CN102327064A - 具有磨粉量控制的浸泡装置和包括该装置的咖啡机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于浓缩型咖啡机的浸泡装置(2)，该浸泡装置(2)包括：浸泡室(12)，其用于收纳磨粉；活塞挤压器(13)，其安装成能够在延伸于取出的高位置和压实的低位置之间的行程上平移活动，对于取出的高位置，活塞挤压器(13)位于浸泡室(12)之上，对于压实的低位置，活塞挤压器(13)进入到所述浸泡室(12)内；以及电位计，其在活塞挤压器(13)的行程时由驱动装置控制，以允许测量活塞挤压器的压实位置并由此推断出压实的磨粉饼的高度。根据本发明，驱动装置仅在活塞挤压器(13)的行程的一部分上作用于电位计。

Description

具有磨粉量控制的浸泡装置和包括该装置的咖啡机
技术领域
本发明涉及一种用于浓缩(espresso)型咖啡机的浸泡装置，具体地涉及这样一种浸泡装置，其中，导入到浸泡室内的磨粉量在每一循环被控制，以针对所选饮料类型确保重复的结果。
背景技术
待导入到浸泡室内的磨粉量可以是可变的，以便允许获得不同饮料，特别是特浓咖啡、浓咖啡、淡咖啡。
通常，咖啡机的浸泡装置包括：被供给磨粉的浸泡室，和将浸泡室内的磨粉压缩成饼的活塞挤压器。一般，磨粉是由配备有多个磨石(meules)的咖啡研磨器生成的，其中一个磨石被驱动旋转。所输出的磨粉量对应于存储在控制电路内的磨石驱动时间。然而，多个参数可以使所输出的磨粉量针对相同的磨石驱动时间而不同，特别是磨石的磨损或者咖啡颗粒的硬度。
为了测量该偏差，已知增加一种测量压缩磨粉饼的厚度的装置，该厚度表示导入到浸泡室内的磨粉量。磨粉饼的厚度是从测量活塞挤压器在浸泡室内的压实位置开始计算的。
因此，文献EP0627186公开了一种用于制备饮料的设备，该设备包括浸泡装置，该浸泡装置包括收纳磨粉和活塞挤压器的浸泡室，该活塞挤压器通过电动机从在浸泡室外部的等待位置朝在浸泡室内部的压实位置轴向移动。与控制装置相连的传感器允许通过计算由电动机实现的转数来计算活塞挤压器在浸泡室内的压实位置。该传感器可以是与被驱动旋转的多个磁铁相连的具有霍尔效应的传感器，或者是与由电动机驱动旋转的开口盘(disque àfentes)相连的光传感器。可以将活塞挤压器的压实位置与预定值进行比较，该两个值之间的差异可以表示存在于浸泡室内的磨粉量是太小还是太大。
然而，在该结构中，传感器和相关的活动元件昂贵且复杂，并且会成为故障的根源。特别是，光传感器对在浓缩型咖啡机的环境中的污垢敏感。
文献EP0559620也公开了一种浸泡装置，该浸泡装置包括浸泡室，该浸泡室在磨粉收纳位置与浸泡室的轴线和活塞挤压器对齐所在的压实位置之间进行枢转。活塞挤压器通过电动机从在浸泡室外部的等待位置朝在浸泡室内部的压实位置轴向移动。与控制装置相连的传感器允许通过计算由电动机实现的转数来计算活塞挤压器在浸泡室内的压实位置。该传感器可以是与由电动机驱动的旋转盘相连的增量传感器。在变型例中，可以使用与活塞挤压器连接的线性电位计。
即使线性电位计的使用看起来比提到的其它传感器的使用要经济，但也仍然是昂贵、体积大且难以自动植入到电子插件板上的构件。线性电位计看起来只能在具有缩短的活塞挤压器的行程的浸泡装置的情况下考虑使用，这需要将用于装入磨粉的浸泡室的运动与活塞挤压器的移动结合起来。因此，该浸泡装置的机械构造相当复杂。而且，线性电位计具有长的行程，标准构件的密封性具有产生在咖啡机环境中的可靠性问题的危险。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点，提供一种允许以精确方式控制导入到浸泡室内的磨粉量的浸泡装置，其设计简单且使用经济。
本发明的另一目的是提供一种以可靠方式进行工作的浸泡装置。
本发明的另一目的是提供一种包括上述类型的浸泡装置的浓缩型咖啡机。
上述这些目的是通过一种用于浓缩型咖啡机的浸泡装置来实现的，该浸泡装置包括：浸泡室，其用于收纳磨粉；活塞挤压器，其安装成能够在延伸于取出的高位置和压实的低位置之间的行程上平移活动，对于取出的高位置，活塞挤压器位于浸泡室之上，对于压实的低位置，活塞挤压器进入到所述浸泡室内；以及电位计，其在活塞挤压器的行程期间由驱动装置控制，以允许测量所述活塞挤压器的压实位置并由此推断出压实的磨粉饼的高度，驱动装置仅在活塞挤压器的行程的一部分上作用于电位计。
