咖啡自动加工机和软管阀的制作方法

专利名称：咖啡自动加工机和软管阀的制作方法
咖啡自动加工机和软管阀本发明涉及一种具有软管阀的咖啡自动加工机，所述软管阀具有用于液体，和/ 或气体的通道软管，和用于调节流过通道软管的流量的调节装置。此外，本发明还涉及用于咖啡自动加工机的软管阀。通常本发明除了用于咖啡制作外还可用于例如茶、茶的配制混合或者煮饮料的热饮料自动加工机中。由于简便起见一但不局限于此，下面讨论咖啡自动加工机。在咖啡自动加工机中对流体和/或气体的通道的调节一方面是用于关闭流体或者气体，另一方面是用于有针对性地将流体或者气体的方向引导到一定的功能单元或者排出方向。因此通过相应的阀门位置例如可选择给煮水管道提供热水，或者给蒸气管道提供水蒸气。为了对通道进行调节在高挡的咖啡自动加工机中采用陶瓷阀。在这些陶瓷阀中根据所选择的加工功能使设置有通道孔的调节盘如此地旋转，即通道孔和输入一和排出管道一起形成一个通道。为了能计量地输出水蒸气公开了一些软管阀。这些软管阀由流体或者气体流过的通道软管和挤压钳构成。所述挤压钳是如此地挤压通道软管的，即减小它的内直径。通过这一措施减小通过量，并且也间接地减小通道压力。本发明的任务是提供这样一种通道阀，它可对流体或者气体的方向进行引导，并且尽可能不容易受到污染。这个任务通过本文开头所述类型的具有方向改变装置的咖啡自动加工机得以完成。所述方向改变装置在运行时改变通道软管的方向。与此相类似地根据本发明的软管阀装配有这样一种方向改变装置。本发明主要是利用通道软管，或者软管阀的软管的至少一个主要的段具有某种柔韧性。需要这种柔韧性，因为要不然就不能保证对流过通道软管的流量的足够调节。现在本发明是双重利用软管的柔韧性，即除了节流流过通道软管的流量外还附加地以简单的方式实现流过的液体或者气体的方向变化。因为柔性的通道软管可通过简单的往复运动将流体引导到不同的方向。因此，它可附加地起到一种多路开关的作用。使用这种开关可将流体导向不同的通道。本发明是以通过将方向改变装置加装到本文开头所述类型的传统的软管阀上的功能组合为基础。通过这一措施除了流量调节外意想不到地简单，且还设有值得一提的材料方面或者结构方面的附加费用就能实现流过液体或者气体的方向变化，或者方向引导。 这样，以小的结构空间本发明的阀门还具有一个主要的附加功能，到目前为止这个功能还必须通过一个单独的开关才能完成。方向改变装置例如可以是和通道软管固定或者松动连接的，并且在至少两个方向可移动的移动部件。这个移动部件使通道软管对准不同方向，或者移动它的开口。这些方向可以分配给咖啡加工自动机的不同的制备功能、维修、洗涤或者其它功能。第一实施形式是至少一个挤压钳起调节装置的作用，所述调节装置对软管施加作用。这就是说，在通道软管之外对通过量进行调节，并且因此也可在外部进行控制。为此一种力通过挤压钳作用到通道软管上，这种力影响软管的直径。所述挤压钳挤压软管，这样钳至少减小了软管的流通横截面。特别优选的是挤压钳和方向改变装置的一种优选的机械耦合。通过一种耦合可根据挤压钳的位置改变通道软管的方向。也可在相反方向上设置一种耦合。在这种耦合中方向改变装置的转换引起挤压钳相应的位置变化。特别优选的是在两个作用方向存在这种耦合，这样，挤压钳的位置调节可引起通道软管的方向变化，并且可以相反。其中，这种耦合主要是将相应另一部件的多个对应的位置优选地分配给挤压钳或者方向改变装置的一定的位置。然后所述部件的这些对应的位置不仅彼此有关联，在运行中还与咖啡加工自动机的所选择的功能有关。也就是说，例如当方向改变装置的位置不同时挤压钳位置可以分别保持相同，并且只是当咖啡自动加工机的选择的一定的功能时挤压钳位置才发生变化。也就是说，挤压钳和方向改变装置的耦合的意思是，挤压钳的相应的挤压位置和通道软管的定向相对应，所述定向和咖啡加工自动机的相应的制备功能，维护功能或者清洗功能相对应。 因此，这种耦合是用于根据咖啡自动加工机的相应的功能在软管阀的内部自动调节挤压钳和方向改变装置的位置。