Держатель фильтра для машин для приготовления напитков
HOLDER FILTER FOR MACHINES FOR PREPARING BEVERAGES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к машинам для приготовления напитков. В частности, изобретение относится к усовершенствованиям для держателей фильтра, оснащенных чашкой фильтра и корпусом для чашки фильтра, закрепленным на ручке для присоединения держателя фильтра к блоку выдачи горячей воды машины для приготовления напитков, например, для эспрессо-машины. Машины и держатели фильтра такого рода обычно применяют для приготовления кофе эспрессо из порошкообразного кофе в нерасфасованном виде или в упаковках на одну порцию, таких как как капсулы, картриджи, таблетки или т.п.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В ЕР-А-0726053 описан держатель фильтра для эспрессо-машин, содержащий корпус чашки фильтра с дном и отверстием для выдачи кофе через дно. Это известное устройство дополнительно содержит клапан с пробкой клапана, который выборочно открывает и закрывает выдачное отверстие. Пробку поддерживает поворотное плечо. Пробка упруго поджата в закрытое положение. Поворотный кулачок расположен между дном корпуса чашки фильтра и поворотным плечом пробки для предотвращения закрытия пробкой отверстия в определенных условиях эксплуатации. Клапан закрывает выдачное отверстие перед началом цикла заваривания, предотвращая вытекание кофе через фильтр, пока не будет создано достаточное давление заваривания в кофейном брикете. Только при достижении давления заваривания, которое определяется силой упругости, приложенной к пробке клапана, клапан открывается и кофе выдается через указанное отверстие. Когда пробка клапана переместится в открытое положение, поворотный кулачок перемещается в рабочее положение, в котором он препятствует закрытию отверстия пробкой клапана.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением предложен усовершенствованный держатель фильтра, соответствующий типу, описанному выше, содержащий усовершенствованное устройство для закрытия пробки клапана, когда держатель фильтра прикреплен к загрузочному кольцу, и для фиксации пробки клапана в открытом положении, когда в держателе фильтра достигается давление заваривания.
В соответствии с настоящим изобретением предложен держатель фильтра, содержащий корпус фильтра, содержащий дно, и разливной канал или отверстие, проходящее через указанное дно. Клапан с пробкой клапана выполнен с возможностью выборочного открытия и закрытия выпускного канала или отверстия, причем пробка клапана поддерживается с помощью поворотного плеча и упруго поджата в направлении закрытого положения. Пробка клапана закрыта, когда держатель фильтра прикреплен к блоку выдачи горячей воды машины для приготовления напитка, с тем чтобы горячая вода под давлением пропитала ингредиент напитка, например порошкообразный кофе, загруженный в чашку фильтра. Клапан калибруют таким образом, что он открывается, когда в чашке фильтра будет достигнуто определенное давление. После открытия пробка клапана будет оставаться открытой независимо от давления внутри чашки фильтра благодаря устройству, описанному ниже в данном документе. Держатель фильтра дополнительно содержит кулачок, расположенный между дном корпуса фильтра и поворотным плечом, которое поддерживает пробку клапана. Кулачок имеет профиль кулачка, взаимодействующий с поворотным плечом. Кулачок выполнен с возможностью перемещения, предпочтительно вокруг оси поворота или оси шарнира для выборочной установки в различные положения. В частности, кулачок имеет по меньшей мере первое положение, в котором профиль кулачка препятствует перемещению для закрытия пробки клапана, и второе положение, в котором профиль кулачка позволяет осуществлять перемещение для закрытия пробки клапана. Кулачок упруго поджат в направлении первого положения с помощью подходящего упругого элемента, например пружины, такой как пружина кручения.
Кроме того, держатель фильтра содержит ползун, который взаимодействует с кулачком для перемещения кулачка из первого положения во второе положение с преодолением упругого воздействия, прилагаемого к кулачку. Ползун предпочтительно упруго поджат в нерабочее положение и принудительно перемещается в направлении рабочего положения путем прямого или косвенного взаимодействия с неподвижным элементом блока выдачи воды, к которому прикреплен держатель фильтра. Ползун выполнен и расположен таким образом, что во время перемещения из нерабочего положения в рабочее положение он толкает кулачок в направлении второго положения, то есть в положение кулачка, которое позволяет осуществить закрытие пробки клапана. Силу упругости, прилагаемую к ползуну, преодолевают за счет взаимодействия ползуна с вышеуказанным неподвижным элементом. Когда взаимодействие с неподвижным элементом прекращается, происходит упругое возвращение ползуна в нерабочее положение.
Благодаря применению этого устройства, когда ползун продвигает кулачок во второе положение, пробку клапана закрывает приложенная к ней сила упругости. Кулачковый профиль выполнен таким образом, что обратное перемещение кулачка под действием прикладываемой к нему силы упругости невозможно, пока пробка клапана не будет открыта снова. Кулачок удерживается во втором положении силой трения между кулачком и поворотным плечом, которое поддерживает пробку клапана. Сила трения создается силой упругости, прилагаемой к пробке клапана, например пружиной, например спиральной пружиной сжатия.
Только после того, как давление заваривания в чашке фильтра достигнет величины, достаточной для преодоления силы упругости, которая удерживает пробку клапана в закрытом положении, пробка клапана откроется, что приведет к поворотному перемещению поворотного плеча. Таким образом, кулачок высвобождается и возвращается в свое первое положение под действием прилагаемой к нему силы упругости. Когда давление внутри чашки фильтра падает, например, в конце цикла приготовления кофе эспрессо, закрытие отверстия пробкой клапана предотвращается кулачком, который переместился в первое положение, в котором не допускается закрытие клапана.
Перемещение ползуна и, следовательно, перемещение кулачка не требует каких-либо специальных действий со стороны пользователя. Простое движение присоединения, требуемое для прикрепления держателя фильтра к блоку выдачи горячей воды, вызывает перемещение ползуна и, таким образом, клапана.
