CN105979829A - 用于食品制备机器的冲煮单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有腔室的冲煮单元(3)，所述腔室用于包封包装(C)中所包含的食品配料，所述冲煮单元包括第一腔室部件(14)和第二腔室部件(15)以及流体注入装置(13)，其特征在于所述第一腔室部件(14)和所述第二腔室部件(15)在打开位置与闭合位置之间以枢转布置方式铰接，并且当所述腔室部件枢转至闭合位置中时，所述流体注入装置(13)和/或所述第一腔室部件(14)能在以下位置之间相对于所述第二腔室部件(15)平移移动：闭合解锁位置和闭合锁定位置，所述闭合解锁位置允许在腔室部件之间进行相对枢转移动，其中所述腔室部件彼此接触地平移，以便闭合所述冲煮腔室，并且其中所述注入装置(13)在所述冲煮腔室内部突出，以便刺穿分份包装的壁。

Description

用于食品制备机器的冲煮单元

技术领域

本发明涉及一种食品制备机器，更准确地讲，涉及一种包括能从主机基座上拆下的冲煮单元的饮料制备机器。

背景技术

食品制备***在食品科学和消费品领域中是众所周知的。此类***允许消费者在家制备给定类型的食品，例如饮料，诸如基于咖啡的饮料，如意式浓咖啡或过滤状杯装咖啡(filter-like coffee cup)。

在以下说明书中，将就在饮料制备***中的具体应用对本发明进行描述。然而，本发明全面涵盖用于制备非饮料制品的***，这些非饮料制品诸如是冰淇淋、包含颗粒(药草、面包丁等)的汤、果冻、乳制品(例如，酸奶、奶油甜品等)、或任何种类的类似非液体可流动食用产品。

如今，大多数用于制备家用食品和饮料的制备***都包括具有所谓的“冲煮室”或“冲煮单元”或“提取室”的机器，该“冲煮室”或“冲煮单元”或“提取室”可容纳用于制备食品或饮料的分份配料。冲煮单元包括若干设计成组装形成封闭腔室的部件，食品或饮料配料可置于该封闭腔室中。冲煮单元包括用于在压力下注入制备介质(诸如流体，通常为水)并使制备介质流过配料从而制备对应的食品或饮料的装置，对应的食品或饮料随后从冲煮单元向外分配给消费者。制备流体源于与冲煮单元相连的机器的流体输送***。制备是在冲煮单元内在高于大气压的压力下执行的，该压力通常介于1巴和20巴之间，优选地介于2巴和15巴之间(相对压力)。

通过使制备流体穿过胶囊或易理包中所包含的配料来执行制备。因此，冲煮单元的一个关键特征是能够耐受腔室内部和环境压力(大致等于或基本上等于大气压)之间的压力差而不会在腔室内部压力(通常为流体压力，例如水压)增大时自行打开。

在将配料部分置于冲煮单元的腔室中之前，对配料部分预先定量，并且这些配料部分可采用软质易理包、垫包或袋的形式。越来越多的***利用半刚性或刚性部分，诸如刚性易理包或胶囊。在下文中，将认为本发明的饮料机器是搭配将被直接放置到机器冲煮单元内的刚性或半刚性胶囊工作的饮料制备机器。

如上所述，所谓的机器的“冲煮单元”包括用于容纳配料胶囊的接收器或腔室、以及用于优选通过刺穿包含配料的胶囊的壁来在压力下注入流体(优选为水)并使流体流过所述配料的流体注入***(但在一些情况下，如果配料胶囊沿其至少一侧打开，那么不一定必须刺穿胶囊壁来将提取流体注入其中)。流体注入装置通常可包括至少一根能够在需要时刺穿胶囊壁的针。根据本发明为了制备咖啡饮料而在压力下注入流过配料的水优选是热的，即温度高于70℃。但在一些特定情况下，该水也可为环境温度，或者甚至为冷却的。在提取和/或溶解配料期间，冲煮单元内部的压力在用于溶解产品时通常为约1巴至约8巴，而在用于提取烘焙并且研磨的咖啡时为约2巴至约12巴。

本领域已研发了一些食品和饮料制备***，其中冲煮单元可从主机主体上拆下，使得机器是模块化的：这使得消费者有可能根据需要调整一个或另一个冲煮单元，使其对应于具体类型的配料胶囊。一些胶囊类型可能更大或更高，或具有不同形状，这取决于其中所包含的饮料配料类型。在这种情况下，可将冲煮单元从饮料机器基座上拆下，使得所述冲煮单元更容易清洁(冲煮单元通常是机器与配料或饮料接触的功能部件，因此更可能需要定期维护和清洁)。主机基座包含用于循环和制备冲煮流体以使其注入冲煮单元中所包含的胶囊或易理包中所需的所有功能元件。此类功能元件选自但不限于以下元件：流体源(储存器或与外部流体源(诸如自来水)的连接件)、流体泵、流体加热和/或冷却元件、连接饮料机器的其他功能元件的流体管道***、从机器的功能元件循环流体并将流体循环至冲煮单元的阀***、以及连接至电子板用于管理饮料制备参数和功能元件的恰当致动的控制面板。

最优选地，此类可拆卸冲煮单元必须能够耐受冲煮单元腔室内部高于环境压力的压力，不仅是在所述冲煮单元功能性地附接至饮料机器基座时，而且还在所述冲煮单元从机器基座上拆下时，其中所述内部压力可能高达20巴。换句话讲，冲煮单元的打开必须只能由用户来执行。出于安全和洁净原因，必须避免从主机基座上拆下的冲煮单元被意外打开：当内部压力逐渐增大时，冲煮单元的这种意外打开可能会导致其中所包含的热食物产品飞溅，这可能使消费者受伤，或至少变得脏乱，因此这是不希望发生的情况。

