ЗАВАРОЧНЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 2019 года по МПК A47J31/36 

Данное изобретение относится к экстракционным аппаратам для приготовления напитков и т.п. из содержащегося в капсуле экстрагируемого вещества или растворимого продукта, например, молотого кофе. В частности оно относится к заварочному модулю для экстракционного аппарата или аппарата для изготовления напитков или других растворов из растворимого продукта, а также к экстракционному аппарату, содержащему такой модуль.

Экстракционные аппараты для изготовления напитков и т.п. из имеющегося в порционной упаковке экстрагируемого вещества известны, в частности, как кофеварочной машины и кофеварки для приготовления кофе "эспрессо", а также в виде чаеварок (аппаратов для заваривания чая). Во многих соответствующих системах порционные упаковки выполнены в виде капсул, в которых закрыто, например, воздухонепроницаемо, экстрагируемое вещество. Для экстракции капсулу прокалывают, например, с двух расположенных друг против друга сторон. Затем с первой стороны вводят жидкость для экстрагирования, чаще всего горячую воду. Со второй стороны из капсулы выпускают продукт экстракции.

Все это происходит в так называемом заварочном модуле (который также называют "заварочной группой"). Такой модуль содержит заварочную камеру, в которую помещают капсулу. Особой популярностью пользуются заварочные модули, в которых в заварочный модуль вставляют капсулу и закрывают заварочную камеру, например, при помощи рычага управления или автоматического привода, причем при следующем открытии заварочной камеры после заваривания капсула автоматически извлекается из заварочной камеры и выбрасывается в контейнер для капсул. Обычно такие заварочные модули с автоматическим выбросом капсулы выполнены в виде горизонтальных заварочных модулей, т.е. капсулы вставляют сверху, закрытие заварочной камеры осуществляют посредством относительного горизонтального перемещения двух частей заварочной камеры, заварочная жидкость течет по существу в горизонтальном направлении, а контейнер для капсул выполнен под заварочной камерой.

Чтобы при проектировании кофеварочной машины или другого аппарата для заваривания завариваемых напитков конструктор имел как можно большее число степеней свободы, является предпочтительным, чтобы заварочный модуль имел сравнительно компактную конструкцию. В частности часто ограничивающим фактором является размер в осевом направлении, т.е. размер в направлении относительного перемещения частей заварочной камеры, при открытом положении заварочного модуля.

Кроме того, во многих отношениях - как в отношении стоимости изготовления, так и в отношении долговременной надежности - является предпочтительным, чтобы заварочный модуль имел как можно более простую конструкцию и сравнительно небольшое число движущихся относительно друг друга элементов.

Задача данного изобретения состоит в том, чтобы создать заварочный модуль для экстракционного аппарата, например, кофеварочной машины, или аппарата для изготовления напитков или других растворов из растворимого продукта (например, какао-порошка, быстрорастворимого кофе, молочного порошка или супа быстрого приготовления) для порционного приготовления напитка или другого продукта экстракции или растворимого продукта из упакованного в капсуле экстрагируемого вещества, который обеспечивает возможность простой и компактной конструкции. В частности этот заварочный модуль должен подходить для горизонтальной установки.

В соответствии с данным изобретением "экстрагируемое вещество", наряду с такими экстрагируемыми исходными продуктами, как тонкоизмельченный молотый кофе или чай, может представлять собой растворимые исходные продукты, например, какао-порошок, быстрорастворимый гранулированный кофе, молочный порошок или суп быстрого приготовления, при помощи которых можно изготавливать напитки, пищевые продукты или другие растворы. В соответствии с этим под "продуктами экстракции" следует понимать также продукты, изготавливаемые посредством приготовления растворимого исходного продукта и жидкости. Соответственно в контексте данного изобретения под "экстракционным аппаратом" также следует понимать аппарат, в котором продукты изготавливают посредством растворения растворимого исходного продукта в жидкости.

Заварочный модуль содержит корпус, первую часть заварочного модуля, выполненную с возможностью перемещаться при помощи механизма относительно корпуса, и вторую часть заварочного модуля, причем первая и вторая часть заварочного модуля образуют выпускающее устройство для выпуска продукта экстракции из порционной упаковки и инжектор для впуска в порционную упаковку жидкости для экстракции. В случае корпуса речь может также идти о корпусе аппарата, например, кофеварочной машины, в которую встроен заварочный модуль. В закрытом положении (т.е. первая и вторая части заварочного модуля прилегают непосредственно друг к другу и образуют контейнер для приема порционной упаковки) образуется заварочная камера, которая при заваривании по меньшей мере частично окружает порционную упаковку. В соответствии с первым аспектом изобретения заварочный модуль отличается тем, что вторая часть заварочного модуля может перемещаться относительно корпуса в направлении, противоположном направлению перемещения первой части заварочного модуля.

Это означает, что, в отличие от уровня техники, закрытие и открытие заварочного модуля относительно корпуса не происходит так, что перемещается только одна часть заварочного модуля, в то время как другая часть заварочного модуля остается неподвижной. Напротив, части заварочного модуля перемещаются друг к другу или, соответственно, друг от друга.

При этом перемещение первой и второй частей заварочного модуля может происходить вдоль (общей) оси, т.е. прямолинейно. В этом случае части заварочного модуля перемещаются непосредственно друг к другу или, соответственно, друг от друга, в частности, их вектора перемещения антипараллельны. Такое прямолинейное перемещение происходит без поворота и, например, сохраняет ориентацию частей заварочного модуля в пространстве.