在本发明的另一方案中将软管阀设计成热饮料机和/或排出设备和/或气体的排出口。作为热饮料机出口其将热饮料从煮沸室朝自动加工机壳体的外部区域中的用于热饮料的咖啡自动加工机的排出口方向引导。排出设备出口向外排出流体或气体，其中，所述排出设备是用于排出例如煮沸过程或者起泡过程中的残余水分，或者残存蒸气或者类似的物质。这个排出设备防止在起动咖啡自动加工机的另一功能时在机器的内部还残存液体或者气体，并且因此排除了干扰作用。然后，当这个阀门装有水蒸汽，且水蒸汽被引入到一个蒸汽喷嘴，例如用于牛奶起泡时这个阀门用作气体排出口。特别是当将软管阀设计成热饮料的出口时这种软管阀具有它的优点。与陶瓷阀相比较一在陶瓷阀中阀门技术和热饮料本身接触一在根据本发明的软管阀门中热饮料只流过通道软管，而特别是软管阀的一些机械部件，例如挤压钳和饮料不接触。通过这一措施实际上不能弄脏软管阀的机械功能部件。根据本发明的软管阀也适于用作排出设备出口，特别用作蒸汽排出系统，因为应排出的蒸汽或者残存的开水通常仍然有很高的温度。因此，通道软管可由耐热材料制成。此外，通常以高的初始压力排出，这么一来在排出设备的排出口处通道阀的机械载荷很大。软管阀特别是通过下述措施可间接地吸收这种载荷，即通道软管被保持在壳体的内部。所述壳体在有高压力的那些区域中使通道软管保持稳定。在有压力载荷时通道软管支撑在完全包围它的壳体上。相反地在流体或者气体以近似以大气压力流过的区域中通道软管可在没有这种稳定的情况下例如自由悬挂地设计。在运行时挤压钳的位置可根据咖啡自动加工机的不同的激活的制备功能进行调节。也就是说，在运行时使用人通过选择制备功能间接对挤压装置的位置施加影响。例如在选择制备功能“煮咖啡”时可如此地调节挤压钳的位置，即不关闭流通软管。例如在制作有奶油的咖啡时为了提高压力可借助挤压钳对流过通道软管的流量进行某种节流。为此， 挤压钳只部分地关闭通道软管，通过这一措施产生必要的压力一优选地至少6巴的压力。反之，在咖啡制备工序结束时挤压钳可将通道软管完全关闭，为的是在煮沸过程后没有残余开水从排出口滴出，而是保留在软管阀的内部。当随后选择排出功能时挤压钳的位置使残存的开水能毫无阻碍地流出。
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借助挤压钳的位置不仅可在自由流量和流通完全闭锁之间变化，而且也可进行节流，通过这种节流也可像在软管阀的上游气体或者液体所具有的压力那样调节流量。例如为了继续加工制备的热饮料需要调节压力，例如咖啡，为了产生奶油应给咖啡提供高的压力。按照本发明的另一有利的方案依靠弹簧对挤压钳的挤压力进行调节。可由弹簧将挤压钳在它的挤压位置压向软管。这个弹簧优选地其弹簧力是可变化的，并且优选地具有一个平坦的特性曲线。它特别是用于平衡通道软管的公差，例如它的硬度和它的横截面。当借助弹簧的帮助和支持将挤压钳用于闭锁流过通道软管的流量时，当在阀门的上游压力太高时这个弹簧可如此程度地退让，即使过压降低下来。也就是说，这个弹簧不仅可起补偿公差的作用，而且也可起一种过压阀的作用。根据本发明的一个有利的改进方案给导向轮设置一个用于操作方向改变装置的导向月牙板(FUhrimgshkulisse)。这个导向月牙板控制着方向改变装置。导向轮可以包括一个齿环，以便可简单地操作导向轮。其同时也可用于方向改变装置和挤压钳的耦合。所述导向月牙板例如可以一种曲线形的导向凹槽的形式在导向轮内部延伸。方向改变装置上的齿可以伸入到凹槽中。它用于当导向轮转动时也改变方向改变装置的位置。附加地优选地设置一个挤压钳导向装置。这个导向装置用于调节挤压钳的位置。 挤压钳导向装置也可设在导向轮上。其也可在如方向改变装置的导向月牙板一样的导向轮上例如构造为导向轮另一侧的第二导向月牙板。在其上设置有方向改变装置的导向月牙板。在这种情况中，这个导向轮一方面用作方向改变装置的导向月牙板的支架，另一方面也用作挤压钳装置的支架。