В некоторых вариантах осуществления держатель фильтра имеет механизм фиксации байонетного типа для фиксации держателя фильтра в блоке выдачи горячей воды. Держатель фильтра имеет по меньшей мере два противоположных ребра, направленных по касательной к окружности, взаимодействующих с соответствующими профилями фиксации на устройстве выдачи горячей воды. Пользователь фиксирует держатель фильтра в блоке выдачи горячей воды путем простого поворота держателя фильтра относительно блока выдачи горячей воды на угол менее 180°, например от приблизительно 30° до приблизительно 80°. Прямое или косвенное взаимодействие ползуна с неподвижным компонентом блока выдачи горячей воды вызывает перемещение кулачка из первого положения во второе положение во время перемещения для фиксации держателя фильтра на блоке выдачи горячей воды.
В предпочтительных вариантах осуществления держатель фильтра имеет ручку, которая позволяет просто и безопасно выполнять манипуляции с держателем фильтра.
В некоторых вариантах осуществления кулачок шарнирно соединен с дном корпуса фильтра вокруг первой оси поворота, которая может быть приблизительно перпендикулярна дну корпуса фильтра, т.е. приблизительно параллельна оси, вокруг которой происходит поворотное перемещение держателя фильтра, когда последний зафиксирован на блоке выдачи горячей воды. Ось поворота кулачка предпочтительно ориентирована примерно на 90° относительно второй оси поворота, вокруг которой перемещается поворотное плечо, которое поддерживает пробку клапана.
Перемещение ползуна предпочтительно направляет направляющий элемент. Например, в некоторых вариантах осуществления предусмотрен направляющий элемент, на котором подвижно установлен ползун. Направляющий элемент закреплен на корпусе фильтра и на ручке держателя фильтра таким образом, что при перемещении, выполняемом держателем фильтра во время его фиксирования на блоке выдачи горячей воды, они перемещаются вместе.
Предпочтительно, направляющий элемент имеет округлую форму и проходит по существу соосно с пробкой клапана.
Держатель фильтра, как правило, состоит из двух основных компонентов, а именно: корпуса фильтра и ручки. Ручка закреплена на корпусу фильтра с возможностью поворота вместе с ним. В предпочтительных вариантах осуществления корпус фильтра устанавливают на основание, которое может быть прикреплено к ручке и может поворачиваться вместе с ней. Корпус фильтра в свою очередь закрепляют в основании с возможностью поворота вместе с ним. Изготовление и сборка держателя фильтра, таким образом, весьма рациональны. Кулачок может быть расположен в пространстве между основанием и корпусом фильтра. Это обуславливает исключительно эффективное расположение компонентов. Направляющая может быть сформирована как единое целое с нижней стенкой основания держателя фильтра, в котором расположен корпус фильтра.
Поворотное плечо, которое поддерживает пробку клапана, и кулачок могут быть расположены между корпусом фильтра и нижней стенкой основания. Нижняя стенка основания может иметь одно или большее количество (обычно два) отверстий для выдачи напитка. Напиток, вытекающий из держателя фильтра сквозь выдачное отверстие, разливают через отверстие(-я) для выдачи, образованное (-ые) в нижней стенке основания, в которой размещен корпус фильтра.
Согласно некоторым вариантам осуществления основание может быть выполнено из формованного из металла или формованной пластмассы и может быть сформировано с выступом , образующим направляющую, на которой установлен ползун.
Первый упругий элемент, например пружина сжатия, такая как спиральная пружина сжатия, которая упруго поджимает пробку клапана в направлении закрытого положения, может быть расположена между дном основания и пробкой клапана. Нижняя часть основания может иметь углубление, в котором может быть размещен один конец пружины. Противоположный конец пружины может быть расположен в цилиндрическом удерживающем элементе, который составляет единое целое с пробкой клапана, или вокруг него.
В некоторых вариантах осуществления корпус фильтра может содержать опору кулачка, установленную на дно корпуса фильтра, на его наружную поверхность, т.е. между корпусом фильтра и основанием. Кулачок может быть шарнирно соединен с опорой кулачка. Опора кулачка может быть отформована в виде цельного куска пластмассы такой формы, которая позволяет обеспечить шарнирное соединение для крепления поворотного плеча и шарнирное соединение для поворотного крепления кулачка. Поворотное плечо и кулачок могут быть собраны на опоре кулачка, а опора кулачка затем может быть установлена на наружную сторону корпуса фильтра, выступая из его дна. Это позволяет упростить процедуры изготовления и сборки. Блок, образованный корпусом фильтра и опорой кулачка, затем может быть установлен на основание. Таким образом, получают очень простое и недорогое устройство.
В некоторых вариантах осуществления корпус фильтра может состоять из чашеобразного корпуса с углублением, в котором может быть размещена чашка фильтра или же непосредственно таблетка, капсула или картридж. Чашеобразный корпус держателя фильтра содержит нижнюю стенку с поверхностью, обращенной углублением вовнутрь, и противоположную поверхность, на которой установлена опора кулачка с кулачком и поворотным плечом, которое поддерживает пробку клапана.
Второй упругий элемент может быть расположен на корпусе фильтра для упругого поджатия ползуна в его нерабочее положение. Второй упругий элемент предпочтительно расположен между корпусом фильтра и закрепленной на нем опорой кулачка. Например, между собранными вместе опорой кулачка и нижней поверхностью корпуса фильтра может быть образовано углубление, в котором можно разместить второй упругий элемент. В некоторых вариантах осуществления второй упругий элемент имеет форму разомкнутого кольца, первый конец которого закреплен на корпусе фильтра, а второй конец выступает из указанного углубления и взаимодействует с ползуном.
В некоторых вариантах осуществления третий упругий элемент закреплен на корпусе фильтра, предпочтительно на опоре кулачка, для упругого поджатия кулачка в его первое положение.