为了方便操作冲煮单元，腔室通常由两个部件(接纳胶囊或易理包的腔室和封盖)组成。此外，为了确保这两个部件的功能适应性在所述冲煮单元闭合和准备好进行使用时是最佳的，并且为了预防渗漏风险，这两个部件围绕枢转铰链彼此被机械地安装到一起。这保证了冲煮单元部件能够打开或闭合以***配料胶囊并且取回用过的胶囊以进行处理，同时能够在冲煮单元处于闭合状态时尽可能牢固地保持这两个部件之间的附接。可通过手动致动锁定机构(例如，卡口***)来将冲煮单元的这两个部件锁定在闭合位置。此类具有锁定装置的可拆卸冲煮单元在例如申请人的欧洲申请EP AN 12189878和EP AN 12189875中有所描述。

但人们惊讶地发现，在一些情况下，当***冲煮单元中的配料胶囊或易理包体积太大时，很难闭合冲煮单元：一旦将配料胶囊或易理包***冲煮单元的胶囊或易理包接纳部件中，所述配料胶囊或易理包从其中突出，使得不能恰当地枢转封盖部件以在功能构型中闭合冲煮单元。由于注入针通常附接到封盖的内部并且从所述封盖的内表面突出，以便在闭合冲煮单元时刺穿胶囊壁，上述情况尤其更成问题。在这种情况下，申请人发现由于封盖部件围绕铰链的枢转移动，注入针由于封盖部件相对于腔室部件的圆周移动会撕裂胶囊或易理包壁，而不是利索地刺穿胶囊壁。撕裂胶囊壁而不是利索地刺穿胶囊壁是非常不希望的，因为这在液体(通常为水)在压力下通过针注入时会引起渗漏。这种渗漏随后可从冲煮单元溢出，从安全和洁净角度来看，这是一个问题。

因此，需要一种避免了已知***的缺点的包括至少一个可拆卸冲煮单元的流动性食品或饮料制备机器。

发明内容

上述目的通过一种具有冲煮腔室的冲煮单元得以满足，所述冲煮腔室用于包封分份包装中所包含的食品制备配料，所述冲煮单元包括：

(i)第一腔室部件和第二腔室部件，所述第一腔室部件和第二腔室部件形成适于包封所述分份包装的冲煮腔室，以及

(ii)流体注入装置，所述流体注入装置嵌入所述第一腔室部件中，用于在压力下将流体注入所述包装中，从而与所述配料混合形成食物产品，

其特征在于，所述第一腔室部件和第二腔室部件围绕枢转铰链在打开位置与闭合位置之间以枢转布置方式彼此铰接，并且当所述第一腔室部件和第二腔室部件枢转至闭合位置中时，所述流体注入装置和/或所述第一腔室部件能在以下位置之间沿着垂直于铰链纵轴的轴相对于第二腔室部件进一步平移移动：

-闭合且解锁位置，其中所述注入装置和/或所述第一腔室部件被布置为与第二腔室部件之间的距离足以允许在所述腔室部件之间进行相对枢转移动，以及

-闭合且锁定位置，其中所述第一腔室部件和第二腔室部件彼此接触地平移，以便优选地以防漏方式闭合所述冲煮腔室，并且其中所述注入装置在冲煮腔室内部突出，以便刺穿其中所包含的分份包装的壁。

更准确地讲，这两个腔室部件彼此枢转地铰接，以便在打开构型中围绕所述铰链枢转地间隔开，或彼此枢转地对准并闭合。所谓“对准”，是指这两个腔室部件各自包括一个开口，并且这两个开口的边界基本上同轴对准，其对准方式使得这两个腔室随后可以相对于彼此平移移动，从而使得使腔室开口的边界接触以最终闭合腔室。

第一腔室部件优选地为上腔室部件，第二腔室部件优选地为所述冲煮单元的下腔室部件。

在本发明的一个优选实施方案中，冲煮单元能通过防漏连接装置以至少部分地可拆卸的方式连接至饮料制备机器的加压流体源。

在后一种情况下，连接装置更优选地为仅一个腔室部件的一部分，使得当冲煮单元的另一个腔室部件功能性地连接至流体源时，所述另一个腔室部件能独立地移动并且能从所述源上拆下。

此外，所述连接装置有利地包括适于接纳加压流体源的柔性软管的锥形孔。或者，冲煮单元与机器基座之间的连接由配合到对应圆柱形中空通道中的圆柱形突出通道执行。

如果还存在数据连接，那么此类连接优选地包括非接触式连接，诸如Wi-Fi、蓝牙、无线电或任何合适的非接触式数据传输协议。此类数据连接还可包括更传统的直接接触装置，比如电插头和插座装置。然而，这些并不是优选的，因为这种情况下的传输质量取决于饮料***的洁净情况。

在本发明的一个高度优选实施方案中，通过旋转经由形成圆柱形凸轮接合的凸轮销和凸轮槽连接至第一腔室部件的致动环来致动流体注入装置和/或所述第一腔室部件在闭合锁定位置和闭合解锁位置之间的平移移动，第一腔室部件进一步与枢转地铰接至第二腔室部件的非旋转环平移接合，从而将致动环的旋转移动转换为注入装置和/或第一腔室部件相对于第二腔室部件的平移移动。

此外，根据本发明的冲煮单元优选地包括用于防止腔室部件分解的锁定装置，所述装置能够耐受腔室内高于环境压力的内部压力，以便在将所述冲煮单元从加压流体源上拆下时，使所述腔室在所述内部压力下保持闭合。

有利地，所述锁定装置可包括通过旋转致动环来致动的卡口机构。

在一个优选的实施方案中，用于根据本发明的冲煮单元中的分份包装为刚性或半刚性的胶囊，更优选地为用于制备饮料的单次剂量胶囊。

更优选地，冲煮单元还包括附接至非旋转环的阻止机构，当冲煮单元未充分枢转至闭合位置中时，所述阻止机构防止致动环旋转并防止上腔室部件和注水装置后续的向下平移移动。所述阻止机构的一个优选实施方案在以下说明书中详细描述，即阻止杆枢转地附接到附接至第一腔室部件的非旋转环，并且具有第一端，当冲煮单元处于打开位置时，所述第一端***致动环的对应阻止凹口中，以阻止致动环旋转，所述杆的第二端从非旋转环附近向外突出，使得当冲煮单元枢转至其闭合位置中时，所述杆的第二端压到第二腔室部件上，以将杆的第一端移出阻止凹口，从而允许致动环旋转。

