КОФЕЙНАЯ МАШИНА
COFFEE MACHINE

Изобретение относится к кофейной машине с размалывающим механизмом, т.е. к так называемому кофейному автомату согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Известны кофейные машины с размалывающим механизмом, в котором установленный с возможностью вращения конус относительно мелющего кольца, закрепленного от проворота, приводится во вращение от горизонтально расположенного электродвигателя. При такой конфигурации вынос размолотого порошка происходит по касательной, т.е. в боковом направлении. Это обусловливает затратную направляющую порошка в размалывающий механизм, вследствие чего могут иметь место отложения порошка и закупоривания направляющей порошка. Кроме того, из-за длительной транспортировки размалывающий механизм получает статический заряд, который, опять-таки, вызывает прилипания, что отрицательно сказывается на качестве кофе, поскольку при каждом размоле свежемолотый порошок, предпочтительно, должен экстрагироваться без остатков предшествующего, при известных условиях дольше остающегося помола в заварочной камере.
Кроме того, известны кофейные машины, в которых посредством электродвигателя вращается не мелющий конус, а мелющее колесо, установленное коаксиально последнему, причем мелющее кольцо приводится во вращение от вертикально установленного двигателя. Отрицательным фактором в такой конфигурации являются большое занимаемое пространство в вертикальном направлении и вытекающие из этого ограничения вариантов размещения двигателя и размалывающего механизма в корпусе кофейной машины.
DE 4418139 С1 представляет кофемолку для использования в кофейных машинах, причем кофемолка содержит мелющее кольцо, вращающееся на приводном валу, проходящем параллельно оси вращения.
DE 102006032710 А1 представляет кофемолку, в которой во вращение также приводится не мелющее кольцо, а мелющий конус, причем приводной вал для вращения конуса проходит перпендикулярно оси вращения. Приводной двигатель находится ниже на заметном удалении от комбинации мелющего кольца и конуса.
US7273005 B2 описывает кофемолку без мелющего кольца, радиально установленного внутри нее. Кофейные зерна здесь размалываются в аксиальной области между двумя размалывающими дисками.
В кофемолке, известной из US 2010/0170971 А1, вал приводного двигателя проходит параллельно оси вращения размалывающего механизма.
Из US 5542342 известна кофемолка с размалывающим механизмом неизвестной конструкции, причем размалывающий механизм приводится в действие от приводного вала, возможно, проходящего перпендикулярно оси вращения. Кофейные зерна подаются эксцентрично, т.е. ось вращения размалывающего механизма не проходит через выпускное отверстие для кофейных зерен. Кофейная машина не содержит никакого заварочного устройства с заварочной камерой, перемещаемой между положениями заполнения и заваривания.
Из WO 2010/125438 А2 известно распределительное устройство для распределения потоков кофейного порошка.
В WO 2012/001592 А1 описан заварочный блок с заварочной камерой, перемещаемой между положениями заполнения и заваривания. Заварочный блок принадлежит кофемолке.
Исходя из вышеупомянутого уровня техники в основу изобретения положена задача создания кофейной машины, в частности так называемого кофейного (полного) автомата, в котором путь свежемолотого кофейного порошка от выхода из кофемолки до заварочной камеры является максимально коротким, причем одновременно должно обеспечиваться компактная и гибкая конструкция кофейной машины, в частности, создание компактной и вариабельной системы из кофейной машины и электродвигателя.
Эта задача решается с помощью кофейной машины с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения. В рамки изобретения укладываются все комбинации по меньшей мере из двух признаков, раскрываемых в описании, в пунктах формулы изобретения и/или на фигурах.
