本發明涉及從裝在膠囊內的萃取物如研磨咖啡制備飲料等的萃取裝置。本發明尤其涉及用于萃取裝置的沖泡模塊、膠囊識別模塊和帶有這種沖泡模塊和/或膠囊識別模塊的飲料制備機。

背景技術：

由存在于分份包裝中的萃取物制備飲料等的萃取裝置例如作為咖啡機或意式濃縮咖啡機是已知的。在許多相應的系統中，分份包裝被設計為膠囊，萃取物例如以氣密方式被密封在其中。為了萃取，膠囊例如在彼此相對的兩側被穿刺。在第一側引入一般為熱水的萃取液。在第二側將萃取產物排出膠囊。這發生在所謂的沖泡模塊中。這樣的模塊包括容納膠囊的沖泡室。下述沖泡模塊尤其受歡迎，膠囊被投入且沖泡室通過操作桿手動或以機動方式自動關閉，其中當在沖泡過程后再打開沖泡室時，膠囊被自動移出沖泡室并被拋至膠囊容器中。這種具有自動膠囊拋除功能的沖泡模塊通常以水平沖泡模塊形式構成，即從上方裝入膠囊，沖泡室的關閉是兩個沖泡室部的水平相對運動，沖泡液基本水平流動，膠囊容器在沖泡室下方形成。

從wo2012/123440中知道了一種飲料制備機，其包括用于將插入機器內的膠囊保持在沖泡模塊外部的中間位置的定位裝置。在該中間位置，傳感器裝置可讀出例如附于膠囊上的信息，然后根據所讀信息啟動自動轉移過程將膠囊轉移到沖泡模塊中并開始沖泡過程。該程序具有以下優點，可實現膠囊識別以及適應于所識別的膠囊的沖泡過程。但缺點是上述程序的有效實施需要相對復雜的機構，該機構要么具有幾個通過電機相互獨立驅動的單元，要么具有使膠囊不可能在沖泡過程中插入的聯接機構。

類似地，ep1786303也公開了一種具有傳感器裝置的飲料制備裝置，該傳感器裝置用于檢測所插入的呈豆莢狀的分份包裝的特征。沖泡模塊包括可相對彼此樞轉的兩個沖泡模塊部。由于這種可樞轉性，形成在沖泡模塊部之間的沖泡室可頂部打開、可關閉或可底部打開以拋出分份包裝。插入之后，分份包裝以側引導方式被保持在沖泡模塊部上側的中間位置，并在此進行特征檢測。因為已經識別了分份包裝，沖泡室隨后通過樞轉沖泡模塊部而頂部打開，從而使分份包裝可以下落至沖泡室中，接著通過重新啟動以反向運行的樞轉運動來關閉沖泡室。接下來實施沖泡過程，沖泡室然后通過繼續樞轉運動而底部打開，借此分份包裝被拋出到底部。

這種程序適用于被稱為豆莢包的相對扁平的分份包裝。然而，這種程序難以直接應用于杯狀或例如長方體形的分份膠囊。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種飲料制備機，其克服現有技術的不足并因盡量簡單的結構而允許在沖泡過程前檢測所用分份膠囊的特性。

根據本發明的沖泡模塊，其用于由分份膠囊制備沖泡飲料的飲料制備機，包括：

-殼體，其包括膠囊插入口，膠囊例如以給定取向能通過膠囊插入口被插入；

-第一沖泡模塊部和能相對于該第一沖泡模塊部運動的第二沖泡模塊部，其中能通過所述第一沖泡模塊部和第二沖泡模塊部形成沖泡室，該沖泡室在沖泡過程期間至少部分包圍位于沖泡位置的膠囊，其中沖泡模塊被設置成通過將沖泡流體引入膠囊來沖泡飲料并將沖泡飲料從該膠囊排出；

-其中所述第一沖泡模塊部和第二沖泡模塊部能在三個不同的限定位置之間彼此相對運動；

-其中所述沖泡室在第一位置上形成；

-其中在從第一位置運動到第二位置之后，位于該沖泡室內的膠囊在重力作用下掉落到膠囊容器中，但在此在第二位置上這些沖泡模塊部造成通過膠囊插入口被插入的膠囊在豎向上在沖泡位置的高度的上方停留在膠囊識別位置上；

