活塞式咖啡机的冲泡单元、具有冲泡单元的活塞式咖啡机和用于装填冲泡单元的方法与流程

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的活塞式咖啡机的冲泡单元。本发明也涉及一种具有这样的冲泡单元的活塞式咖啡机以及一种用于装填这样的冲泡单元的方法。

背景技术：

1、活塞式咖啡机的冲泡单元在许多实施方式中已知。在活塞式咖啡机的冲泡单元的内部，咖啡粉被磨入到冲泡室中并且而后被压缩成咖啡饼。随后在过压下被加热的水被引导穿过所述饼，以便就这样从所述粉中萃取香料物质。在产品所特有的水量穿流之后，对经过润湿的咖啡粉进行压榨并且将咖啡饼(渣饼)输出到渣饼容器中。

2、冲泡单元的典型的冲泡室是圆形的并且具有比如大约45mm的直径。在一方面，热水通过被称为冲洗头的活塞单元被导入到冲泡室中并且在此尽可能均匀地被雾化，以便用水来润湿咖啡饼的所有部分。另一方面，所萃取的咖啡通过形成另一活塞单元的冲头被输出。在此，所萃取的咖啡经常被引导穿过受到弹簧加载的振荡的构件(克丽玛阀)，该构件仅仅允许小的开口缝隙，以便在咖啡上面产生典型的克丽玛泡沫。

3、为了非常精细的颗粒没有被一同输出到咖啡杯中，在所述冲头上经常存在细筛。

4、通过驱动马达，进行冲头与冲洗头之间的相对运动，从而能够改变它们之间的间距。而后通过不同的马达力矩能够设定所限定的压榨力。

5、同时也必须进行所述冲泡室的运动，以便实现用于咖啡粉的进料位置、提供得到密封的冲泡室空间并且最后能够抛下经过压榨的咖啡饼。所述卸料对于水平的冲泡单元来说经常通过重力原理来进行。对于竖直的单元来说，通常存在额外的运动机械装置，以便通过滑动件将所述饼有针对性地排挤到渣饼容器中。

6、从咖啡饼高度中能够间接地推断出净重，并且而后能够将所述净重有针对性地调整到目标净重上，以便比如对磨碎机的可变的磨碎功率进行校正。在压缩粉末时，所述冲头或者冲洗头位置以简单的方式通过马达增量来检测。

7、原则上要在冲泡单元的两种安装方式之间进行区分、也就是水平的(平躺的)和竖直的(直立的)的单元。所述平躺的变型方案具有的优点是，所述咖啡机能够非常紧凑地来设计并且咖啡渣饼经常仅仅通过重力被抛投到渣饼容器中。

8、直立的冲泡单元通常对批卸料来说需要额外的滑动件机构。不过所述直立的冲泡单元也拥有对较大的净重进行加工的可行方案，并且所述咖啡粉可以更加均匀地压实。

9、存在不同的驱动方案，用于抵达冲头、冲洗头和冲泡室的必要的相对位置。

10、首先两个异步的运动过程能够通过两个不同的驱动马达来实现。于是一个马达负责冲泡室的运动并且另一个马达负责咖啡粉的压缩。这种简单的解决方案的缺点是，两个驱动装置经常产生成本非常高昂的影响。另外的马达经常也用于滑动件运动，以便将渣饼抛投到渣饼抽屉中。在此，运动螺纹、像比如梯形螺杆借助于滑块在许多设计中将驱动装置的旋转运动转换为线性的活塞运动。

11、如果仅仅一个马达可供使用，则所述相对位置比如通过(比如在控制辊中的)控制槽来产生。在此，多个构件(冲头滑块、冲泡套)通过旋转运动同时在槽中得到导引。在这里，昂贵的并且并不紧凑的结构以及由于偏心的导引部产生的高的弯曲力矩起到不利的影响。

12、首先在家用领域内，经常可以找到曲柄连杆作用原理。通过昂贵的运动学上的方案，在此通过多个关节产生符合功能的线性运动。在此经常起着不利的影响的是，虽然能够快速地移动所述活塞元件，但是咖啡粉在不取决于产品的情况下以相同的力被压实。所限定的并且可改变的、具有更大尺度的力则不能产生。

