ЗАВАРНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАВАРНОГО УСТРОЙСТВА
BREWING APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING BREWING APPARATUS

Известный уровень техники
Настоящее изобретение относится к заварному устройству для экстракции порционной капсулы, содержащему первый элемент заварной камеры и второй элемент заварной камеры, при этом первый и/или второй элемент заварной камеры выполнен(-ы) с возможностью перемещения вдоль осевого направления от положения загрузки, в котором первый и второй элементы заварной камеры расположены на расстоянии друг от друга (отнесены друг от друга), в положение экстракции, в котором первый и второй элементы заварной камеры образуют по существу закрытую заварную камеру, при этом заварное устройство содержит приводной механизм для перемещения первого и/или второго элемента заварной камеры.
Одно из таких заварных устройств раскрыто, например, в патентном документе DE 102010044945 А1. Это заварное устройство рассчитано на экстракцию порционной капсулы для приготовления напитка, в частности кофе. Заварное устройство содержит второй элемент заварной камеры, выполненный как колоколообразная полость для вмещения порционной капсулы, заполненной веществом для приготовления напитка. Первый элемент заварной камеры, выполненный как уплотнительный элемент, соединен с коленчатым рычагом и выполнен с возможностью перемещения вдоль осевого направления из положения загрузки в положение экстракции. В положении экстракции уплотнительный элемент закрывает колоколообразную полость и образует по существу закрытую заварную камеру. На уплотнительном элементе расположен узел ввода для введения в порционную капсулу экстрагирующей жидкости, взаимодействующей с веществом для приготовления напитка внутри порционной капсулы, а затем переносится наружу из порционной капсулы экстрагирующим узлом, расположенным на втором элементе заварной камеры, и подается в емкость для напитка с целью создания напитка. В положении загрузки, при этом уплотнительный элемент и колоколообразная полость разнесены, в заварное устройство загружается порционная капсула. Уплотнительный элемент затем перемещается в положение экстракции посредством коленчатого рычага. Здесь, перфорирующие средства, расположенные на уплотнительном элементе и на колоколообразной полости, перфорируют порционную капсулу так, что в положении экстракции создаются отверстия для подачи и вывода экстрагирующей жидкости в ходе операции заваривания, при этом внутри заварной камеры преобладает высокое давление экстракции. Для того чтобы сформировать по существу закрытую заварную камеру, для заварных устройств этого типа известно оснащение посредством коленно-рычажного соединения, перемещающего уплотнительный элемент из положения загрузки в положение экстракции.
Неблагоприятным в таких заварных устройствах является то, что высокое давление экстракции, преобладающее в заварной камере в ходе операции заваривания, должно амортизироваться исключительно коленно-рычажным соединением так, что не является возможным для заварной камеры, защищенной от утечки экстрагирующей жидкости так, чтобы она являлась в достаточной мере герметичной. Использование коленно-рычажного соединения, удовлетворяющего требованиям этого типа, является весьма сложным и дорогостоящим. Поэтому является желательным создание заварного устройства, захватывающего заварную камеру, находящуюся под большим давлением экстракции в ходе операции заваривания, в закрытом состоянии, и, таким образом, защищающего указанную заварную камеру от утечки экстрагирующей жидкости, так, чтобы все усилие вследствие высокого давления экстракции в заварной камере не приходилось компенсировать исключительно коленно-рычажным соединением. Кроме того, желательным является создание заварного устройства, обладающего высоким уровнем изоляции заварной камеры и в то же время предполагающего низкую себестоимость и материальные затраты.
Раскрытие изобретения
Таким образом, изобретение основано на цели создания заварного устройства и способа эксплуатации заварного устройства, не обладающих недостатками известного уровня техники, в которых давление экстракции не должно или только частично должно амортизироваться коленно-рычажным соединением, вследствие чего улучшается изоляция заварной камеры в ходе операции заваривания. Кроме того, должно делаться возможным более экономичное изготовление заварного устройства.
