝置7(在此為了簡(jiǎn)化目的未詳細(xì)示出機(jī)械結(jié)構(gòu))聯(lián)接至沖泡模塊的旋轉(zhuǎn)部件中的一個(gè)，諸如保持部件16。所述旋轉(zhuǎn)部件被布置成沿縱向旋轉(zhuǎn)軸線“I”封閉。應(yīng)指出的是，旋轉(zhuǎn)軸線“I”不必是豎直的，而是可以相對(duì)于豎直方向傾斜一定角度。還設(shè)置有控制單元50以控制沖泡操作，特別是馬達(dá)86的轉(zhuǎn)速、由加熱器提供的液體的溫度以及諸如由泵供給的液體的流率和量的其他操作。如可從圖2中更具體地看到的，液體接口部件8經(jīng)由滾子軸承組件被支承在上框架9中并且下部保持部件16也由滾子軸承組件支承。液體接口部件8穿過(guò)滾子軸承10安裝在上框架9中并在彈性偏壓裝置11的力作用下插入框架與軸承之間。框架9包括具有縮小的截面的內(nèi)殼體12，其接納構(gòu)成彈性偏壓裝置的螺旋彈簧11。彈簧11迫壓在鄰近軸承10布置的環(huán)13上。彈簧11用于在裝置的封閉期間補(bǔ)償軸向上的游隙和公差。液體接口部件8還包括基板14，該基板14包括被設(shè)計(jì)成用于穿過(guò)滾子軸承10的內(nèi)側(cè)接合的中央部分，而軸承的外側(cè)嵌合在內(nèi)殼體12中。在沖泡單元的下側(cè)配置有用于接納保持部件16的下部框架15，所述保持部件16用于支承膠囊17。保持部件16借助于嵌合在下部框架的具有縮小的截面的下部殼體19中的下部滾子軸承18穿過(guò)下部框架15被旋轉(zhuǎn)地安裝。容納飲料成分的膠囊17被布置在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件8、16之間。該膠囊被設(shè)計(jì)并定尺寸成由保持部件16保持并被液體接口部件8從上方接合。該膠囊包括本體，該本體具有底部34、擴(kuò)寬的側(cè)壁39，側(cè)壁39通過(guò)邊沿部分38向外延伸。諸如蓋的上壁37覆蓋本體。該蓋可以是氣密隔膜和/或多孔壁。液體接口部件8包括被設(shè)計(jì)成用于將液體噴射到膠囊17中的噴射器35。該噴射器可以由穿越基板14并以穿孔末端終止的管形成。在其上端上，噴射器與液體供給管線3液體連通?？稍谀┒酥霸O(shè)置諸如止回閥的附加液體控制裝置。一系列飲料提取裝置36位于液體接口部件的下表面的外周處，所述飲料提取裝置36被設(shè)計(jì)成在多個(gè)區(qū)內(nèi)將上壁37穿孔以提供多個(gè)飲料出口。因此，在膠囊的邊沿38 (此處離心力最高)附近在上壁37中形成有外周出口?？商娲?，可以設(shè)想在膠囊的側(cè)壁39上或者在膠囊的上壁37和側(cè)壁39兩者上設(shè)置出口。也可以在膠囊被插入設(shè)備中之前在膠囊中預(yù)先形成所述出口。所述邊沿也可以形成為用于離心液體的多個(gè)出口。如圖3和3A中顯而易見(jiàn)的，還可以設(shè)置諸如W02008/148646中描述的閥裝置40，以在膠囊17的邊沿38與液體接口部件的彈簧偏壓的迫壓部分41之間形成限流部或文丘里管。部分41可以是例如安裝在基板的圓周凹部42中的橡膠或塑料環(huán)形榫舌。該榫舌借助彈簧偏壓元件43在軸向上被促動(dòng)。元件43可以是任何合適的彈性件，諸如彈性葉片。所述閥裝置被中央彈簧11進(jìn)一步加壓。應(yīng)指出的是，迫壓部分41和彈簧偏壓元件43可以形成為一體元件。因此，膠囊的邊沿38形成閥裝置的固定部分并且被彈簧偏壓的迫壓部分41形成在離心液體的液壓壓力下移動(dòng)離開(kāi)邊沿的活動(dòng)部分。但是，這也可以是相反的。例如，膠囊的邊沿可以由在置于邊沿中或邊沿下方的彈性裝置的力的作用下被迫開(kāi)啟的部分形成。在另一個(gè)替代方案中，所述閥裝置可以完全集成在諸如W02008/148601中所述的膠囊中。保持部件16包括邊沿的支承部分60——其形成保持部件的臺(tái)階——以及從部分60向上延伸的上側(cè)壁29。支承部分60構(gòu)造成牢固地支承膠囊的邊沿38的至少一部分。在與閥裝置基本相同的水平處貫穿側(cè)壁29進(jìn)一步設(shè)置多個(gè)開(kāi)口 61，以便確保離心飲料可以穿越下部旋轉(zhuǎn)部件16。這些開(kāi)口可以具有諸如圓形或橢圓形之類的不同形狀。