В основу изобретения заложена идея того, что в кофейной машине, в которой мелющее кольцо, расположенное снаружи, с помощью электродвигателя приводится относительно неподвижного мелющего конуса, вал, посредством которого мелющее кольцо приводится электродвигателем, устанавливается вертикально и радиально дистанцированно относительно проходящей через неподвижный мелющий конус воображаемой оси вращения мелющего кольца, вокруг которой вращается мелющее кольцо. В случае вала речь идет о вале электродвигателя или об аксиальном соосном ему продолжении в случае конструкции вала из нескольких частей. В качестве очередного существенного признака предусмотрено, чтобы выпуск размалывающего механизма был расположен таким образом, чтобы он аксиально находился непосредственно над заварочной камерой, когда последняя повернута в свое положение заполнения, причем в этом случае ось вращения мелющего кольца проходит как через выпуск размалывающего механизма, так и через заварочную камеру, предпочтительно, по центру, так чтобы с помощью кофемолки кофейный порошок, изготовленный путем размола кофейных зерен, под действием силы тяжести аксиально выносился из размалывающего механизма в заварочную камеру, в частности, таким образом, чтобы порошок мог аксиально падать прямо в заварочную камеру. Благодаря комбинации вала двигателя, установленного перпендикулярно оси вращения мелющего кольца, с расположенным непосредственно над заварочной камерой выпуском размалывающего механизма получается особенно компактная конфигурация, при которой путь кофейного порошка из размалывающего механизма в заварочную камеру минимизируется и одновременно появляется вариабельная возможность позиционирования системы из размалывающего механизма и электродвигателя в окружном направлении относительно вертикальной оси заварочной камеры. Предложенная кофейная машина, предпочтительно, обходится без боковой направляющей для кофейного порошка, поскольку такой спускной конструкции не требуется, так как кофейный порошок из размалывающего механизма может падать вниз в заварочную камеру, причем положение вписанного угла системы из размалывающего механизма и электродвигателя выбирается относительно свободно, поскольку ее вертикальная протяженность, параллельная оси вращения, незначительна, и, таким образом, нет необходимости принимать во внимание конфигурацию кофейной машины в области сбоку от заварочной камеры. Кроме того, незначительная вертикальная протяженность и вариабельная позиционируемость комбинации размалывающего механизма с электродвигателем минимизируют потребность в пространстве всей «внутреннего мира» кофейной машины, благодаря чему общий объем корпуса кофейной машины по сравнению с известными корпусами явно сокращается. Предпочтительно, вертикальная протяженность комбинации размалывающего механизма с электродвигателем, в частности, поясняемого ниже общего корпуса, максимально составляет треть, более предпочтительно, четверть максимальной продольной протяженности комбинации, в частности, корпуса, перпендикулярно оси вращения.
В одном из вариантов осуществления изобретения, предпочтительно, предусмотрено, чтобы комбинация из размалывающего механизма и электродвигателя была установлена исключительно в области выше положения заполнения заварочной камеры. Другими словами, согласно усовершенствованию предусмотрено, чтобы радиально по соседству с заварочной камерой в положении заполнения не были установлены ни размалывающий механизм, ни электродвигатель. Тем самым достигается максимальная степень свободы с точки зрения размещения комбинации размалывающего механизма и электродвигателя.
С точки зрения облегчения монтажа и дальнейшей минимизации занимаемого пространства в усовершенствованном варианте осуществления изобретения предусмотрено сведение размалывающего механизма и электродвигателя в один блок. С этой целью комбинации размалывающего механизма с электродвигателем придается общий корпус, предпочтительно, сформированный из пластмассы литьем под давлением, который охватывает как электродвигатель, так и размалывающий механизм. Корпус, предпочтительно, содержит приемный участок для установки участка вала, в частности, концевого участка шпинделя вала, а также шип для установки, в частности, для насадки, мелющего конуса, причем продольные протяженности шипа и приемного участка вала корпуса, предпочтительно, ориентированы перпендикулярно друг другу.
Особенно предпочтительной является форма исполнения корпуса, когда он, в целом, составлен, соответственно, из двух пластмассовых чаш, выполненных в виде деталей корпуса, полученных литьем под давлением.
В конструктивном отношении с точки зрения сокращения необходимых конструктивных элементов особенно предпочтительно, чтобы мелющий конус был закреплен на общем корпусе, а именно, посредством перпендикулярного валу или соосного оси вращения мелющего кольца стопорного винта, проходящего, предпочтительно, через центральное отверстие, предпочтительно, спиральной направляющей кофейных зерен. Последняя служит для направления кофейных зерен, втянутых в размалывающий механизм посредством мелющего кольца.
Особенно целесообразным является вариант осуществления, при котором мелющее кольцо установлено для регулировки степени свободы помола с возможностью аксиального перемещения.
Для этого особенно целесообразно, чтобы мелющее кольцо, расположенное предпочтительно без возможности проворота в своем приемном элементе, с помощью подшипника качения было установлено с возможностью вращения относительно корпуса, в частности, относительно направляющей тел качения, расположенной без возможности проворота относительно корпуса, причем направляющей тел качения в этом случае придано предпочтительно охватывающее ее установочное кольцо, входящее в зацепление с направляющей тел качения или в кинематическую связь с ней таким образом, чтобы в результате установочное кольцо проворачивалось для желательного аксиального перемещения направляющей тел качения с установленным в ней мелющим кольцом относительно неподвижного мелющего конуса. Возможность преобразования вращательного движения установочного кольца в аксиальное перемещение направляющей тел качения заключается в возможности взаимодействия установочного кольца и направляющей тел качения с помощью комбинации внутренней и наружной резьб.