有利地，冲煮单元包括密封装置，所述密封装置用于在腔室部件组装并锁定在一起时，防止流体渗漏到所述单元的外部。更优选地，所述密封装置包括位于冲煮单元的腔室部件之间的交界面处的O形环。

在任何情况下，注入装置优选地包括中空针，优选地只要壁厚度不超过1mm，更优选地如果所述可刺穿胶囊壁小于0.5mm，所述中空针就能够刺穿胶囊壁。

为了提供用户友好的体验，根据本发明的冲煮单元优选地为耐水和耐清洁剂的，并且能在15℃和85℃之间、优选18℃和70℃之间的温度下在洗碗机中洗涤，并且由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、金属、合金、天然橡胶或合成橡胶或它们的组合制成。这就允许消费者安全可靠地洗涤和清洁冲煮单元并轻松地去除污垢和斑点的痕迹，这些污垢和斑点否则可能影响饮料***的感官和卫生性能。

在本发明的一种可能有利的实施方案中，所述冲煮腔室具有用于容纳具有对称形状的配料包装的垂直对称轴，其中上腔室部件包括以旋转布置方式安装在所述上腔室部件内的提取板，所述提取板包括：

(i)用于刺穿配料包装的至少一根注入针，所述注入针与所述配料包装的中心轴对准，用于将配料提取流体注入到所述配料包装中，以及

(ii)至少一个、优选多个中空提取刀片或针，所述中空提取刀片或针具有尖端，所述尖端用于在远离所述包装的中心轴的一定距离处刺穿所述包装，并将其中产生的食物从所述包装内部朝向所述冲煮单元的外部输送。

本发明还涉及一种食物(优选饮料)制备机器，所述机器包括具有流体源的机器基座、流体加热和/或冷却元件、流体泵以及流体连接件，所述流体连接件适于以防漏且可释放的方式连接本说明书中所描述且受权利要求书保护的可拆卸冲煮单元。

术语配料“胶囊”应当还包括适于包封分份剂量的饮料或食物配料的其他类型的包装，诸如易理包、小袋、袋等。

附图说明

本发明的额外特征和优点在下文参照附图给出的目前优选实施方案的说明中有所描述，并且这些特征和优点将从该说明中显而易见，其中：

图1是根据本发明的机器的顶部透视图，其中可拆卸冲煮单元从主机基座上拆下；

图2是与图1类似的视图，其中可拆卸冲煮单元附接到主机基座；

图3A至图3C是适于引入根据本发明的冲煮单元中的饮料胶囊的示意图；

图4A至图4C是示出闭合和锁定根据本发明的冲煮单元的第一实施方案的三个主要步骤的透视图；

图5A至图5C是与图4A至4C类似的侧视图；

图6是根据本发明的冲煮单元的第一实施方案的示意性拆分透视图；

图7是与图6类似的视图，其中冲煮单元部分组装；

图8是根据本发明的冲煮单元的第一实施方案处于闭合且锁定构型时的部分剖视图；

图9是与图8类似的另一部分剖视图；

图10是与图8类似的又一部分剖视图；

图11A至图11C是示出闭合和锁定根据本发明的冲煮单元的第二实施方案的三个主要步骤的透视图；

图12是根据本发明的冲煮单元的第三实施方案的示意性透视图，图示为其打开构型；

图13是根据本发明的冲煮单元的第三实施方案的示意性部分剖视透视图，图示为冲煮腔室枢转对准但处于打开且解锁状态；

图14是根据本发明的冲煮单元的第三实施方案的示意性部分剖视透视图，图示为冲煮腔室枢转对准但处于闭合且锁定状态。

具体实施方式

根据本发明的可拆卸冲煮单元适合与任何种类的配料包装一起使用，但在以下说明书中，认为配料包装为由半刚性或刚性材料制成的配料胶囊，所述配料胶囊在存储期间闭合但可刺穿以将配料提取流体(例如，水)注入其中，并且可打开以分配通过混合所述配料和所述流体而制备的饮料产品。

在压力下提取和/或溶解闭合胶囊的内容物的一般原理是已知的，其通常包括：将胶囊***饮料制备机器的冲煮腔室中；一般在用刺穿注入元件(诸如，与机器的冲煮单元相关联的流体注入针)刺穿胶囊的面之后，将一定量的加压水注入胶囊中，从而在胶囊内部形成加压环境，以提取物质或溶解物质。

更准确地讲，当将流体(优选为水)注入胶囊内部隔室时，所述流体流经配料与其紧密混合，从而在配料为可溶性配料时溶解所述配料，或提取所述配料的某些化合物。随后通过胶囊的递送开口释放所提取或所溶解的物质。换句话讲，当将流体(例如，水)注入胶囊隔室中时，压力逐渐增大，这用作提取和/或溶解包含在胶囊内的配料的提取手段。

此类配料可为例如烘焙并且研磨的咖啡床层。作为另外一种选择或与烘焙并且研磨的咖啡结合，配料可包含可溶性配料，诸如饮料预混物，如牛奶、咖啡或可溶性巧克力粉。

允许应用该原理的胶囊在例如欧洲专利EP 1472156 B1和EP 1784344 B1中有所描述。

所谓“加压”水，是指从机器的储存器泵送的水(或等同的提取流体)。就饮料制备而言，诸如提取烘焙并且研磨的咖啡、溶解可溶性配料(咖啡、茶、巧克力等)或冲泡可冲泡材料(诸如，茶叶)，作用压力通常介于1巴和20巴之间(相对于大气压的压力)，优选地介于2巴和15巴之间。

现将描述本发明的实施方案，其中可拆卸冲煮单元用于连接至提供加压流体源的饮料制备机器基座。在下文中，认为加压流体为由饮料机器基座在2巴和15巴之间的压力下提供至冲煮单元的水。根据本发明将冲煮单元连接至所述基座会得到功能完整的饮料制备机器。

