CN104244779B - 咖啡机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种咖啡机（10），包括至少一个可移动的过滤斗（11），其为了进行冲煮可插入在为此目的而提供的咖啡机的保持器（12）中，所述咖啡机进一步包括用于产生和在压力下分配热水的第一装置（28……31），以及至少一种咖啡研磨机（19）。基于装置的所述机器的简化，而仍然维持的指定的、恒定质量的饮料可以通过提供第二装置（33），其用于重复压力密封地关闭和打开插入到保持器（12）中的该过滤斗（11），以及提供了第三装置（23），用于将咖啡粉（16）从咖啡研磨机（19）引入到打开的插入到保持器（12）中的过滤斗（11）中实现。

Description

咖啡机及其操作方法

技术领域

本发明涉及咖啡机领域。其涉及咖啡机。其还涉及用于操作这样一种咖啡机的方法。

背景技术

在市场上可发现基本上两种类型的咖啡机：

1.所谓的“半自动机”或“过滤斗机”，在这种情况下咖啡粉是从位于咖啡机旁边的研磨机计量后送入过滤斗(包括冲煮过滤器和排出口的冲煮锅)，然后将其夹在咖啡机中(例如参见号为EP2314188A1的公开文本)。冲煮室由此以压力密闭的方式通过分布滤波器密封到顶部，分布滤波器固定地安装在咖啡机中。咖啡机随后在压力下计量热水通过该过滤斗，然后其直接将煮好的咖啡倒入杯中。咖啡的质量基本上由操作者控制，即通过在提供的研磨机中设定研磨度并通过对应于所谓的“捣固”(在过滤斗机中要研磨材料的压实)施加的力。在理想条件下，冲煮的结果-香气和浮沫-是无与伦比的质量。许多消费者将理想的咖啡质量与咖啡机的这种设计联系在一起。然而，这种设计需要受过培训的人员，他们精通设定研磨度和捣固——另外，高度波动的咖啡品质是可以预期的。该过滤斗可以以某种成本划算的方式来生产，因为它们的技术复杂性低。

2.在原则上，“全自动机”都配备了柱塞冲煮器和内置研磨机(例如参见EP1955624A1或EP0605750A1或WO03/043470)。内置研磨机将咖啡粉计量后送进柱塞缸装置，其原则上由气缸、上下柱塞(然而在每种情况下，柱塞包括过滤器表面，其分别作为(下部)冲煮器或(上部)分布过滤器)组成。所述气缸随后由柱塞关闭，并且热水流经过滤器，通过咖啡和排出管流经出口倒入杯中。这种机器的咖啡质量不如半自动机器的情况好，即使有理想的设计和理想的设置条件。这样做的主要原因是自动柱塞缸装置对于非常细的研磨度设置是敏感的，因为，由于摩擦系数比，柱塞的接触压力不能控制得如半自动机的情况下手动地那么精细。原则上，再次部分地破坏了所产生的浮沫并且冷却了咖啡的排管(line)和出口系统，设置在冲煮装置的下游。然而，获得的咖啡质量是非常稳定的，因为全自动的生产和工艺参数的控制以及难以区分的杯子，质量不取决于操作者。这种类型的装置相比于半自动机器明显更贵，因为冲煮装置是相对复杂的结构。

然而，配备过滤斗并包括内置研磨机的咖啡机在市场上也是可行的(例如参见号为WO2010/085850A1的专利公开)。为了填充的目的，过滤斗保持在其中，在单独研磨机排放口的下方，并插入在所述冲煮位置中，如所述的半自动机的情况。

通用的咖啡机器可通过CN 201578093U了解。

发明内容

因此，本发明的目的是设计一种咖啡机，它结合了两种设计的优点，即半自动机的简易性和尽可能高的咖啡品质以及全自动机的结果稳定性。如果可能的话，操作员的工作量相比于半自动机的操作员的工作量也减少了。

本发明的另外目的是指定用于操作这种咖啡机的方法。

这些和其它目的通过所述咖啡机及操作所述咖啡机的方法来解决，所述咖啡机包括至少一个可移动的过滤斗，其为了进行冲煮可插入在为此目的而提供的咖啡机的保持器中，用于产生和在压力下分配热水的第一装置，以及至少一种咖啡研磨机，其中提供了第二装置，用于重复压力密封地关闭和打开插入到保持器中的该过滤斗，其中所述第二装置包括分布过滤元件，其可在所述过滤斗打开且填充有咖啡粉的第一位置和所述分布过滤元件以压力密封的方式关闭过滤斗的第二位置之间前后移动，以及提供了第三装置，用于将咖啡粉从咖啡研磨机引入到打开的插入到保持器中的过滤斗中，其特征在于提供了电动或液压操作的驱动单元，以便在所述第一和第二位置之间移动分布过滤元件；所述方法包括以下步骤：a.将空的过滤斗插入为此目的提供的咖啡机的保持器中；b.研磨一部分咖啡豆，并将产生的咖啡粉填充到过滤斗中；c.通过第二装置压力密封地关闭该过滤斗；d.将热水压入到封闭在过滤斗中的咖啡粉；e.除去和排空过滤斗。