它們也可以是長(zhǎng)形槽。在框架15中還設(shè)置有收集器44，其用于接收離開(kāi)膠囊并通過(guò)閥裝置40和開(kāi)口 61的離心飲料。該收集器包括U形環(huán)形壁，該U形環(huán)形壁位于下部框架15與保持部件16之間。在其外側(cè)，所述壁向上延伸超出開(kāi)口 61的水平，以形成用于從膠囊流出的離心液體的沖擊壁。所述收集器還通過(guò)飲料出口 46在所述壁的角向部分上延伸。這種出口穿越設(shè)置于下部框架15中的開(kāi)口 47。因此，在離心分離期間，飲料被收集在收集器44中并經(jīng)所述出口排出以充填置于所述出口下方的容器(例如，杯)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)總的方面，均為設(shè)備的旋轉(zhuǎn)部件的液體接口部件8和保持部件16通過(guò)連接裝置連接在一起。旋轉(zhuǎn)部件8、16的連接裝置優(yōu)選共同形成鎖閉裝置。如在下文中將更具體地論述的，所述鎖閉裝置包括至少一個(gè)鎖閉元件，所述至少一個(gè)鎖閉元件形成至少一個(gè)分離的慣性體的一部分或連結(jié)到所述慣性體，所述慣性體在一定程度上可在離心作用下向外移動(dòng)并由此可以在這些條件下增大鎖閉元件的鎖閉力。在圖示的本發(fā)明的模式中，所述設(shè)備包括一系列鎖件，包括銷20、21，每一個(gè)鎖件都界定出接合面23，諸如圓形形狀的表面。更精確而言，四個(gè)鎖件在圖示的模式(圖4)中相隔90度地分布在所述部件的外周上。所述銷被嵌入部件8的殼體24中，更具體而言，穿過(guò)基板14的外周壁46定位。所述銷和殼體優(yōu)選沿該部件徑向地定向。此外，所述銷分布在該部件的不同徑向位置以便在所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件之間提供可靠的連接。在銷與殼體的后抵接表面26之間插入彈性裝置25，使得當(dāng)該彈性裝置在連接操作期間被徑向向內(nèi)促動(dòng)時(shí)該彈性裝置變成被彈性地偏壓。更特別地，所述銷具有較大的前部31、臺(tái)階32和具有較小的截面的后部33，該后部33穿過(guò)抵接表面26的開(kāi)口并被擋圈27接合。較大的前部31形成用于所述銷的重要慣性體。彈性裝置25、優(yōu)選螺旋彈簧由此被安裝在所述銷的后部33周圍，并且在一側(cè)抵靠所述銷的臺(tái)階32且在其另一側(cè)抵靠殼體的抵接表面26。擋圈27維持對(duì)所述銷在殼體中的部分的控制。在保持部件I6的內(nèi)側(cè)，所述鎖閉裝置還包括諸如凹槽28的外周凹部。該凹槽呈互補(bǔ)的形狀并在保持部件的側(cè)壁49的內(nèi)管狀表面47中周向地延伸，以被所述多個(gè)銷接合。更精確而言，當(dāng)容器嵌合在保持部件中的適當(dāng)位置時(shí)，該凹槽在容器17的水平上方設(shè)置于內(nèi)表面47中。連續(xù)凹部28的優(yōu)點(diǎn)是液體接口部件8在連接操作期間無(wú)需特定定向。圖3和3A示出了當(dāng)液體接口部件8借助接合在保持部件的凹槽28中的銷連接至保持部件16時(shí)的設(shè)備。凹槽設(shè)置有與銷的互補(bǔ)凸面23接合的凹保持面48。凹槽的彎曲保持面48向上和向內(nèi)延伸并接合在所述銷的互補(bǔ)的彎曲面23中。當(dāng)所述設(shè)備如圖3所示被置于沖泡狀態(tài)時(shí)，膠囊17被通過(guò)鎖閉裝置封閉的兩個(gè)部件8、16旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。膠囊中形成動(dòng)態(tài)液壓壓力，這種壓力如壓力曲線30所示從中心軸線I朝外周逐漸升高。該液壓壓力在膠囊的最外周點(diǎn)處達(dá)到最大值。該壓力沿軸向施加在液體接口部件上，以開(kāi)啟為離心飲料提供限流路徑的閥裝置40。例如，當(dāng)所述閥裝置上游達(dá)到例如數(shù)巴的壓力閾值時(shí)，閥裝置40開(kāi)啟。開(kāi)啟由如上所述向上偏離的榫舌41執(zhí)行。由于凹槽的彎曲保持面48向上和向內(nèi)延伸并使片簧43變形，由此與銷的彎曲面23形成抵抗沿縱向軸線I施加的液壓分離力的抵接裝置。