如图1和图2所示，饮料制备机器1包括主机基座2、可拆卸冲煮单元3和配料胶囊C(图1中未示出)。胶囊是例如由热塑性塑料、金属、纸或它们的组合制成的闭合胶囊。

在本文所述的实施方案中，胶囊C优选地具有截头圆锥形形状，其旋转对称纵轴通过顶部和底部胶囊壁的中心，但其他胶囊类型(具体地讲，具有不对称形状的胶囊)也可与根据本发明的冲煮单元一起使用。在使用中，胶囊C优选地为垂直的，但也可在倾斜或水平方向上使用，这取决于饮料机器冲煮腔室的构型。

在下文更详细描述的本发明的第一实施方案中，当将胶囊功能性地***饮料机器的冲煮腔室内时，胶囊的顶壁宽于底壁(即，直径更大)，如图3A至图3C、图5B和图5C所示。相反，在下文详细描述的本发明的第二实施方案中，处于功能构型的胶囊的顶壁直径小于底壁直径，如图11B和图11C所示。

机器基座2包括流体储存器(附图中未示出)，在大部分情况下该流体为水，所述流体储存器存储用于在压力下溶解和/或冲泡和/或提取包含在胶囊内的配料的流体。储存器为可拆卸的，并且可***机器主基座内置的储存器端口4中，如图1所示。

机器基座2还包括加热元件，诸如热水器或热交换器(图1中未示出)，所述加热元件能够将制备机器中使用的水加热至工作温度(传统上为高达80℃至90℃的温度)。最后，机器包括用于将水从水箱任选地通过加热元件循环到胶囊的泵元件。水在机器内循环的路径可例如通过选择阀装置来进行选择，所述选择阀装置例如为欧洲专利EP 2162653B1中所述类型的蠕动阀。

机器基座2包括用于将流体从储存器输送至冲煮单元和其中包含的配料的流体输送管道。流体输送管道包括连接装置，所述连接装置用于通过冲煮单元3的对应连接装置将冲煮单元3以可释放的方式组装到基座2。

基座2和冲煮单元3之间的连接为防漏流体连接。该连接还可包括数据连接。可通过基座2和冲煮单元3之间的接触(例如，通过电接触)来执行这两者之间的数据连接，或者这两者之间的数据连接可为非接触式(例如，WIFI、RFID、GSM、蓝牙或等效的非接触式数据传输标准)。在机器基座2和冲煮单元3之间采取非接触式连接的优点在于，这两者之间的数据传输不会受到***物理元件洁净情况的影响：如果饮料***的若干元件中的一个变脏(例如，液体、水、配料或产品溢出到机器基座或冲煮单元的某些部件上)，基座和冲煮单元之间的数据传输的质量不会降低，或不会停止。

机器基座2被构造为使得消费者能够轻松接触到所述基座2和可拆卸冲煮单元3之间的连接装置，优选地是在机器的正面接触到，如图1所示。机器基座2还包括杯保持器5，所述杯保持器是可移动的，使得其可在高度上适配不同的杯大小。杯保持器5放置在冲煮单元3下方，如图1或图2所示。

冲煮单元3的连接装置包括从冲煮单元的顶表面垂直延伸的圆柱形突出部6。圆柱形突出部6包括中心通道7，所述中心通道从突出部6的上表面8延伸到冲煮单元3的腔室中，因此所述圆柱形突出部能够在冲煮单元功能性地连接至基座2时将饮料制备流体从机器基座2朝向冲煮单元内部输送。流体输送通道的直径介于1mm和10mm之间，优选地介于2mm和7mm之间。

冲煮单元的圆柱形连接突出部6用于***机器基座的对应流体递送凹陷端口中(附图中未示出)。所述流体递送凹陷端口为将包含在储存器中的水通过机器基座2朝向冲煮单元3输送的流体输送通道***的远端。机器基座2的流体递送凹陷端口的内径与冲煮单元的圆柱形连接突出部6的形状和外径相对应，同时提供了功能性游隙。换句话讲，流体递送凹陷端口的形状和大小与圆柱形连接突出部6的形状和大小互补，使得当冲煮单元3功能性地连接至机器基座2时，连接突出部6以防漏但可拆卸的方式配合到流体递送凹陷端口中。

如本文所述，连接突出部6的优选形状为圆筒形状。但也可能使用其他提供相同连接功能的截面形状，诸如但不限于方形、矩形、卵形、梯形等。连接突出部的一般纵剖面(因此为递送凹陷端口6的一般纵剖面)可略呈锥形，也就是说其直径在突出部的基部处较大，而在远端处较小，使得其更容易***递送凹陷端口中，同时在形成连接后保持充分且有效的防漏性能。

冲煮单元3与机器基座2之间的可拆卸连接可通过允许快速、可靠且对用户友好的防漏连接的任何合适装置来实现。有利地，在通过配合到对应圆柱形流体递送凹陷端口中的圆柱形连接突出部来实现流体连接的优选情况下，机器基座2和可拆卸冲煮单元3两者具有在这两者之间形成可拆卸组装的相配合的磁体，当机器如图2所示那样功能性地组装以用于冲煮饮料时，所述磁体确保这两者之间的组装和流体连接。在操作中，当机器基座2和可拆卸冲煮单元3以流体方式且功能性地连接在一起时，机器基座的每个磁体均与冲煮单元的具有相反极性的对应磁体对准，使得它们彼此吸引，从而使机器基座和可拆卸冲煮单元在防漏流体连接组装中保持彼此固定。优选地，按照三个一行R对磁体进行分组，其中冲煮单元3和机器基座2各自包括两行R的三个磁体。沿着曲线将磁体以极***替的方式放置成一行，所述曲线优选地与圆柱形突出部的圆柱形形状同心，或与对应的圆柱形凹陷端口同心。机器基座中的两行R磁体被定位为相对于流体递送凹陷端口的中心沿直径相对。类似地，冲煮单元中的两行R磁体被定位为相对于圆柱形突出部6的中心沿直径相对，附图中未示出。

