专利名称：咖啡机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及咖啡机，它包括与热水供应机构相连的冲泡单元，冲泡 单元具有在冲泡过程中容纳研磨咖啡粉的冲泡室以及其中接有克丽玛阀(Crema-Ventil)的咖啡排出管路，咖啡机还包括用于输送要送入冲泡单元 的热水的电机驱动泵，该泵的功率按照泡制意大利浓香咖啡(Espresso)的 要求来设定。
背景技术：
能分份如逐杯提供新泡咖啡的咖啡机具有冲泡单元。冲泡单元包括冲泡 筒，研磨咖啡粉在开始冲泡周期后被加入冲泡筒，在那里被压实，然后热水 被加入，随后，经过萃取的咖啡渣从冲泡筒中被排出。根据冲泡单元的设计 不同，冲泡单元具有至少两个可移动的构件，它们可以是两个相对运动的活 塞，或者一个是活塞，另一个是冲泡筒。还知道了这样的冲泡单元，其中两 个活塞以及冲泡筒都能相对移动。驱动机构用于使上述冲泡单元构件运动， 其驱动力作用在可移动构件中的至少一个上。安置在咖啡机中的泵用于输入 热水。应泡制意大利浓香咖啡的咖啡机具有用于输送热水的泵，该泵能提供 约16巴的压力。热水供应机构与该泵相连接。如果冲泡单元可以从咖啡机 中被取出，则要在热水供应机构中接入管接头。热水供应机构至少通过这两 个活塞之一通入冲泡，通常通过配备有滤网板的活塞底部。为了排出泡好的 咖啡，在冲泡筒冲泡位置上在出口侧限定冲泡室边界的配合活塞装有滤网 板。在流动方向上紧接在滤网板之后有一个储槽，咖啡排出液从储槽离开。在咖啡排出管路中接有克丽玛阀。通过克丽玛阀，排出管路原则上被关闭。 克丽玛阀在超过预定压力时开启。这保证了泡好的咖啡饮料只能当在冲泡室 中存在开启克丽玛阀所需的压力时才能从冲泡室流出。当泡好的咖啡饮料经 克丽玛阀流出时，泡好的意大利浓香咖啡获得了所希望的泡沬状克丽玛。除了已知用于泡制意大利浓香咖啡的咖啡机外，还采用了在较低水压下 冲泡咖啡的咖啡机。因此，这种咖啡机的泵功率要低得多。该咖啡机以约l. 5 巴至2巴的泵压工作。在这样的咖啡机的咖啡排出管路中没有设置克丽玛阀。 由泵提供的压力不足以开启这样的克丽玛阀。通常，在用这样的咖啡机冲泡 咖啡时，用来泡咖啡的咖啡品种不同于用于泡制意大利浓香咖啡的咖啡品 种。此外，这两种咖啡机的冲泡周期也不相同。因此，用这种咖啡机泡制饮 料最终局限于咖啡机特定设计的咖啡。因此，无法用供意大利浓香咖啡泡制 用的咖啡机泡制出口感上对应于用低压泵工作的咖啡机制造的咖啡的咖啡 饮料。实用新型内容因此从上述现有技术出发，本实用新型的任务是如此改进上述的为泡制 意大利浓香咖啡而设计的咖啡机，从而可以用该咖啡机在冲泡条件改变情况 下也能泡制出对应于低压工作的咖啡机所泡制的咖啡的咖啡。根据本实用新型，通过上述类型的咖啡机来完成该任务，该咖啡机具有 用于测量在冲泡过程中在冲泡室内的咖啡粉阻挡要送入冲泡室的热水的抗 力的测量机构或测量装置。在这种咖啡机中，依据咖啡粉阻挡送入热水的抗力来识别位于冲泡室内 的咖啡粉。如果在冲泡室内的是用于泡制意大利浓香咖啡的咖啡粉，则它是 一种与用于泡制普通咖啡的咖啡粉相比被研磨得细许多的咖啡粉。由于冲泡室内的咖啡粉的粒度不同，所以留下的孔体积和自由流通横截面或大或小。