借助导向轮和借助在它的上面，或者得在其中设置的导向部件挤压钳和方向改变装置进行耦合，这样就可给方向改变装置的每个位置准确地分配挤压钳的一个并且总是同一个位置。有利地使用多个挤压钳，特别是使用两个彼此面对的挤压钳。这两个钳可在通道软管的纵向延伸的一个点上一起挤压这个通道软管。附加地或者替代地可设置多个沿软管的纵向延伸彼此错位的挤压钳。挤压钳或者挤压钳对例如可多重保证挤压钳的闭锁功能， 或者引起对闭锁机构的更有区别的调节。 挤压钳形成夹紧杆的部件是特别有利的。夹紧杆具有支座。这个夹紧杆可绕这个支座摆动。通过这一措施可容易地校准挤压钳的位置和挤压作用，特别是和已提到的挤压钳的依靠弹簧的调节相结合。特别优选地根据本发明的软管阀具有一个壳体。在所述壳体中通道软管和穿刺装置和/或者煮沸料容器固定连接地容纳。固定连接例如可通过下述措施达到，即穿刺装置或煮沸料容器采用压注方法，例如以两组份压注喷射到通道软管上。可用穿刺装置将装有预制的饮料浓缩物品的容器穿破，这样，其内装物就可到达通道软管。煮沸料容器用于容纳咖啡垫或者咖啡粉，将热水抽吸通过它，以产生咖啡。又将这个咖啡弓丨入到软管阀的通道软管中。软管阀优选地可和穿刺装置或煮沸料容器一起从壳体中取出。壳体向外部遮护着软管阀，并且因此也防止脏物或者机械的干扰作用。软管阀和穿刺装置或煮沸料容器一起作为可更换的部件用于将这个唯一的易于弄脏的并且因此要经常维护的部件，也就是通道软管单个地取出，以便能单个地对它进行清洗和维护。除了软管阀的这个优选的且具有至少一个挤压钳的实施形式外可代替地或者补充地规定，通道软管具有一个作为调节装置的弹性的收缩部。可如此地提供或者选择软管的材料，即软管用于它的预先规定的弹性它可以经受住多达一种规定的或者最大值的内压力。也就是说前面所述实施形式的挤压钳的挤压力在此可由软管材料的规定的弹性所代替。必要时可完全放弃使用挤压钳。然后通道软管对流量的调节也是自动的，无需附加地主动从外部施加力的作用，因为收缩部的弹性导致软管的内直径可容易地根据收缩部上游的压力而发生变化，并且因此达到节流的作用或者打开的作用。下面借助附图对本发明的原理示范性地作更加详细的说明。这些附图是

图1 略去通道软管的根据本发明的软管阀的部分截面图。图2:软管阀的另一图。图3 同一软管阀的对置图。图4:软管阀的顶视图。图fe 沿着图4的切割线A’ -A的软管阀的第一截面图。图恥沿着图4的切割线B-B，的第二截面图。图6a 沿着图4的切割线A’ _A，且处于第二功能位置的软管阀的第一截面图。图6b 沿着图4的切割线B-B’且处于第二功能位置的软管阀的第二截面图。图7a 沿着切割线A’ -A的位于第三功能位置的截面图。图7b 沿着切割线B-B’的位于第三功能位置的第二截面图。图8 根据本发明的软管阀的一个替代的实施形式的通道软管的纵向截面图。图1示出根据本发明的软管阀1的一个实施例的内部。在壳体23中可摆动地设置有两个夹紧杆lla、llb。这两个夹紧杆分别具有指向壳体内部方向的挤压钳17a、17b。这两个夹紧杆IlaUlb可摆动地支承在图1的上部区域中，其中一个夹紧杆lib可克服一个弹簧(未示出)水平地运动。为了改变弹簧的弹力设置了一个调节螺栓19。在夹紧杆11a、 lib的与支座对置的端部设置有导向凸起21a、21b。具有齿列4的齿轮3可绕着竖直轴旋转地如此地设置在夹紧杆IlaUlb的下面， 导向凸起21a、21b啮合到一个在齿轮3的上侧面上形成的，其形状为两个被进入的月牙板式导向槽9的挤压钳导向装置中。所述导向槽9将这两个导向凸起分别从轮3的内部向外导向，这样，夹紧杆IlaUlb在齿轮3转动时基本上水平和直线地向内或者向外导向。在齿轮3的下侧面上设置有一个方向改变装置。所述方向改变装置包括一个水平的，且垂直于夹紧杆IlaUlb的运动方向可运动的滑块5。所述滑块5在侧边具有导向轨 31。所述滑块沿着所述导向轨可在壳体中线性运动地被导向。