Эта цель достигается заварным устройством для экстракции порционной капсулы, содержащим первый элемент заварной камеры и второй элемент заварной камеры, при этом первый и/или второй элемент заварной камеры выполнен(-ы) с возможностью перемещения вдоль осевого направления из положения загрузки, в котором первый и второй элементы заварной камеры расположены на расстоянии друг от друга, в положение экстракции, в котором первый и второй элементы заварной камеры образуют по существу закрытую заварную камеру, при этом заварное устройство содержит приводной механизм для перемещения первого и/или второго элемента заварной камеры, а также отдельный стопорный механизм для запирания заварной камеры в положении экстракции. В сравнении с известным уровнем техники заварное устройство согласно изобретению имеет то преимущество, что, в отличие от известного уровня техники, заварная камера может захватываться в закрытом состоянии с использованием отдельного стопорного устройства для того, чтобы сделать возможной повышенную герметичность заварной камеры, находящейся под высоким давлением экстракции в ходе операции заваривания. Кроме того, в случае стопорного механизма согласно изобретению значительно снижается запирающее усилие. Вследствие этого, части стопорного механизма могут быть реализованы так, чтобы они были проще и экономичнее. Приготовление напитков часто предъявляет высокие требования к заварному устройству для того, чтобы приготовить напиток высокого качества. Например, при изготовлении кофе эспрессо для приготовления напитка горячая вода под высоким давлением продавливается через вещество. Экстракция такой жидкостью под высоким давлением предъявляет особенно высокие требования к герметичности заварной камеры заварного устройства с целью получения напитка желаемого качества. Однако когда высокое давление, преобладающее в закрытой заварной камере, должно выдерживаться исключительно коленно-рычажным соединением, с изготовлением этого заварного устройства, таким образом, будут связаны высокая сложность и большие расходы, и, тем не менее, желаемый результат нельзя будет гарантировать всегда. Поэтому заварное устройство согласно изобретению содержит отдельное стопорное устройство, предусмотренное исключительно для запирания заварного устройства в положении экстракции. Особенно благоприятным образом, заварное устройство согласно изобретению посредством стопорного механизма амортизирует высокие усилия, возникающие в ходе операции заваривания вследствие высокого давления экстракции внутри заварной камеры. Поэтому настоящее изобретение особенно подходящим образом удовлетворяет повышенному спросу на высококачественные заварные устройства по разумным ценам. Притом что отдельный стопорный механизм амортизирует, по меньшей мере, часть высокого давления, преобладающего в заварной камере в ходе операции заваривания, приводное устройство, таким образом, по существу, в высокой степени разгружается. Таким образом, вследствие снижения себестоимости и материальных затрат предусматривается в высокой степени устойчивое и в то же время экономичное заварное устройство.
Преимущественные варианты осуществления конструкции и улучшения изобретения могут быть получены из зависимых пунктов формулы изобретения и из описания со ссылкой на графические материалы.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что приводной механизм содержит приводной элемент, предпочтительно сконфигурированный в виде коленно-рычажного соединения, зубчатой рейки, шпинделя и/или поворотной передачи. При закрывающем перемещении для перевода заварного устройства из положения загрузки в положение экстракции приводной механизм, сконфигурированный таким образом, преимущественно приводит к соединению, в частности, без проскальзывания, существующему между приводным механизмом и перемещаемым элементом заварной камеры так, что делается доступным в высокой степени устойчивое заварное устройство, имеющее долгий срок службы.
Кроме того, для заварного устройства преимущественно является возможным приведение в действие с использованием применения малого усилия, в частности, путем подходящим образом выбранного передаточного отношения, так, что заварная камера может перемещаться в положение экстракции в пределах короткого пути и с применением малого усилия.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что приводной механизм предпочтительно является приводимым в действие вручную посредством рукоятки и/или приводимым в движение автоматически посредством приводного двигателя.