13、通常在冲泡单元的有利的结构物中，要忍受在活塞功能元件的快速移动与咖啡粉的所限定的、可调节的压缩之间的折衷方案。

14、咖啡粉的供给要么通过磨碎机要么通过用于外部添加粉的井道来进行。在此，所述冲泡单元处于限定的位置(装填位置)中，在所述位置中研磨料能够在冲头与冲洗头之间落入到所述冲泡室中。水平的冲泡组的最大净重决定性地受到活塞直径的限制。对于45mm的典型直径来说，一次连续的磨粉的最大净重为大约15-17g。

15、为了提高净重，由现有技术已知所谓的装填盘，咖啡粉被捕集在所述装填盘中并且而后通过冲头或冲洗头的往复运动被移到真正的冲泡室中。随后，于是能够将另一磨粉添加到被自由推移的盘中。因此，冲泡缸的装填分多个子步骤来进行，其中在装入各个分量之后实施预压实并且在装入最后的分量之后实施咖啡粉的最终的压缩。

16、文件de 20 2009 000 075 u1说明了一种用于咖啡机的冲泡单元，该冲泡单元包括以能够沿着该冲泡单元的纵轴线的方向运动的方式通过螺杆驱动装置来驱动的冲泡缸，所述螺杆驱动装置拥有相对于冲泡缸的纵轴线平行地并且隔开地布置的丝杠(在与所述丝杠的螺纹啮合的情况下布置了配属于冲泡缸的用于使该冲泡缸运动的输出元件)以及相对于所述丝杠平行地并且隔开地布置的导杆，所述导杆具有配属于冲泡缸的并且能够在其上面移动的导套。所述冲泡缸除了其导套之外在其外部的周面上拥有至少一个在导杆上关于导杆的周缘仅仅区段式地得到支撑的导引元件。

17、这些实施方式已经经过验证，但是在关于构件、功能组、安装时间和保养的成本节省方面，还存在持续的改进需求。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务是，有利地进一步开发活塞式咖啡机的冲泡单元，以便提供一种得到改进的冲泡单元和一种得到改进的活塞式咖啡机。

2、另一任务在于，提供一种用于对活塞式咖啡机的冲泡单元进行装填的方法。

3、本发明通过一种具有权利要求1的特征的冲泡单元、一种具有权利要求7的特征的冲泡单元、通过一种具有权利要求13的特征的活塞式咖啡机并且通过一种具有权利要求14的特征的方法来解决。

4、发明构思是，所述冲泡单元具有至少一个第二装填位置。

5、提供活塞式咖啡机的、按本发明的冲泡单元、尤其是水平定向的冲泡单元的第一种实施方式，其中所述冲泡单元构造有作为冲泡室的冲泡滑座、装填盘、带有两块底板的机架、作为冲洗头和冲头的两个活塞单元和至少一个驱动马达，其中所述冲泡单元能够移位到四个冲泡单元位置中，其中所述第二冲泡单元位置形成冲泡单元的、用于供给咖啡粉或清洗剂的第一装填位置，其中所述冲泡单元具有用于在第一、第三和/或第四冲泡单元位置中供给咖啡粉或清洗剂的至少一个第二装填位置，其中所述冲泡滑座和装填盘形成分开的结构组合件并且能够通过至少一个保持元件来彼此耦合，其中所述冲泡滑座是被驱动的构件并且所述装填盘是通过驱动装置经由冲泡滑座间接地被推移的或被拉动的构件，其中所述装填盘具有向外指向的装入管接头，该装入管接头通过开口与装填盘的内部空间相连接。所述装填盘在冲泡单元的至少一个第二装填位置中在第一装填盘位置中在第一冲泡单元位置中并且在第三装填盘位置中在第三和第四冲泡单元位置中被推移到储存套筒上，所述储存套筒于是布置在装填盘的内部空间中并且封闭装填盘的装入管接头的开口。

6、在这方面，特殊的优点不仅是非常紧凑的并且轻的、实现简单的并且由此成本低廉的构造的结构方式、而且是所述至少一个第二装填位置不仅能够用于从外部添加咖啡粉(c-自由-进料)而且能够用于添加清洗剂、比如清洗片。

7、如果所述冲泡滑座和装填盘形成分开的结构组合件并且能够通过至少一个保持元件来彼此耦合，其中所述冲泡滑座是被驱动的构件并且所述装填盘是通过驱动装置经由冲泡滑座来间接地被推移的或被拉动的构件，那就可以有利地实现简单的退耦和耦合，以便实现不同的冲泡单元位置。