Для углового смещения ползуна и кулачка, когда держатель фильтра прикреплен к блоку выдачи горячей воды и зафиксирован на нем, рычаг или подобный элемент может быть закреплен на фиксирующем кольце, к которому присоединен держатель фильтра, например, с помощью байонетного соединения. Рычаг может быть установлен с возможностью взаимодействия с ползуном таким образом, чтобы ползун мог был остановлен в заданном угловом положении относительно фиксирующего кольца до того, как держатель фильтра достигает своего конечного углового положения. Таким образом, продолжение поворачивания держателя фильтра обуславливает угловое перемещение ползуна относительно держателя фильтра. Это перемещение приводит к поворачиванию кулачка и его установке в положение, которое позволяет пробке клапана закрываться. Рычаг на фиксирующем кольце и ползун могут быть выполнены таким образом, что когда кулачок повернется на определенное расстояние, позволяя закрыть пробку клапана, рычаг высвободит ползун, который затем будет сдвинут назад в исходное угловое положение относительно держателя фильтра действием связанного с ним упругого элемента.
В соответствии с другими, наиболее предпочтительными вариантами осуществления, для того, чтобы избежать необходимости обеспечения рычага на фиксирующем кольце, держатель фильтра может содержать приводное кольцо, расположенное вокруг корпуса фильтра и действующее совместно с ползуном и с фиксирующим кольцом. Угловое перемещение приводного кольца относительно корпуса фильтра может быть ограничено. Приводное кольцо может быть иметь выступы, которые взаимодействуют с неподвижными компонентами блока выдачи горячей воды. В некоторых вариантах осуществления приводное кольцо содержит два приблизительно диаметрально противоположных выступа. В первом взаимном угловом положении приводного кольца относительно корпуса фильтра эти выступы выровнены под углом с соответствующими ребрами, направленными по касательной к окружности, корпуса фильтра. Во втором взаимном угловом положении выступы и ребра смещены под углом, т.е. приводное кольцо сдвинуто под углом относительно корпуса фильтра. Этого углового смещения достигают за счет совместного действия приводного кольца с неподвижным блоком выдачи горячей воды: байонетный механизм фиксации на устройстве выдачи горячей воды образует упор, в который упираются выступы в виде гребня приводного кольца, до того, как держатель фильтра достигнет своего окончательного углового положения фиксации. Держатель фильтра, таким образом, поворачивается дальше, а приводное кольцо остается неподвижным, так что приводное кольцо фактически поворачивается относительно остальных компонентов держателя фильтра, в частности, относительно корпуса фильтра.
Поскольку приводное кольцо взаимодействует с ползуном, относительное перемещение между приводным кольцом и держателем фильтра вызывает угловое перемещение ползуна относительно корпуса фильтра, поскольку ползун временно зафиксирован относительно приводного кольца.
В некоторых вариантах осуществления соединение между приводным кольцом и ползуном может быть обеспечено с помощью фиксирующего механизма, который выборочно закрепляет приводное кольцо на ползуне и высвобождает ползун относительно приводного кольца, как только будет достигнуто определенное угловое смещение ползуна относительно корпуса фильтра. После высвобождения ползун может сдвигаться под углом относительно приводного кольца.
Как будет объяснено более подробно далее применительно к примеру осуществления, ползун, захваченный приводным кольцом, перемещается под углом относительно корпуса фильтра и смещает кулачок из его первого положения во второе положение. Когда будет достигнуто максимальное угловое смещение между ползуном и корпусом фильтра, ползун высвобождается из приводного кольца и упруго возвращается в свое исходное положение, а кулачок остается во втором положении, только что достигнутом с помощью приводного кольца и ползуна, из-за трения между поворотным плечом и кулачком. Кулачок будет высвобожден и упруго возвращен в первое положение только при открывании пробки клапана под напором воды в чашке фильтра.
В некоторых вариантах осуществления фиксирующий механизм между приводным кольцом и ползуном может содержать первый зуб, закрепленный на приводном кольце, и второй зуб, закрепленный на ползуне. Первый зуб и второй зуб взаимодействуют друг с другом для выборочного закрепления под углом ползуна относительно приводного кольца и высвобождения под углом ползуна и приводного кольца друг относительно друга.
В некоторых вариантах осуществления второй зуб выполнен с возможностью перемещения радиально наружу в положение высвобождения, в котором первый зуб и второй зуб выходят из взаимодействия друг с другом, когда будет достигнута определенная степень взаимного углового смещения приводного кольца относительно корпуса фильтра. Радиальным перемещением зуба наружу может управлять профиль кулачка. Последний может быть предусмотрен, например, в нижней части основания, где находится корпус фильтра.
Другие отличительные признаки и варианты осуществления держателя фильтра согласно настоящего изобретения описаны далее в этом документе и изложены в зависимых пунктах формулы изобретения, которые являются неотъемлемой частью настоящего описания.