为了对其往复运动进行控制在齿轮3的下侧设置有导向月牙板7。所述导向月牙板和一个设置在滑块5上侧面上的栓钉6共同作用。按照齿轮3的位置滑块5也可位于不同的位置之中。通道软管(未示出)从软管阀1的上侧面一饮料罐的穿刺装置13定位在该侧面上一沿着两个挤压钳17a、17b垂直向下延伸。因此齿轮3在中间有一个孔四。通道软管可穿过这个孔，滑块5也一样。所述滑块具有一个导向孔15。根据齿轮3的旋转位置夹紧杆IlaUlb有不同的定位，并且因此挤压钳17a、17b 或者打开，或者关闭，这样，通道软管完全、部分或者根本就不打开。通过夹紧杆lib的弹性支承它的挤压钳17b的压紧力可以变化。通过这一措施可以平衡通道软管的厚度和弹性的公差。当通道软管中的压力太高时弹性支承也能起降低过压的作用。通道软管同时一也是根据齿轮3的旋转位置一借助滑块5被在不同的方向引导。图2示出同一软管阀1的顶视透视部分图。除了已说明的部件还可以看到弹簧 20。所述弹簧顶住夹紧杆lib。伺服马达25通过蜗轮27改变齿轮3的位置。这样可根据咖啡自动加工机的可不同选择的功能来调节齿轮3。图3示出同一软管阀1的下视图。其中，特别是可看到滑块5的导向月牙板7的形状。这个导向月牙板是如此设计的，即滑块5的栓钉6既可以很近地位于齿轮3的中心点处，也可以位于它的外边缘上。这样，滑块5可借助导向月牙板在中间位置和外部位置的极端位置之间往返运动。它在它的导向孔15中带动通道软管，这样，这个通道软管就可根据齿轮的位置具有不同的方向，并且例如可和不同的通道连接。图4示出如到7b系列图的透视图。该图示出同一软管阀的顶视图，并且示出两个截面平面A’ -A和B-B’。这些截面在后面用于说明通道软管的不同位置。图如和恥示出根据本发明的软管阀1。它具有位于第一功能位置的通道软管2， 即当通道软管2打开时的排出功能。通道软管2不是通过挤压钳17a、17b被挤压。如此地调节滑块5，即这个通道软管2准确竖直地向下延伸。而图6a和6b示出了根据本发明的这样一种软管阀1，它处于第二功能位置中，也就是当通道软管2在打开时处于制备位置中。通道软管2又不是通过挤压钳17a、17b被挤压。然而滑块5与图恥相比较水平地移动。通过这一措施通道软管2在它的下端部朝向不同于图恥的另一方向对准。现在它朝向咖啡自动加工机的饮料出口方向。在图7b中通道软管2的方向又和图6b —样。而在图7a中通道软管2借助两个挤压钳17a、17b现在被完全夹住。这个夹住例如是在煮和提供咖啡过程结束之后进行，以防止滴漏。现在这个第三功能位置又可汇入到图如和恥的第一功能位置中，也就是汇入到排出口中。通过简单地转动齿轮3自动调节地又达到这个功能位置。滑块5通过导向月牙板7，并且挤压钳17a、17b通过挤压钳导向装置9和齿轮3耦合。通过这一措施也产生了滑块5和挤压钳17a、17b彼此间的直接耦合。由此在没有其它措施的情况下改变齿轮3的位置可引起两个部件同时改变位置。图8示出用于设计根据本发明的软管阀的一个替代的形式的通道软管2’的纵向截面图。通道软管2’由具有足够刚度的材料制成，为的是能承受高的压力，例如6巴或者更大的压力。这例如可借助软管2’中的纤维状加强物实现，或者通过选择形状足够稳定的塑料，且软管具有合适的厚度实现。通道软管2’具有作为调节装置的弹性收缩部33。在该收缩部的区域中软管2’的内直径从标准直径dl减小到收缩直径d2。当通过通道软管2’以初始压力pi抽吸流体35时，收缩部33起一种如节流阀的作用。由于通道软管2’的材料的刚性在收缩部33的区域中有一股节流力Fl朝软管内部方向施加。由于在收缩部33前面沿流动方向的初始压力pi有一股反力F2克服节流力Fl。 由于这股反力使收缩部的直径d2变大。例如通道软管2’在收缩部33的区域中可完全关闭，直到达到足够高的初始压力pl，例如6巴。然后由于反力F2收缩部33打开，这样流体 35可以流过。在收缩部33的下游有降低的压力p2。