8、所述装填盘具有向外指向的装入管接头，该装入管接头通过开口与装填盘的内部空间相连接。所述装入管接头的形状在此能够是不同的，比如是具有圆形的或椭圆形的或有角的横截面的空心筒。所述装入管接头能够在径向上或者也倾斜地从装填盘向外延伸。由此能够实现一种有利地紧凑的构件。也可能的是，所述装入管接头能够以相应的高度有利地甚至取代处于磨碎机与冲泡单元之间的传统的漏斗。

9、特别优选的是，所述装填盘在冲泡单元的至少一个第二装填位置中在第一装填盘位置中在第一冲泡单元位置中并且在第三装填盘位置中在第三和第四冲泡单元位置中被插装到储存套筒上，所述储存套筒于是布置在装填盘的内部空间中并且封闭装填盘的装入管接头的开口。这是特别有利的，因为就这样形成所述装入管接头的开口的简单的封闭，并且所述装入管接头能够用作用于咖啡粉和清洗剂的储存器。

10、作为活塞式咖啡机的按本发明的冲泡单元、尤其是水平定向的冲泡单元的替代方案提供一种第二种实施方式，其中所述冲泡单元构造有作为冲泡室的冲泡滑座、装填盘、带有两块底板的机架、作为冲洗头和冲头的两个活塞单元和至少一个驱动马达，其中所述冲泡单元能够移位到四个冲泡单元位置中，其中所述第二冲泡单元位置形成所述冲泡单元的用于供给咖啡或清洗剂的第一装填位置，其中所述冲泡单元具有用于在第一、第三和/或第四冲泡单元位置中供给咖啡粉或清洗剂的至少一个第二装填位置。所述第二种实施方式的突出之处在于，所述冲泡滑座与装填盘固定地连接并且/或者一体地(一件式地)构成。

11、在这方面一个优点在于，所述装填盘不必间接地被冲泡滑座带动并且为此而必需的保持元件能够省去。

12、按本发明的活塞式咖啡机具有上面所描述的冲泡单元。

13、按本发明的用于装填咖啡活塞机的上面所描述的冲泡单元的方法如此构成，使得对于所述冲泡单元的装填在所述冲泡单元的第一装填位置中并且/或者在所述冲泡单元的至少一个第二装填位置中进行。

14、在这方面，一个优点是，在具有大于两个磨碎机的咖啡机中的总布置能够非常紧凑地实现。

15、其它有利的设计方案可以从其余的从属权利要求中得知。

16、有利的是，所述至少一个保持元件是永磁体、电磁体和/或可控制的机械的接合器，因为就这样可以实现快速的耦合和退耦。

17、另一种实施方式规定，所述装填盘在所述冲泡单元的至少一个第二装填位置中在第一装填盘位置中在第一冲泡单元位置中并且在第三装填盘位置中在第三和第四冲泡单元位置中能够借助于至少一个电磁体或可控制的液压密封件来固定。借助于所述可控制性，能够进行有利地容易的固定。

18、为有利地紧凑的构造而规定，所述储存套筒是具有圆形的横截面的空心筒并且布置在冲头的冲头头部与冲头底板之间。

19、此外规定，所述装填盘在所述冲泡单元的第一装填位置中在第三冲泡单元位置中处于第二装填盘位置中，在所述第二装填盘位置中所述装填盘的装入管接头的开口被打开并且与所述装填盘的内部空间相连接。由此，能够以简单的方式实现第一装填位置，以便直接装填所述装填盘。

20、此外规定，在所述第一冲泡单元位置中在冲泡滑座与装填盘之间形成了间距，该间距规定了卸料区域。通过这种方式而有利地可能的是，通过冲泡滑座和装填盘的分开实现通往处于卸料区域下面的捕集容器的直接入口。另一优点在于，能够避免对于将咖啡粉从磨碎机运送至冲泡单元的漏斗的水蒸汽润湿。

21、一种有利地紧凑的实施方式能够在作为替代方案的实施方式中通过以下方式来实现，即：所述冲泡滑座与装填盘如此一体地构成，使得所述冲泡滑座布置在装填盘的内部空间中。

22、为此，在一种作为替代方案的实施方式中，有利的是，所述冲泡滑座与装填盘如此一体地构成，使得所述冲泡滑座布置在装填盘的内部空间中。比如，这样的一体的装填盘-冲泡滑座组合由注塑壳体和金属嵌体所构成。所述金属嵌体形成处于包围用的注塑壳体的内部的具有冲泡室的冲泡滑座。