Предпочтительно перемещения частей заварочного модуля непосредственно связаны друг с другом. Механизм, перемещающий первую часть заварочного модуля, одновременно также перемещает вторую часть заварочного модуля просто в противоположном направлении. При использовании по назначению отдельное перемещение только одной части заварочного модуля даже невозможно.

В частности такая связь может быть выполнена так, что данный механизм приводит в действие обе части заварочного модуля непосредственно, а не, например, косвенно через другую часть заварочного модуля.

В контексте данной заявки порционная упаковка, с одной стороны, может представлять собой капсулу, в которую упаковано экстрагируемое вещество, и которую с целью процесса экстракции можно проколоть или открыть другим способом. С другой стороны, порционная упаковка (поскольку не оговорено иного) также может представлять собой порционную упаковку из водопроницаемого вещества, например, в виде порционных упаковок, которые имеют относительно плоскую конструкцию и также известны, как порция молотого кофе, запрессованная между двух слоев фильтровальной бумаги.

Заварочный модуль, в особенности его корпус, предназначен для неподвижной установки в кофеварочную машину. Поэтому в кофеварочной машине, оснащенной заварочным модулем, происходит перемещение двух частей заварочного модуля относительно наружного корпуса кофеварочной машины и в конечном итоге относительно подставки, на которой она установлена.

Хотя длина пути, проходимого двумя частями заварочного модуля относительно друг друга при закрытии заварочного модуля, благодаря одной лишь этой мере не уменьшается (этот путь распределяется на перемещения двух частей заварочного модуля относительно корпуса), степень свободы при конструировании повышается, что уже само по себе может привести к более компактной конструкции.

Связь перемещений первой части заварочного модуля и второй части заварочного модуля может осуществляться, например, благодаря тому, что механизмы перемещения обеих частей заварочного модуля соединены при помощи одного редуктора или другого средства. Например, для обеих частей заварочного модуля может иметься общий ведущий червяк, содержащий правовращающуюся и левовращающуюся часть.

Также может быть предусмотрено, что механизм привода, например, рычаг управления или электрический привод, при помощи независимых друг от друга механизмов соединен с механизмами перемещения обеих частей заварочного модуля. Кроме того, не исключен независимый привод для обеих частей заварочного модуля.

В качестве еще одной особенно предпочтительной альтернативы механизм, перемещающий обе части заварочного модуля, может быть выполнен в соответствии со вторым аспектом изобретения.

Согласно второму аспекту изобретения заварочный модуль для экстракционного аппарата для порционного приготовления напитка или другого продукта экстракции из упакованного в порционную упаковку экстрагируемого вещества также содержит корпус, первую часть заварочного модуля, выполненную с возможностью перемещаться при помощи механизма относительно корпуса, и вторую часть заварочного модуля, причем первая и вторая части заварочного модуля образуют инжектор для впуска жидкости для экстракции в порционную упаковку и выпускающее устройство для выпуска продукта экстракции из порционной упаковки. Заварочные модули, выполненные в соответствии со вторым аспектом изобретения, отличаются тем, что механизм имеет дисковый кулачок, который установлен с возможностью поворота на корпусе и выполнен с проходящей спирально направляющей поверхностью, причем первая часть заварочного модуля посредством поворота дискового кулачка может при помощи направляющей поверхности смещаться вдоль участка смещения, неподвижного относительно корпуса.

Для этого первая часть заварочного модуля, например, имеет направляющий элемент, в частности направляющий палец, который выступает наружу в боковом направлении и находится в зацеплении с направляющей поверхностью.

В частности направляющая поверхность может быть образована проходящим спирально направляющим пазом.

В этом случае направляющий паз и направляющий элемент могут быть согласованы друг с другом так, что в закрытом положении заварочного модуля существует эффект автоматического закрытия при увеличении внутреннего давления. В этом случае в закрытом положении (в этом положении благодаря упору в направляющем пазу и/или прилеганию частей заварочного модуля друг к другу, и/или к упору на корпусе части заварочного модуля не могут перемещаться дальше друг к другу) не требуется противодействие разжиманию частей заварочного модуля (существующему во время процесса заваривания из-за внутреннего давления в заварочной камере), например, при помощи рычага управления или привода. Напротив, направляющий элемент фиксируется в направляющем пазу.

В частности это может означать, что в закрытом положении, там, где направляющий элемент прилегает к направляющей поверхности (это может быть, например, линия соприкосновения, проходящая параллельно оси поворота дискового кулачка), плоскость, касательная к направляющей поверхности, проходит не перпендикулярно осевому направлению (направлению смещения частей заварочного модуля). Напротив, эта касательная плоскость наклонена относительно вертикали так, что сила, оказываемая в осевом направлении направляющим элементом, имеет составляющую в том направлении, которое ведет к вращающему моменту на дисковом кулачке в направлении закрытия.

Для этого направляющий элемент может быть проведен над или под плоскостью, параллельной осевому направлению, в которой проходит ось поворота дискового кулачка. Конкретно при повороте дискового кулачка по часовой стрелке для закрытия заварочного модуля направляющий палец той части заварочного модуля, которая расположена слева, может находиться над этой плоскостью, а направляющий палец той части заварочного модуля, которая расположена справа, - под этой плоскостью, и наоборот.

Эффект автоматического закрытия дает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что в процессе заваривания поддерживается уплотняющий эффект.