當(dāng)這些軸向力被施加而趨于分離兩個(gè)部件8、16時(shí)，這些表面23、48在接合時(shí)協(xié)作以抵抗這種分離。當(dāng)設(shè)備閑置時(shí)，及當(dāng)設(shè)備未圍繞縱向軸線I旋轉(zhuǎn)時(shí)，鎖閉裝置在軸向上的唯一保持力通過(guò)相同表面23、48上的力獲得，但僅從將銷維持在凹槽中的彈性裝置25獲得。這種保持力與離心力相比較低。但是，在設(shè)備閑置時(shí)，下部保持力的優(yōu)點(diǎn)是有利于液體接口部件和保持部件的連接和分離。為使所述閥裝置正確工作，通過(guò)所述鎖閉裝置獲得的連接必須抵抗動(dòng)態(tài)液壓壓力。特別地，通過(guò)旋轉(zhuǎn)形成的離心力Fe產(chǎn)生由于承受離心力的銷的質(zhì)量而軸向地定向的動(dòng)態(tài)封閉力Fd。由于這些力和接合面23、48的定向，封閉力與在系統(tǒng)的靜態(tài)下僅由彈性裝置提供的封閉力相比明顯增大。例如，力Fd在約IOOOOrpm的最大轉(zhuǎn)速下可達(dá)到接近800N的值。當(dāng)旋轉(zhuǎn)停止時(shí)該值減小到約50-100N。液體接口部件與保持部件的連接的致動(dòng)可以由例如如圖1所示作用在上部框架上的封閉致動(dòng)機(jī)構(gòu)45執(zhí)行。該封閉機(jī)構(gòu)可以是如圖所示的凸輪系統(tǒng)、或旋轉(zhuǎn)卡扣式封閉系統(tǒng)、或彎頭結(jié)合裝置、或液壓裝置、或機(jī)動(dòng)/電動(dòng)的主軸型機(jī)構(gòu)、或這些系統(tǒng)的結(jié)合。當(dāng)然，為了部件之間的相對(duì)封閉移動(dòng)，該封閉機(jī)構(gòu)也可以與下部框架15或兩框架9、15相關(guān)聯(lián)。圖5示出了設(shè)備的用于確保保持部件與液體接口部件的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的下部軸承連接的可能的細(xì)節(jié)。就其一般原理而言，保持部件的旋轉(zhuǎn)軸70在徑向“R”上被彈簧偏壓但在軸向“I”上是剛性的。在該特定模式中，軸70被固定在軸承18上，但軸承18通過(guò)一系列螺旋片簧71連結(jié)到下部框架部分的殼體19上。該自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)布置結(jié)構(gòu)還減小了離心期間的振動(dòng)。當(dāng)然，彈性裝置71可以由在徑向上提供彈性位移的任何等同裝置例如橡膠元件替代。此外，該自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)也可以被安置在上部軸承組件上。
本發(fā)明的鎖閉原理可采取不同設(shè)計(jì)而不脫離本發(fā)明的范圍。如在圖6至7的實(shí)施例中所示，保持部件16借助樞轉(zhuǎn)地附接至保持部件的鉤構(gòu)件80連接至液體接口部件8。鉤構(gòu)件80包括接合頭81。液體接口部件包括帶有外周凹槽82的外周部分，鉤構(gòu)件80借助彈性偏壓部件83被向外促動(dòng)。彈性偏壓部件83可以例如定位在鉤構(gòu)件與保持部件的側(cè)壁84之間。也可以在保持部件的不同徑向位置布置若干鉤構(gòu)件，以提供保持部件與液體接口部件的可靠連接。鉤構(gòu)件80形成繞樞軸88活動(dòng)的單獨(dú)慣性體。為了在接合期間將鉤構(gòu)件80導(dǎo)入凹槽82中，部件8、16相對(duì)于彼此軸向地移動(dòng)直至頭部81被向內(nèi)壓靠在彈性偏壓部件83上，以使凸輪部分85通過(guò)并(使頭部81)接合在凹槽82中(圖7)。所述鉤構(gòu)件還包括與凹槽82的接合面87接合的接合面86。接合面86、87相對(duì)于橫向稍微傾斜，以便在軸向上提供隨著離心力的產(chǎn)生或增大而增大的力的分量。在閑置時(shí)，這些連接裝置提供具有由彈性偏壓部件83的力決定的軸向分量Fs的適度封閉力(圖8)。