本發(fā)明涉及一種在用于從一次性膠囊中分配沖泡飲料(即咖啡、茶、藥草茶及其類似物)的機(jī)器中使用的沖泡組。

背景技術(shù)：

有已知的且高度普及的幾種類型的用于從膠囊當(dāng)場制備沖泡形式的熱飲料(例如咖啡、茶、藥草茶及其類似物)的機(jī)器。這些機(jī)器一般用在辦公室和公共場所，最近甚至用在家里。

這些機(jī)器中使用的膠囊一般是一次性且單劑量的容器，包括包含顆粒狀或微粒狀的食物產(chǎn)品的杯狀體。杯狀體通過由塑料/鋁多層片材制成的薄膜在其頂部密封。薄膜被固定在沿杯狀體的口部的外圍形成的法蘭上。

最終的飲料通過所謂的“提取”過程獲得，膠囊在相對的端部處被刺穿，即在杯狀體的基部處和在頂部薄膜上，并且通常為水的加壓熱液體流過杯狀體。液體在通過膠囊的“沖泡”的下游制成分配到用戶的飲料。

該提取和分配過程在機(jī)器的被稱作沖泡組的專門的組中進(jìn)行。沖泡組通常包括膠囊保持件本體，沖泡頭以及分配頭。沖泡頭具有用于供應(yīng)意在穿過接收在膠囊保持件本體內(nèi)的膠囊的液體的導(dǎo)管和機(jī)構(gòu)，分配頭具有允許飲料流出包括沖泡組的機(jī)器的進(jìn)一步的導(dǎo)管，飲料可以被收集到容器內(nèi)。

沖泡組必須能夠：

-接收通常為一次性的膠囊，

-進(jìn)行沖泡步驟，

-排出或允許排出使用過的膠囊，以及

-被制備以接收新的膠囊。

該操作順序通常通過機(jī)構(gòu)自動進(jìn)行，機(jī)構(gòu)被控制以使沖泡組的部件進(jìn)行與接收膠囊、進(jìn)行沖泡和退出膠囊的上述步驟相協(xié)調(diào)的相對移動。

在已知的機(jī)器中，沖泡頭沿沖泡組的縱向方向進(jìn)行平移移動。沖泡組包括穿孔器，穿孔器在沖泡頭的平移移動結(jié)束時接觸膠囊且在縱向方向上的相對的端部處刺穿膠囊以允許沖泡液體通過。沖泡頭通常包括構(gòu)造為穿透膠囊的杯狀體的尖銳件，而沖泡頭攜帶有穿孔盤，穿孔盤包括構(gòu)造為穿透通常密封膠囊的杯狀體的薄膜的多個楔形件。

已知的機(jī)器的問題是飲料殘留物從分配頭下滴，飲料殘留物的下滴緊接在每個分配步驟后出現(xiàn)并導(dǎo)致安裝有沖泡組的機(jī)器的表面的污染。在沖泡步驟結(jié)束時，事實上，供應(yīng)沖泡液體的液壓回路內(nèi)的壓力逐漸減小，所以不可能在過渡期間防止沖泡液體流出膠囊，并因而繼續(xù)供應(yīng)分配頭的導(dǎo)管，即使以非常小的流量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在以上討論的基礎(chǔ)上，構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)且被本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供能夠克服以上參照現(xiàn)有技術(shù)提到的缺點(diǎn)，且在用于分配始于膠囊的飲料的機(jī)器中使用的沖泡組。

該問題通過根據(jù)權(quán)利要求1的沖泡組解決。本發(fā)明的優(yōu)選的特征是從屬權(quán)利要求的目標(biāo)。

在本文中，術(shù)語“膠囊”應(yīng)以其最寬泛的意義解釋，從而涵蓋能夠包含一部分適于被沖泡的微粒產(chǎn)品的任何一次性的或可重復(fù)使用的容器。

構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)的解決方案的思路是為沖泡組的分配頭提供適于在沖泡步驟后收集飲料殘留物的排出或排流通道，由此避免飲料殘留物流到安裝有沖泡組的機(jī)器的外面。另一解決方案的思路是將分配頭構(gòu)造為使得排出通道的打開以選擇性的方式發(fā)生，特別是僅在沖泡飲料的每個沖泡和分配步驟之后。