-其中在第三位置上，在膠囊識別位置的膠囊能從此處向下掉落，基本一直掉到沖泡位置高度；以及

-其中第二位置在第一位置和第三位置之間。

第一位置對應沖泡室關閉狀態。根據本發明，新的方法有兩個不同的限定條件，其中在沖泡過程中，沖泡室開啟且膠囊可掉落。這些開啟沖泡室的狀態由第二和第三位置限定。在第二位置，沖泡室開啟至底，但為了插入膠囊而類似地向上關閉，且僅在第三位置它是完全向上向下打開。

當沖泡模塊部處于第三位置時，從膠囊識別位置下落的膠囊到達的位置可以直接作為沖泡位置。但人們還可以想到，下落至中間位置的膠囊特別是在沖泡位置的水平高度并且僅在關閉沖泡室時被移入沖泡位置，例如將沖泡模塊部移入第一位置。

從膠囊識別位置下落的膠囊可以被導向并在沖泡位置和/或視情況而定的中間位置的高度處停止，這可以通過例如wo2015/048914中所描述的側向接合、樞轉或非樞轉機構，或者視情況還可以根據wo2010/118545通過同時形成沖泡室分界的支托部分來實現。

根據預定義特征，沖泡模塊可以包括膠囊識別機構以識別位于膠囊識別位置的膠囊的特征。利用膠囊識別模塊(本身已知)，尤其可以首先確定所插入的膠囊是否適合尤其用在飲料制備機中。其次，存在基于所識別的膠囊特性例如通過顯示屏向使用者展示相應信息的可能性。例如飲料類型(咖啡、茶等)、種類(例如100％阿拉比卡)、推薦制備方式(例如“意式濃咖啡”、“超濃咖啡”或“濃黑咖啡”)和/或其它可以被顯示的信息。再次，可基于所識別的膠囊類型來選擇用于沖泡的咖啡機所執行的程序，例如沖泡壓力、沖泡持續時間及也可能根據所置入的膠囊是否被規定用于制備如意式濃咖啡、超濃咖啡或濃黑咖啡來設定溫度和/或其它特性。

膠囊識別機構可檢測光學和/或膠囊的其它特征。除了合適的光學可讀特征如條形碼、二維矩陣碼(如二維碼或阿茲特克碼)、象形圖(圖標)、根據歐洲專利申請14197487.3、14197488.1和/或14197489.9之一的代碼和/或一定的著色之外，非接觸式磁性和/或rfid可讀芯片還可被用作識別特征。

根據本申請的步驟，它具有當沖泡模塊部處于第一位置(沖泡室關閉，如在沖泡過程中)時和當沖泡模塊部處于第二位置或它們同時從第一移入第二位置時例如在沖泡過程完成之后可以插入新膠囊的優勢。例如，在第一膠囊的沖泡過程仍在進行時，第二膠囊的膠囊識別過程可以開始。

除了這個優勢，沖泡模塊或飲料制備機沒有額外的活動件，單個驅動裝置就足夠了。

沖泡模塊部相對于彼此的運動尤其只是線性運動，也就是沿軸線平移。根據本發明的方法，沖泡模式部分的樞轉不是必要的，但也不排除。

特別是，沖泡模塊是水平沖泡模塊，并且運動的軸線特別是基本上水平的軸線，也就是它平行于表面運行，飲料制備機放置在表面上或者大致平行于該表面，例如直到最大20°的角度。

第一、第二和第三沖泡位置可通過停止和/或鎖定位置等機械限定。

在實施例中，用于使沖泡模塊部相對于彼此運動的驅動裝置特別是電驅動裝置。在這些實施例中，第一、第二和/或第三位置，特別是第二位置還可通過編程的電驅動裝置被電子地限定，以使它在不同情況下通過預定運動路徑移動彼此相對的沖泡模塊部。在這樣的實施例中，電驅動裝置的啟動部例如同樣屬于沖泡模塊，就它的位置而言，它存在于飲料制備機的另一個位置處，并且被集成在例如整個機器的啟動部中。

驅動裝置的啟動特別是可以被編程以使進入第三位置的活動件直到膠囊識別步驟已經實現之后才實現，并使沖泡模塊部通常在沖泡步驟實現之后從第一位置移到第二位置，除非具有下一個膠囊的膠囊識別步驟已經在沖泡步驟期間發生。

根據實施例，由電機驅動的小齒輪移動具有與小齒輪匹配的齒輪的樞軸桿，所述樞軸桿連接肘桿的桿臂或形成該桿臂。肘桿實現了沖泡模塊部在第一位置和第三位置之間的平移運動。

在許多實施例中，沖泡模塊部中的一個(下稱為“固定沖泡模塊部”如排放裝置)以固定至殼體的方式組裝，同時另一個沖泡模塊部(下稱為“活動沖泡模塊部”如注入器)隨著位置之間的轉換而移動。然后，沖泡模塊部彼此的相對運動僅通過移動的沖泡模塊部的運動來實現。