Изобретение также относится к машине для приготовления напитка, содержащей блок выдачи горячей воды и описанный держатель фильтра, который может быть присоединен к блоку выдачи горячей воды, например, с помощью механизма фиксации байонетного типа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более глубокое понимание настоящего изобретения и многих из его преимуществ будет легче достигнуто со ссылкой на последующее подробное описание, рассматриваемое применительно к прилагаемым чертежам, на которых изображен один пример осуществления настоящего изобретения, не имеющий ограничительного характера. На этих чертежах:
На Фиг. 1 показан перспективный вид кофемашины, содержащей держатель фильтра согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 2 показан вид сверху и частичный разрез по линии II-II на Фиг. 3 держателя фильтра, прикрепляемого к фиксирующему кольцу кофемашины;
На Фиг. 3 показан вертикальный поперечный разрез держателя фильтра и фиксирующего кольца по линии III-III на Фиг. 2;
На Фиг. 4 показан перспективный вид ручки и основания фильтра держателя фильтра;
На Фиг. 5 показан вид сверху ручки и основания держателя фильтра по Фиг. 4;
На Фиг. 6 показан вид сбоку корпуса фильтра;
На Фиг. 7 показан вид сверху по линии VII-VII на Фиг. 6;
На Фиг. 8 и 9 показан вид сбоку и перспективный вид приводного кольца держателя фильтра;
На Фиг. 10 показан перспективный вид снизу опорного элемента, поддерживающего пробку клапана держателя фильтра;
На Фиг. 11 показан перспективный вид снизу кольцеобразного кулачка, применяемого для фиксации пробки клапана в открытом положении после завершения цикла заваривания;
На Фиг. 12 показан перспективный вид ползуна, устанавливаемого в держатель фильтра и взаимодействующего с приводным кольцом для приведения в действие кулачка по Фиг. 11;
На Фиг. 13 и 14 показан перспективный вид и вид сверху фиксирующего кольца кофемашины, к которому присоединяют держатель фильтра;
Фиг. 15 представляет собой поперечный разрез по линии XV-XV на Фиг. 3;
Фиг. 16 представляет собой поперечный разрез по линии XVI-XVI на Фиг. 3;
Фиг. 17 представляет собой поперечный разрез по линии XVII-XVII на Фиг. 18;
Фиг. 18 представляет собой поперечный разрез по линии XVIII-XVIII на Фиг. 17;
На Фиг. 19 и 20 изображены виды, аналогичные видам, представленным на Фиг. 15 и 16, в другом угловом положении держателя фильтра;
На Фиг. 21 и 22 изображены виды, аналогичные видам, представленным на Фиг. 19 и 20, в еще одном угловом положении держателя фильтра;
Фиг. 23 представляет собой вертикальный поперечный разрез по линии XXIII-XXIII на Фиг. 22;
На Фиг. 24 и 25 изображены виды, аналогичные видам, представленным на Фиг. 21 и 22, на которых держатель фильтра находится в конечном рабочем положении;
На Фиг. 21 и 22 изображены виды, аналогичные видам, представленным на Фиг. 19 и 20, в еще одном угловом положении держателя фильтра;
Фиг. 23 представляет собой вертикальный поперечный разрез по линии XXIII-XXIII на Фиг. 22;
На Фиг. 24 и 25 изображены виды, аналогичные видам, представленным на Фиг. 19 и 20, на которых держатель фильтра и его внутренние компоненты находятся в конечном положении;
На Фиг. 26-28 изображены виды, аналогичные виду, представленному на Фиг. 25, в трех угловых положениях держателя фильтра во время извлечения из фиксирующего кольца.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приведено подробное описание примеров осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одни и те же ссылочные позиции на различных чертежах обозначают одинаковые или аналогичные элементы. Кроме того, эти чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Кроме того, последующее подробное описание не ограничивает изобретение. Напротив, объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.
Упоминание в описании фразы «один из вариантов осуществления» или «вариант осуществления» или «некоторые варианты осуществления» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные применительно к варианту осуществления, включены по меньшей мере в один раскрытый вариант осуществления объекта изобретения. Таким образом, фразы «в одном из вариантов осуществления» или «в одном варианте осуществления» или «в некоторых вариантах осуществления» в различных местах по всему описанию не обязательно относятся к одному и тому же варианту (-ам). Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом в одном или большем количестве вариантов осуществления.
Нижеследующее описание относится к держателю фильтра для заваривания кофе из порошкообразного кофе. Однако следует понимать, что тот же держатель фильтра может быть применен для приготовления напитков различных видов путем загрузки одного или большего количества ингредиентов напитка в держатель фильтра в расфасованном или нерасфасованном (т.е. высвобожденном) виде.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения предусмотрен держатель 1 фильтра, содержащий ручку 3 держателя фильтра, жестко соединенную с основанием 5. Основание 5 вмещает корпус 7 фильтра, который может быть расположен в основании 5 и закреплен на нем. Фиг. 1 иллюстрирует держатель 1 фильтра и кофемашину 2, а именно эспрессо-машину в этом варианте осуществления. Кофемашина содержит блок выдачи горячей воды, содержащий фиксирующее кольцо 37, к которому реверсивно крепится держатель 1 фильтра.
Корпус фильтра может быть предназначен для приема упаковки на одну порцию, такой как капсула, таблетка или картридж, с порошкообразным кофе. В других вариантах осуществления держатель фильтра может быть рассчитан на прием нерасфасованного порошкообразного кофе. В этом случае чашка фильтра может съемно располагаться в корпусе фильтра, причем чашка фильтра имеет перфорированное дно, через которое может вытекать напиток кофе, но порошкообразный кофе не попадает в чашку.
Сначала будет описана конструкция держателя фильтра со ссылкой главным образом на Фиг.2-12. Фиг. 3 иллюстрирует вид в разрезе держателя фильтра, частично соединенного с фиксирующим кольцом кофемашины 2, а Фиг. 2 иллюстрирует вид в поперечном разрезе по линии II-II на Фиг. 3. Для лучшего понимания конструкции держателя фильтра его основные компоненты по необходимости показаны отдельно на разных видах на Фиг. 4-12, а на Фиг. 13 и 14 показано фиксирующее кольцо на виде в перспективе и виде сверху, соответственно, причем указанное фиксирующее кольцо образует часть кофемашины 2.
В варианте осуществления, показанном на этих фигурах, корпус 7 фильтра содержит дно 9 со сквозным каналом или отверстием 11, см. Фиг. 3, через которое разливают кофе. Во внутреннюю часть корпуса 7 фильтра можно поместить картридж или капсулу на одну порцию, через которую подают горячую воду под давлением для извлечения ингредиентов из порошкообразного кофе, содержащегося в капсуле, и получают кофе, который протекает через отверстие 9. Как лучше видно из Фиг. 5, основание 5, в которое устанавливают корпус 7 фильтра, имеет выпускные отверстия 5A для кофе, через которые кофе можно наливать в чашку или т.п.