为了从机器主基座2释放可拆卸冲煮单元3，用户围绕枢转点旋转所述冲煮单元，所述枢转点由枢转地接合到机器基座的流体递送凹陷端口中的圆柱形连接突出部6形成。这样，圆柱形连接突出部6在基座2的流体递送凹陷端口的内部旋转，直到冲煮单元的磁体与机器基座的具有相同极性的磁体发生磁接触。一旦具有相同极性的磁体开始对准，磁斥力就趋向于使基座2和冲煮单元3分离，这样就轻松地执行冲煮单元与机器基座之间的分离。

在本说明书的下文中所述的所有示例性实施方案中，认为胶囊C的顶壁10为通过其注入水的壁，而底壁11为通过其将制备的饮料分配到消费者杯子的壁。换句话讲，注入胶囊C内部的水在饮料制备和分配过程中从胶囊的顶部流至底部。

如本发明的以下示例性实施方案中所示，冲煮单元包括能够组装形成用于包封配料胶囊C的闭合腔室的两个腔室部件，使得所述冲煮单元可在压力下注入流体并使流体流过所述配料，从而与所述配料混合。

现将详细描述根据本发明的可拆卸冲煮单元的第一实施方案。

如图3A所示，适于在根据本发明的第一实施方案的可拆卸冲煮单元中使用的胶囊包括具有大致截头圆锥形的形状且上直径大于下直径的胶囊侧壁12、为塑料膜的顶壁10以及包括分配开口的底壁11，所述分配开口在存储期间闭合，并且当胶囊内部的压力由于水注入其中而逐渐增大时自动打开。烘焙并且研磨的咖啡配料位于胶囊隔室的内部，配水微孔膜位于所述胶囊隔室的顶部，如例如申请人的专利EP 1784344 B1中所述。

当胶囊如图5B所示定位在冲煮单元内部时，胶囊C的上壁10被设计成被机器的注水针13刺穿，如图3B所示。一旦针13刺穿胶囊的顶壁并且启动机器，水在压力下如图3B所示注入胶囊内部，注入的水流过被刺穿的顶壁10与配水膜之间的空间，随后通过配水膜流过大部分咖啡配料，以提取其中所有必要的咖啡材料来制作咖啡饮料。所述胶囊内部的压力开始逐渐增大。

当胶囊内部的压力达到预定水平时，胶囊的底侧打开(遵循普遍已知以及在本说明书的前文中描述的原理)，并且其中制备的咖啡在重力作用下且还由于胶囊内部的压力而如图3C所示开始流出胶囊，流入消费者杯子中(附图中未示出)。当已经有所需体积的水穿过咖啡料层配料时，机器泵停止，使得从其中分配所需量的咖啡。

在本发明的该第一实施方案中，如图4A至图10所示，冲煮单元3包括上腔室部件14和下腔室部件15。

下腔室部件15为杯形元件，如图5A所示，所述杯形元件包括形状和大小被设计成至少部分地容纳胶囊C的主体的内部凹陷，如图5B所示。下腔室部件15在其最下底部处具有开口，所述开口用于容纳胶囊C的分配开口，如图5C所示。下腔室部件还包括位于一侧上的手柄“H”，所述手柄有利于下腔室部件的握持，尤其有利于从主机基座2附接和移除下腔室部件，如上所述。

在本发明的第一实施方案中，上腔室部件14包括注入板16，其中嵌入有注水装置，如图6所示。注水装置包括注水针13并且适于在压力下将流体注入胶囊C中，从而与所述配料混合形成食物产品。

上腔室部件14经由两个中间元件连接至下腔室部件15，并与所述中间元件形成组件，所述组件通过枢转铰链17枢转地连接至下腔室部件15。

上文所述的第一中间元件为以旋转布置方式与注入板16安装在一起的致动环18。致动环18的内径与上腔室部件14的外径一致。如图6所示，致动环18的内表面包括三个凸轮销19，所述三个凸轮销与上腔室部件14的对应凸轮槽20配合形成圆柱形凸轮布置，所述布置能够将环18的旋转移动转换为上腔室部件14的平移移动。

上文所述的第二中间元件为在图6中详细示出的非旋转环21，所述非旋转环经由枢转铰链17直接连接至下腔室部件15。非旋转环包括至少一个但优选多个、并且在本发明的实施方案中为三个的垂直引导突出部22，所述垂直引导突出部被设计成滑入注入板16的对应垂直引导槽23中。优选地，枢转铰链包括弹簧装置，例如螺旋弹簧(附图中未示出)，所述弹簧装置被安装成使得当冲煮单元处于解锁状态时，其自然地被迫处于打开位置。

如图6所示，凸轮槽23的倾斜部分将致动环相对于上腔室部件14并且围绕垂直轴TA的旋转移动转换成所述上腔室部件和附接至所述上腔室部件的注入装置16沿着所述垂直轴TA的平移移动。

换句话讲，根据本发明的冲煮单元被结构化成使得其按照如下方法使用。

首先，下腔室部件15和由上腔室部件14、非旋转环21和旋转致动环18形成的组件可如图4A中的箭头所示围绕枢转铰链17枢转，使得上腔室部件14如图4B所示闭合下腔室部件15。

其次，这三个元件(上腔室部件14、旋转致动环18和非旋转环21)随后如上所述彼此机械地连接，使得当致动环18如图4B中的箭头所示围绕垂直轴TA旋转时，凸轮销19滑入倾斜的凸轮槽20中，并迫使上腔室部件14沿着引导路径向下平移移动，然后迫使垂直引导槽23沿着非旋转环21的垂直引导突出部22向下平移移动。因此，注水针13和上腔室部件14沿着与图6所示的铰链纵轴“PH”垂直的所述轴“TA”相对于下腔室部件15在以下两个位置之间平移移动：