沖泡模塊部具有使通過膠囊插入口插入的膠囊在豎向上在沖泡位置的高度的上方停留在膠囊識別位置上的效果，這例如可通過沖泡模塊部中的一個、特別是移動的沖泡模塊部的支托部分實現。這樣的支托部分可以限制從膠囊識別位置向下的插入路徑以達到使膠囊不再下落的程度。如果，如本身已知的，膠囊通過合適的側向引導機構被導向至它的方向，然后這可以通過在第二位置僅稍微進入插入路徑的部分移動沖泡模塊部實現。因為這樣，沖泡模塊特別可以被設計成使支托部分固定連接沖泡模塊部的剩余部，且例如甚至設計成與其一體的部件，并且因此在支托部分和共同形成沖泡室的部分沖泡模塊部之間沒有活動件。

在實施例中，在上側朝另一個沖泡模塊部突出的一個沖泡模塊部的元件形成支托部分。

膠囊識別模塊被應用于讀出膠囊識別位置處的膠囊特征。這樣的膠囊識別模塊可包括光學傳感器，特別是檢測膠囊光學特征的照相機。透明材料制成的窗口(膠囊識別窗口)保護照相機免受水蒸氣和存在于照相機和位于膠囊識別位置的膠囊之間的污染物污染。

在實施例中，還存在用來在朝向膠囊識別位置的膠囊識別窗口側面產生氣流的活動風扇。

膠囊識別窗口的霧化通過這樣的風扇有效避免。已經發現膠囊識別的可靠性通過該措施得到顯著改善，這本身很簡單。

上述類型的膠囊識別窗口可以相對于軸線成非直角例如最大80°布置在膠囊識別位置和光學傳感器之間。

在這里，膠囊識別位置和光學傳感器之間的軸線可以理解為光學意義上的軸線，也就是，在膠囊識別位置和傳感器之間的光偏轉器的情況下，軸線不一定對應于直接連接，但是應對應于光束的一束路徑，它沿著從膠囊識別位置處由照相機檢測的膠囊表面的中間至傳感器的中間的最短路徑行進。如果光學傳感器是具有照相機光學系統的照相機，那么軸線可以與照相機光學系統的光軸(對稱軸)一致。

此外，膠囊識別模塊可包括至少一個用于照明膠囊的光源，膠囊位于膠囊識別位置特別是膠囊識別窗口后面，也就是朝向光學傳感器的膠囊識別窗口的側面。這樣的光源例如可包括一個led或若干led。光漫射器可以存在于光源和例如同樣在窗口后面的膠囊識別位置之間，以避免在膠囊上發生任何反射，特別是在膠囊表面以稍微反射的方式起作用的情況。

本發明還涉及具有根據本發明的沖泡模塊的飲料制備機。

附圖說明

以下結合附圖來描述本發明的實施例。在附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的零部件，其中：

圖1是沖泡模塊的側視圖；

圖2是圖1中的沖泡模塊的沿圖3的平面ⅱ平面剖切的剖視圖；

圖3是圖1中的沖泡模塊的從上方看的俯視圖；

圖4是根據圖1-3中的沖泡模塊的零部件的分解圖(無某些殼體部件)；

圖5-9是根據圖1-3的沖泡模塊在不同的工作階段中的各剖視圖；

圖10是排放裝置的一個可能實施例的細節圖；

圖11是帶有膠囊識別模塊的沖泡模塊的靠上的零部件的分解圖；

圖12是膠囊識別模塊的照相機單元的分解圖；和

圖13是飲料制備機的原理圖。

具體實施方式

根據圖1-圖3的沖泡模塊1包括外部沖泡模塊殼體2，沖泡模塊的零部件在圖4的分解中能看到(在此隱去一些零部件尤其是殼體部)。在所示實施例中，它由上殼體部(膠囊識別殼體)和下殼體部(沖泡室單元殼體)組成。可彼此相對運動的兩個沖泡模塊部在沖泡模塊殼體2內被引導，具體說是排放裝置3和注入器4。