為此目的，分配頭上的穿孔盤和其支撐構(gòu)件在分配位置和休息位置之間是可移動的。在穿孔盤和其支撐構(gòu)件在分配位置時，排出或排流通道是關(guān)閉的，只有在穿孔盤和其支撐構(gòu)件在分配步驟結(jié)束后返回休息位置時，排出或排流通道才是打開的。膠囊保持件在膠囊保持件靠近分配頭的位置和膠囊保持件接觸分配頭并與分配頭形成沖泡室的位置之間相對于沖泡頭可移動。穿孔盤和其支撐構(gòu)件相對于分配頭的移動由膠囊保持件相對于沖泡頭的移動驅(qū)動。

本發(fā)明提供的一個優(yōu)點(diǎn)是，膠囊保持件可以與構(gòu)造為可選擇地僅允許超過預(yù)定壓力閾值的沖泡液體通過的密封元件相關(guān)聯(lián)。由于該構(gòu)造，在分配步驟結(jié)束時，壓力降低到預(yù)定閾值之下，朝向膠囊的液體流被堵塞，因而最小化了可能從使用過的膠囊泄露并在排出通道中被收集的飲料的量。這有助于最小化下滴問題。

本發(fā)明提供的另一優(yōu)勢是沖泡飲料流過的穿孔盤可以與密封元件相關(guān)聯(lián)，密封元件由彈性裝置推抵在用于沖泡飲料的朝向分配通道的通道開口，彈性裝置在飲料所期望的分配壓力的基礎(chǔ)上被校準(zhǔn)。

附圖說明

參照附圖，其中：

-圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的沖泡組的縱向截面圖，分別示出了處于打開構(gòu)造以用于接收膠囊的沖泡組和處于關(guān)閉構(gòu)造的沖泡組，在關(guān)閉構(gòu)造中，膠囊在膠囊保持件中；

-圖3示出了圖1中的細(xì)節(jié)iii；

-圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的沖泡組的分配頭的局部縱向截面圖；

-圖5和6示出了兩種操作條件下的沖泡組的分配頭，即分配飲料時和分配后排出飲料殘留物時；

-圖7是根據(jù)本發(fā)明的沖泡組的透視爆炸圖；

-圖8至10是根據(jù)本發(fā)明的沖泡組的局部截面俯視圖，示出了膠囊的接收和排出的后續(xù)步驟。

具體實施方式

參照圖1到7，根據(jù)本發(fā)明的沖泡組一般用參考標(biāo)記10標(biāo)記。

沖泡組10包括沖泡頭20，被構(gòu)造為接收用于制備沖泡飲料的膠囊c的膠囊保持件30被約束到?jīng)_泡頭20。為此目的，膠囊保持件30包括腔31，腔31的形狀和膠囊c的杯狀體的形狀對應(yīng)并匹配。

沖泡頭20在沖泡組10內(nèi)沿縱向方向l可移動，圖中以箭頭的方式示出縱向方向l，縱向方向l對應(yīng)于飲料的沖泡方向，即在飲料的提取期間，液體流通過膠囊c的方向。

沖泡頭20在沖泡組10的打開位置和沖泡組10的關(guān)閉或沖泡位置之間可移動。如圖1所示，在沖泡組10的打開位置時，沖泡頭20縮回在沖泡組10中，由此可能將膠囊c插入到?jīng)_泡組10中。如圖2所示，在沖泡組10的關(guān)閉或沖泡位置時，膠囊c被容納在膠囊保持件30中且被布置并緊密密封在膠囊保持件和分配頭40之間，這將在下文中被詳細(xì)描述。膠囊保持件30和分配頭40一起形成用于飲料的提取的沖泡室。

沖泡頭20可以通過桿11而被操作，桿11能夠由用戶操縱。桿11在沖泡組10上樞轉(zhuǎn)并被約束到連接桿12,而連接桿12被約束到?jīng)_泡頭20。桿11和連接桿12形成例如在以申請人的名義的意大利專利1388759中描述的肘節(jié)連桿機(jī)構(gòu)。