23、此外，在一种作为替代方案的实施方式中规定，所述装填盘具有向外指向的装入管接头，该装入管接头通过开口和冲泡滑座的另外的开口与所述冲泡滑座的内部空间相连接。通过这种方式，所述装入管接头与所述冲泡滑座的内部空间、也就是冲泡室处于连接之中。当然，在这种实施方式中，所述装入管接头也能够以相应的高度有利地取代处于磨碎机与冲泡单元之间的传统的漏斗。

24、在所述作为替代方案的实施方式的依然另一种设计方案中，所述冲洗头与储存套筒相连接，其中所述储存套筒与所连接的冲洗头在所述与装填盘一体地构成的冲泡滑座的内部空间中在冲泡单元的至少一个第二装填位置中在第一冲泡单元位置中并且在第三和第四冲泡单元位置中被推入，所述储存套筒而后封闭冲泡滑座的开口和装填盘的装入管接头的开口。在此，一个优点是，所述储存套筒通过这种方式能够与可移位的冲洗头一起共同运动并且不需要额外的驱动装置。

25、有利的是，在所述第一冲泡单元位置中在所述与装填盘固定地连接的冲泡滑座与所述冲头之间形成了间距，该间距规定了卸料区域。

26、在有利的实施方式中，所述冲泡单元被构造为螺杆冲泡单元。这产生简单而紧凑的构造。

27、在所述方法的特别优选的实施方式中，在第一装填位置中对于所述冲泡单元的装填具有以下方法步骤。(vs1)将所述冲泡单元移到形成第一装填位置的第二冲泡单元位置中；(vs2)通过装填盘的装入管接头将咖啡粉磨入或者装入到所述装填盘的内部空间中或冲泡滑座的内部空间中，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部；(vs3)通过所述装填盘的装入管接头将另外的咖啡粉磨入或者装入到所述装填盘的内部空间中或冲泡滑座的内部空间中，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部；其中超过所述装填盘的内部空间的和所述冲泡滑座的内部空间的装填高度限制件、所述装填盘的内部空间或所述冲泡滑座的内部空间在此完全用咖啡粉来装填并且所述另外的多余的咖啡粉堆积在装填盘的装入管接头中；并且(vs4)使所述冲泡滑座、冲洗头和装填盘至少一次来回运动或与储存套筒相连接的冲洗头至少一次来回运动，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部，并且将所述被储存在装填盘的装入管接头中的咖啡粉拉入到冲泡滑座的内部空间中并且与所述在冲泡滑座的内部空间中存在的咖啡粉一起对所储存的咖啡粉进行压实，其中所述冲泡单元至少一次执行从第二冲泡单元位置经由第三冲泡单元位置到第四冲泡单元位置中并且重又返回的至少一次来回运动或者从第二冲泡单元位置到第三冲泡单元位置中并且重又返回的至少一次来回运动，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部。在这方面，一个大的优点是，在仅仅一个磨碎机操控时能够实现咖啡粉的大量添加。

28、在所述方法的一种变型方案中，在至少一个第二装填位置中对于所述冲泡单元的装填具有以下方法步骤：(vs’1)将所述冲泡单元移到分别形成第二装填位置的第一、第三或第四冲泡单元位置中；(vs’2)将咖啡粉磨入或者装入到装填盘的装入管接头中并且将所述咖啡粉储存在所述装填盘的装入管接头中并且将所述冲泡单元移到第二冲泡单元位置中，其中所述被储存在装填盘的装入管接头中的咖啡粉进入所述装填盘的内部空间或者所述冲泡滑座的内部空间，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部；(vs’3)如果在用所述被储存在装填盘的装入管接头中的咖啡粉装填所述装填盘的内部空间和所述冲泡滑座的内部空间(如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部)时超过所述装填盘的内部空间的装填高度限制件或所述冲泡滑座的内部空间的装填高度限制件，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部，将多余的咖啡粉留在所述装填盘的装入管接头中；并且(vs’4)使冲泡滑座、冲洗头和装填盘来回运动或与储存套筒相连接的冲洗头至少一次来回运动，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部，并且将所述被储存在装填盘的装入管接头中的咖啡粉拉入到所述冲泡滑座的内部空间中并且此外与所述在冲泡滑座的内部空间中所存在的咖啡粉一起对所储存的咖啡粉进行压实，其中所述冲泡单元至少一次执行从第二冲泡单元位置经由第三冲泡单元位置到第四冲泡单元位置中并且重又返回的至少一次来回运动或者从第二冲泡单元位置到第三冲泡单元位置中并且重又返回的至少一次来回运动，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部。