В дополнение к направляющему элементу может иметься средство, которое допускает только одну (осевую) степень свободы перемещения части заварочного модуля. Например, корпус или отдельный соединенный с корпусом предмет может иметь направляющую, образующую участок смещения. В частности эта направляющая может быть образована направляющим пазом корпуса, который проходит в осевом направлении (в случае горизонтального заварочного модуля - по существу горизонтально), и в который также входят направляющие элементы. В этом случае либо направляющий паз корпуса, либо направляющий паз дискового кулачка (либо оба этих паза) могут быть выполнены в виде удлиненного, т.е. сквозного отверстия, благодаря чему, например, направляющий элемент (в частности, направляющий палец) через направляющий паз корпуса введен в зацепление с направляющим пазом дискового кулачка, или наоборот.

В качестве альтернативы этому направляющему пазу корпуса, с которым введен в зацепление направляющий элемент, осевое направление смещения может быть образовано также при помощи другого средства, например, посредством направляющей планки, которая допускает только одну степень свободы перемещения.

В качестве альтернативы направляющему пазу дисковый кулачок также может иметь касательную или любую одностороннюю внутреннюю и/или наружную направляющую поверхность, например, в сочетании с возвратом подвижной части или подвижных частей заварочного модуля в исходное положение благодаря усилию пружины.

В случае если заварочный модуль выполнен в соответствии с первым или вторым аспектом изобретения, дисковый кулачок может иметь по одной направляющей поверхности, в частности по одному направляющему пазу, для первой и второй части заварочного модуля.

Эта комбинация особенно предпочтительна. Во-первых, таким образом, механизм перемещения, имеющийся для одной части заварочного модуля и реализованный в виде дискового кулачка, может использоваться для второй части заварочного модуля без необходимости применения дополнительных элементов. Кроме того, эта комбинация предпочтительна с точки зрения компактности конструкции: достаточен один дисковый кулачок или одна пара дисковых кулачков, расположенных с противоположных сторон и имеющих сравнительно небольшие размеры (с зеркальными направляющими поверхностями). Участок пути, максимально возможный в случае дискового кулачка со спиральной дорожкой, соответствует радиусу дискового кулачка. Благодаря тому, что обе части заварочного модуля перемещаются при помощи одного и того же дискового кулачка, возможно относительное перемещение на удвоенном участке пути, т.е. части заварочного модуля могут перемещаться относительно друг друга на участке пути, который почти соответствует диаметру дискового кулачка.

Кроме того, на практике невозможно выбрать шаг спиральной дорожки любого размера, поскольку иначе сила, действующая на дисковый кулачок и, в особенности, на направляющий паз корпуса, могла бы стать слишком большой. Несмотря на это ограничение, благодаря предпочтительной комбинации первого и второго аспектов изобретения может быть достаточным сравнительно небольшой угол поворота. Это, в свою очередь, способствует тому, что компактные решения возможны также в отношении привода (например, рычага управления или электрического привода).

В этой комбинации вышеописанное выполнение направляющего паза и расположение направляющего элемента может быть действительным для обеих сторон, т.е. для направляющих элементов обеих частей заварочного модуля и их соответствующих направляющих пазов.

Особенно предпочтительным и существенно не наносящим ущерба компактности заварочного модуля является случай, когда на обеих боковых сторонах имеется по одному дисковому кулачку, причем дисковые кулачки, например, симметричны относительно друг друга. При этом с приводным механизмом предпочтительно соединены оба дисковых кулачка.

Спиральная дорожка не должна представлять собой логарифмическую, архимедову или другую математически регулярную спираль (хотя, разумеется, такая форма возможна). Более того, например, является достаточным, чтобы в зависимости от полярного угла эта дорожка, по меньшей мере частично, была расположена от оси поворота дискового кулачка на таком расстоянии, которое постоянно увеличивается или постоянно уменьшается (в зависимости от направления поворота).

Первый и/или второй аспект изобретения предпочтительно могут быть скомбинированы с третьим аспектом. В соответствии с третьим аспектом изобретения предлагается заварочный модуль для экстракционного аппарата, предназначенный для порционных упаковок в виде порционных капсул. Этот заварочный модуль также содержит первую часть заварочного модуля и вторую часть заварочного модуля, которые могут перемещаться относительно друг друга, т.е. первая и/или вторая часть заварочного модуля могут перемещаться относительно другой части заварочного модуля - при выполнении в соответствии с первым аспектом благодаря тому, что обе части заварочного модуля могут перемещаться относительно корпуса. Первая часть и вторая часть заварочного модуля образуют инжектор для впуска жидкости для экстракции в капсулу и выпускающее устройство для выпуска продукта экстракции из капсулы. На первой части заварочного модуля имеется по меньшей мере один первый прокалывающий заостренный конец для прокалывания капсулы, посредством чего в капсулу может быть введена заварочная жидкость или из капсулы может быть выведен продукт экстракции.

Заварочный модуль согласно третьему аспекту изобретения отличается тем, что первая часть заварочного модуля содержит корпус части заварочного модуля, а первый прокалывающий заостренный конец выполнен с возможностью смещения относительно корпуса части заварочного модуля по направлению к внутренней части заварочной камеры посредством закрытия заварочной камеры.

Другими словами, в открытом положении заварочной камеры прокалывающий заостренный конец отодвинут, а при закрытии заварочной камеры он выдвигается.