當(dāng)沖泡單元的兩個(gè)部件8、16被接合地驅(qū)動(dòng)圍繞縱向軸線I旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)態(tài)力的軸向分量Fd由于作用在鉤構(gòu)件上的離心力而增大，所述鉤構(gòu)件通過(guò)其相對(duì)于保持部件的樞轉(zhuǎn)布置結(jié)構(gòu)而是活動(dòng)的。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)離心地驅(qū)動(dòng)容器(17)而從被容納在所述容器中的飲料成分制備飲料的設(shè)備，所述設(shè)備包括: -保持部件(16)，其被布置成用于將所述容器保持在能夠沿縱向旋轉(zhuǎn)軸線(I)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述容器的位置， -液體接口部件(8)，其被布置成用于接靠所述容器(17)并將水供給到所述容器中和/或從所述容器提取飲料， -收集部件(44)，其用于收集通過(guò)所述容器中的所述成分和水之間的相互作用而獲得的飲料， 其中，所述保持部件(16 )和所述液體接口部件(8 )通過(guò)連接裝置以這些部件(8，16 )在離心期間隨所述容器一起旋轉(zhuǎn)的方式連接在一起， 其中，所述連接裝置至少包括所述保持部件(16)的第一接合面(48 ;86)和所述液體接口部件(8)的第二接合面(23 ;87)，所述第一接合面和所述第二接合面在連接期間以防止所述保持部件(16)和所述液體接口部件(8)至少沿旋轉(zhuǎn)的軸向(I)遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)的方式接觸地接合在一起，并且所述連接裝置還包括至少一個(gè)慣性體(20，21，31 ;80)，所述至少一個(gè)慣性體被布置成沿至少一個(gè)徑向以至少一個(gè)自由度可移動(dòng)地連接至所述部件(8，16)中的至少一個(gè)，以使所述兩個(gè)接合面之間的接合力能夠由于離心力的增大而增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)慣性體(20，21，31;80)以滑動(dòng)或旋轉(zhuǎn)布置結(jié)構(gòu)與所述液體接口部件(8)和保持部件(16)中的一者可移動(dòng)地連結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備的兩個(gè)部件(8，16)的所述接合面(48, 23 ;86，87)至少沿所述部件的相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)的軸向(I)傾斜或彎曲的方向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一接合面(86)是突出構(gòu)件(81)的一部分且所述第二接合面(87)是至少一個(gè)凹入構(gòu)件(82)的一部分，以共同形成所述連接裝置的相互鎖閉接合，或反之，所述第一接合面(48)是至少一個(gè)凹入構(gòu)件(28)的一部分且所述第二接合面(23)是至少一個(gè)突出構(gòu)件(20，21)的一部分，以共同形成所述連接裝置的相互鎖閉接合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述突出構(gòu)件由沿不同徑向延伸并與另一部件(16)的至少一個(gè)凹槽(28)接合的多個(gè)彈性偏壓銷(20，21)形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述彈性偏壓銷(20，21)在鎖閉接合中穿入所述保持部件(16)的圓周凹槽(28)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其特征在于，各彈性偏壓銷(20-22)形成、支承或連結(jié)到所述慣性體。