注入器4具有用于刺穿膠囊10的穿孔件，該膠囊能夠經由插入口11被置入沖泡模塊并至少部分填充有例如磨制咖啡的萃取物。注入器4被設計成使流體例如熱水穿過或經過穿孔件進入刺破膠囊，其中水可通過例如可包括軟管的供水裝置12來供應。

在在此所述的實施例中，排放裝置3也包括穿孔件，即萃取側穿刺尖39。它們例如可以像wo2015/039258或wo2010/118544中所述的那樣構成，或者是采用其它設計。除穿刺尖原理外的其它原理如具有柵條結構也是可行的。

該排放裝置還包括在膠囊兩側向注入器側突出的引導機構31，像例如在wo2015/048914描述的那樣，在此，關于引導機構的工作原理和注入器的相應復位裝置，明確參見其內容。

如本身已知，為了制備沖泡飲料，將膠囊放置在排放裝置3和注入器4之間，使它們彼此靠近，從而在它們之間形成包圍膠囊的沖泡室。熱水在壓力作用下通過注入器被供應入膠囊，萃取產物經排放裝置3通過飲料出口13流入例如位于其下方的飲料容器。

在本文所述的實施例中，沖泡模塊部即排放裝置和注入器的相對運動通過以將排放裝置3固定在殼體上而注入器4沿水平軸線移動的方式安裝排放裝置3來實現。注入器的驅動通過機動驅動的肘桿實現。與電動機(圖中看不見，例如被驅動殼體25遮蓋)相連的小齒輪軸24驅動以抗轉動聯接至第一肘桿臂21的帶齒驅動盤20，驅動盤20繞其軸線26的樞轉運動使第一肘桿臂21同樣繞軸線26樞轉。第二肘桿臂22在一側通過肘桿銷23與第一肘桿臂21相連，在另一側與注入器4的導銷41配合。由于注入器由殼體安裝，使其僅沿基本水平的軸線線性移動，驅動盤和第一肘桿臂的樞轉運動因此實現由肘桿構成的肘關節的伸長或彎曲，由此實現注入器4的直線位移。

沖泡模塊位于帶有排放裝置3和注入器4的沖泡室單元上方，包括帶照相機的膠囊識別模塊5，下文將對沖泡模塊的結構和工作方式詳加介紹。

結合圖5-9來描述操作過程。

當置入膠囊10時，注入器4例如位于如圖5所示的第二位置。在第二位置，沖泡室雖然是打開的，但注入器僅向注入器側縮回到如此程度，即在膠囊識別位置上，注入器4的支托部分42截擋住通過橫向引導件28被引入插入口11的膠囊10，如圖6所示。

在膠囊10位于根據圖6的膠囊識別位置的同時，進行以下將描述的膠囊識別，為了膠囊識別，例如檢測存在于面向注入側的膠囊(膠囊基座)側面上的光學特征。

或許根據膠囊識別結果，注入器4隨后進一步朝向注入側移動到第三位置，如圖7所示。由此一來，所述支托部分遠離膠囊且膠囊可以掉落。膠囊借助側向引導機構31的支座在沖泡位置高度被停止。這在膠囊掉落時例如可通過與膠囊的凸緣和/或另一部分接觸的支座35實現，膠囊借助該凸緣在連接至側向引導件28的(第一)導軌33中被引導。該原理在圖10中被示出并在wo2015/048914中詳加描述。

沖泡室隨后在由使用者啟動后關閉或自動關閉，為此使注入器從第三位置移動到第一位置。圖8示出注入器位于第一位置時的沖泡模塊。膠囊10在兩側被刺破，沖泡過程例如借助在壓力下被引至膠囊的熱水進行。例如在關閉沖泡室的同時，膠囊凸緣也被移出第一導軌33。

可選地，在沖泡過程中可插入另一膠囊10，另一膠囊位于所述的支托部分42或另一支托部分43上并保持在膠囊識別位置。因此，第二膠囊10的識別已經可以在第一膠囊10的沖泡過程中進行。

在沖泡過程結束后，使注入器移回到第二位置。用過的膠囊10可下落至膠囊容器內(圖9)。

用過的膠囊可掉落的事實可如此實現，在沖泡過程后的膠囊位置相對于插入后的位置有所移動，從而其不再位于支座35上，而是凸緣例如在第二軌道36中被引導，如wo2015/048914也描述的那樣。因此存在與第一軌道33相比將第二軌道36進一步向注入側延伸或反之的選項。

作為根據wo2015/048914的做法的替代，例如還可以規定在完成沖泡過程后側向引導機構向外轉動，或在沖泡過程后在將沖泡室關閉和/或打開時使保持機構或引導機構相對于膠囊以其它方式移動。