29、这产生的优点是，在标准装填位置的连续的磨碎过程中添加比传统上已知的情况大的咖啡粉量。在此有意识地通过真正可能的装填高度来磨入并且将多余的咖啡粉推移越过所述储存套筒。于是随后将这种粉末通过所述冲洗头或者冲泡滑座的额外的来回运动来拉入到冲泡室中。这种运动引起全部的粉末量在所存在的冲泡室中的得到优化的分布。在总体上，就这样能够比所述粉末分多个分步骤被磨入时明显快地实现用更大的净重来装填所述冲泡组的过程。

30、在一种实施方式中，在所述咖啡粉的磨入或者装入的方法步骤(vs2、vs3)中进行持久的磨碎过程，其中使所述冲泡滑座和装填盘快速地来回运动并且所述咖啡粉在磨碎过程的期间分布在装填盘的内部空间中或者冲泡滑座的内部空间中。

31、这是有利的，因为就这样能够在连续的磨碎过程中磨入比通常的13到15g多的咖啡粉。所述冲泡滑座与装填盘的这种快速的来回运动也被称为“摇晃”。这种快速的来回运动的升程仅仅如此之大，使得所述装填盘或者冲泡滑座的相应的内部空间的指向冲头底板的一侧保持被冲头封闭的状态。也就是说，所述来回运动的升程在此具有以下最大长度，所述最大长度小于所述冲头的沿着内螺杆轴线的方向的长度。

32、概念“持久的磨碎过程”是指，只有在相应的内部空间中存在预先确定的咖啡粉量时，才在将咖啡粉装入到相应的内部空间中的期间中断磨碎过程。这比如能够通过对于所述冲洗头的位置检测、比如借助于对于定位驱动装置的角度检测来进行。

33、在所述方法的另一种实施方式中规定，在第一方法步骤(vs1、vs’1)之前并且/或者在第四方法步骤(vs4、fs’4)之后的冲泡过程之后执行清洗过程，方法是：将清洗剂、尤其是清洗片在冲泡单元的至少一个第二装填位置中在第一或者第四冲泡单元位置中装入到装填盘的装入管接头中，其中此后通过用储存套筒来封闭装入管接头的开口这种方式来将所述清洗剂或者清洗片一直保持在装入管接头中，直至所述清洗剂或者清洗片在由冲泡单元的控制机构的机器软件限定的时刻在第二冲泡单元位置中被拉入到处于冲泡滑座的内部空间中的冲泡室中并且而后通过热水被溶解。这尤其是有利的，因为不需要额外的清洗结构组合件。

34、所述方法的依然另一种实施方式规定，在第一方法步骤(vs1、vs’1)之前并且/或者在第四方法步骤(vs4、vs’4)之后的冲泡过程之后在第一冲泡单元位置中在所述冲泡滑座与所述装填盘之间形成了间距或者在所述与装填盘相连接的冲泡滑座与冲头之间形成了间距，如果所述冲泡滑座和装填盘一体地构成并且所述冲泡滑座布置在装填盘的内部，该间距规定了卸料区域。

35、在此可能的是，穿过冲泡单元将咖啡粉磨碎到处于卸料区域中的捕集容器中，其中能够在精细度和磨碎量方面对所磨碎的咖啡粉进行评估。由此，能够有利地容易地并且快速地实施这样的评估。

36、下面强调相对于传统的用于咖啡机的冲泡单元-结构的优点：

37、·所述第二装填位置不仅能够用于从外部添加咖啡粉(c-自由-卸料)而且能够用于添加清洗片

38、·能够在具有大于两个磨碎机的咖啡机中非常紧凑地实现总体布置

39、·能够在仅仅一次磨碎机操控中进行咖啡粉的大量添加

40、·避免对于所述将咖啡粉从磨碎机运送至冲泡单元的漏斗的水蒸汽润湿

41、·非常紧凑的并且轻的结构方式

42、·简单的并且由此成本低廉的构造

43、·仅仅需要一个驱动马达

44、·朝所述渣饼容器中的穿过磨碎位置。