根据本发明的咖啡机包括至少一个可移动的过滤斗——为了进行冲煮可插入到用于此目的的咖啡机上的保持器中，用于在压力下生产和分配热水的第一装置，以及至少一个咖啡研磨机。其特征在于提供了第二装置，用于重复耐压密闭地关闭和打开插入到保持器中的过滤斗，如果适用的话，为了捣固位于过滤斗中的咖啡粉，其特征还在于提供了第三装置，用于将咖啡粉从咖啡研磨机引入到打开的过滤斗中，其插入在保持器中。

该咖啡机，像半自动机，因而配备了可拆卸的过滤斗。然而，同时，该装置还配备有内置的研磨机，它加载安装的过滤斗——类似于全自动机——咖啡粉从顶部进入机器内。该过滤斗随后在机器内关闭(如用盖或用柱塞)，压实(捣固)位于过滤斗中的咖啡粉并以与半自动机相同的方式进行冲煮。然后再次手动将该过滤斗排空。用于自动地喷出和收集用过的咖啡粉(咖啡渣)的扩大机构是可以预知的，不会显著增加操作力。相反，用于咖啡渣收集容器的定期排空和清洗是不需要的。所述第二装置包括分布过滤元件，其可在所述过滤斗打开且填充有咖啡粉的第一位置和所述分布过滤元件以压力密封的方式关闭过滤斗的第二位置之间前后移动。可提供电动或液压操作的驱动单元，以在所述第一和第二位置之间移动分布过滤元件。

根据本发明的咖啡机的实施方式的特征在于，所述第二装置建设性地体现为用于将加压热水引入到插入在保持器中的过滤斗中。通过这个特征可实现冲煮装置特别紧凑的设计。

根据本发明的咖啡机的另一实施方式的特征在于，提供第二装置用于捣固位于过滤斗中的咖啡粉。

特别地，所述第二装置包括分布过滤元件，它通过过滤斗内的分布过滤器限制了冲煮室，并通过该分布过滤器将加压热水引入到冲煮室中。

在这种情况下，对于分布过滤元件，以盖的方式关闭过滤斗，以及在分布过滤元件和过滤斗之间设置轴向作用的密封件也是可能的。

然而，对于过滤斗，包含圆柱形冲煮室，对于分布过滤元件，关闭过滤斗从而以柱塞的方式插入，以及在分布过滤元件和过滤斗之间设置径向作用的密封件也都是可能的。该密封件可由此在分布过滤元件或柱塞分别插入后膨胀，从而分别达到或增加密封效果。然而，该密封件也可在径向上挤压，以便通过轴向压缩形成密封。也能通过可在径向上移位的锥形表面(锥形部)来在径向上偏转密封件。

根据本发明的咖啡机的再一个实施方式的特征在于，所述第一装置包括蒸煮器，其配备有加热装置并液压连接到所述第二装置上。

特别地，用于产生冲煮压力的该蒸煮器可通过泵连接到冷水连接。通过供应冷水，热水之后由泵以需要的压力压出蒸煮器而通过过滤斗中的咖啡粉。

根据本发明的咖啡机的再一个实施方式的特征在于，提供中央控制器，其控制咖啡研磨机、所述第一装置，以及，如果适用的话，控制所述第二装置。饮料的制备过程可自动地由控制器进行控制，以便按照规定的或指定的参数达到一致的结果。