如果在冲泡室内的是细磨咖啡粉，则自由流通横截面小于使用石开磨细度较高的咖啡粉时的自由流通横截面。当咖啡通过两个界定了处于冲泡位置的冲泡室的边界的活塞被压实时，依据咖啡颗粒阻挡送入热水的抗力依照咖啡粒度保持不同。通过适当的机构和/或装置，测量在开始冲泡过程时冲泡室内的 咖啡粉阻挡送入热水的抗力。该抗力允许推导出在该冲泡周期中泡制的咖啡饮料。检测冲泡室内的咖啡粉的粒度并由此推导出要制备哪种咖啡饮料，这可 以使实际冲泡周期自动适应于为冲泡所希望的咖啡饮料而提出的要求。如果 在冲泡室内的例如是粗磨咖啡粉，这意味着不应冲泡意大利浓香咖啡。相应 地，可以改变用于泡制普通咖啡的所用的冲泡周期，例如通过降低泵功率， 以使送入热水在冲泡室中停留较长时间。由于泡制这种咖啡的水温一般应低 于泡制意大利浓香咖啡的水温，所以也可以使送入热水的温度比较低。对此 存在以下可能性，对送入热水温度的调整实施控制。在这样的咖啡机中，人 们优选将安置可控的克丽玛阀，因而在探测到泡室内有粗磨咖啡粉时通过执 行机构将该阀置于开启位置，以便不会由粗磨咖啡粉形成比冲泡室内的咖啡 粉更高的抗力。为了依据冲泡室内咖啡粉的测定抗力来控制咖啡机中的这些或其它执 行机构，本实用新型将抗力测量机构或测量装置连接到处理单元如处理器 上，该处理单元分析处理表示实际抗力的信号并据此产生控制信号，依据该 控制信号来控制执行机构，以改变冲泡周期。这样的咖啡机的冲泡单元可以具有其尺寸与冲泡周期无关地保持不变 的冲泡室。例如当咖啡机是一种能逐份泡制包在透水袋中的咖啡的咖啡机 时，情况就是如此。在以全自动设备形式配备的咖啡机中，为每个冲泡周期新研磨出咖啡粉，冲泡室的体积可以变化，确切说依据加入沖泡室中的咖啡 量。在这样的咖啡机的冲泡过程中，冲泡室边界通过两个可相对运动的活塞 界定。两个活塞中的至少一个被直接或间接驱动。因此，至少一个活塞的驱 动机构可以被用作执行机构，用于在检测到例如由冲泡室内的咖啡粉产生的 抗力较低时使两个活塞之间距离非常大，以使冲泡室内的咖啡粉在咖啡制备 过程中近似漂浮起来。与此不同，人们力求在用相应的细磨咖啡粉泡制意大 利浓香咖啡时不使咖啡粉在送入的热水中漂浮起来，而是使热水透过咖啡 粉。于是，人们可以尽量縮小两个活塞之间距离，将冲泡室内的咖啡粉压实。 例如，接在热水供应机构上的流量测量机构可以用作测量由冲泡室内的咖啡 粉产生的抗力的测量机构。送入热水的流速取决于由咖啡粉产生的抗力。如 果抗力大，则流速低于抗力较低时的流速。这样的流量测量机构可以是热水 输送泵的一体组成部分。为测量抗力，还存在其它可行方案，这其中就包括 采用一个或多个由负荷决定的参数，例如驱动泵的电动机的耗电量。
以下，结合实施例并参见附图来描述本实用新型，其中 图l是表示在用细磨咖啡粉泡制咖啡饮料时的咖啡机工作方式的示意图；图2是表示在用粗磨咖啡粉泡制咖啡饮料时的图1所示咖啡机的工作方 式的示意图。附图标号说明l一咖啡机； 2 —冲泡单元； 3 —冲泡筒； 4一活塞；5 —活塞； 6 —冲泡室； 7 —热水供应机构；8 —泵；9一水箱； IO —流量测量机构；ll一热电偶单元；12 —咖啡排出管路； 13 —咖啡排出口； 14一杯子;15 —克丽玛阀；16 —调节件； 17 —中心处理单元；18 —开口；19一止挡； 20 —咖啡粉； 21 —咖啡粉。
