專利名稱：咖啡機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及咖啡機，它包括與熱水供應機構相連的沖泡單元，沖泡 單元具有在沖泡過程中容納研磨咖啡粉的沖泡室以及其中接有克麗瑪閥(Crema-Ventil)的咖啡排出管路，咖啡機還包括用于輸送要送入沖泡單元 的熱水的電機驅動泵，該泵的功率按照泡制意大利濃香咖啡(Espresso)的 要求來設定。
背景技術：
能分份如逐杯提供新泡咖啡的咖啡機具有沖泡單元。沖泡單元包括沖泡 筒，研磨咖啡粉在開始沖泡周期后被加入沖泡筒，在那里被壓實，然后熱水 被加入，隨后，經過萃取的咖啡渣從沖泡筒中被排出。根據沖泡單元的設計 不同，沖泡單元具有至少兩個可移動的構件，它們可以是兩個相對運動的活 塞，或者一個是活塞，另一個是沖泡筒。還知道了這樣的沖泡單元，其中兩 個活塞以及沖泡筒都能相對移動。驅動機構用于使上述沖泡單元構件運動， 其驅動力作用在可移動構件中的至少一個上。安置在咖啡機中的泵用于輸入 熱水。應泡制意大利濃香咖啡的咖啡機具有用于輸送熱水的泵，該泵能提供 約16巴的壓力。熱水供應機構與該泵相連接。如果沖泡單元可以從咖啡機 中被取出，則要在熱水供應機構中接入管接頭。熱水供應機構至少通過這兩 個活塞之一通入沖泡，通常通過配備有濾網板的活塞底部。為了排出泡好的 咖啡，在沖泡筒沖泡位置上在出口側限定沖泡室邊界的配合活塞裝有濾網 板。在流動方向上緊接在濾網板之后有一個儲槽，咖啡排出液從儲槽離開。在咖啡排出管路中接有克麗瑪閥。通過克麗瑪閥，排出管路原則上被關閉。 克麗瑪閥在超過預定壓力時開啟。這保證了泡好的咖啡飲料只能當在沖泡室 中存在開啟克麗瑪閥所需的壓力時才能從沖泡室流出。當泡好的咖啡飲料經 克麗瑪閥流出時，泡好的意大利濃香咖啡獲得了所希望的泡沬狀克麗瑪。除了已知用于泡制意大利濃香咖啡的咖啡機外，還采用了在較低水壓下 沖泡咖啡的咖啡機。因此，這種咖啡機的泵功率要低得多。該咖啡機以約l. 5 巴至2巴的泵壓工作。在這樣的咖啡機的咖啡排出管路中沒有設置克麗瑪閥。 由泵提供的壓力不足以開啟這樣的克麗瑪閥。通常，在用這樣的咖啡機沖泡 咖啡時，用來泡咖啡的咖啡品種不同于用于泡制意大利濃香咖啡的咖啡品 種。此外，這兩種咖啡機的沖泡周期也不相同。因此，用這種咖啡機泡制飲 料最終局限于咖啡機特定設計的咖啡。因此，無法用供意大利濃香咖啡泡制 用的咖啡機泡制出口感上對應于用低壓泵工作的咖啡機制造的咖啡的咖啡 飲料。實用新型內容因此從上述現有技術出發，本實用新型的任務是如此改進上述的為泡制 意大利濃香咖啡而設計的咖啡機，從而可以用該咖啡機在沖泡條件改變情況 下也能泡制出對應于低壓工作的咖啡機所泡制的咖啡的咖啡。根據本實用新型，通過上述類型的咖啡機來完成該任務，該咖啡機具有 用于測量在沖泡過程中在沖泡室內的咖啡粉阻擋要送入沖泡室的熱水的抗 力的測量機構或測量裝置。在這種咖啡機中，依據咖啡粉阻擋送入熱水的抗力來識別位于沖泡室內 的咖啡粉。如果在沖泡室內的是用于泡制意大利濃香咖啡的咖啡粉，則它是 一種與用于泡制普通咖啡的咖啡粉相比被研磨得細許多的咖啡粉。由于沖泡室內的咖啡粉的粒度不同，所以留下的孔體積和自由流通橫截面或大或小。