在这种浸泡装置中，进行压实位置测量的活塞挤压器的行程的一部分相对于总行程减少。举例来说，在两次最后制备之间的磨粉饼的高度在10毫米到20毫米之间变动，即10毫米的压实位置测量范围，而活塞挤压器的总行程大于50毫米。
因此，通过仅在与压实位置测量范围对应的活塞挤压器的行程的一部分上机械驱动电位计，可以选择一种标准、简单、可靠且非常经济的构件，同时具有良好的测量精度。换句话说，将压实位置测量范围调整到电位计的有效行程。
有利地，电位计是具有旋转轴的旋转电位计。
该布置允许具有一种非常经济的构件，旋转电位计是一种大批量制造的标准构件。
优选地，驱动装置具有杠杆，该杠杆布置在电位计的旋转轴上，该杠杆与支承表面配合，该支承表面布置在与活塞挤压器连成一体的臂的端部。
该布置允许获得一种用于控制电位计的极其简单的结构，该结构例如由2个简单的塑料件实现。
优选地，与活塞挤压器连成一体的臂是上臂，该上臂在活塞挤压器的行程的低部分内直到压实位置驱动杠杆，并且，驱动装置具有第二支承表面，该第二支承表面布置在与活塞挤压器连成一体的下臂的端部，该下臂在活塞挤压器的行程的高部分内直到取出位置驱动杠杆。
该布置允许以简单且经济的方式实现电位计的回位。
优选地，驱动装置在活塞挤压器的不到一半的行程上作用于电位计。
优选地，电位计的旋转轴具有制动装置。
该布置允许确保尤其在活塞挤压器的行程的低部分中支承表面和杠杆之间的接触。事实上，当支承表面与杠杆接触时，在碰撞的作用下，杠杆会朝下被推向支承表面的停止位置之外。
优选地，制动装置由弹性体制成的O形圈形成，该O形圈布置在设置于电位计的周围的罩内，所述O形圈被调整到旋转轴的直径，以便在轴旋转时引发摩擦。
该布置允许获得一种用于实现轴制动的简单且经济的解决方案，并还允许加强电位计的密封性。
优选地，杠杆和罩分别具有限制电位计的轴旋转的止挡和突出部。
配备有支承表面的两个臂形成一限制电位计的杠杆的叉形件。该布置允许确保在运输或使用时对浸泡装置异常碰撞的情况下将杠杆的端部保持在该叉形件内。杠杆由于其惯性在该碰撞时不会移动到限制电位计的轴旋转的止挡之外。
有利地，浸泡装置具有用于驱动活塞挤压器的液压千斤顶。
本发明还涉及一种浓缩型咖啡机，该咖啡机包括上述的浸泡装置。
附图说明
通过研究附图中所示的并非限定性的实施方式，将更好地了解本发明，在附图中：
图1示出包括根据本发明的一个具体实施方式的浸泡装置的浓缩咖啡机的立体图；
图2示出图1的浸泡装置的立体图，其中活塞挤压器示出在取出位置；
图3示出图2所述的浸泡装置的沿着方向III的视图；
图4示出图3所示的浸泡装置的电位计的详细视图；
图5示出图2所示的浸泡装置的立体图，其中活塞挤压器在压实位置；
图6示出图5所述的浸泡装置的沿着方向VI的视图。
具体实施方式
在图1所示的实施例中，浸泡装置2用于配备在自动型咖啡机1上，该咖啡机1包括：冷水供给装置；咖啡粉末分配器，该咖啡粉末来自集成在该分配器上的咖啡研磨器(未图示)；以及电子控制装置3，其用于控制和管理浸泡饮料制备循环。
图2至图6所示的该浸泡装置2尤其包括带有竖直纵轴的主体11，该主体11包含：浸泡室12，其能够收纳活塞挤压器13，该活塞挤压器13借助驱动机构沿着轴A可移动地安装；泵送装置(未图示)，其用于形成水和浸剂的循环；以及锅炉14，其用于对水进行加热以便在浸泡室12中制备浸剂。根据本发明的一个具体但非限定性的特征，主体11侧向布置在具有单一作用的液压千斤顶15处，该液压千斤顶15具有承载臂17的上杆16，该臂17形成支架，并且其自由端部与活塞挤压器13连接，因此，活塞挤压器13的行程和液压千斤顶的行程沿着实际平行的方向进行。活塞挤压器13经过在取出的高位置和压实的低位置之间的行程，对于取出的高位置，活塞挤压器13位于浸泡室12之上，对于压实的低位置，活塞挤压器13进入到浸泡室12内。在压实的低位置，活塞挤压器13对被送入浸泡室12内的磨粉进行压缩，用于形成压缩磨粉饼。