具体实施方式
咖啡机1包括冲泡单元2，冲泡单元2在所示实施例中具有冲泡筒3，冲泡 筒可以通过图中未示出的主轴驱动机构沿纵轴线方向移动。冲泡单元2的冲 泡筒3的运动方向通过在冲泡筒3右下部示出的双箭头表示。冲泡单元2还具 有两个活塞4、 5，它们在相应位置上在纵轴线方向上构成冲泡筒3的一部分 的边界，由此形成冲泡室6。冲泡室6的容积因此由两个活塞4、 5之间的距离 决定。活塞4通过冲泡筒驱动，而活塞5按照未具体示出的方式相对动活塞4 固定不动地设置。动活塞4与总体用标记7表示的热水供应机构相连。热水供 应机构7用于输送热水，以使热水能经活塞4的活塞底部进入冲泡室6。泵8 用于输送要送入冲泡室6的热水，该泵与为了填充而能从咖啡机l的壳体中取 出的水箱9相连。泵8是电机驱动的。在要送入热水的流向上，在泵8后面接 有流量测量机构IO，该流量测量机构的后面又接有一个热电偶单元ll，在该 热电偶单元中，要送入冲泡室6的热水被加热到期望温度。静活塞5的活塞底部通过附图2未详细示出的滤网板构成。滤网板用于滞 留冲泡室内的咖啡粉。滤网板在冲泡室侧界定出收集室的边界，咖啡排出管 路12与该收集室相连。咖啡排出管路12最后通至咖啡出口13，在咖啡出口下 方，以未详细示出的方式设有杯托面。安放在杯托面上的杯子14用于盛装从 咖啡出口 13流出的泡好的咖啡。在咖啡排出管路中接入承受弹簧力的克丽玛阀15，借此关闭咖啡排出管8路12。当入口侧的咖啡饮液处于超过开启压力的压力时，克丽玛阀15以克服复位弹簧力的方式自动开启。所示实施例的克丽玛阀15与调节件16连接，借 助该调节件，克丽玛阀15也可以与存在的液体压力无关地在相应控制时被打 开。通过调节件16，可以将克丽玛阀15置入不同的开启位置。流量测量机构10用于测量送入冲泡室6的水的输送速度。流量测量机构 1 O通过信号线11与中心处理单元17连接。中心处理单元17用于分析处理流量 测量机构10的信号。处理单元17用于控制咖啡机1的执行机构，以便借此依 据由冲泡室6内的咖啡粉产生的抗力来调整冲泡周期。在所示实施例中，作 为执行机构，设置了克丽玛阀15的调节件16、冲泡筒3的驱动机构、热电偶 单元11的加热机构以及泵8。这些执行机构3、 8、 11、 16分别通过信号线与 中心处理单元17相连。冲泡筒3具有用于装入咖啡的开口18。在冲泡周期中，使冲泡筒3沿纵轴 线方向运动，动活塞4也随之沿纵轴线方向运动。在通过开口18将咖啡粉加 入冲泡筒3后，冲泡筒3移向静活塞5，由于后面有止挡19，所以动活塞4一直 移向静活塞5，直到因加入冲泡筒3的咖啡粉而由两个活塞4、5施加预定压力， 此时的活塞5起到支座作用。如图1所示，位于冲泡筒3的冲泡室6中的是用于 泡制意大利浓香咖啡的细磨咖啡粉。沖泡筒3和进而动活塞4被置入其规定冲泡位置后，泵8被通电，以便从 水箱9中泵送出水，送入冲泡室6中。在热电偶单元ll中使水处于期望温度， 随后，水通过热水供应机构被供给动活塞4，借此流入热水冲泡室6。在所示 的实施例中，泵8可以在热水供应机构的第一阶段中以预定功率如额定功率 工作。