Благодаря этой мере можно обеспечить, что в открытом положении заварочного модуля части заварочного модуля по сравнению с уровнем техники могут находиться ближе друг к другу: радиальная поверхность прилегания, которая во время процесса заваривания прилегает к капсуле, и которая образуется корпусом части заварочного модуля или соединена с ней без возможности относительного перемещения, в открытом положении должна быть удалена от прокалывающего заостренного конца другой части заварочного модуля или (если эта часть также имеет выдвигаемый прокалывающий заостренный конец) от поверхности прилегания другой части заварочного модуля только по меньшей мере на расстояние, равное осевой протяженности капсулы, а не на расстояние, равное осевой протяженности капсулы плюс протяженность прокалывающих заостренных концов, как это имеет место в соответствии с уровнем техники.

Кроме того, эта мера дополнительно к аспекту 1 и/или 2, или независимо от них способствует компактности рассматриваемого устройства.

Первый прокалывающий заостренный конец может быть образован, например, на инжекторном (или экстракционном) поршне, который посредством закрытия или, соответственно, открытия приводится в действие при помощи соответствующего продвигающего и отводящего механизма.

Этот продвигающий и отводящий механизм может содержать рычаг поршня, который установлен с возможностью поворотного перемещения, и с плечом которого поршень соединен так, что посредством поворота поршня происходит его продвижение вперед или назад.

Привод такого рычага может обеспечиваться, например, посредством упора на упорной поверхности корпуса при перемещениях первой части заварочного модуля.

Возможны и другие приводные механизмы, например, непосредственное соединение поршня или рычага поршня с механизмом, закрывающим заварочный модуль.

В соответствии со всеми аспектами изобретения заварочный модуль может быть выполнен в виде горизонтального заварочного модуля (согласно вышеприведенному определению).

Если заварочный модуль выполнен в виде горизонтального заварочного модуля, то он может иметь пару направляющих элементов для капсулы, которые после вставки капсулы удерживают ее и, например, также содействуют выбросу капсулы.

Направляющие элементы для капсулы, например, в каждом случае могут иметь первый направляющий паз для капсулы, который предназначен для вмещения в него выступа капсулы. Снизу этот паз заканчивается фиксатором, и в этот паз вставляют капсулу.

Дополнительно направляющие элементы для капсулы в каждом случае могут иметь второй направляющий паз для капсулы, который открыт снизу, причем посредством открытия заварочной камеры выступ капсулы попадает во второй направляющий паз для капсулы. Для этого направляющие элементы для капсулы, например, могут иметь захватывающую часть, которая при открытии заварочной камеры смещает выступ капсулы во второй направляющий паз для капсулы.

Изобретение также относится к экстракционному аппарату, в частности кофеварочной машине, с одним из вышеназванных заварочных модулей.

Такой экстракционный аппарат, кроме заварочного модуля согласно одному или нескольким вышеописанным аспектам также имеет контейнер или соединительный элемент для заварочной жидкости, насос и нагреватель для заварочной жидкости, и, смотря по обстоятельствам, средства регулировки нагревателя и/или насоса. Кроме того, как известно, также может иметься место для размещения чашки для напитка, панель управления и/или другие элементы, известные из кофеварочных машин или чаеварок.

Ниже со ссылками на чертежи описаны примеры осуществления изобретения. Одинаковые или сходные элементы на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными знаками. На разных чертежах соответствующие друг другу элементы показаны в некоторых случаях с различными размерами. На чертежах изображено следующее.

Фиг. 1 представляет собой изображение первого варианта осуществления заварочного модуля.

Фиг. 2 представляет собой изображение заварочного модуля фиг. 1 с капсулой во время вставки капсулы.

Фиг. 3 представляет собой изображение с пространственным разделением элементов заварочного модуля фиг. 1 и 2.

Фиг. 4-9 представляют собой изображение элементов заварочного модуля фиг. 1-3 в частичном разрезе.

Фиг. 10 иллюстрирует второй вариант осуществления заварочного модуля с капсулой.

Фиг. 11 иллюстрирует элементы заварочного модуля фиг. 10.

Фиг. 12-16 представляют собой изображение заварочного модуля фиг. 10 и 11 в различных закрытых положениях, выполненное в разрезе в вертикальной (фиг. 12, 15 и 16) или горизонтальной (фиг. 13 и 14) плоскости.

Фиг. 17 представляет собой изображение третьего варианта осуществления предлагаемого заварочного модуля.

Фиг. 18, иллюстрирующая эффект автоматического закрытия, представляет собой вид сбоку второго варианта осуществления заварочного модуля, выполненный в разрезе в вертикальной плоскости.

Заварочный модуль 1 согласно фиг. 1-9 содержит корпус 2, который в данном случае выполнен из двух половин 2.1, 2.2 корпуса. На верхней стороне корпус образует отверстие 3 для вставки, которое в отношении формы и размеров согласовано с соответствующей формой и размерами порционной капсулы, наполненной кофе или другим экстрагируемым веществом. Помимо прочего отверстие 3 для вставки имеет направляющие пазы 4 вставки для направления соответствующего выступа капсулы. На фиг. 2 показана капсула 10, вставляемая через отверстие для вставки.

Через корпус или в корпусе помещены первая часть заварочного модуля и вторая часть заварочного модуля, выполненные с возможностью смещаться в осевом направлении. Первая часть заварочного модуля образует инжектор для прокалывания капсулы и впуска под давлением воды для заваривания. Вторая часть заварочного модуля образует выпускающее устройство также для прокалывания капсулы и выпуска заваренного напитка. На фиг. 3 показан корпус 11 инжектора, поршень 14 инжектора с первым прокалывающим заостренным концом 13, уплотнение 61 инжектора и экстракционная камера 12 выпускающего устройства. В варианте осуществления согласно фиг. 1-9 в рабочем положении поршень инжектора жестко соединен с корпусом 11 инжектора.