-解锁闭合位置(如图4B和图5B所示)，其中所述注入装置13和所述上腔室部件14沿着垂直平移轴TA但在与所述下腔室部件相距一定距离处相对于下腔室部件15以对准方式布置，所述距离足以允许在所述腔室部件之间围绕铰链17进行相对枢转移动，以及

-锁定闭合位置(如图8、图9和图10所示)，其中所述上腔室部件和下腔室部件15彼此接触地平移，以便以防漏方式闭合所述冲煮腔室，并且其中所述注入装置在冲煮腔室内部突出，以便刺穿其中所包含的分份包装的壁。

在上述解锁闭合位置中，注水针13不在冲煮腔室内突出，如图5B所示，使得其中所包含的胶囊C不被刺穿。

当用户旋转致动环18来致动上腔室部件14和注水针13如上所述朝下腔室部件15向下平移时，所述注水针移动到其在冲煮腔室附近内部突出的位置，使得其尖端如图5C所示刺穿胶囊C的顶壁10。

当胶囊如图5B和图5C所示***下冲煮腔室部件15的互补中空杯形腔室中时，胶囊C的圆周上边缘搁置于围绕下腔室部件15的凸缘上。针13能够刺穿薄膜材料，诸如胶囊C的顶膜，从而将流体注入其中。

当冲煮单元3闭合时，胶囊C被夹在上腔室部件与下腔室部件之间，使得在该区域中进行密封，并且从针13朝向胶囊循环的水无法从胶囊和冲煮单元之间的空间逸出或逸到冲煮单元之外，即水流被迫从针13流过胶囊C的内部(胶囊制备饮料的地方)，然后流向胶囊的分配侧并从冲煮单元的分配开口流出。

在本发明的本实施方案中，流体(例如，水)注入装置由注入板承载，但不一定固定至所述板上：在打开和闭合可拆卸冲煮单元3的移动期间，当致动环18如图7中的双头箭头所示旋转时，注水装置可与上腔室部件的注入板16一起相对于下腔室部件15平移，或者它们可独立于所述注入板相对于下腔室部件15移动。在后一种情况下，仅注入装置13可相对于下腔室部件移动。

要再次打开冲煮单元，采用与上述移动相反的移动。

要将可拆卸冲煮单元3锁定在上述锁定闭合构型中，所述冲煮单元还包括用于防止腔室部件分解的锁定装置，所述装置能够耐受腔室内高于环境压力的内部压力，以便在将所述冲煮单元从流体源上拆下时，使所述腔室在所述内部压力下保持闭合。

更准确地讲，所述锁定装置包括通过旋转致动环来致动的卡口机构。如图7所示，所述卡口机构包括多个(在本实施方案中为三个)卡扣销24，所述卡扣销位于旋转致动环18的最下部分内侧。这三个卡口销24被定位成使得当致动环处于与冲煮单元的自由打开/闭合移动相容的解锁位置时，所述卡口销24可接合到位于***边缘26的***处的对应卡口凹口25中，所述***边缘在下腔室部件15的最上侧向外延伸，如图7所示。

当冲煮腔室部件围绕枢转铰链17枢转至冲煮单元的闭合解锁位置中时，卡口销24接合到卡口槽25中。随后，当致动环被旋转到使冲煮单元处于闭合锁定位置时，卡口销24滑到***边缘26下方，如图8所示，使得冲煮腔室部件围绕铰链17的枢转移动被阻止。

此外，根据本发明的本实施方案的冲煮单元包括阻止机构，当冲煮单元未充分枢转至上述闭合位置中时，所述阻止机构防止致动环18旋转并防止上腔室部件以及注水装置随后的向下平移移动。

如图9所示，阻止机构包括阻止杆27，所述阻止杆阻止致动环18旋转的可能性，直到上腔室部件14在冲煮单元的闭合构型中枢转到下腔室部件15上，如图9所示。

更准确地讲，阻止杆27如图6所示枢转地连接至非旋转环21的***的一点，使得其无法相对于上腔室部件或下腔室部件或者相对于致动环18旋转。所述阻止杆27如图8和图9所示位于非旋转环21与致动环18之间，使得当打开或闭合冲煮单元时，所述阻止杆与非旋转环和致动环一起围绕铰链枢转。

阻止杆27的枢转点沿循与非旋转环21的直径对准的水平轴，使得所述阻止杆27可围绕所述轴上下枢转。杆27包括基本上垂直且向上取向的远端，所述远端具有阻止边缘28，当冲煮单元如图7所示处于解锁状态时，所述阻止边缘***位于所述阻止边缘上方的致动环18的对应阻止凹陷29中。锁定凹陷29如图7所示沿着致动环18的***下边缘定位。此外，杆27利用复位弹簧安装到其枢转轴上，当冲煮单元处于打开位置时，所述复位弹簧通常迫使所述阻止边缘28向上。

阻止杆27还包括相对端30，当冲煮单元处于打开位置时，所述相对端从非旋转环21的最下表面突出。

当冲煮单元3如图9所示处于闭合构型时，致动远端30如图9所示与下腔室部件15的***最上边缘26的上表面接触，使得阻止杆27被迫抵抗复位弹力朝向阻止边缘28离开对应阻止凹槽29的位置枢转。在冲煮单元的该闭合位置中，旋转致动环是可能的，以锁定/解锁所述冲煮单元。

根据本发明的可拆卸冲煮单元的第二实施方案在图11A、图11B、图11C中示出。在该第二实施方案中，可拆卸冲煮单元3的一般结构和功能与以上参照第一实施方案所述的相同。

但在该第二实施方案中，上腔室部件14与上文所述的第一实施方案的板16的不同之处在于，其包括图11A所示的截头圆锥形腔室31。对腔室31的形状和尺寸进行了调整，以如图11B所示接纳胶囊C的主体。腔室31的最上侧包括多个刀片32，所述多个刀片具有尖端，使得它们能够如图11B和图11C所示刺穿胶囊C的顶部。刀片32用于在压力下将水从机器通过圆柱形连接突出部6的中心通道7输送到胶囊C中，所述水在所述胶囊中提取其中所包含的饮料前体配料。举例来说，在本发明的本实施方案中，胶囊C包含烘焙并且研磨的咖啡粉，并且胶囊为咖啡制备***中所使用的类型。