Предпочтительно, установочное кольцо снабжено по своей наружной окружности зубчатым венцом, приводимым в действие вручную. Дополнительно или альтернативно для автоматической, т.е. электродвигательной, установки степени размола во взаимодействии с зубчатым венцом установочного кольца, например, с помощью шестерни или резьбового шнека, может быть установлен регулируемый двигатель.
Для минимизации вибраций особенно целесообразно, чтобы приемный элемент мелющего кольца и/или направляющая тел качения опирались на общий корпус или неподвижный относительно корпуса конструктивный элемент посредством по меньшей мере одного демпфирующего элемента.
Особенно предпочтительной является установка демпфирующих элементов на обращенных друг от друга сторонах тел качения, в частности, шариков.
Другие преимущества, признаки и подробности изобретения вытекают из последующего описания предпочтительных примеров выполнения, а также из ссылок на чертежи, на которых
фиг. 1 и 2 изображают виды комбинации кофемолки с электродвигателем в разрезе,
фиг. 3а и 3b - разные виды комбинаций на фиг. 1 и 2 в перспективе,
фиг. 4 - виды комбинаций на фиг. 1-3 с деталями в отдельности,
фиг. 5 - относительное расположение комбинации кофемолки с заварочным блоком и
фиг. 6 - относительное расположение кофемолки с электродвигателем относительно заварочного блока согласно уровню техники.
На фигурах одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.
На фиг. 1-4 разные комбинации электродвигателя 1 с кофемолкой 2 изображены в частичном разрезе или в виде отдельных деталей. Вышеупомянутая комбинация содержит общий корпус 3, образованный двумя скрепленными друг с другом чашами 4, 5 корпуса из пластмассы, сформированными литьем под давлением. В корпусе 3 размещены как электродвигатель 1, так и кофемолка 2. Кофемолка 2 содержит размалывающий механизм 6 с центральным неподвижным мелющим конусом 7 и с установленным коаксиально ему открытым сверху мелющим кольцом 8, вращаемым непосредственно электродвигателем 1. Мелющий конус 7 насажен на центральный шип 9 корпуса 3 без возможности проворота и с помощью направляющей (направляющей детали) 10 кофейных зерен, выполненной в виде подающего шнека, и стопорного винта 11 закреплен на корпусе без возможности проворота, причем направляющая 10 кофейных зерен аксиально пронизана винтом 11 и ввинчена в верхний суженный участок шипа, на который насажена направляющая 10 кофейных зерен.
Как видно на фиг. 1, направляющая 10 кофейных зерен расположена по центру в кольцеобразном на виде сверху впуске 12 размалывающего механизма, который снаружи радиально ограничен крышкой мелющего кольца, выступающей в верхнюю чашу 4 корпуса.
Кроме того, как видно на чертежах, стопорный винт 11, соответственно, и мелющий конус 7, по центру пронизаны воображаемой осью 13 вращения, вокруг которой мелющее кольцо 8 вращается вокруг мелющего конуса 7.
Как видно на фиг. 2, для приведения во вращение мелющего кольца 8 предусмотрен вал 14, проходящий по касательной относительно мелющего кольца и тем самым перпендикулярно оси 13 вращения. Вал 14 образуется в расположенной в плоскости чертежа левой области валом 15 двигателя, на который насажен без возможности проворота вращающийся якорь 16. Вал 14 в расположенном в плоскости чертежа правом участке имеет шнековый участок 17, находящийся в зацеплении с отводным зубчатым венцом 18. Этот зубчатый венец в изображенном примере выполнения предусмотрен в приемном элементе 19 мелющего кольца, в котором мелющее кольцо 8, сделанное из керамики или металла, установлено без возможности проворота.
Приемный элемент для мелющего кольца, выполненный в виде детали из пластмассы, сформированной литьем под давлением, установлен посредством в изображенном примере выполненного в виде шаровой опоры подшипника 21 качения с телами 22 качения с возможностью вращения относительно установленной в корпусе без возможности проворота направляющей 23 тел качения, которая в изображенном примере выполнения выполнена в виде пластмассовой детали, сформированной литьем под давлением. Направляющая 23 тел качения опирается снизу в плоскости чертежа на корпус посредством кольцеобразного демпфирующего элемента 24. Демпфирующий элемент 24 в показанном примере выполнения выполнен в виде пенопластового кольца. С помощью другого демпфирующего элемента 25, также выполненного в виде пенопластового кольца, приемный элемент 19 мелющего кольца в плоскости чертежа сверху опирается на крышку 20 мелющего кольца, а снаружи радиально - на отводной зубчатый венец 18.