На фиг. 3 также показана декартова система координат. В целом в этом документе направления по оси (ось z), вдоль которой перемещаются части заварочного модуля, обозначаются, как "осевые" направления. Ось x определяет боковые или "латеральные" направления, ось y - "вертикальные" направления. Эти определения не следует понимать так, что при монтаже они обязательно задают определенную ориентацию заварочного модуля, хотя во многих вариантах осуществления "вертикальное" направление соответствует отвесному или приблизительно отвесному направлению (например, под углом не более 15° к отвесу).

Что касается боковых направлений, снаружи на корпусе с обеих сторон установлено с возможностью поворота по одному дисковому кулачку 15. В каждом дисковом кулачке 16 имеется два направляющих паза 16. Как корпус 11 инжектора, так и экстракционная камера 12 в каждом случае имеют по два наружных направляющих пальца 17, 18, которые через направляющий паз 21 корпуса входят в направляющие пазы 16 дискового кулачка. Благодаря этому посредством поворота дисковых кулачков 15 перемещаются части заварочного модуля, направляемые в осевом направлении при помощи направляющих пазов 21 корпуса. Особенно наглядно этот механизм показан на фиг. 4-6.

На наружной стороне каждого дискового кулачка 16 имеется ведущая шестерня 24. Ведущая шестерня 24 может быть выполнена заодно целое с дисковым кулачком или соединена с ним без возможности относительного поворота.

Приводные элементы 25, которые также имеют зубья и входят в зацепление с ведущими шестернями 24, соединены с затворным рычагом 26.

После вставки капсулы в открытом положении заварочного модуля (фиг. 2) посредством наклона (на фиг. 2 - вперед) приводят в действие затворный рычаг. Благодаря этому при помощи вышеописанного механизма части заварочного модуля перемещаются друг к другу посредством дисковых кулачков 15 до закрытия заварочного модуля. Посредством закрытия заварочного модуля первый прокалывающий заостренный конец 13 инжектора и второй прокалывающий заостренный конец 19 выпускающего устройства вдавливаются в капсулу так, что капсула перфорируется прокалывающим заостренным концом 13, при этом она либо слегка прокалывается, либо также перфорируется прокалывающим заостренным концом 19.

После этого может иметь место процесс заваривания, в котором инжектор через первый прокалывающий заостренный конец 13 впускает в капсулу горячую воду под давлением. Заваренный напиток выпускается по бокам выпускающего устройства из капсулы через второй прокалывающий заостренный конец 19 (отверстие 51 для выпуска заваренного напитка), отсюда он может попасть в сосуд для питья, установленный в предусмотренном для этого месте. Если второй прокалывающий заостренный конец 19 не перфорирует капсулу посредством закрытия заварочного модуля или перфорирует не полностью, то открытие выпускного отверстия капсулы происходит в результате того, что под избыточным давлением введенной заварочной жидкости выпускная сторона капсулы выгибается и перемещается ко второму прокалывающему заостренному концу 19, посредством чего второй прокалывающий заостренный конец перфорирует выпускную сторону капсулы.

После процесса заваривания заварочный модуль открывают и капсула может упасть вниз в контейнер для сбора капсул.

Для направления капсулы при закрытии заварочного модуля и выброса израсходованной капсулы при открытии заварочного модуля с обеих сторон инжектора имеется по одному направляющему элементу 31 для капсулы. Более подробно функция этих направляющих элементов для капсулы проиллюстрирована на фиг. 7-9. Каждый направляющий элемент 31 для капсулы имеет первый направляющий паз 32 для капсулы, расположенный со стороны инжекции, и второй направляющий паз 33 для капсулы, расположенный со стороны экстракции. Снизу (т.е. в направлении выброса капсулы из заварочного модуля) первый направляющий паз 32 заканчивается фиксатором 34, в то время как второй направляющий паз 33 для капсулы открыт снизу. Кроме того, в данном случае первый направляющий паз 32 выполнен так, что книзу он немного сужается. Кроме того, в направлении выпускной стороны капсулы направляющие элементы 31 для капсулы в каждом случае имеют по одному направленному внутрь наклонному элементу 35.

При вставке капсулы она направляется так, что выступ попадает в первый направляющий паз 32 для капсулы и прилегает к фиксатору 34. В этом положении капсула удерживается направляющими элементами 31 для капсулы, причем с задней стороны она может немного провисать вниз (т.е. в направлении выпускной стороны). Как описано выше, посредством закрытия заварочного модуля части заварочного модуля перемещаются друг к другу, посредством чего задняя (выпускная) сторона капсулы попадает в гнездо 41 для капсулы выпускающего устройства (фиг. 7). В конце закрывающего перемещения наклонный элемент 35 входит в контакт с наружной направляющей поверхностью 42 выпускающего устройства (фиг. 8), посредством чего направляющий элемент для капсулы отклоняется наружу против упругой силы. В закрытом положении заварочного модуля направляющие элементы 31 капсулы уже не контактируют с капсулой, которая в этом случае полностью лежит в заварочной камере, образованной частями заварочного модуля.