下腔室部件15与以上参照第一实施方案所述的不同之处还在于，其包括穿刺板33，所述穿刺板用于如图11C所示刺穿***冲煮腔室内部的胶囊C的底膜。穿刺板33的顶表面布满用于刺穿胶囊C的底膜的棱锥形突出部。板33包括通孔，所述通孔用于将在胶囊内制备的咖啡通过位于所述板33下方的输送料斗34输送到冲煮单元外部，如图11A、图11B和图11C所示。

图11A示出了处于完全打开位置的冲煮单元，其中上腔室部件和下腔室部件围绕枢转铰链17彼此间隔开，使得由上腔室部件14、非旋转环21和致动环18形成的组件枢转，使得由上冲煮腔室14的最下边缘限定的平面(其平行于由致动环18的最下边缘限定的平面)相对于由下腔室部件15的***最上边缘26限定的水平平面形成大约90°的角度α。开口角度α可在约30°至180°的范围内变化，但其优选地在70°至110°的范围内。

图11B示出了处于闭合但解锁构型的冲煮单元3，其中胶囊C***其中。在该闭合解锁构型中，由于由上腔室部件14、非旋转环和致动环形成的组件围绕枢转铰链17枢转，因此角度α为0°。上腔室部件14和注水刀片32位于与下腔室部件15相距一定距离处，使得刀片32不会刺穿胶囊上壁。

在图11C中，用户旋转致动环，使得上腔室部件14和附接至所述腔室部件14的穿刺刀片根据上文为本发明的第一实施方案所述的功能原理向下平移。在冲煮单元的该闭合且锁定配置中，角度α也为0°，并且注水刀片32刺穿胶囊的上壁。胶囊被紧紧包封在冲煮腔室内。

根据本发明的可拆卸冲煮单元的第三实施方案在图12、图13和图14中示出。在该第三实施方案中，可拆卸冲煮单元3的一般结构和功能与以上参照第一实施方案所述的相同。

但在该第三实施方案中，下腔室部件15包括马达(附图中未示出)，所述马达在冲煮饮料期间使所述下腔室部件与上腔室部件一起旋转，如申请人的专利EP 2000062B1中所述。

图12示出了处于打开位置的冲煮单元3。开口角度α为约50°。图13示出了处于闭合但解锁位置的冲煮单元3，图14示出了处于闭合且锁定位置的相同冲煮单元。在该闭合且锁定位置中，当冲煮单元3装载有胶囊C并连接至机器基座(图14中未示出)时，冲煮循环可以开始。上腔室部件和下腔室部件可移除地彼此附接，使得当马达致动下冲煮腔室部件15的旋转移动时，上腔室部件14也围绕图13所示的旋转轴RA以相同的速度旋转，所述旋转轴RA与冲煮腔室的对称轴和胶囊的对称轴重合。在胶囊C内形成离心力，所述离心力使得通过中心注水针13注入的水提取胶囊内所包含的咖啡配料。所提取的咖啡被推到胶囊的横侧上并向上穿过由分配刀片35刺穿所述胶囊的顶薄的分配通道，如图14所示。通过注入针13进入胶囊C的水的流动路径，以及离开胶囊C和冲煮腔室的饮料朝向冲煮单元3的底部分配侧的流路在图14中用箭头示出。从冲煮腔室分配出的饮料被收集到环绕冲煮腔室的收集壁36上，随后被收集到收集料斗(附图中未示出)中，所述收集料斗包括朝向放置在下方的用户杯子向下取向的分配开口。

此外，通过枢转上腔室部件和下腔室部件并且随后使注入装置13和上腔室部件14相对于下腔室部件15垂直地平移来闭合冲煮腔室的分离移动，通过防止胶囊壁被注入装置意外撕裂或损坏来遵循本发明的原理，如果上腔室部件和注入装置由于枢转移动和角度与下腔室部件过于靠近，则可能发生意外撕裂或损坏胶囊这种情况，如以上在说明书的背景部分所述。

在本发明的所有上述实施方案中，冲煮腔室部件的取向可颠倒，使得流体连接突出部可位于下腔室部件的表面处，并且冲煮腔室的分配开口可位于不同于上述所述冲煮单元的最下侧的另一位置处。换句话讲，朝向冲煮单元的流体输送入口通道和所述冲煮单元的分配开口可位于冲煮腔室周围的不同位置处，只要遵守本发明的工作原理，即：

(i)上腔室部件和下腔室部件形成适于包封分份包装的冲煮腔室，并且

(ii)流体注入装置嵌入所述上腔室部件中，用于在压力下将流体注入所述包装中，从而与所述配料混合形成食物产品，并且

所述上腔室部件和下腔室部件在打开位置与闭合位置之间以枢转布置方式彼此铰接，并且所述流体注入装置和/或所述上腔室部件能在以下位置之间沿着垂直于铰链纵轴的轴相对于铰链进一步平移移动：

-闭合且解锁位置，其中所述注入装置和/或所述上腔室部件被布置为与下腔室部件相距的距离足以允许在所述腔室部件之间进行相对枢转移动，以及

-闭合且锁定位置，其中所述上腔室部件和下腔室部件彼此接触地平移，以便优选地以防漏方式闭合所述冲煮腔室，并且其中所述注入装置在冲煮腔室内部突出，以便刺穿其中所包含的分份包装的壁。

而且，在本发明的所有上述实施方案中，闭合和锁定/解锁冲煮单元的移动幅度介于以下示例性指示范围内：

-就“Dolce”冲煮单元(与根据上述第一实施方案的冲煮单元相对应)而言：上腔室部件相对于下腔室部件的垂直移动幅度介于5mm和20mm之间、优选地介于6.5mm和10.5mm之间，这与致动环的旋转移动幅度介于30°和90°之间、优选地介于45°和65°之间相对应，