送入热水的流速取决于在冲泡室6内的咖啡颗粒之间的自由流通横截 面。由于此时是细磨咖啡粉20，所以通过在冲泡室6中被压实的咖啡粉20产 生抗力。通过泵8输送的水的流速与由咖啡粉20产生的抗力成比例。在流量测量机构10中对此进行测量。与之相关的测量信号由中心处理单元17来分析处理，从而判断冲泡室6内的咖啡粉20是细磨咖啡。因为意大利浓香咖啡被 磨得很细，所以系统推断出在冲泡室6内装的是用于泡制意大利浓香咖啡的 咖啡。如果在冲泡周期的第一阶段中使泵8以其额定功率运转，则泵也在冲 泡周期的其它阶段中以该功率运转。而如果泵8在冲泡周期的第一阶段中以 平均功率运转，则泵被中心处理单元17控制，以更高的功率运转，以便以尽 量高的压力将热水供给冲泡室6，以泡制出期望的意大利浓香咖啡。该较高 压力是必需的，这一方面是为了使热水受压透过细磨咖啡粉20，另一方面是 为了将接在咖啡排出管路12中的克丽玛阀15自动开启。根据按照哪些边缘条件来进行冲泡周期的第一阶段(测量阶段)，依据 冲泡室6内的咖啡粉的粒度来控制其它执行机构，例如用于提高或者降低温 度的热电偶单元ll，用于使克丽玛阀15开启至一定位置的调节件16，并且控 制冲泡筒的驱动机构，例如为了增大冲泡室6和/或泵功率。图2表示冲泡粗磨咖啡粉21时的咖啡机1。由于咖啡粉21的颗粒粗大，所 以在冲泡周期的测量阶段中探测到由泵8输送的水的流速高。系统将其认定 为存在应泡制不同于图l所示咖啡饮料的咖啡饮料的咖啡粉。在所示实施例 中，用咖啡粉21冲泡普通咖啡。在探测了咖啡粉21的粒度后，通过中心处理 单元17控制冲泡筒3的驱动机构，以使冲泡筒能略微回撤离开动活塞5。通过 在冲泡室6内形成的内压，将由此同时使动活塞4在同一方向上回撤，这样一 来，两个活塞4、 5之间距离增大。冲泡室6体积通过这种方式被增大，因而 冲泡室所盛放的咖啡粉不再被压实。咖啡粉漂浮在由活塞4、 5密封的冲泡室 6中。由于为了泡制这样的咖啡而需要较低的送入热水温度，所以通过中心 处理单元17也相应控制热电偶单元l 1 ，以使送入冲泡室6的热水具有符合要 求的较低温度。在所示实施例中，也通过中心处理单元17来控制泵8，以降低泵功率。通过该措施，人们可以做到送入热水在热水通过咖啡排出管路12 流出之前已经在冲泡室6内停留一段时间。因为这样的咖啡是用送入热水的较低压力冲泡的，所以中心处理单元17也会控制克丽玛阀15的调节件16，以 开启克丽玛阀。通过主动开启克丽玛阀15，可以使冲泡室6内的流体顺利地 从冲泡室流出。克丽玛阀15的控制可以被用于确定冲泡室6内的热水的停留 时间。因此可以规定，克丽玛阀15只有在送入冲泡室6的热水已在冲泡室6 内停留了一定时间时才开启。举例描述了用咖啡机l泡制咖啡饮料的可行方案。从描述中可以知道， 按照可用简单装置实现的测量方法，尤其在采用本来就在咖啡机中的元件， 可以依据依据冲泡室内的咖啡粉粒度来改变用于泡制咖啡饮料的冲泡周期， 从而利用被设计用于泡制意大利浓香咖啡的咖啡机l也能泡制具有不同冲泡 周期的其它咖啡饮料。附图所示的冲泡单元2只应被理解为是例子。本实用新型也适用于这样 的咖啡机，它的冲泡室的尺寸是确定的，并且该咖啡机利用了可用透水的袋 或套分份包装的咖啡。恰好与这样的咖啡机相关地，上述配置也是适用的， 因为在这样的咖啡机中可以实现逐份咖啡更换，而这在所谓的全自动咖啡机 中过去是做不到的。可测量的抗力也可以通过接在咖啡排出管路之前的滤网的孔来预定。如 果滤网架可更换，则可以依据所用滤网架来确定其上固定的滤网，也实现变 化抗力的测量。此外，人们期望在某种咖啡饮料的情况下采用具有各种不同 孔的不同滤网架。