锅炉14和主体11由导热材料的单一件形成，该单一件包含加热电阻和使水通过和加热的通道，这些通道的入口经由泵送装置与冷水容器连接，并且这些通道的端部通到浸泡室12的底部。活塞挤压器13具有通向出口的浸剂通过管道，而泵送装置适合于当活塞挤压器13关闭浸泡室时生成在浸泡室12内朝上述管道上升的水循环。这种浸泡装置2例如在PCT专利申请WO99/12456中作了更详细描述。
如图4所示，浸泡装置2具有旋转电位计20(虚线所示)，该旋转电位计20竖直布置在支架21上，与液压千斤顶15连成一体。电位计20具有旋转轴22，在该旋转轴22的端部布置有杠杆23，该杠杆23具有自由端部24，该自由端部24具有上面25和下面26(图4)。
形成液压千斤顶15的支架的臂17在其与活塞挤压器13相对的部分具有下臂29，该下臂29使用螺钉35固定。在下臂29的端部横向设置有下支承表面30。形成支架的臂17具有叠加在下臂29上的上臂27，在该上臂27的端部横向设置有上支承表面28。这些支承表面28、30具有与杠杆的端部接触的圆柱形形状并在其各自端部通过竖直梁31、32连接，以便形成控制框架。电位计20被布置成使杠杆23的自由端部24设置在该控制框架内。
如图2和图3所示，当活塞挤压器13处于从浸泡室12取出的位置时，杠杆23处于相对于水平线呈约45°朝上倾斜的位置，自由端部24通过下面26抵靠在下支承表面30上。
如图5和图6所示，当活塞挤压器13在浸泡室12内的压实位置时，杠杆23处于相对于水平线呈约15°朝下倾斜的位置，自由端部24通过上面25抵靠在上支承表面28上。例如，杠杆23的该位置对应于给出约13毫米的压缩磨粉饼的活塞挤压器13的压实位置。
电子控制装置3可以根据使用者所选饮料的类型来控制研磨器，以便将可变的磨粉量导入到浸泡室12内，这例如对应于制定的研磨时间。举例来说，在浓咖啡型和淡咖啡型的两次最后制备之间的磨粉饼的高度在10毫米到20毫米之间变动，即10毫米的压实位置测量范围，而活塞挤压器13的总行程等于50毫米。因此，控制框架的尺寸被确定成使在下支承表面30和上支承表面28之间的距离等于活塞挤压器13的总行程减去测量范围。该距离还应减去杠杆23的自由端部24的厚度。如果针对杠杆的自由端部的4mm厚度，距离是50-10-4＝36毫米。
对于最大厚度为20毫米的压缩磨粉饼，电位计20的位置对应于杠杆23朝上呈40°的位置。对于最小厚度为10毫米的压缩磨粉饼，电位计20的位置对应于杠杆23朝下呈40°的位置。浸泡室12可以具有止挡，活塞挤压器抵靠在该止挡上，以便不会超过最小厚度。
因此，10毫米的压实位置测量范围对应于电位计20的轴旋转约80度，这允许通过杠杆23的30毫米长度获得约0.2毫米的测量精度。
如图4所示，罩40设置在电位计20的周围。该罩40具有配置有凹槽的开口41，在该凹槽41内放置有弹性体制成的O形圈42(虚线所示)。电位计20的旋转轴22配置在开口41内，并且O形圈42被调整到旋转轴22的直径，以便在轴旋转时引发摩擦。
罩40具有上突出部43和下突出部44。杠杆23具有高止挡33和低止挡34。当活塞挤压器13处于从浸泡室12取出的位置时，杠杆23处于朝上倾斜的位置，在该位置，高止挡33几乎与上突出部43接触。当活塞挤压器13在浸泡室12内的尽可能低的压实位置时，杠杆23处于朝下倾斜的位置，在该位置，低止挡34几乎与下突出部44接触。在正常工作中，止挡不与突出部接触。
电位计具有230°的电行程。在一个实施变型例中，电位计具有被限制在100°的电行程，以便针对用于测量活塞挤压器的位置的80°机械角，利用电子精度的最大值。
在工作中，使用者借助电子控制装置3选择并启动饮料制备。用于针对所选饮料生成理论高度的压缩磨粉饼的研磨时间以及来自针对同一饮料的前一循环的磨粉饼的实际高度被存储。电子控制装置3根据该两个值计算研磨时间，该研磨时间根据例如从理论高度与实际高度之比得到的系数k被校正。校正的研磨时间可以从将先前循环的多个实际高度考虑进去的更复杂的计算得到。一旦计算出校正的研磨时间，电子控制装置3就控制研磨器，用于向浸泡室提供重新规定的磨粉量。
一旦经过研磨时间，液压千斤顶15就被供电并驱动活塞挤压器13和控制框架从图2和图3所示的高位置朝向图5和图6所示的低位置。下支承表面30则与杠杆23的自由端部24的下面26分开并直到上支承表面28与上面25接触，以便驱动杠杆23的自由端部24直到活塞挤压器13到达压实位置。在该压实位置，电子控制装置3测量由电位计20提供的信号，用于从中推断出将被存储的压缩磨粉饼的高度。