-就“classic”冲煮单元(与根据上述第二实施方案的冲煮单元相对应)而言：上腔室部件相对于下腔室部件的垂直移动幅度介于6.5mm和8.5mm之间，这与致动环的旋转移动幅度介于30°和90°之间、优选介于45°和60°之间相对应。

应当理解，对本文所述的目前优选实施方案作出的各种变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。可在不脱离本发明的精神和范围并且不减少所伴随的优点的情况下作出这些变化和修改。因此，这些变化和修改旨在由随附权利要求书涵盖。

Claims (15)

1.一种具有冲煮腔室的冲煮单元(3)，所述冲煮腔室用于包封分份包装(C)中所包含的食品制备配料，所述冲煮单元包括：

(i)第一腔室部件(14)和第二腔室部件(15)，所述第一腔室部件和所述第二腔室部件形成适于包封所述分份包装(C)的冲煮腔室，以及

(ii)流体注入装置(13)，所述流体注入装置嵌入所述第一腔室部件(14)中，用于在压力下将流体注入所述包装中，从而与所述配料混合形成食物产品，

其特征在于所述第一腔室部件(14)和第二腔室部件(15)围绕枢转铰链(17)在打开位置与闭合位置之间以枢转布置方式彼此铰接，并且当所述第一腔室部件和所述第二腔室部件枢转至闭合位置中时，所述流体注入装置(13)和/或所述第一腔室部件(14)能在以下位置之间沿着垂直于铰链纵轴(PH)的轴(TA)相对于所述第二腔室部件(15)进一步平移移动：

-闭合且解锁位置，其中所述流体注入装置(13)和/或所述第一腔室部件(14)被布置为与所述第二腔室部件相距的距离足以允许在所述腔室部件之间进行相对枢转移动，以及

-闭合且锁定位置，其中所述第一腔室部件(14)和所述第二腔室部件(15)彼此接触地平移，以便优选地以防漏方式闭合所述冲煮腔室，并且其中所述流体注入装置(13)在所述冲煮腔室内部突出，以便刺穿其中所包含的分份包装(C)的壁。

2.根据权利要求1所述的冲煮单元(3)，其中所述第一腔室部件为所述冲煮单元(3)的上腔室部件(14)，并且所述第二腔室部件为所述冲煮单元(3)的下腔室部件(15)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的冲煮单元(3)，其中所述冲煮单元(3)能通过防漏连接装置以至少部分地可拆卸的方式连接至饮料制备机器的加压流体源。

4.根据前述权利要求3所述的冲煮单元(3)，其中所述防漏连接装置为仅一个腔室部件的一部分，使得当所述冲煮单元的另一腔室部件功能性地连接至所述流体源时，所述另一腔室部件能独立地移动并且能从所述流体源上拆下。

5.根据前述权利要求3或4中任一项所述的冲煮单元(3)，其中所述防漏连接装置包括适于接纳所述加压流体源的柔性软管的锥形孔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冲煮单元(3)，其中通过旋转经由形成圆柱形凸轮接合的凸轮销(19)和凸轮槽连接至所述第一腔室部件(14)的致动环(18)，来致动所述流体注入装置(13)和/或所述第一腔室部件(14)在所述闭合且锁定位置和所述闭合且解锁位置之间的平移移动，所述第一腔室部件(14)进一步与枢转地铰接至所述第二腔室部件(15)的非旋转环(21)平移接合，从而将所述致动环(18)的旋转移动转换为所述流体注入装置(13)和/或所述第一腔室部件(14)相对于所述第二腔室部件(15)的平移移动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的冲煮单元(3)，所述冲煮单元包括用于防止所述腔室部件(14,15)分解的锁定装置(26,27,28,29,30)，所述锁定装置能够耐受所述腔室内高于环境压力的内部压力，以便在将所述冲煮单元(3)从所述加压流体源(2)上拆下时，使所述腔室在所述内部压力下保持闭合。

8.根据权利要求7所述的冲煮单元(3)，其中所述锁定装置包括通过旋转致动环(18)来致动的卡口机构(24,25)。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的冲煮单元(3)，所述冲煮单元还包括附接至所述非旋转环(21)的阻止机构(27)，当所述冲煮单元未充分枢转至其闭合位置中时，所述阻止机构防止所述致动环(18)旋转并防止所述第一腔室部件以及注水装置随后向下平移移动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的冲煮单元(3)，所述冲煮单元包括密封装置，所述密封装置用于在所述腔室部件(14,15)组装和锁定在一起时，防止流体渗漏到所述冲煮单元(3)的外部。

11.根据权利要求10所述的冲煮单元(3)，其中所述密封装置包括位于所述冲煮单元的腔室部件(14,15)之间的交界面处的O形环。

12.根据前述权利要求中任一项所述的冲煮单元(3)，其中所述流体注入装置包括中空针(13)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的冲煮单元(3)，其中所述冲煮单元为耐水和耐清洁剂的，并且能在15℃和85℃之间、优选18℃和70℃之间的温度下在洗碗机中洗涤，并且由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、金属、合金、天然橡胶或合成橡胶或它们的组合制成。

14.根据前述权利要求中任一项所述的冲煮单元(3)，其中所述冲煮腔室具有用于容纳具有对称形状的配料包装的垂直对称轴，其中所述上腔室部件包括以旋转布置方式安装在所述上腔室部件(14)内的提取板，所述提取板包括：

(i)与所述配料包装(C)的中心轴对准的用于刺穿所述配料包装的至少一根注入针(13)，用于将配料提取流体注入所述配料包装中，以及

(ii)至少一个、优选多个中空提取刀片(35)或针，所述中空提取刀片或针具有尖端，所述尖端用于在与所述配料包装的中心轴相距一定距离处刺穿所述配料包装，并将在其中产生的食物从所述配料包装内部朝向所述冲煮单元的外部输送。

15.一种饮料制备机器(1)，包括：具有流体源的机器基座(2)、流体加热和/或冷却元件、流体泵以及流体连接件，所述流体连接件适于以防漏且可释放的方式连接根据前述权利要求1至14中任一项所述的冲煮单元(3)。