由桿11和連接桿12形成的肘節(jié)連桿機(jī)構(gòu)形成一定尺寸以允許沖泡頭20和膠囊保持件30的朝向沖泡組10的分配頭40的平移，但不允許它們之間的接觸，它們之間的接觸僅在沖泡步驟中才發(fā)生，如后文中將詳細(xì)描述的。平移移動能夠例如被校準(zhǔn)以使膠囊保持件30接近分配頭40至距離分配頭40大約1mm。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述肘節(jié)連桿機(jī)構(gòu)在本發(fā)明中盡管是優(yōu)選的但不是必須的，因為沖泡組10的關(guān)閉裝置可以包括等同方式的滑動或者類似裝置。

特別參照圖3，用于沖泡液體的進(jìn)口導(dǎo)管21和供應(yīng)導(dǎo)管22形成在沖泡頭20內(nèi)。供應(yīng)導(dǎo)管22沿縱向方向l延伸，而進(jìn)口導(dǎo)管21橫向于供應(yīng)導(dǎo)管22布置。通過導(dǎo)管22供應(yīng)的沖泡液體通過在縱向方向l上形成在膠囊保持件30的基部上的開口32進(jìn)入膠囊保持件30。沖泡頭20還包括橫向于供應(yīng)導(dǎo)管22設(shè)置的出口導(dǎo)管23，液體可以在飲料沖泡步驟結(jié)束時從出口導(dǎo)管23排出。

膠囊保持件30在縱向方向l被可移動地約束到?jīng)_泡頭20。為此目的，膠囊保持件30包括從膠囊保持件30縱向地朝向沖泡頭20突出的中空體33。

在沖泡組10的裝配構(gòu)造中，體33可滑動地配合在形成在沖泡頭20中的腔24內(nèi)。腔24具有基本上對應(yīng)的形狀，供應(yīng)導(dǎo)管22的出口形成在腔24中。如此允許膠囊保持件30在縱向方向l上的移動。

中空體33在其每一端具有貫通的開口且通過軸向中空螺釘34與開口32同軸地被約束到膠囊保持件30。體33的腔和螺釘34的腔共同形成允許供應(yīng)來自沖泡頭的供應(yīng)導(dǎo)管22的沖泡液體的縱向通道。

密封元件35，例如由橡膠制成的蘑菇形狀的密封元件，可滑動地配合在中空體33內(nèi)。在裝配構(gòu)造中，密封元件35通過諸如與密封元件35同軸布置的彈簧的彈性裝置被壓抵在體33的面向沖泡頭20的開口上。彈性裝置被校準(zhǔn)為只有超過預(yù)定壓力閾值(例如包括在5和7bar之間的閾值)時才允許沖泡液體流通過。

膠囊保持件30還包括墊圈36，墊圈36具有環(huán)形的、大體平的形狀，并在其基部同軸地固定到體33。墊圈36密封膠囊保持件30的基部。

通過沿墊圈36的端部處的外圍借助法蘭25將墊圈36固定，膠囊保持件30被安裝在沖泡頭20上。因而形成在沖泡頭20內(nèi)的腔24被墊圈36緊閉。

由沖泡頭20和膠囊保持件30形成的組件的整體構(gòu)造為使得在沖泡步驟期間，在供應(yīng)導(dǎo)管22內(nèi)前進(jìn)的液體流入腔24，因而填充腔和墊圈36之間呈現(xiàn)的空間，結(jié)果墊圈在液體壓力的作用下變形。由于上述約束，膠囊保持件30和與其集成的中空體33和螺釘34在縱向方向l上一起前移，因而止抵安裝有穿孔盤50的分配頭40。如上所述，在該位置，膠囊保持件30和分配頭40限定出適于在圍繞杯狀體的口部形成的法蘭處密封膠囊c的沖泡室。由膠囊c的法蘭確保密封，在該情形下膠囊c被夾在膠囊保持件30和分配頭40之間。

因而，用于提取飲料的膠囊c的密封在沖泡組10被肘節(jié)連桿機(jī)構(gòu)操作而關(guān)閉時不發(fā)生，而是由于膠囊保持件30的相對于沖泡頭20的進(jìn)一步平移移動才發(fā)生，平移移動是由壓力作用下的沖泡液體流導(dǎo)致的。這允許用戶無需很高的肌肉力量來關(guān)閉沖泡組，因為保證液壓緊密性所要求的壓縮級別由沖泡組自動實現(xiàn)。