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括布置成與所述保持部件和液體接口部件中的一者自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的布置結(jié)構(gòu)(19);這種布置結(jié)構(gòu)包括在所述部件的旋轉(zhuǎn)軸(70)的軸承(18)與框架(15)之間的彈性裝置(71)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體接口部件(8)包括用于將液體噴射到所述容器(17)的中央的裝置(35)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體接口部件(8)包括用于從所述容器提取飲料的裝置(36 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述飲料提取裝置(36)包括用于在所述容器的上壁和/或側(cè)壁中穿刺出輸出開(kāi)口的一系列穿刺構(gòu)件。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述設(shè)備包括限流閥(40)，所述限流閥包括與所述容器的邊沿部分(38)接合的迫壓部分(41)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述閥的所述迫壓部分(41)在彈性偏壓裝置的負(fù)荷下與所述容器的邊沿部分(38)接合，其中在離心期間，所述迫壓部分通過(guò)離心飲料的壓力移動(dòng)離開(kāi)所述邊沿部分，以便在所述迫壓部分和所述容器的所述邊沿部分之間形成至少一個(gè)流路。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述連接裝置(20，21，25，28)位于所述容器(17)上方。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述保持部件(16)包括徑向貫通開(kāi)口(61)，所述徑向貫通開(kāi)口基本上定位在與所述容器的所述邊沿部分(38)相同的水平，以允許所述離心液體在沖擊在包圍所述保持部件(16)的所述收集部件(44)的壁上之前穿越所述保持部件。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述容器是容納一劑飲料成分的膠囊(17)，所述膠囊包括杯形本體和覆蓋所述本體的上壁(37)，所述杯形本體包括底部(34)、擴(kuò)寬的側(cè)壁(39)和向外突出的邊沿部分(38)。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述飲料成分主要是炭燒和研磨咖啡粉末。`
全文摘要
一種用于通過(guò)離心驅(qū)動(dòng)容器(17)而從被容納在所述容器中的飲料成分制備飲料的設(shè)備，所述設(shè)備包括-保持部件(16)，其被布置成用于將所述容器保持在使所述容器能夠沿縱向旋轉(zhuǎn)軸線(I)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的位置，-液體接口部件(8)，其被布置成用于將水供給到所述容器中和/或從所述容器提取飲料，-收集部件(44)，其用于收集通過(guò)所述容器中的所述成分和水之間的相互作用而獲得的飲料，其中，所述保持部件和所述液體接口部件(8，16)通過(guò)連接裝置以這些部件(8，16)在離心期間隨所述容器一起旋轉(zhuǎn)的方式連接在一起，其中，所述連接裝置至少包括所述保持部件(16)的第一接合面(48；86)和所述液體接口部件(8)的第二接合面(23；87)，所述第一和第二接合面在連接期間以防止所述保持部件(16)和所述液體接口部件(8)至少沿旋轉(zhuǎn)的軸向(I)遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)的方式接觸地接合在一起，并且所述連接裝置還包括至少一個(gè)慣性體(20，21，31；80)，所述慣性體被布置成沿至少一個(gè)徑向以至少一個(gè)自由度可移動(dòng)地連接至所述部件(8，16)中的至少一個(gè)，以使所述兩個(gè)接合面之間的接合力能夠由于離心力的增大而增大。
文檔編號(hào)A47J31/22GK103108577SQ201180044641
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者C·雅里施, S·埃特爾, A·佩雷特斯 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司