Для лучшей иллюстрации конструкции корпуса 7 фильтра на Фиг. 6 и 7 он показан отдельно на виде сбоку и на виде сверху.
В частности, согласно Фиг. 3, под корпусом 7 фильтра расположен клапан 12, который содержит пробку 13 клапана. Пробка 13 клапана выполнена и установлена с возможностью выборочного открытия и закрытия отверстия 11 выдачи кофе. Пробка 13 клапана может поддерживаться поворотным плечом 15, которое установлено на шарнире 15A на опорном элементе 17. Опорный элемент 17 отдельно показан на перспективном изображении на Фиг. 10, на котором опорная часть 10 перевернута вверх дном, чтобы лучше показать его конструкцию. В частности, поворотное плечо 15 шарнирно соединено с кронштейном 17А, сформированным или установленным на опорном элементе 17.
В предпочтительных вариантах осуществления опорный элемент 17 соединен, например, привинчен, к наружной поверхности дна 9 корпуса 7 фильтра.
В некоторых вариантах осуществления пробка 13 клапана может быть установлена на шарнир 13A на поворотном плече 15. Пробка 13 клапана упруго поджата в направлении отверстия 11 с помощью первого упругого элемента, например пружины, например спиральной пружины 19 сжатия, которая может быть установлена между пробкой 13 клапана и дном основания 5, как показано, например, на Фиг. 3.
Кулачок или клин 21, имеющий по существу кольцевую форму, шарнирно соединен с корпусом 7 фильтра. Кулачок 21 отдельно показан на Фиг. 11, чтобы была лучше видна его конструкция. Кулачок 21 имеет ось 21А поворота и шарнирно соединен с помощью шарнира 23 с кронштейном 17В опорного элемента 17 с возможностью вращения вокруг указанной оси 21А. Ось 21A поворота, как правило, перпендикулярна по отношению ко дну 9 корпуса 7 фильтра и, как правило, расположена под углом 90° к оси 15А поворота поворотного плеча 15.
Как лучше видно из Фиг. 11, кулачок 21 имеет клиновидную часть, или профиль 21W кулачка с переменной толщиной, расположенную (расположенный) между поворотным плечом 15 и опорным элементом 17. Как станет более очевидным из описания работы устройства 1, клиновидная часть 21W кулачка 21 используется для выборочного препятствования или обеспечения возможности закрытия отверстия пробкой 13 клапана в зависимости от текущего этапа функционирования. В частности, кулачок 21 выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором кулачок не допускает закрытия пробки 13 клапана (см. Фиг. 3), и вторым положением, в котором кулачок 21 позволяет закрыть пробку 13 клапана (Фиг. 23). В первом положении утолщенная часть клиновидной части 21W кулачка 21 располагается между поворотным плечом 15 и опорным элементом 17, а во втором положении более узкая часть клиновидной части 21W кулачка 21 располагается между поворотным плечом 15 и опорным элементом 17.
Кулачок 21 упруго поджат в направлении первого положения с помощью второго упругого элемента, например пружины 25 кручения (см., в частности, Фиг. 16). В некоторых вариантах осуществления пружина 25 кручения может иметь первый конец 25А пружины, воздействующий на кулачок 21, и второй конец 25B пружины, который воздействует на элемент, который прикреплен к корпусу 7 фильтра. Например, второй конец 25B пружины может воздействовать на выступ 17D (Фиг. 10 и 16) опорного элемента 17. Промежуточную петлю 25C пружины 25 могут применять для закрепления пружины 25 на штифте 17С опорного элемента 17 или другого элемента, закрепляемого на корпусе 7 фильтра.
Чтобы поворачивать кулачок 21 вокруг его оси 21A, преодолевая силу упругости пружины 25, в держатель 1 фильтра устанавливают с возможностью скольжения ползун 31. Ползун показан отдельно на перспективном изображении на Фиг. 12. В некоторых вариантах осуществления ползун 31 устанавливают на круговую направляющую 33, которая составляет единое целое с основанием 5 корпуса фильтра, см., в частности, Фиг.3, 4, 5. Предпочтительно направляющая 33 может быть расположена на дне основания 5. Круговая направляющая 33, как правило, соосна с осью пробки 13 клапана и отверстием 11 таким образом, что ползун 31 перемещается по круговой траектории соосно с основанием 5 и корпусом 7 фильтра.
Форма ползуна 31 в соответствии с одним из вариантов осуществления лучше видна на Фиг. 12. Согласно некоторым вариантам осуществления ползун 31 имеет корпус 31А ползуна в основном дугообразной формы и содержит кольцевой паз 31В, который взаимодействует с направляющей 33. На обращенной радиально наружу стороне дугообразного корпуса 31A ползуна находится зуб 31C. В некоторых вариантах осуществления зуб 31C может иметь в основном треугольную форму. На некотором расстоянии от зуба 31C может находится выступ 31D, который выступает из обращенной радиально наружу стороны дугообразного корпуса 31A ползуна. Выступ 31D жестко соединяет лапку 31E с корпусом 31А ползуна. Лапка 31A может иметь дугообразную форму и предпочтительно концентрична с дугообразным корпусом 31A ползуна. Выступающая часть 31F проходит от расположенной радиально внутри стороны корпуса 31 ползуна. Выступающая часть 31F взаимодействует с кулачком 21 для управления поворотом вокруг оси 21А кулачка, как это будет лучше раскрыто далее.