如果在沖泡過程期間發生的第二膠囊的膠囊識別過程已完成，則也可直接進行運動至第三位置，代替從第一位置運動到第二位置。

圖11以分解圖示出包括殼體2的相應部分的膠囊識別模塊。圖12同樣以分解視圖示出照相機及膠囊識別模塊的照明裝置的部分。一些相應元件在圖5中也是可見的。

在沖泡過程后，水蒸汽也進入沖泡位置上方的區域和膠囊識別位置周圍。因此，除照相機單元外，膠囊識別模塊還包括將照相機和或許其它光學或電子部件與水蒸汽可進入的區域分隔開的膠囊識別窗口52。

另外，作為光源的多個led62布置在電路板57上，在膠囊識別過程期間這些led產生通過漫射器53(還參見圖5)和膠囊識別窗口52被投射于膠囊的光。膠囊上存在合適的光學可讀特征如條形碼、二維矩陣碼(如qr碼或aztec碼)、其它定義的碼、象形圖(圖標)和/或特定著色。

被光源照亮的膠囊側面由照相機檢測，且在照相機內或通過例如同樣存在于咖啡機中的單獨模塊(未示出)被評估。

為此，被照射的膠囊所反射的光通過膠囊識別窗口52和漫射器53中的漫射器窗口54(漫射效應僅存在于漫射器窗口54周圍，漫射器窗口54本身透明)進入照相機，照相機包括光圈58、至少一個透鏡59和例如帶有ccd或cmos傳感器陣列的照相機傳感器51，其也存在于電路板57上。

在這里，漫射器窗口54被漫射器窗口保持件55保持，透鏡59在透鏡固定裝置60內被引導，透鏡固定裝置就其本身而言被安裝在電路板57上的透鏡保持件61所保持。然而，也可順利地對照相機光學系統的機械細節和漫射器設計做出不同選擇。

與漫射器本身一起確保照相機電子元件的附加保護的可選的密封框架56設于漫射器53和電路板57之間。

關于膠囊識別位置，風扇位于膠囊識別窗口52的前面，其在膠囊識別過程期間和/或之前通過從咖啡機外部吸入空氣并將空氣通過殼體2中的狹縫71吹送到膠囊識別窗口52前面而在膠囊識別窗口前面產生氣流。

膠囊識別窗口的另一個特征例如同樣在圖11中被示出。膠囊識別窗口52以與膠囊識別位置和照相機傳感器51之間的軸線65成非直角的方式布置。由此可有效防止光源反射可與照相機傳感器上的膠囊圖像疊加并使分析結果失真。膠囊識別窗口平面與膠囊識別位置-照相機傳感器(定義為總是經過照相機傳感器表面的中心或位于膠囊識別位置的膠囊的中心，參見圖5。軸線65可與照相機光軸重合)軸線65的垂線之間的角度例如至少為10°，特別是至少為15°。

圖13示意性示出根據本發明的用于通過分份膠囊制備沖泡飲料的機器，在此尤其是帶有沖泡模塊的咖啡機。除了沖泡模塊外，該機器還包括水箱91、將沖泡水供入注入器4內的泵92和水加熱裝置93(如連續流動加熱器)。帶有照相機50的膠囊識別模塊5尤其位于沖泡室上方。在膠囊識別過程后，如上所述，被插入的膠囊將在重力作用下進一步向下移送。

此外，在沖泡過程后膠囊1所掉入或所送入的膠囊容器95位于沖泡模塊下方。附圖標記98表示咖啡杯。

附圖標記列表

1沖泡模塊

2外殼

3排放裝置

4注入器

5膠囊識別模塊

10膠囊

10’第二膠囊

11插入口

12供水裝置

13飲料出口

20驅動盤

21第一肘桿臂

22第二肘桿臂

23肘桿銷

24小齒輪軸

25驅動殼體

26軸線

28導軌

31引導機構

33第一導軌

35支座

36第二導軌

39萃取側的穿刺尖

41引導銷

42支托部分

43另一支托部分

50照相機

51照相機傳感器

52膠囊識別窗口

53漫射器

54漫射器窗口

55漫射器窗口保持件

56密封框架

57電路板

58光圈

59透鏡

60透鏡固定裝置

61透鏡保持件

62發光二極管

65軸線

70風扇

71狹縫

91水箱

92泵

93水加熱裝置

95膠囊容器

98咖啡杯