如果在沖泡室內的是細磨咖啡粉，則自由流通橫截面小于使用石開磨細度較高的咖啡粉時的自由流通橫截面。當咖啡通過兩個界定了處于沖泡位置的沖泡室的邊界的活塞被壓實時，依據咖啡顆粒阻擋送入熱水的抗力依照咖啡粒度保持不同。通過適當的機構和/或裝置，測量在開始沖泡過程時沖泡室內的 咖啡粉阻擋送入熱水的抗力。該抗力允許推導出在該沖泡周期中泡制的咖啡飲料。檢測沖泡室內的咖啡粉的粒度并由此推導出要制備哪種咖啡飲料，這可 以使實際沖泡周期自動適應于為沖泡所希望的咖啡飲料而提出的要求。如果 在沖泡室內的例如是粗磨咖啡粉，這意味著不應沖泡意大利濃香咖啡。相應 地，可以改變用于泡制普通咖啡的所用的沖泡周期，例如通過降低泵功率， 以使送入熱水在沖泡室中停留較長時間。由于泡制這種咖啡的水溫一般應低 于泡制意大利濃香咖啡的水溫，所以也可以使送入熱水的溫度比較低。對此 存在以下可能性，對送入熱水溫度的調整實施控制。在這樣的咖啡機中，人 們優選將安置可控的克麗瑪閥，因而在探測到泡室內有粗磨咖啡粉時通過執 行機構將該閥置于開啟位置，以便不會由粗磨咖啡粉形成比沖泡室內的咖啡 粉更高的抗力。為了依據沖泡室內咖啡粉的測定抗力來控制咖啡機中的這些或其它執 行機構，本實用新型將抗力測量機構或測量裝置連接到處理單元如處理器 上，該處理單元分析處理表示實際抗力的信號并據此產生控制信號，依據該 控制信號來控制執行機構，以改變沖泡周期。這樣的咖啡機的沖泡單元可以具有其尺寸與沖泡周期無關地保持不變 的沖泡室。例如當咖啡機是一種能逐份泡制包在透水袋中的咖啡的咖啡機 時，情況就是如此。在以全自動設備形式配備的咖啡機中，為每個沖泡周期新研磨出咖啡粉，沖泡室的體積可以變化，確切說依據加入沖泡室中的咖啡 量。在這樣的咖啡機的沖泡過程中，沖泡室邊界通過兩個可相對運動的活塞 界定。兩個活塞中的至少一個被直接或間接驅動。因此，至少一個活塞的驅 動機構可以被用作執行機構，用于在檢測到例如由沖泡室內的咖啡粉產生的 抗力較低時使兩個活塞之間距離非常大，以使沖泡室內的咖啡粉在咖啡制備 過程中近似漂浮起來。與此不同，人們力求在用相應的細磨咖啡粉泡制意大 利濃香咖啡時不使咖啡粉在送入的熱水中漂浮起來，而是使熱水透過咖啡 粉。于是，人們可以盡量縮小兩個活塞之間距離，將沖泡室內的咖啡粉壓實。 例如，接在熱水供應機構上的流量測量機構可以用作測量由沖泡室內的咖啡 粉產生的抗力的測量機構。送入熱水的流速取決于由咖啡粉產生的抗力。如 果抗力大，則流速低于抗力較低時的流速。這樣的流量測量機構可以是熱水 輸送泵的一體組成部分。為測量抗力，還存在其它可行方案，這其中就包括 采用一個或多個由負荷決定的參數，例如驅動泵的電動機的耗電量。


以下，結合實施例并參見附圖來描述本實用新型，其中 圖l是表示在用細磨咖啡粉泡制咖啡飲料時的咖啡機工作方式的示意圖；圖2是表示在用粗磨咖啡粉泡制咖啡飲料時的圖1所示咖啡機的工作方 式的示意圖。附圖標號說明l一咖啡機； 2 —沖泡單元； 3 —沖泡筒； 4一活塞；5 —活塞； 6 —沖泡室； 7 —熱水供應機構；8 —泵；9一水箱； IO —流量測量機構；ll一熱電偶單元；12 —咖啡排出管路； 13 —咖啡排出口； 14一杯子;15 —克麗瑪閥；16 —調節件； 17 —中心處理單元；18 —開口；19一止擋； 20 —咖啡粉； 21 —咖啡粉。