在膠囊保持件30相對于沖泡頭的平移期間，膠囊c的刺穿對應(yīng)于膠囊c的接觸穿孔盤50的端部進(jìn)行，以及在杯狀體的基部處通過布置在腔31的底部上的打孔件37進(jìn)行。

為了實現(xiàn)此相對移動，沖泡液體的供應(yīng)壓力保持在閾值以下。一旦沖泡室的密封完成，則可能進(jìn)行沖泡步驟，即執(zhí)行飲料的提取。

為此目的，沖泡液體的壓力增加到超出預(yù)定閾值，例如上述5-7bar的閾值，由此在關(guān)閉位置推壓密封元件35的彈簧沿縱向方向l移動，允許沖泡液體流通過體33和中空螺釘34，從而流向用于提取飲料的膠囊c。

因此，沖泡組的操作通過將膠囊保持件30靠近分配頭40提供最初的關(guān)閉步驟，隨后為增壓步驟以保證沖泡室的密封，其中壓力值低于預(yù)定的閾值。為了允許飲料的提取，還進(jìn)行在高于閾值的壓力下執(zhí)行的后續(xù)沖泡步驟。

現(xiàn)在參照圖4，穿孔盤50安裝在支撐構(gòu)件51上，穿孔盤50和支撐構(gòu)件51具有基本上對應(yīng)的形狀。支撐構(gòu)件51在縱向方向l上可滑動地容納在形成在分配頭40中的腔41內(nèi)。墊圈501布置在穿孔盤50和支撐構(gòu)件51之間。在使用期間，在飲料的沖泡步驟中墊圈密封膠囊c的穿孔端，由此防止飲料在沖泡組10內(nèi)泄露。支撐構(gòu)件51包括在端部打開的中空的圓柱形部分511，從膠囊c提取的飲料能夠流動通過中空的圓柱形部分511；然后飲料被導(dǎo)向分配頭40的與腔41流體連通的分配通道42。支撐構(gòu)件51的中空的圓柱形部分511在縱向方向l上從與固定有穿孔盤50的一側(cè)相對的一側(cè)延展出；中空的圓柱形部分可滑動地配合在座部411內(nèi)，中空的圓柱形部分和座部具有相應(yīng)的形狀，座部形成在腔41內(nèi)。

支撐構(gòu)件51通過諸如彈簧的彈性裝置被朝向膠囊保持件30推壓。

密封元件52，例如具有校準(zhǔn)從膠囊c提取的飲料流的壓力的功能且由橡膠制成的蘑菇形狀件，可以被有利地容納在部分511中。為此目的，密封元件52被布置在座部411中的彈簧53推壓。

分配頭40還包括與腔41流體連通且相對于縱向方向l(即飲料的沖泡方向)布置在分配通道42上游的排出或排流通道43。

排出通道43具有形成在座部411中的入口，支撐構(gòu)件51的部分511可滑動地配合在座部411處。

依據(jù)以上內(nèi)容，可以理解的是，在增壓步驟中，當(dāng)膠囊保持件30在沖泡液體的壓力作用下被縱向移動并接觸穿孔盤50時，穿孔盤和相關(guān)的支撐構(gòu)件51沿分配頭40的腔41移動。結(jié)果，部分511沿座部411滑動而關(guān)閉排出通道43。在此情況下，整個飲料流被導(dǎo)向分配通道42。為了防止部分飲料流入排出通道43，分配頭40包括布置在座部411的底部處的密封元件44；當(dāng)部分511在壓力作用下移動時，部分511止抵密封元件。該情形在圖5中示出，其中從沖泡組10出來的飲料流用箭頭示意性地示出。

在沖泡步驟結(jié)束時，壓力降低到預(yù)定壓力閾值以下，沖泡液體流被蘑菇形狀的密封元件35中斷，沖泡液體的殘留物通過沖泡頭20的排出通道23排出，為此目的，排出通道23包括電磁閥(未示出)。因此，由墊圈36關(guān)閉的腔24被清空。在該情形下，穿孔盤的支撐構(gòu)件51在彈簧的推壓下沿與增壓和沖泡步驟的方向相反的方向移動座部411，因而導(dǎo)致穿孔盤50和膠囊保持件30在同一方向上移動。