Общий корпус 3 содержит участок 26 для установки вала, в котором располагается шнековый участок 17 вала. Шнековый участок 26 находится на одной прямой с участком 27 для установки электродвигателя 1. Ось 13 вращения на отдельных участках окружена шипом 9, так что продольные протяженности шипа 9 и участка 26 вала проходят перпендикулярно друг другу, а также с радиальным интервалом относительно друг друга.
Мелющее кольцо 9 перемещается аксиально относительно стационарно установленного мелющего конуса. С этой целью предусмотрено установочное кольцо 28 с зубчатым венцом 29, причем в изображенном примере выполнения зубчатый венец 29 установочного кольца может быть зацеплен и повернут вручную. На своей внутренней окружности установочное кольцо 28 имеет внутреннюю резьбу 30, которая находится в зацеплении с корреспондирующей наружной резьбой кольцеобразной направляющей 23 тел качения, так что вращение установочного кольца 28 приводит в движение вверх или вниз направляющую 23 тел качения и в результате весь подшипник 21 качения, приемный элемент 19 мелющего кольца и мелющее кольцо 9.
Как видно из краткого обзора фиг. 3а и 1, корпус 3 имеет выпуск 31 размалывающего механизма, состоящий из нескольких кольцеобразно расположенных отверстий, находящихся в области под мелющим кольцом, причем размолотый кофейный порошок может падать сверху вниз через выпуск 31 размалывающего механизма. Выпуск 31 расположен коаксиально оси 13 вращения. Выпуск 31 находится на стороне корпуса, обращенный от впуска 12 размалывающего механизма.
Внутри кофейной машины установлена комбинация из электродвигателя 1 и кофемолки 2 в их общем корпусе 3, предпочтительно, как это показано на фиг. 5, а именно, таким образом, чтобы кофейные зерна 32, подаваемые во впуск 12 размалывающего механизма, могли размалываться внутри размалывающего механизма 6, а затем выноситься из размалывающего механизма в аксиальном направлении в виде кофейной муки 33, а именно, параллельно оси 13 вращения размалывающего механизма 6, точнее мелющего кольца 8. На фиг. 5 показан вал 14 привода для размалывающего механизма 6, проходящий перпендикулярно оси 13 вращения.
Из фиг. 5 вытекает, что если заварочная камера 34 находится в своей показанной позиции заполнения, то комбинация из электродвигателя 1 и кофемолки 2 целиком распложена над заварочной камерой 34 заварочного устройства 35. Заварочная камера 34 самим по себе известным образом может поворачиваться внутри заварочного устройства 35 в плоскости чертежа влево в положение заполнения, в котором она запирается посредством заварочного поршня.
Из конфигурации, изображенной на фиг. 5, видно, что кофейная мука 33 в плоскости чертежа может выпадать из выпуска 31 вниз в заварочную камеру 34 параллельно оси 6 вращения. Кроме того, как видно на фиг. 5, ось 13 вращения проходит не только по центру через размалывающий механизм 6, но и, предпочтительно, как показано, по центру через заварочную камеру 34. Отсюда следует, что вал 14 в положении заполнения заварочной камеры 34 также проходит перпендикулярно ее вертикальной, соответственно, и продольной протяженности.
Сравнение с фиг. 6, показывающей конфигурацию согласно уровню техники, непосредственно раскрывает превосходство варианта осуществления согласно изобретению, поскольку результатом параллельной установки вала двигателя относительно оси заварочной камеры и оси вращения размалывающего механизма является потребность в большом монтажном пространстве в области рядом с заварочным устройством, а кофейную муку в направлении заварочной камеры приходится выдавать по направляющим в боковом направлении, от чего в варианте осуществления согласно изобретению можно отказаться.
Перечень позиций
1
Электродвигатель
2
Кофемолка
3
Корпус
4
Чаша корпуса
5
Чаша корпуса
6
Размалывающий механизм
7
Мелющий конус
8
Мелющее кольцо
9
Шип
10
Направляющая кофейных зерен
11
Стопорный винт
12
Впуск размалывающего механизма
13
Ось вращения
14
Вал
15
Вал двигателя
16
Якорь
17
Шнековый участок
18
Отводной зубчатый венец
19
Приемный элемент мелющего кольца
20
Крышка мелющего кольца
21
Подшипник качения
22
Тело качения
23
Направляющая тел качения
24
Демпфирующий элемент
25
Демпфирующий элемент
26
Приемный участок вала
27
Участок электродвигателя
28
Установочное кольцо
29
Зубчатый венец установочного кольца
30
Внутренняя резьба
31
Выпуск размалывающего механизма
32
Кофейные зерна
33
Кофейная мука
34
Заварочная камера
35
Заварочное устройство