Как показано на Фиг. 15, ползун 31 упруго поджат с помощью третьего упругого элемента 34, такого как пружина, например, пружина, выполненная из разомкнутого кольца из пружинной стали. Пружину 34 могут устанавливать в пространство 32 (фиг. 3), образованное между углубленной поверхностью опорного элемента 17 и дном 9 корпуса 7 фильтра. В некоторых вариантах осуществления пружина 34 может иметь первый конец 34A, образующий ушко, которое закрепляют на штифте 34В, который может быть выполнен как единое целое с дном корпуса 7 фильтра или который может быть закреплен на нем (см. Фиг. 15).
Пружина 34 также имеет второй конец 34C, который свободно выступает из пространства 32 и толкает ползун 31. Ползун 31 выполнен с возможностью перемещения по направляющей 33 между рабочим положением и нерабочим положением, как будет понятно из описания функционирования держателя фильтра. Пружина 34 смещает ползун 31 в направлении нерабочего положения.
В показанном варианте осуществления ползун 31 взаимодействует с приводным кольцом 35, которое установлено в держатель 1 фильтра с возможностью перемещения под углом относительно основания 5 и корпуса 7 фильтра, как это будет описано более подробно ниже в этом документе. Например, приводное кольцо 35 может быть установлено в кольцевой зазор между боковой стенкой 5B основания 5 и боковой стенкой 7А корпуса 7 фильтра, причем две боковые стенки 5В, 7А концентричны друг с другом и концентричны с приводным кольцом 35, см. Фиг. 3.
Приводное кольцо 35 отдельно показано на Фиг. 8 и 9.
Приводное кольцо 35 может содержать одну или большее количество выступающих вверх дополнительных частей 35А. В показанном примере применены две диаметрально противоположных дополнительных части 35A. Дополнительные части 35A выполнены и установлены с возможностью взаимодействия с неподвижным элементом или упорами 37Y (Фиг. 17), сформированными на фиксирующем кольце 37, которое является частью кофемашины 2, к которой держатель 1 фильтра могут присоединять, например, с помощью байонетного крепления.
Фиксирующее кольцо 37 отдельно показано на Фиг. 13 и 14. Фиксирующее кольцо 37 содержит по существу цилиндрическое полое внутреннее пространство 37С, в которое вводят корпус 7 фильтра, когда держатель 1 фильтра соединяют с фиксирующим кольцом 37. Два дугообразных выступа 37A проходят радиально внутрь в полое пространство 37С и отделены друг от друга двумя частями 37В, в которых прерываются два дугообразных выступа 37A . Один конец каждого дугообразного выступа 37А может быть закруглен или скошен (37D), чтобы боковые выступы 7В корпуса 7 фильтра (см. Фиг. 6, 7) могли набегать на дугообразные выступы 37А, таким образом образуя байонетное крепление между держателем 1 фильтра и фиксирующим кольцом 37.
На стороне приводного кольца 35 напротив выступающих частей 35А имеется упруго деформируемое плечо 35В (Фиг. 8 и 9), состоящее из зуба 35С и штифта 35D. Зуб 35C выполнен и установлен с возможностью взаимодействия с зубом 31C ползуна 31, а штифт 35D выполнен и установлен с возможностью взаимодействия с профилем 39 кулачка, который может быть расположен на дне основания 5. Зубья 35C и 31C образуют фиксирующий механизм, который временно удерживает ползун 31 относительно приводного кольца 35, как это можно будет лучше понять из последующего описания функционирования держателя фильтра.
Как лучше всего показано на Фиг. 5, профиль 39 кулачка предпочтительно выполнен в виде канала и содержит выступающее радиально наружу углубление 39А, часть 39В, которая по существу соосна с цилиндрической стенкой основания 5, и часть 39C, которая наклонена таким образом, что приближается к цилиндрической стенке основания 5, с целью, которая станет понятнее из описания функционирования держателя фильтра.
Описанный выше держатель фильтра функционирует следующим образом.
В общем случае держатель 1 фильтра устанавливают в первое угловое положение относительно фиксирующего кольца 37 и вводят верхнюю часть корпуса фильтра в цилиндрическую полость 37С фиксирующего кольца 37. В исходном положении кулачок 21 расположен таким образом, что пробка 13 клапана поддерживается в открытом положении (Фиг. 3). Затем держатель 1 фильтра поворачивают с помощью ручки 3, чтобы зафиксировать держатель фильтра в фиксирующем кольце с помощью байонетного крепления. Во время поворота держателя 1 фильтра ползун 31 и приводное кольцо 35 вместе с упругими элементами 19 и 34 вызывают перемещение кулачка 21 в положение, обеспечивающее закрытие пробки 13 клапана. Последняя будет поддерживаться упругим элементом 19 и оставаться в закрытом положении до тех пор, пока в держателе фильтра не возникнет достаточное давление воды. Когда пробка 13 клапана открывается под действием напора воды, кулачок 21 воздействует на клапанное устройство, препятствуя закрытию пробки 13 клапана.
Далее приведено более подробное описание осуществления вышеизложенного способа.
Исходное положение держателя 1 фильтра относительно фиксирующего кольца 37 показано на Фиг. 2. Положение внутренних компонентов держателя фильтра показано на Фиг. 3. Кольцеобразный кулачок 21 позиционируют под углом таким образом, чтобы утолщенная часть клиновидной части 21W была расположена между опорным элементом 17 и поворотным плечом 15 (Фиг. 3). Таким образом, поворотное плечо 15 удерживается на некотором расстоянии от дна 9 корпуса 7 фильтра, за счет чего не допускают закрытия отверстия 11 пробкой 13 клапана. Приводное кольцо 35 позиционируют под углом относительно корпуса 7 фильтра и основания 5 таким образом, чтобы его дополнительные части 35A были выровнены с боковыми выступами 7В корпуса 7 фильтра (см. Фиг. 2). Картридж или капсула или рассыпной порошкообразный кофе (не показан) может быть помещен в корпус 7 фильтра, и держатель 1 фильтра может быть введен во взаимодействие с фиксирующим кольцом 37 кофемашины.