如圖6所示，支撐構(gòu)件51沿座部41的位移導(dǎo)致排出通道43的打開。由于排出通道相對于縱向方向l(即沖泡方向)布置在分配通道的上游，因此收集通常在沖泡步驟結(jié)束之后的很短時間內(nèi)由于隨沖泡步驟而來的壓力梯度的影響而從膠囊c出來的飲料殘留物。通過排出通道43的飲料殘留物流以箭頭的方式示意性地示出。

形成在分配頭40中的排出通道43可以有利地連接到用于收集設(shè)有沖泡組10且用于分配沖泡飲料的機(jī)器的使用過的膠囊的容器。

根據(jù)本發(fā)明，用于制備沖泡飲料的膠囊c沒有直接配合到與沖泡頭20整體地移動的膠囊保持件30內(nèi)，而是被沖泡組10的與分配頭40相關(guān)聯(lián)的一對引導(dǎo)件接收。在關(guān)閉沖泡組10時，即當(dāng)移近沖泡頭20和膠囊保持件30時，引導(dǎo)件具有保持膠囊的功能。

特別參照圖4和圖8至10，引導(dǎo)件以參考標(biāo)記61和62指示且靠近穿孔盤50布置在分配頭40上。引導(dǎo)件相對于沖泡組10的縱向?qū)ΨQ平面對稱地布置。

引導(dǎo)件61，62在垂直于縱向方向l的豎直方向v上延伸且具有構(gòu)造為在膠囊c的法蘭處接收膠囊c的各自的槽611，621。每個引導(dǎo)件具有適于接收膠囊c的敞開頂部612,622和適于在豎直方向v上限制膠囊c的插入行程的閉合底部613,623。引導(dǎo)件61,62的構(gòu)造為使得膠囊c被停止在與膠囊保持件30的軸線大體對準(zhǔn)的位置。圖4示出了引導(dǎo)件61的部分，引導(dǎo)件62與引導(dǎo)件61完全相同。

引導(dǎo)件61,62繞在豎直方向v上定向的各自的軸線可樞轉(zhuǎn)地約束到分配頭40。扭轉(zhuǎn)彈簧與每個引導(dǎo)件的軸線相關(guān)聯(lián)。扭轉(zhuǎn)彈簧在膠囊c的關(guān)閉或止擋位置推壓各自的引導(dǎo)件。彈簧的布置為使得引導(dǎo)件61,62被推壓以朝向彼此旋轉(zhuǎn)，因而允許夾緊膠囊c。

一旦如圖9所示將膠囊c插入引導(dǎo)件61,62，當(dāng)膠囊保持件30通過肘節(jié)連桿機(jī)構(gòu)或等同的關(guān)閉裝置在縱向方向l上被移動時，膠囊保持件30遇到膠囊c，膠囊c進(jìn)入膠囊保持件30的腔31內(nèi)。膠囊保持件30的向前的行程在縱向方向l上超過引導(dǎo)件61,62而結(jié)束，一接觸膠囊保持件30，引導(dǎo)件61,62就彼此遠(yuǎn)離地旋轉(zhuǎn)，由此膠囊c最終與引導(dǎo)件61,62分離。

當(dāng)沖泡組10為了插入新的膠囊而被再次打開時，肘節(jié)連桿機(jī)構(gòu)11,12在與關(guān)閉方向相反的方向動作，因而導(dǎo)致膠囊保持件30沿縱向方向l移回。如上所述，可以理解的是，使用過的膠囊c接觸通過各自的扭轉(zhuǎn)彈簧被朝向彼此推壓的引導(dǎo)件61,62。

如圖10所示，在該移動期間，引導(dǎo)件61,62接合膠囊c的法蘭，因而用作取出件且使膠囊保持件30與膠囊c脫離。膠囊保持件沿縱向方向l移回，而膠囊被保持在引導(dǎo)件和穿孔盤50之間。由于止擋法蘭在橫向上和豎向上均沒有約束，在該位置，使用過的膠囊c由于重力從沖泡組10下落且可以被收集到安裝有沖泡組且用于沖泡飲料的分配機(jī)器的容器中，上述排出通道43也被連接到相同的容器。

本發(fā)明已被參照其優(yōu)選實施例描述至此?？梢岳斫獾氖?，還存在與由以下權(quán)利要求的保護(hù)范圍限定的同樣的發(fā)明構(gòu)思相關(guān)的其他實施例。