具體實施方式
咖啡機1包括沖泡單元2，沖泡單元2在所示實施例中具有沖泡筒3，沖泡 筒可以通過圖中未示出的主軸驅動機構沿縱軸線方向移動。沖泡單元2的沖 泡筒3的運動方向通過在沖泡筒3右下部示出的雙箭頭表示。沖泡單元2還具 有兩個活塞4、 5，它們在相應位置上在縱軸線方向上構成沖泡筒3的一部分 的邊界，由此形成沖泡室6。沖泡室6的容積因此由兩個活塞4、 5之間的距離 決定?；钊?通過沖泡筒驅動，而活塞5按照未具體示出的方式相對動活塞4 固定不動地設置。動活塞4與總體用標記7表示的熱水供應機構相連。熱水供 應機構7用于輸送熱水，以使熱水能經活塞4的活塞底部進入沖泡室6。泵8 用于輸送要送入沖泡室6的熱水，該泵與為了填充而能從咖啡機l的殼體中取 出的水箱9相連。泵8是電機驅動的。在要送入熱水的流向上，在泵8后面接 有流量測量機構IO，該流量測量機構的后面又接有一個熱電偶單元ll，在該 熱電偶單元中，要送入沖泡室6的熱水被加熱到期望溫度。靜活塞5的活塞底部通過附圖2未詳細示出的濾網板構成。濾網板用于滯 留沖泡室內的咖啡粉。濾網板在沖泡室側界定出收集室的邊界，咖啡排出管 路12與該收集室相連?？Х扰懦龉苈?2最后通至咖啡出口13，在咖啡出口下 方，以未詳細示出的方式設有杯托面。安放在杯托面上的杯子14用于盛裝從 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彈簧力的克麗瑪閥15，借此關閉咖啡排出管8路12。當入口側的咖啡飲液處于超過開啟壓力的壓力時，克麗瑪閥15以克服復位彈簧力的方式自動開啟。所示實施例的克麗瑪閥15與調節件16連接，借 助該調節件，克麗瑪閥15也可以與存在的液體壓力無關地在相應控制時被打 開。通過調節件16，可以將克麗瑪閥15置入不同的開啟位置。流量測量機構10用于測量送入沖泡室6的水的輸送速度。流量測量機構 1 O通過信號線11與中心處理單元17連接。中心處理單元17用于分析處理流量 測量機構10的信號。處理單元17用于控制咖啡機1的執行機構，以便借此依 據由沖泡室6內的咖啡粉產生的抗力來調整沖泡周期。在所示實施例中，作 為執行機構，設置了克麗瑪閥15的調節件16、沖泡筒3的驅動機構、熱電偶 單元11的加熱機構以及泵8。這些執行機構3、 8、 11、 16分別通過信號線與 中心處理單元17相連。沖泡筒3具有用于裝入咖啡的開口18。在沖泡周期中，使沖泡筒3沿縱軸 線方向運動，動活塞4也隨之沿縱軸線方向運動。在通過開口18將咖啡粉加 入沖泡筒3后，沖泡筒3移向靜活塞5，由于后面有止擋19，所以動活塞4一直 移向靜活塞5，直到因加入沖泡筒3的咖啡粉而由兩個活塞4、5施加預定壓力， 此時的活塞5起到支座作用。如圖1所示，位于沖泡筒3的沖泡室6中的是用于 泡制意大利濃香咖啡的細磨咖啡粉。沖泡筒3和進而動活塞4被置入其規定沖泡位置后，泵8被通電，以便從 水箱9中泵送出水，送入沖泡室6中。在熱電偶單元ll中使水處于期望溫度， 隨后，水通過熱水供應機構被供給動活塞4，借此流入熱水沖泡室6。在所示 的實施例中，泵8可以在熱水供應機構的第一階段中以預定功率如額定功率 工作。