一旦饮料的实现和分配操作结束，电子控制装置3就控制液压千斤顶15从低位置回到高位置。上支承表面28则与杠杆23的自由端部24的上面25分开并直到下支承表面30与下面26接触，以便驱动杠杆23的自由端部24直到液压千斤顶15到达高止挡。电子控制装置则从中推断出活塞挤压器正确回到高位置。
当然，本发明绝非限于描述的和以示例的形式示出的实施方式。然而在不出离本发明保护范围的情况下，一些变更是可能的，特别是通过各种元件的构成或者由技术等价替换。
在一个实施变型例中，电位计是具有控制指部的线性电位计，该控制指部配置在上支承表面和下支承表面之间。
在另一个实施变型例中，旋转电位计具有在高位置配备有回复弹簧的杠杆，该解决方案不需要下臂。
在另一个实施变型例中，电位计具有小齿轮，并且齿条配置成与活塞挤压器连成一体，以便在活塞挤压器的行程的一部分中驱动小齿轮。

Claims (10)

1.一种用于浓缩型咖啡机的浸泡装置(2)，该浸泡装置(2)包括：浸泡室(12)，其用于收纳磨粉；活塞挤压器(13)，其安装成能够在延伸于取出的高位置和压实的低位置之间的行程上平移活动，在所述取出的高位置，所述活塞挤压器(13)位于所述浸泡室(12)之上，在所述压实的低位置，所述活塞挤压器(13)进入到所述浸泡室(12)内；以及电位计(20)，其在所述活塞挤压器(13)的行程期间由驱动装置控制，以允许测量所述活塞挤压器的压实位置并由此推断出压实的磨粉饼的高度，其特征在于，所述驱动装置仅在所述活塞挤压器(13)的行程的一部分上作用于所述电位计(20)。
2.根据权利要求1所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述电位计(20)是包括旋转轴(22)的旋转电位计。
3.根据权利要求2所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述驱动装置包括杠杆(23)，该杠杆(23)布置在所述电位计(20)的所述旋转轴(22)上，所述杠杆(23)与支承表面(28)配合，所述支承表面(28)布置在与所述活塞挤压器(13)连成一体的臂(27)的端部。
4.根据权利要求3所述的浸泡装置(2)，其特征在于，与所述活塞挤压器(13)连成一体的所述臂(27)是上臂(27)，该上臂(27)在所述活塞挤压器的行程的低部分内直到压实位置驱动所述杠杆(23)，并且，所述驱动装置包括第二支承表面(30)，该第二支承表面(30)布置在与所述活塞挤压器(13)连成一体的下臂(29)的端部，所述下臂(29)在所述活塞挤压器(13)的行程的高部分内直到取出位置驱动所述杠杆(23)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述驱动装置在所述活塞挤压器(13)的不到一半的行程上作用于所述电位计(20)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述电位计(20)的所述旋转轴(22)包括制动装置。
7.根据权利要求6所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述制动装置由弹性体制成的O形圈(42)形成，所述O形圈(42)布置在设置于所述电位计(20)的周围的罩(40)内，所述O形圈被调整到所述旋转轴(22)的直径，以便在所述轴旋转时引发摩擦。
8.根据权利要求2或7所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述杠杆(23)和所述罩(40)分别包括限制所述电位计(20)的所述轴旋转的止挡(33，34)和突出部(43，44)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述浸泡装置(2)包括用于驱动所述活塞挤压器(13)的液压千斤顶(15)。
10.一种浓缩型咖啡机(1)，其特征在于，所述咖啡机(1)包括根据权利要求1至9中任一项所述的浸泡装置(2)。
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