根据本发明的用于操作根据本发明的咖啡机的方法包括以下步骤：

-将空的过滤斗插入为此目的而提供的咖啡机保持器内；

-研磨一部分咖啡豆并将生成的咖啡粉放入过滤斗中；

-通过第二装置压力密封关闭过滤斗；

-按压热水通过封闭在过滤斗内的咖啡粉；

-去除和清空过滤斗。

根据本发明的方法的实施方式的特征在于，位于过滤斗中的咖啡粉优先捣固或利用压力密封关闭过滤斗。

根据本发明的方法的另一个实施方式的特征在于，所述热水通过设置在第二装置中的柱塞压出。

作为对此设计的一种替换，热水可由泵压出。

该方法的另一个实施方式的特征在于，在插入空过滤斗以及去除和排空过滤斗之间的步骤是由控制器来自动实现。

附图说明

利用附图，通过上下文中的示例性实施方式将在下面更详细的对本发明进行说明：

图1示出了根据本发明示例性实施方式的咖啡机的高度简化示意图，包括在关闭过滤斗前插入的过滤斗；

图2示出了图1的关闭过滤斗后的咖啡机；

图3示出了图1的过滤斗的放大详细视图，其通过分布过滤元件以盖的方式关闭，所述盖包括轴向作用的密封件；

图4示出了图1的过滤斗的放大详细视图，其通过分布过滤元件以柱塞的方式关闭，所述柱塞包括径向作用的密封件；

图4a示出了图4的用于分布过滤元件的径向作用的密封件的放大剖面图，其在将柱塞移动进入过滤斗后膨胀；

图5示出了图1的过滤斗的放大详细视图，其通过分布过滤元件封闭，其中所述密封件通过轴向力在径向上拉伸；

图6示出了通过分布过滤元件的封闭图例，其中，相比于图5，通过位于内侧的锥形表面(锥部)将所述密封件在径向上压向外侧；

图7示出了图1的过滤斗的放大详细视图，其通过手动操作的杠杆机构的装置(不包含在本发明中)关闭，并通过手动操作的柱塞将加压热水施加于此；以及

图8示出了根据本发明的对于咖啡机的操作的示例性流程图。

具体实施方式

本发明的主题是咖啡机，其像半自动机一样配备了可拆卸的过滤斗。然而同时该装置配备有内置的研磨机，其加载了该安装的过滤斗——类似于全自动机器——咖啡粉从顶部进入机器内。该过滤斗随后在机器内通过盖或活塞关闭，并且以与半自动机相同的方式进行冲煮。手动排空该过滤斗。根据其功能，该咖啡机因而假设介于半自动机和全自动机之间的中间位置，并建立一个新级别的咖啡机，它可确定为3/4机。

图1示出了根据本发明示例性实施方式的咖啡机的高度简化示意图，包括在关闭过滤斗前插入的过滤斗。在下部区域，该咖啡机10的轮廓仅用虚线三角形显示，包括保持器12(也仅用虚线的方式显示)，过滤斗11可插入其中，以便能够去除。

在图1中插入到保持器12中的该过滤斗11具有冲煮室15，它的顶部是开放的且基本上是圆筒形的，如图3-6所示，其是以本身已知的方式通过冲煮器17朝向底部限定，冲煮器17连接至由包括朝向底部的出口开口14的出口。在外侧，该过滤斗11具有与保持器12相互作用的装置，其能使该过滤斗11插入到保持器12中，例如以卡口封闭的方式，并且可保持在那里。为便于处理，该过滤斗11以本身已知的配备有横向伸出的手柄13。

过滤斗锁18在激活状态下使得过滤斗11不能从保持器12移除，而在激活(释放)状态下，当冲煮过程已经结束且过滤斗11再次在机器的内部打开时，可另外安装到保持器12上。然而，代替或除了过滤斗锁18之外，还可能提供一种光学显示器，其在过滤斗11再次打开且因而准备好去除时进行显示。

咖啡研磨机19例如包括用于咖啡豆的(漏斗状)盛豆容器20，其设置在研磨器21的正上方，由驱动马达22驱动，其集成在咖啡机10之内。研磨后的咖啡粉16从研磨器21横向逸出(图1中的右侧)，并输送到过滤斗11中，其在图示的例子中以特别简单的方式(通过重力作用)通过滑槽23插入到保持器12内并且仍然是打开的。滑槽23可体现为可枢转的，以便牢固地将咖啡粉16传送到过滤斗11中的某个位置上，并提供在另一位置顺畅地关闭过滤斗11，其向后枢转(参见图2)。然而，用于传送咖啡粉16的其它机构也是可能的。

在图1的例子中，柱塞方式的分布过滤元件33可通过在图1所示的缩回位置和图2所示的闭合位置之间的驱动单元32在垂直方向上移位，分布过滤元件33布置在过滤斗11的正上方，过滤斗11插入到保持器12中。在所述闭合位置中，分配过滤元件33关闭了在插入的过滤斗11中的冲煮室15，密封(“捣固”)咖啡粉16，其最初以松散形式存在于过滤斗11中，并提供了加压水经由分布过滤器(在图3-6中的34)的供给，该分布过滤器布置在分布过滤元件33的下侧。为此，热水可通过进水孔37从来自蒸煮器28的热水连接38引入到分配室35中，蒸煮器28安装在机器中，分配室35位于分布过滤元件33内的分布过滤器34上方。