Преимущественным образом, автоматический приводной механизм приводит к особому удобству для пользователя, поскольку заварную камеру можно закрыть, приводя в действие выключатель или кнопку. В случае приводного механизма, автоматически выполненного таким образом, мощность приводного двигателя может быть дополнительно уменьшена и, вследствие этого, сэкономлены средства.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что для запирания заварной камеры в положении экстракции стопорный механизм выполнен с возможностью перевода из положения высвобождения в положение запирания. Преимущественным образом, заварное устройство в положении загрузки, в котором первый и второй элементы заварной камеры расположены на расстоянии друг от друга, является загружаемым порционной капсулой особенно удобным образом, в частности, поскольку из-за расстояния от перфорирующих средств, расположенных на первом и/или втором элементе заварной камеры, значительно снижается риск травмы.
В соответствии с настоящим изобретением стопорный механизм содержит затвор, выполненный роликообразным или шарикообразным. В случае, когда стопорный механизм переводится из положения высвобождения в положение экстракции, роликообразная или шарикообразная конфигурация затвора, преимущественным образом, приводит к тому, что запирающее перемещение имеет место с применением малого усилия, благодаря качению затвора. Вследствие этого, предусматривается заварное устройство с особым удобством для пользователя.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что первый элемент заварной камеры содержит удерживающий элемент, по меньшей мере одну возвратную пружину и перемещающий элемент, при этом удерживающий элемент и перемещающий элемент соединены посредством возвратной пружины, и где удерживающий элемент выполнен с возможностью перемещения относительно перемещающего элемента. Преимущественным образом, удерживающий элемент, соединенный с перемещающим элементом посредством возвратной пружины, в ходе операции заваривания в положении экстракции приводит к задерживанию затвора между первой и второй выемками и удерживающим элементом таким образом, что заварная камера, находящаяся под высоким давлением экстракции, передает усилие через удерживающий элемент на затвор, а последний, в свою очередь, по меньшей мере частично - на стеночную часть заварного устройства. Таким образом, делается возможным особо герметичное и прочное уплотнение заварной камеры так, что напиток может быть приготовлен, в частности, под высоким давлением посредством горячей экстрагирующей жидкости.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что по меньшей мере один затвор в положении высвобождения выполнен с возможностью перемещения вдоль осевого направления между первым элементом заварной камеры и стеночной частью. В случае, когда стопорный механизм переводится из положения высвобождения в положение экстракции, выполненный с возможностью перемещения затвор, преимущественным образом, приводит к тому, что запирающее перемещение имеет место с применением малого усилия, благодаря качению затвора. Вследствие этого, предусматривается заварное устройство с особым удобством для пользователя.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что первая стенка стеночной части, жестко соединенная с заварным устройством, содержит по меньшей мере одну первую выемку, а вторая стенка перемещающего элемента содержит по меньшей мере одну вторую выемку, при этом первая выемка, вторая выемка и удерживающий элемент соприкасаются с затвором в положении запирания. Преимущественным образом, соприкосновение затвора с первой выемкой, второй выемкой и удерживающим элементом в ходе операции заваривания в положении запирания приводит к тому, что затвор является задержанным между первой и второй выемкой, и удерживающим элементом, в частности, таким образом, что заварная камера, находящаяся под высоким давлением экстракции, передает усилие через удерживающий элемент на затвор, а последний, в свою очередь, по меньшей мере частично - на стеночную часть заварного устройства с целью облегчения приводного устройства. Таким образом, делается возможным особенно герметичное и прочное уплотнение заварной камеры так, что напиток может быть приготовлен, в частности, под высоким давлением посредством горячей экстрагирующей жидкости.