Для этой цели держатель 1 фильтра удерживают с помощью ручки 3 в таком положении, чтобы боковые выступы 7В и дополнительные части 35A были выровнены по положению 37В, в котором прерываются дугообразные выступы 37А фиксирующего кольца 37, как лучше всего показано на виде сверху и в частичном разрезе на Фиг. 2. Боковые выступы 7B могут быть перемещены вертикально в положение, расположенное выше дугообразных выступов 37А.
В этом месте оператор может с помощью ручки постепенно поворачивать держатель 1 фильтра до достижения окончательного положения, показанного на Фиг. 24, 25, перемещая его через промежуточные положения, показанные на Фиг. 15-23. Для лучшего понимания последовательности движений, выполняемых компонентами, расположенными внутри держателя 1 фильтра, на фигурах, изображающих держатель фильтра в различных угловых положениях, показаны фиксирующее кольцо 37 и/или ось 3А ручки 3 держателя фильтра. Это позволяет точно указать фактическое угловое положение держателя 1 фильтра относительно фиксирующего кольца 37 на различных этапах процесса фиксации держателя 1 фильтра в кофемашине 2.
Исходное положение показано на Фиг. 2, а на Фиг. 15 держатель 1 фильтра повернут на первый угол величиной, например, около 8°. Во время этого этапа первого поворота все компоненты, расположенные в держателе 1 фильтра или поддерживаемые им, поворачиваются вместе с ручкой 3, основанием 5 и корпусом 7 фильтра. В угловом положении по Фиг. 15 и 16 дополнительные части 35А приводного кольца 35 упираются в упоры 37Y (см. Фиг. 17), расположенные на фиксирующем кольце 37, и дальнейшее их проворачивание становится невозможным. Таким образом, когда держатель 1 фильтра дополнительно поворачивают вокруг оси 37Х (Фиг. 3) фиксирующего кольца 37, и оно достигает положения, изображенного на Фиг. 19 и 20, приводное кольцо 35 остается неподвижным относительно фиксирующего кольца 37.
Согласно Фиг. 19 и 20, а также Фиг. 15 и 16, дальнейший поворот на приблизительно 30° приведет к взаимному перемещению приводного кольца 35 относительно держателя 1 фильтра. По существу приводное кольцо 35 остается зафиксированным в угловом положении, показанном на Фиг. 15, 16, а держатель 1 фильтра и остальные его компоненты поворачиваются на 30°, достигая положения, показанного на Фиг. 19 и 20. В результате этого взаимного смещения зуб 31С ползуна 31, который поворачивается вместе с держателем 1 фильтра, упирается в зуб 35С, расположенный на упруго деформируемом плече 35В приводного кольца 35. Во время перемещения из положения, показанного на Фиг. 15, 16, в положение, показанное на Фиг. 19, 20, штифт 35D приводного кольца 35 перемещается по каналу 39, а дугообразная лапка 31E ползуна 31 перемещается за плечом 35В приводного кольца 35, не допуская радиального изгиба плеча 35B в направлении наружу. Когда это положение будет достигнуто, ползун 31 будет зафиксирован и его дальнейший поворот с держателем 1 фильтра будет невозможен, поскольку зуб 35С входит в зацепление с зубом 31C.
Согласно Фиг. 21, 22, поворот держателя 1 фильтра, осуществляемый пользователем, продолжается, например, еще на 20°. Когда держатель 1 фильтра поворачивают в направлении этого дальнейшего углового положения, ползун 31 остается зафиксированным с приводным кольцом 35 и, таким образом, остается неподвижным относительно фиксирующего кольца 37. В положении, показанном на Фиг. 21, 22, держатель 1 фильтра повернут еще на приблизительно 20°, а ползун 31 остается зафиксированным в ранее достигнутом положении (сравните Фиг. 18, 20). Поскольку второй конец 34С пружины 34 остается заблокированным ползуном 31, а первый конец 34B указанной пружины 34 следует за движением ручки 3 держателя 1 фильтра, пружина 34 нагружается.
Во время углового перемещения из положения, показанного на Фиг. 19, 20, в положение, показанное на Фиг. 21, 22, выступающая часть 31F остается неподвижной и блокирует кулачок 21, поскольку этот кулачок 21 упирается в выступающую часть 31F. Следовательно, в положении, показанном на Фиг. 21, 22, кулачок 21 повернут вокруг своей оси 21А вращения на некоторый угол. Поворотное движение кулачка 21 обуславливает соответствующее смещение клина 21W относительно плеча 15. Теперь, более узкая часть клина 21W располагается в промежутке дна 9 корпуса 7 фильтра. Таким образом, первый упругий элемент 19 поворачивает плечо 15 вверх в направлении дна 9. Таким образом, пробка 13 клапана закрывает отверстие 11, как показано на вертикальном виде в поперечном разрезе на Фиг. 23.
Во время перемещения из положения, показанного на Фиг. 19, 20, в положение, показанное на Фиг. 21, 22, штифт 35D приводного кольца 35 входит в канал 39, предотвращая радиальный изгиб плеча 35B приводного кольца 35 в направлении наружу, благодаря чему зубья 31С и 35C остаются во взаимодействии друг с другом до тех пор, пока не будет достигнуто угловое положение, показанное на Фиг. 21, 22. К этому моменту шрифт 35D переместился вдоль части 39С канала 39, который наклонен по направлению к краю основания 5 фильтра, что обусловило радиальное смещение плеча 35B, ориентированное наружу, и, соответственно, перемещение радиально наружу зуба 35C. В конце концов это приводит к тому, зуб 31С выходит из взаимодействия с зубом 35С.