权利要求1.一种咖啡机，包括与热水供应机构(7)连接的冲泡单元(2)，该冲泡单元具有在冲泡过程中容纳研磨咖啡粉(20，21)的冲泡室(6)以及其中接有克丽玛阀(15)的咖啡排出管路(12)，该咖啡机还包括用于输送要供给该冲泡单元(2)的热水的电机驱动泵(8)，该泵(8)的功率按照泡制意大利浓香咖啡的要求来设定，其特征是，该咖啡机(1)具有用于测量在冲泡过程中该冲泡室(6)内的咖啡粉(20，21)阻挡要送入该冲泡室(6)的热水的抗力的测量机构或测量装置。
2. 根据权利要求1所述的咖啡机，其特征是，在该热水供应机构(7)中接有 流量测量机构(10)。
3. 根据权利要求2所述的咖啡机，其特征是，该流量测量机构是热水供应泵的 一体组成部分。
4. 根据权利要求1至3之一所述的咖啡机，其特征是，作为所述抗力测量机构， 设置用于测量一个或多个与负荷相关的泵电机参数的机构。
5. 根据权利要求1至3之一所述的咖啡机，其特征是，所述抗力测量机构或测 量装置与处理单元(17)相连接，该处理单元依据所测量的抗力产生控制信号， 通过所述控制信号控制所述咖啡机的以下部件中的至少一个:冲泡筒(3)、泵(8)、 热电偶单元(11)和调节件(16)。
6. 根据权利要求5所述的咖啡机，其特征是，接入该咖啡排出管路(12)的克 丽玛阀(15)与起到执行机构的调节件(16)相连，该克丽玛阀能通过该调节件进入 开启位置。
7. 根据权利要求5所述的咖啡机，其特征是，能通过该处理单元(17)的控制 信号来调节热水温度控制情况。
8. 根据权利要求5所述的咖啡机，其特征是，能通过该处理单元(17)的控制信号调整泵功率。
9.根据权利要求5所述的咖啡机，其特征是，该冲泡单元(2)具有两个可相 对运动的活塞(4， 5),通过活塞之间距离来确定泡咖啡时的冲泡室(6)容积， 至少一个活塞(4)直接或间接在运动上与由该处理单元(17)控制的执行机构相 连，从而能直接或者间接通过该执行机构来调整离另一活塞(5)的距离。
专利摘要本实用新型提供一种咖啡机，包括与热水供应机构(7)连接的冲泡单元(2)，该冲泡单元具有在冲泡过程中容纳研磨咖啡粉(20，21)的冲泡室(6)以及其中接有克丽玛阀(15)的咖啡排出管路(12)，该咖啡机还包括用于输送要供给该冲刷单元(2)的热水的电机驱动泵(8)，该泵(8)的功率按照用来泡制意大利浓香咖啡的要求设定，其特征在于，该咖啡机(1)具有用于测量在冲泡过程中该冲泡室(6)内的咖啡粉(20，21)阻挡要送入该冲泡室(6)的热水的抗力的测量机构或测量装置。
文档编号A47J31/00GK201164370SQ20072017738
公开日2008年12月17日 申请日期2007年9月19日 优先权日2006年9月19日
发明者马库斯·斯泰克汉 申请人:伟嘉电业有限公司