这个压力大体相当于环境压力。当使用这种稳定设计和形成的通道软管2’可以完全省掉前面所述的使用挤压钳。 而是通道软管2’在无外部附加的力作用的情况下自动地调节流量。因为在前面详细描述的软管阀的一些部件是一些实施例，所以这些实施例通常可由专业技术人员在不脱离本发明的范围的情况下进行广泛的改型。特别是挤压钳的具体设计也可以与在此所描述的不同的形状设计。假若由于空间的原因，或者设计或者功能方面的原因有必要，挤压钳和方向改变装置的控制装置也可以另一形状设计。此外，使用不定冠词“一个”并不排除有关特征也有可能存在多个。
附图标记表
1软管阀2、2，通道软管3齿轮4齿列5滑块6栓钉7导向月牙板9挤压钳导向装置·IlaUlb 夹紧杆13穿刺装置15导向孔17a、17b 挤压钳19调节螺钉20弹簧21a,21b 导向凸起23壳体25伺服马达27蜗轮29孔31导向轨33收缩部35流体dl标准直径d2收缩部直径Fl节流力F2反力Pl初始压力p2降低的压力
权利要求
1.具有软管阀(1)的咖啡自动加工机，所述软管阀具有用于流体(35)和/或气体的通道软管(2、2’)和用于调节通过通道软管(2、2’)的流量的调节装置，其特征在于具有在运行时改变通道软管(2、2 ’)定向的方向改变装置(5、6、7 )。
2.按照权利要求1所述的咖啡自动加工机，其特征在于具有至少一个作为调节装置的挤压钳(17a、17b)。
3.按照权利要求2所述的咖啡自动加工机，其特征在于，挤压钳(17a、17b)和方向改变装置(5、6、7)耦合。
4.按照前述权利要求中的任一项所述的咖啡自动加工机，其特征在于，将软管阀(1) 设计为热软料机输出口和/或排出设备出口和/或气体出口。
5.按照权利要求2至4中的任一项所述的咖啡自动加工机，其特征在于具有挤压钳 (17a、17b)，依靠弹簧对它的挤压力进行调节。
6.按照前述权利要求中的任一项所述的咖啡自动加工机，其特征在于具有导向轮 (3)，所述导向轮具有用于方向改变装置(5、6、7)的导向月牙板(7)。
7.按照权利要求6所述的咖啡自动加工机，其特征在于，具有设置在用于调节挤压钳 (17a、17b)的导向轮(3)中的挤压钳导向装置(9)。
8.按照权利要求2至7中的任一项所述的咖啡自动加工机，其特征在于具有多个挤压钳(17a、17b)。
9.按照权利要求2至8中的任一项所述的咖啡自动加工机，其特征在于，将挤压钳 (17a、17b)设计为夹紧杆(IlaUlb)的部分。
10.按照前述权利要求中的任一项所述的咖啡自动加工机，其特征在于具有壳体 (23 )，在所述壳体中通道软管(2、2 ’)和穿刺装置(13 )和/或煮沸料容器固定连接地优选地可从壳体(23)中取出地保持。
11.按照权利要求1、4、6和10中的任一项所述的咖啡自动加工机，只要这些权利要求不引用权利要求2，其特征在于，通道软管(2’)具有作为调节装置的弹性收缩部(33)。
12.用于特别是按照权利要求1至11中的任一项所述的咖啡自动加工机的软管阀 (1)，具有用于流体(35 )和/或气体的通道软管(2、2 ’)和用于调节流过通道软管(2、2 ’)的流体和/或气体流量的调节装置，其特征在于具有方向改变装置(5、6、7)，所述方向改变装置在运行时改变通道软管(2、2’)的定向。
全文摘要
本发明涉及一种具有软管阀(1)的咖啡自动加工机，所述软管阀具有用于流体和/或气体的通道软管和用于调节流过通道软管(2、2’)流量的调节装置。此外，本发明还涉及一种类似设计的软管阀(1)。根据本发明，所述软管阀(1)通过一种方向改变装置(5、6、7)得到进一步的改进，所述方向改变装置在运行中改变通道软管的方向。
文档编号A47J31/46GK102421339SQ201080018590
公开日2012年4月18日 申请日期2010年4月20日 优先权日2009年4月27日
发明者达伯格 J., 施特夫尔 M., 多曼 U. 申请人:卡夫食品研发公司