送入熱水的流速取決于在沖泡室6內的咖啡顆粒之間的自由流通橫截 面。由于此時是細磨咖啡粉20，所以通過在沖泡室6中被壓實的咖啡粉20產 生抗力。通過泵8輸送的水的流速與由咖啡粉20產生的抗力成比例。在流量測量機構10中對此進行測量。與之相關的測量信號由中心處理單元17來分析處理，從而判斷沖泡室6內的咖啡粉20是細磨咖啡。因為意大利濃香咖啡被 磨得很細，所以系統推斷出在沖泡室6內裝的是用于泡制意大利濃香咖啡的 咖啡。如果在沖泡周期的第一階段中使泵8以其額定功率運轉，則泵也在沖 泡周期的其它階段中以該功率運轉。而如果泵8在沖泡周期的第一階段中以 平均功率運轉，則泵被中心處理單元17控制，以更高的功率運轉，以便以盡 量高的壓力將熱水供給沖泡室6，以泡制出期望的意大利濃香咖啡。該較高 壓力是必需的，這一方面是為了使熱水受壓透過細磨咖啡粉20，另一方面是 為了將接在咖啡排出管路12中的克麗瑪閥15自動開啟。根據按照哪些邊緣條件來進行沖泡周期的第一階段(測量階段)，依據 沖泡室6內的咖啡粉的粒度來控制其它執行機構，例如用于提高或者降低溫 度的熱電偶單元ll，用于使克麗瑪閥15開啟至一定位置的調節件16，并且控 制沖泡筒的驅動機構，例如為了增大沖泡室6和/或泵功率。圖2表示沖泡粗磨咖啡粉21時的咖啡機1。由于咖啡粉21的顆粒粗大，所 以在沖泡周期的測量階段中探測到由泵8輸送的水的流速高。系統將其認定 為存在應泡制不同于圖l所示咖啡飲料的咖啡飲料的咖啡粉。在所示實施例 中，用咖啡粉21沖泡普通咖啡。在探測了咖啡粉21的粒度后，通過中心處理 單元17控制沖泡筒3的驅動機構，以使沖泡筒能略微回撤離開動活塞5。通過 在沖泡室6內形成的內壓，將由此同時使動活塞4在同一方向上回撤，這樣一 來，兩個活塞4、 5之間距離增大。沖泡室6體積通過這種方式被增大，因而 沖泡室所盛放的咖啡粉不再被壓實?？Х确燮≡谟苫钊?、 5密封的沖泡室 6中。由于為了泡制這樣的咖啡而需要較低的送入熱水溫度，所以通過中心 處理單元17也相應控制熱電偶單元l 1 ，以使送入沖泡室6的熱水具有符合要 求的較低溫度。在所示實施例中，也通過中心處理單元17來控制泵8，以降低泵功率。通過該措施，人們可以做到送入熱水在熱水通過咖啡排出管路12 流出之前已經在沖泡室6內停留一段時間。因為這樣的咖啡是用送入熱水的較低壓力沖泡的，所以中心處理單元17也會控制克麗瑪閥15的調節件16，以 開啟克麗瑪閥。通過主動開啟克麗瑪閥15，可以使沖泡室6內的流體順利地 從沖泡室流出?？他惉旈y15的控制可以被用于確定沖泡室6內的熱水的停留 時間。因此可以規定，克麗瑪閥15只有在送入沖泡室6的熱水已在沖泡室6 內停留了一定時間時才開啟。舉例描述了用咖啡機l泡制咖啡飲料的可行方案。從描述中可以知道， 按照可用簡單裝置實現的測量方法，尤其在采用本來就在咖啡機中的元件， 可以依據依據沖泡室內的咖啡粉粒度來改變用于泡制咖啡飲料的沖泡周期， 從而利用被設計用于泡制意大利濃香咖啡的咖啡機l也能泡制具有不同沖泡 周期的其它咖啡飲料。附圖所示的沖泡單元2只應被理解為是例子。本實用新型也適用于這樣 的咖啡機，它的沖泡室的尺寸是確定的，并且該咖啡機利用了可用透水的袋 或套分份包裝的咖啡。恰好與這樣的咖啡機相關地，上述配置也是適用的， 因為在這樣的咖啡機中可以實現逐份咖啡更換，而這在所謂的全自動咖啡機 中過去是做不到的?？蓽y量的抗力也可以通過接在咖啡排出管路之前的濾網的孔來預定。如 果濾網架可更換，則可以依據所用濾網架來確定其上固定的濾網，也實現變 化抗力的測量。此外，人們期望在某種咖啡飲料的情況下采用具有各種不同 孔的不同濾網架。