Если после процесса заваривания заварочную камеру снова открывают, то направляющие элементы для капсулы могут опять упруго деформироваться внутрь. Благодаря этому захватывающая часть 36 (фиг. 9) может захватить выступ капсулы 10, так что этот выступ попадает во второй направляющий паз 33, и капсула перемещается вместе с направляющими элементами. Как только капсула больше не может удерживаться в гнезде 41 для капсулы, она может упасть из заварочного модуля вниз, так как снизу второй направляющий паз 33 открыт.

Направляющие элементы 31 не обязательно должны иметь наклонный элемент. Более того, также существует возможность, когда вместо этого соответствующий наклонный элемент имеет та часть выпускающего устройства, на которую при закрытии наталкиваются направляющие элементы для капсулы. Для реализации описанной функции необходимо лишь согласовать друг с другом формы элементов так, чтобы при закрытии направляющие элементы для капсулы перемещались друг от друга. Это может быть осуществлено, например, как описано здесь, благодаря разжиманию против упругой силы.

Вариант осуществления заварочного модуля 101 согласно фиг. 10-16, отличается от заварочного модуля 1, выполненного в соответствии с фиг. 1-9, в частности, в двух отношениях.

Во-первых, привод для открытия и закрытия заварочного модуля представляет собой электрический привод, т.е. существует автоматический механизм закрытия. Для этого заварочный модуль 101 имеет электродвигатель 71, приводящий в действие дисковые кулачки 15 (в данном случае при помощи ведущей шестерни 24) при помощи передачи 72. Чтобы приводить в действие оба дисковых кулачка 15 и в этом варианте осуществления, одна из шестерен 75 передачи посредством вала 76 (фиг. 11) соединена, без возможности относительного поворота, с соответствующей шестерней 75, расположенной на противоположной стороне. Передача поворотного перемещения дисковых кулачков в смещение элементов заварочного модуля происходит, как описано в отношении предыдущего примера осуществления.

Во-вторых, в соответствии с третьим аспектом изобретения заварочный модуль 101 имеет выдвигаемый первый прокалывающий заостренный конец 13. Для этого поршень инжектора установлен с возможностью смещения относительно корпуса 11 инжектора в осевом направлении. Рычаг 81 поршня установлен на инжекторе при помощи шарнирного пальца 82, с возможностью поворота вокруг оси поворота, определенной шарнирным пальцем 82. Приводная часть 85 рычага 81 поршня, которая относительно поршня 14 инжектора находится с противоположной стороны оси поворота, в открытом положении заварочного модуля (фиг. 11, 12, 13) примыкает к первой упорной поверхности корпуса 2.

Посредством закрытия заварочного модуля после вставки капсулы (фиг. 14) инжектор и выпускающее устройство перемещаются друг к другу, благодаря чему также перемещается рычаг 81 поршня от первого упора. В конце закрывающего перемещения приводная часть 85 на другой стороне наталкивается на второй упор 84, благодаря чему рычаг поршня при дальнейшем закрытии вовлекается в поворотное перемещение 82. Благодаря поршневым пальцам 86, введенным в паз 87 рычага поршня, при этом поворотном перемещении поршень 14 инжектора захватывается и перемещается внутрь заварочной камеры, благодаря чему капсула перфорируется при помощи первого прокалывающего заостренного конца 13 (фиг. 15).

При этом вертикальная составляющая поворотного перемещения рычага поршня воспринимается пазом 87 рычага поршня.

При следующем открытии заварочного модуля (фиг. 16) благодаря тому, что поршневой палец 86 прилегает к первому упору 83, поршень 14 инжектора снова полностью перемещается назад, благодаря чему капсула 10 может упасть вниз, в контейнер для капсул.

В отличие от варианта осуществления, показанного на фиг. 10-16, заварочный модуль также может быть снабжен электрическим приводом, но без выдвигаемого поршня инжектора.

С другой стороны, также существует возможность снабдить заварочный модуль ручным приводом для закрытия с выдвигаемым поршнем инжектора. Соответствующий пример осуществления заварочного модуля 201 изображен на фиг. 17. В этом примере привод выполнен с затворным рычагом 26, как описано при помощи фиг. 1-9, в то время как рычаг 81 поршня и его функция выполнены так, как описано посредством фиг. 10-16.

При помощи фиг. 18, на которой показан второй вариант осуществления заварочного модуля, объясняется эффект автоматического закрытия рассматриваемого устройства, однако этот эффект относится ко всем трем вариантам осуществления. На фиг. 18 заварочный модуль показан в закрытом положении. Во время процесса заваривания внутри заварочной камеры существует повышенное внутреннее давление, благодаря которому инжектор и выпускающее устройство разжимаются. В результате направляющие пальцы 17, 18 отжимаются в направлении, обозначенном на фиг. 18 горизонтальными стрелками.

Однако благодаря тому, что направляющие пальцы 17, 18 расположены под и, соответственно, над осью поворота дискового кулачка 16, образованной валом 20, а также благодаря конструкции направляющих пазов 16, впуск с такой силой вызывает фиксацию в соответствующем направляющем пазу 16.

На фиг. 18 обозначена касательная t к поверхности соприкосновения между направляющим пальцем 18 и направляющей поверхностью в месте действия силы (в плоскости оси пальца). Эта касательная наклонена относительно вертикали, что оказывает фиксирующее действие: благодаря тангенциальной составляющей силы, действующей со стороны направляющего пальца, в направлении, обозначенном стрелкой, на дисковый кулачок 16 действует вращающий момент.

Благодаря этой фиксации, с одной стороны, во время процесса заваривания в заварочной камере поддерживается уплотняющий эффект. С другой стороны, благодаря этому во время процесса заваривания не требуется обеспечивать усилие запирания при помощи рычага или двигателя.