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, предусматривается, что вторая выемка выполнена таким образом, что при переводе стопорного механизма из положения высвобождения в положение запирания, приводит к перемещению затвора в поперечном направлении, перпендикулярном осевому направлению, в полость, образованную первой выемкой и второй выемкой. Преимущественным образом, перемещение затвора в полость в случае, когда запирающее перемещение приводит к стопорному механизму, способному действовать без осуществления пользователем дополнительного этапа запирания, например, вставки стопорного болта. Вследствие этого преимущество в сравнении с известным уровнем техники достигается в том, что, при переводе заварного устройства согласно изобретению, пользователь не может забыть выполнить этот дополнительный этап запирания так, что, вследствие этого, заварное устройство согласно изобретению является особо герметичным.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что стопорное устройство выполнено так, что в ходе процесса экстракции возвратное усилие, действующее противоположно осевому направлению от удерживающего элемента на затвор, расположенный в положении запирания, амортизируется первой выемкой. Преимущественным образом, возвратное усилие, действующее в осевом направлении, амортизируемое первой выемкой, в ходе процесса экстракции приводит, в частности, к тому, что приводное устройство разгружается особо эффективным образом, и, таким образом, делается возможным особо герметичное и прочное уплотнение заварной камеры. Таким образом, напиток, например, кофе эспрессо, может быть приготовлен посредством горячей экстрагирующей жидкости, в частности, под высоким давлением, с использованием особо экономичного заварного устройства согласно изобретению.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что стопорный механизм содержит поршень и затвор, соединенный с поршнем с возможностью вращения и который предусмотрен для вхождения в зацепление в отверстии стеночной части и/или для запирания с использованием, по меньшей мере, одного блокирующего элемента. Преимущественным образом, вхождение затвора в зацепление в отверстии, в частности, в зазоре или просвете стеночной части, приводит к тому, что стопорный механизм способен действовать без осуществления пользователем дополнительного этапа запирания, например, вставки стопорного болта. Вследствие этого, в сравнении с известным уровнем техники, достигается преимущество в том, что, в случае заварного устройства согласно изобретению, пользователь не может забыть выполнить этот дополнительный этап запирания так, что, вследствие этого, заварное устройство согласно изобретению является особо герметичным. Еще более преимущественно возможным, является то, что усилия, вызванные высоким давления экстракции, преобладающим в заварной камере в ходе операции заваривания, и которое требуется, например, для заваривания напитков кофе эспрессо, являются, в частности, полностью амортизируемыми стеночной частью так, что разгружается приводной механизм. Вследствие этого достигается преимущество значительно более экономичного заварного устройства.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что затвор в положении нагружения располагается так, что он находится под углом относительно осевого направления, при этом затвор в положении нагружения выровнен, по существу, перпендикулярно осевому направлению. Преимущественным образом, возможность поворота затвора между угловым расположением и расположением, выровненного, по существу, перпендикулярно осевому направлению, приводит к тому, что обеспечивается заварное устройство, особенно устойчивое в течение его срока службы и надежное. Действительно, повседневное использование заварного устройства согласно изобретению особенно часто предъявляет высокие требования к механической устойчивости и, особенно к устойчивости приводного и стопорного механизмов.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что затвор содержит поверхность скольжения для скольжения по направляющей поверхности перемещающего элемента первого элемента заварной камеры. Преимущественным образом, эта поверхность скольжения для скольжения по направляющей поверхности приводит к обеспечению заварного устройства, особенно устойчивого в течение его срока службы и надежного. Действительно, повседневное использование заварного устройства согласно изобретению особенно часто предъявляет высокие требования к механической устойчивости, в особенности, стопорного механизма. Вследствие того, что затвор содержит поверхность скольжения, а перемещающий элемент содержит направляющую поверхность, еще более преимущественно возможно сделать доступным заварное устройство, в сравнении с известным уровнем техники, более экономичное и, в особенности, простое для производства.