權利要求1.一種咖啡機，包括與熱水供應機構(7)連接的沖泡單元(2)，該沖泡單元具有在沖泡過程中容納研磨咖啡粉(20，21)的沖泡室(6)以及其中接有克麗瑪閥(15)的咖啡排出管路(12)，該咖啡機還包括用于輸送要供給該沖泡單元(2)的熱水的電機驅動泵(8)，該泵(8)的功率按照泡制意大利濃香咖啡的要求來設定，其特征是，該咖啡機(1)具有用于測量在沖泡過程中該沖泡室(6)內的咖啡粉(20，21)阻擋要送入該沖泡室(6)的熱水的抗力的測量機構或測量裝置。
2. 根據權利要求1所述的咖啡機，其特征是，在該熱水供應機構(7)中接有 流量測量機構(10)。
3. 根據權利要求2所述的咖啡機，其特征是，該流量測量機構是熱水供應泵的 一體組成部分。
4. 根據權利要求1至3之一所述的咖啡機，其特征是，作為所述抗力測量機構， 設置用于測量一個或多個與負荷相關的泵電機參數的機構。
5. 根據權利要求1至3之一所述的咖啡機，其特征是，所述抗力測量機構或測 量裝置與處理單元(17)相連接，該處理單元依據所測量的抗力產生控制信號， 通過所述控制信號控制所述咖啡機的以下部件中的至少一個:沖泡筒(3)、泵(8)、 熱電偶單元(11)和調節件(16)。
6. 根據權利要求5所述的咖啡機，其特征是，接入該咖啡排出管路(12)的克 麗瑪閥(15)與起到執行機構的調節件(16)相連，該克麗瑪閥能通過該調節件進入 開啟位置。
7. 根據權利要求5所述的咖啡機，其特征是，能通過該處理單元(17)的控制 信號來調節熱水溫度控制情況。
8. 根據權利要求5所述的咖啡機，其特征是，能通過該處理單元(17)的控制信號調整泵功率。
9.根據權利要求5所述的咖啡機，其特征是，該沖泡單元(2)具有兩個可相 對運動的活塞(4， 5),通過活塞之間距離來確定泡咖啡時的沖泡室(6)容積， 至少一個活塞(4)直接或間接在運動上與由該處理單元(17)控制的執行機構相 連，從而能直接或者間接通過該執行機構來調整離另一活塞(5)的距離。
專利摘要本實用新型提供一種咖啡機，包括與熱水供應機構(7)連接的沖泡單元(2)，該沖泡單元具有在沖泡過程中容納研磨咖啡粉(20，21)的沖泡室(6)以及其中接有克麗瑪閥(15)的咖啡排出管路(12)，該咖啡機還包括用于輸送要供給該沖刷單元(2)的熱水的電機驅動泵(8)，該泵(8)的功率按照用來泡制意大利濃香咖啡的要求設定，其特征在于，該咖啡機(1)具有用于測量在沖泡過程中該沖泡室(6)內的咖啡粉(20，21)阻擋要送入該沖泡室(6)的熱水的抗力的測量機構或測量裝置。
文檔編號A47J31/00GK201164370SQ20072017738
公開日2008年12月17日 申請日期2007年9月19日 優先權日2006年9月19日
發明者馬庫斯·斯泰克漢 申請人:偉嘉電業有限公司