Расположение направляющих пальцев относительно друг друга и относительно оси поворота дискового кулачка также очень хорошо видно, например, на фиг. 4.

Описанные заварочные модули могут быть изменены во многих отношениях. Например, как описано вначале, первый и второй аспект можно осуществить независимо друг от друга, в каждом случае выполнив их также в соответствии или не в соответствии с третьим аспектом. Другие особенности конструкции также могут быть адаптированы в соответствии с потребностями.

Например, дополнительно к выдвигаемому поршню инжектора или в качестве альтернативы к нему, по бокам выпускающего устройства может иметься выдвигаемый поршень с прокалывающим заостренным концом (прокалывающими заостренного концами).

Кроме того, со стороны инжекции и/или со стороны экстракции может иметься несколько прокалывающих заостренных концов.

Кроме того, по сравнению с описанными здесь расположениями, роли первой и второй частей заварочного модуля могут быть заменены. Это означает, что в виде инжектора выполнена та часть заварочного модуля, в которой имеется гнездо для капсулы, причем в этом случае другая часть заварочного модуля образует выпускающее устройство. Замена возможна и в отношении других функций, например, рычаг управления может быть расположен со стороны экстракции.

Согласно одному аспекту изобретения заварочный модуль (1) для экстракционного аппарата, например для кофеварочной машины, для порционного приготовления напитка или другого продукта из упакованного в порционную упаковку (10) экстрагируемого вещества или из растворимого продукта, содержит корпус (2), первую часть заварочного модуля, выполненную с возможностью перемещаться при помощи механизма относительно корпуса, и вторую часть заварочного модуля. Первая часть заварочного модуля образует инжектор для впуска жидкости для экстракции в порционную упаковку, а вторая часть заварочного модуля образует выпускающее устройство для выпуска продукта экстракции из порционной упаковки, или наоборот. Вторая часть заварочного модуля выполнена с возможностью перемещаться относительно корпуса (2) в направлении, противоположном направлению перемещения первой части заварочного модуля. Заварочный модуль может содержать дисковый кулачок, выполненный со спиральным направляющим пазом, который находится в зацеплении с направляющим элементом по меньшей мере данной одной части заварочного модуля, так что поворот дискового кулачка вызывает осевое перемещение данной части заварочного модуля. Относительное расположение направляющего элемента по отношению к направляющему пазу может быть таким, что направляющий элемент фиксируется в направляющем пазу при увеличении давления во внутренней части заварочной камеры. Кроме того, прокалывающий заостренный конец, например, инжектора, может быть выполнен с возможностью смещения относительно его корпуса при закрытии заварочной камеры по направлению к ее внутренней части. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Заварочный модуль (1, 101, 201) для экстракционного аппарата или аппарата для изготовления напитков или других растворов из растворимого продукта, например, для кофеварочной машины, для порционного приготовления напитка или другого продукта экстракции из упакованного в порционную упаковку (10) экстрагируемого вещества, содержащий корпус (2), первую часть заварочного модуля, выполненную с возможностью перемещаться при помощи механизма вдоль оси относительно указанного корпуса, и вторую часть заварочного модуля, причем первая часть заварочного модуля образует инжектор для впуска жидкости для экстракции в порционную упаковку, а вторая часть заварочного модуля образует выпускающее устройство для выпуска продукта экстракции из порционной упаковки, или наоборот, отличающийся тем, что вторая часть заварочного модуля выполнена с возможностью перемещаться относительно корпуса (2) вдоль указанной оси в направлении, противоположном направлению перемещения первой части заварочного модуля.

2. Заварочный модуль по п. 1, отличающийся тем, что механизм для перемещения второй части заварочного модуля соединен с механизмом для перемещения первой части заварочного модуля так, что в рабочем состоянии заварочного модуля вместе с осевым перемещением первой части заварочного модуля всегда запускается и перемещение второй части заварочного модуля в противоположном направлении.

3. Заварочный модуль по п. 1, отличающийся наличием по меньшей мере одного дискового кулачка, установленного с возможностью поворота на корпусе и выполненного по меньшей мере с одной первой проходящей спирально направляющей поверхностью, которая находится в зацеплении с направляющим элементом первой части заварочного модуля, так что поворот дискового кулачка вызывает осевое перемещение первой части заварочного модуля, и с одной второй спиральной направляющей поверхностью, которая находится в зацеплении с направляющим элементом второй части заварочного модуля, так что указанный поворот дискового кулачка вызывает осевое перемещение второй части заварочного модуля в направлении, противоположном перемещению первого заварочного модуля.

4. Заварочный модуль (1, 101, 201) для экстракционного аппарата или аппарата для изготовления напитков или других растворов из растворимого продукта, например, для кофеварочной машины, для порционного приготовления напитка или другого продукта экстракции из экстрагируемого вещества, упакованного в порционную упаковку (10), содержащий корпус, первую часть заварочного модуля, выполненную с возможностью при помощи механизма перемещаться относительно указанного корпуса, и вторую часть заварочного модуля, причем первая часть заварочного модуля образует инжектор для впуска жидкости для экстракции в порционную упаковку, а вторая часть заварочного модуля образует выпускающее устройство для выпуска продукта экстракции из порционной упаковки, или наоборот, отличающийся тем, что механизм имеет дисковый кулачок (15), установленный с возможностью поворота на корпусе (2) и содержащий проходящую спирально направляющую поверхность, а первая часть заварочного модуля выполнена с возможностью смещения, при повороте дискового кулачка, посредством направляющей поверхности вдоль участка смещения, неподвижного относительно корпуса.