Согласно одному из дальнейших объектов или предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусматривается, что заварное устройство для экстракции порционной капсулы содержит первый элемент заварной камеры и второй элемент заварной камеры, при этом первый и/или второй элемент заварной камеры выполнен(-ы) с возможностью перемещения вдоль осевого направления из положения загрузки, в котором первый и второй элементы заварной камеры расположены на расстоянии друг от друга, в положение экстракции, в котором первый и второй элементы заварной камеры образуют по существу закрытую заварную камеру, при этом заварное устройство содержит приводной механизм для перемещения первого и/или второго элемента заварной камеры, при этом приводной механизм содержит рукоятку и коленно-рычажное соединение, при этом рукоятка содержит первую соединительную часть, а коленно-рычажное соединение содержит вторую соединительную часть, при этом для того, чтобы перевести движение рукоятки в движение коленно-рычажного соединения, первая и вторая соединительная часть находятся в действующей взаимосвязи посредством шестереночного соединения. Преимущественным образом, приводной механизм, выполненный таким образом, в случае, когда закрывающее перемещение для перевода заварного устройства из положения загрузки в положение экстракции приводит к соединению, в частности, без проскальзывания, существующему между приводным механизмом и перемещаемым элементом заварной камеры, так, что делается доступным особенно устойчивое заварное устройство, имеющее долгий срок службы. Еще более преимущественно возможным является приведение заварного устройства в действие посредством применения малого усилия путем подходящим образом выбранного передаточного отношения так, что заварная камера может перемещаться в положение экстракции в пределах короткого пути с применением малого усилия.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что коленно-рычажное соединение содержит первый и второй коленчатый рычаг, при этом первый коленчатый рычаг содержит вторую соединительную часть, и второй коленчатый рычаг, с одной стороны, является соединенным с возможностью вращения с первым коленчатым рычагом и, с другой стороны, выполнен с возможностью перемещения вдоль осевого направления. Преимущественным образом, приводной механизм, выполненный таким образом, в случае закрывающего перемещения для перевода заварного устройства из положения загрузки в положение экстракции, приводит к тому, что делается возможной особенно благоприятная, удобная для пользователя передача усилия при перемещении рукоятки к закрывающему перемещению, проходящему в осевом направлении для перевода стопорного механизма из положения высвобождения в положение запирания.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что затвор на соединительном узле выполнен с возможностью поворота с удерживающим элементом, при этом затвор, в частности, в положении запирания стопорного механизма выполнен с возможностью задерживания между блокирующим элементом, жестко соединенным с заварным устройством, и перемещающим элементом, установленным с возможностью перемещения относительно удерживающего элемента.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что затвор, посредством перевода стопорного механизма из положения высвобождения в положение запирания, выполнен с возможностью поворота в поперечном направлении, перпендикулярном осевому направлению, вокруг оси поворота, проходящей через соединительный узел в отверстие стеночной части заварного устройства.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что затвор, посредством относительного перемещения перемещающего элемента относительно удерживающего элемента, выполнен с возможностью поворота в отверстие и/или из отверстия.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что перемещающий элемент предусмотрен для воздействия на затвор крутящим моментом вокруг оси поворота, проходящей через соединительный узел перпендикулярным образом к осевому направлению.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что блокирующий элемент предусмотрен для воздействия на затвор дополнительным крутящим моментом вокруг оси поворота, при этом дополнительный крутящий момент является, в частности, противоположным крутящему моменту.
Согласно одному из дальнейших объектов или предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается способ эксплуатации предлагаемого в изобретении заварного устройства, при этом на первом этапе способа первый и/или второй элемент заварной камеры перемещают вдоль осевого направления из положения загрузки, в котором первый и второй элементы заварной камеры расположены на расстоянии друг от друга (отнесены друг от друга), в положение экстракции, в котором первый и второй элементы заварной камеры образуют по существу закрытую заварную камеру, и, на втором этапе способа с целью запирания заварной камеры посредством стопорного механизма, выполненного с возможностью перевода из положения высвобождения в положение запирания с целью запирания заварной камеры в положении экстракции, затвор стопорного механизма перемещают в поперечном направлении, перпендикулярном осевому направлению. Преимущественным образом, перемещение затвора в полость при запирающем перемещении, приводит к тому, что стопорный механизм способен действовать без осуществления пользователем дополнительного этапа запирания, например, вставки стопорного болта. Вследствие этого, преимущество в сравнении с известным уровнем техники достигается в том, что, в случае заварного устройства согласно изобретению, пользователь не может забыть выполнить этот дополнительный этап запирания так, что, вследствие этого, заварное устройство согласно изобретению является особо герметичным. Кроме того, высокое давление экстракции внутри заварной камеры, когда напиток экстрагируется, не должно амортизироваться.