Как только зуб 35С выйдет из взаимодействия, энергия пружины 34 толкает ползун 31 вперед (см. стрелку В1 на Фиг. 22), что вызывает перемещение ползуна 31 вдоль направляющей 33 относительно основания 5 до тех пор, пока ползун 31 не упрется в стопор 5C, выполненный как единое целое с основанием 5. Фиг. 24, 25 иллюстрируют конечное положение внутренних компонентов держателя 1 фильтра. Ползун 31 достиг конечного положения, уперевшись в стопор 5С. Выступающая часть 31F отдалилась от кулачка 21. Последний, однако, не перемещается под воздействием давления третьего упругого элемента 25 из-за трения между кулачком 21 и плечом 15, причем последнее, выталкиваемое первым упругим элементом 19, создает момент сопротивления на кулачке 21, который превышает крутящий момент, прикладываемый вторым упругим элементом 25.
Таким образом, положение, достигаемое держателем фильтра, является окончательным зафиксированным положением, в котором можно начать цикл заваривания. Горячую воду, соответственно, подают через фиксирующее кольцо 37 в направлении и вовнутрь капсулы или кофейного брикета (не показан), расположенной(-го) в корпусе 7 фильтра. В корпусе фильтра создается давление и порошкообразный кофе пропитывается горячей водой под давлением. Как только давление в корпусе 7 фильтра станет достаточным для преодоления усилия пружины 19, пробка 13 клапана откроется, и поворотное плечо 15 переместится вниз вокруг оси 15А, таким образом высвобождая кулачок 21. Пружина 25 смещает кулачок 21 в направлении его первого положения, в котором утолщенная часть клиновидной части 21W расположена между опорным элементом 17 и поворотным плечом 15. Т.е. кулачок 21 возвращается в положение, показанное на Фиг. 3.
Кофе разливают через отверстие 11 и отверстия 5А до тех пор, пока не будет завершен цикл заваривания. По окончании цикла заваривания подача воды под давлением прекращается, давление в корпусе 7 фильтра сбрасывается через отверстие 11 и отверстия 5A, поскольку пробка 13 клапана остается в открытом положении. Закрытие пробки 13 клапана предотвращается утолщенной частью клиновидной части 21W кулачка 21, которая переместилась выше поворотного плеча 15.
Затем держатель 1 фильтра может быть отсоединен от фиксирующего кольца 37 и снят с кофемашины 2.
Фиг. 26-28 иллюстрируют на видах, аналогичных виду, представленному на Фиг. 25, перемещение держателя 1 фильтра, ползуна 31 и приводного кольца 35 на первом этапе стадии снятия. Поворот держателя 1 фильтра с помощью ручки 3 (стрелка f1 на Фиг. 26, 28) приводит к тому, что стопор 5C толкает ползун 31 и его зуб 31C к зубу 35С приводного кольца 35. Надавливание зуба 31C на зуб 35С приводит к радиальному перемещению наружу плеча 35B. Перемещение допускается штифтом 35D, вталкиваемым в углубление 39A. Как показано на Фиг. 27, зуб 31С отводит зуб 35С, а последний может затем вернуться в исходное положение. Дальнейший поворот держателя 1 фильтра (Фиг. 28) затем приведет к возврату ползуна 31 и приводного кольца 35 в исходное положение, показанное на Фиг. 15 и 16. Когда держатель 1 фильтра возвращается в угловое положение, показанное на Фиг. 2, держатель 1 фильтра можно снять с фиксирующего кольца 37.
Затем спитой кофе или отработанную капсулу удаляют из держателя фильтра, и держатель 1 фильтра можно вымыть. Вода может свободно протекать через различные компоненты держателя 1 фильтра благодаря тому, что пробку 13 клапана поддерживают в открытом положении с помощью кулачка 21.
Открытое положение (Фиг. 3) клапана 12 и пробки 13 клапана поддерживается до тех пор, пока в держатель 1 фильтра не будет снова загружен кофе и пока он снова не будет зафиксирован на фиксирующем кольце 37 с повторением описанной выше процедуры.
Как может быть понятно из приведенного выше описания, держатель фильтра в соответствии с настоящим изобретением имеет клапан, который могут непрерывно поддерживать открытым, пока не будет достигнуто окончательное положение фиксации держателя фильтра в фиксирующем кольце за счет перемещения кулачка 21. Когда будет достигнуто конечное положение фиксации, кулачок 21 снова перемещается в положение удержания клапана, т.е. в положение, в котором кулачок будет препятствовать закрытию пробки клапана. Пробка 13 клапана открывается под действием воды, находящейся под давлением, и будет поддерживаться в этом состоянии.
Весь способ осуществляется без каких-либо действий со стороны пользователя, который должен лишь поворачивать держатель фильтра с помощью ручки 3 от первого положения установки (Фиг. 2) до достижения окончательного углового положения (Фиг. 21, 22). Все перемещения элементов внутри держателя 1 фильтра осуществляются автоматически за счет взаимодействия приводного кольца 35 с фиксирующим кольцом 37 с одной стороны и с ползуном 31 с другой стороны и за счет взаимодействия между ползуном 31 и кулачком 21.
Хотя раскрытые варианты осуществления объекта изобретения, описанные выше, были показаны на чертежах и полностью описаны выше с конкретизацией и детализацией применительно к нескольким примерам осуществления, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что возможны многочисленные модификации, изменения и исключения без существенного отступления от инновационных идей, принципов и концепций, изложенных в настоящем документе, а также преимуществ объекта изобретения, приведенного в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, надлежащий объем раскрытых инноваций должен определяться только широким толкованием прилагаемой формулы изобретения с тем, чтобы охватить все такие модификации, изменения и исключения. Слово «содержащий» не исключает наличия элементов или этапов, отличных от тех, которые перечислены в формуле изобретения. Неопределенный артикль перед элементом не исключает наличия множества таких элементов. В пункте формулы изобретения, касающемся устройства, с перечислением некоторого количества механизмов некоторые из этих механизмов могут быть воплощены с применением одной и той же единицы аппаратных средств. Сам по себе тот факт, что определенные действия изложены в различных взаимозависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих действий не может быть использована с пользой.