5. Заварочный модуль по п. 3 или 4, отличающийся тем, что направляющая поверхность образована проходящим спирально направляющим пазом (16), а направляющий элемент первой части заварочного модуля введен в зацепление с направляющим пазом (16).

6. Заварочный модуль по п. 5, отличающийся тем, что направляющий элемент, дополнительно, входит в имеющийся на корпусе (2) или неподвижно соединенный с корпусом направляющий паз (21) корпуса, проходящий в направлении смещения, причем направляющий элемент первой части заварочного модуля предпочтительно представляет собой направляющий палец (17, 18), выступающий в направляющий паз (21) корпуса и в направляющий паз (16).

7. Заварочный модуль по п. 5, отличающийся тем, что направляющий элемент и направляющий паз (16) выполнены и расположены так, чтобы обеспечить фиксацию направляющего элемента в направляющем пазу (16), когда первая и вторая части заварочного модуля при закрытом положении заварочного модуля отжаты друг от друга, с нахождением, например, направляющих элементов над и под осью поворота дискового кулачка.

8. Заварочный модуль по любому из пп. 3-4, отличающийся наличием привода в виде рычага (26) управления, который соединен с дисковым кулачком так, чтобы дисковый кулачок поворачивался посредством поворотного перемещения рычага управления, или электрическим приводом (71, 72) для поворота дискового кулачка.

9. Заварочный модуль по любому из пп. 3-4, отличающийся наличием двух дисковых кулачков с зеркальным расположением направляющих поверхностей.

10. Заварочный модуль по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что первая часть заварочного модуля или вторая часть заварочного модуля имеют корпус (11) части заварочного модуля и первый прокалывающий заостренный конец для прокалывания порционной упаковки, выполненной в виде капсулы, и тем, что первый прокалывающий заостренный конец (13) выполнен с возможностью смещения относительно корпуса (11) части заварочного модуля по направлению к внутренней части заварочной камеры посредством закрытия заварочной камеры.

11. Заварочный модуль (101, 201) для экстракционного аппарата или аппарата для изготовления напитков или других растворов из растворимого продукта, например, для кофеварочной машины, для порционного приготовления напитка или другого продукта экстракции из экстрагируемого вещества, упакованного в порционную упаковку в виде капсулы (10), содержащий первую часть заварочного модуля и вторую часть заварочного модуля, причем первая и вторая части заварочного модуля выполнены с возможностью перемещаться относительно друг друга для закрытия заварочной камеры, вмещающей капсулу, причем первая часть заварочного модуля образует инжектор для впуска жидкости для экстракции в порционную упаковку, а вторая часть заварочного модуля образует выпускающее устройство для выпуска продукта экстракции из порционной упаковки, или наоборот, причем первая часть заварочного модуля имеет по меньшей мере один первый прокалывающий заостренный конец (13) для прокалывания капсулы (10), отличающийся тем, что первая часть заварочного модуля имеет корпус (11) части заварочного модуля, и тем, что первый прокалывающий заостренный конец (13) выполнен с возможностью смещения относительно корпуса (11) части заварочного модуля по направлению к внутренней части заварочной камеры посредством закрытия заварочной камеры.

12. Заварочный модуль по п. 11, отличающийся наличием поворотного рычага (81), выполненного с возможностью поворачиваться посредством перемещения первой части заварочного модуля относительно второй части заварочного модуля, и поршнем (14), с которым соединен первый прокалывающий заостренный конец (13), причем поршень (14) соединен с поворотным рычагом (81) с обеспечением возможности смещения указанного поршня путем поворотного перемещения поворотного рычага.

13. Заварочный модуль по п. 12, отличающийся тем, что корпус (2) образует первую упорную поверхность (83) и вторую упорную поверхность (84), при этом поворотный рычаг выполнен с возможностью перемещаться, при открытии заварочного модуля, посредством прилегания к первой упорной поверхности (83), с отведением тем самым первого прокалывающего заостренного конца (13), и с возможностью перемещаться, при закрытии, посредством прилегания ко второй упорной поверхности (84), с выдвижением тем самым первого прокалывающего заостренного конца (13).

14. Заварочный модуль по любому из пп. 1-4, 11-13, отличающийся тем, что он представляет собой горизонтальный заварочный модуль и выполнен так, чтобы после процесса заваривания, не позже открытия заварочного модуля, израсходованная капсула (10) падала вниз в контейнер для капсул, причем предпочтительно имеется пара направляющих элементов (31) для капсулы, в каждом случае содержащих первый направляющий паз (32) для капсулы для вмещения выступа капсулы, причем снизу первый направляющий паз (32) для капсулы заканчивается фиксатором (34), при этом направляющие элементы (31) для капсулы, в каждом случае, имеют второй направляющий паз (33) для капсулы, открытый снизу, причем направляющие элементы выполнены и расположены так, чтобы при вставке капсулы выступ капсулы попадал в первый направляющий паз (32) для капсулы, а при открытии заварочной камеры выступ капсулы попадал во второй направляющий паз (33) для капсулы.

15. Экстракционный аппарат или аппарат для изготовления напитков или других растворов из растворимого продукта, имеющий контейнер или соединительный элемент для заварочной жидкости, насос, нагреватель и заварочный модуль (1, 101, 201) по любому из пп. 1-4, 11-13.