在图1和2的例子中，蒸煮器(热水机)28液压连接到分布过滤元件33上，并通过泵31连接到冷水连接29上。位于蒸煮器28中的水通过安装的加热装置(图中未示出)(例如，电阻加热)加热，然后在冲煮过程中在压力(冲煮压力)下输送到分布过滤元件33中，在那里它通过分布过滤器34进入到冲煮室15中，从而均匀地分布在表面上，流经位于那里的咖啡粉16，并再次向下流过冲煮过滤器17，并通过出口开口14分配到外部。所需的冲煮压力是由泵31通过泵入冷水而产生的。蒸煮器28的热水出口从而优选的通过柔性软管连接到分布过滤元件33上，以便提供后者在垂直方向上的运动所需的自由。不言而喻，不使用蒸煮器28，在上下文中也可使用连续流动的水加热器，其在通往分布过滤元件33的途中直接加热水。

所以包括咖啡粉制备的整个冲煮过程可在插入过滤斗11后自动在恒定条件下运行，在咖啡机10中提供了中央控制器24，其连接到显示/操作单元25上。该显示/操作单元25包含按钮26，它可提供例如用于启动和停止冲煮过程和/或用于输入参数(水量、杯子大小、饮料类型等)和/或用于控制光显示器。可进一步提供信号灯和/或字母数字显示器形式的光学显示器27，其提供存储在控制器24的存储器中的有关机器状态的信息、服务操作指导和/或显示操作值(分发杯子的数量等)。不言而喻，单独的冲煮程序也可通过显示/操作单元25输入，可存储在控制器24的存储器中，并且当需要时可以恢复。

控制器24特别控制(和监控)蒸煮器28中的加热装置、泵31、分布过滤元件33的以电动或液压的方式工作的驱动单元32以及咖啡磨19。如果存在过滤斗锁18，同样也连接到控制器24。如果一种机构用于分别机械耦合滑槽23至分布过滤元件33或驱动单元32，控制装置对于枢转滑槽23是不必要的，使得当分布过滤元件33向下移动到过滤斗11中时所述滑槽23同时枢转远离外部。

图2示出了根据图1的在分布过滤元件33已经进入过滤斗11后并同时枢转滑槽23的布置。压实(捣固)的咖啡粉16直接位于过滤元件33的分布过滤器34和过滤斗11的冲煮过滤器17之间。在此状态下，加压热水可通过分布过滤器34压入咖啡粉16中，并朝下通过冲煮过滤器17在过滤斗11的出口开口14冲出作为咖啡饮料。

所以冲煮过程可以成功地运行，位于过滤器17和34之间的冲煮室15包括位于其中的咖啡渣16，必须以压力密封的方式对外部封闭。为了这个目的，可用不同的可能性，这将在上下文中结合图3-6在下面进行解释。

图3示出了图1中的过滤斗11的放大细节图。盖子形式的分布过滤元件33a配备有轴向作用的密封件36，其来自于顶部，以凸缘密封件的方式附着在过滤斗11的上环形前面上，从而形成密封，用于封闭该过滤斗11，其填充有咖啡粉16。分布过滤元件33a的基本设计可以是这样的，当附连形成密封时，它同时与其分布过滤器34分别进入过滤斗11或冲煮室15中，并将位于冲煮室15中的咖啡粉16进行一定程度的压缩。压缩的程度从而取决于咖啡粉16填充的量。如果咖啡粉16的量保持不变，压缩不能改变，因为分布过滤器34的端部位置是指定的。

对应于捣固的一定柔韧性可通过密封件结构来实现，如它们在图5和图6中所示的。在图5中的分布过滤元件33c的情况下，密封件36在轴向上压缩(挤压)，并由此在径向上压靠侧壁以形成密封。由于弹性密封件的屈服，分布过滤器34可呈现不同的端部位置，从而会不同程度的影响咖啡粉16。

在根据图6的密封件结构的情况下，分布过滤元件33d具有两部分的设计，包括内部47a，它围绕包括分布过滤器34的分配室35，以及外部47b，其可相对内部47a在关闭方向上移动。内部47a向上逐渐变细而形成锥形部分40，在其上密封件36靠在外侧。外部47b在内部47a的锥形部上以钟状方式推拉，且当它相对于内部47a向下移动时，其下缘压靠密封件36。因此，密封件36是扩大的，从而形成对应于所述封闭的密封。

对应于所述捣固的明显更大的柔韧性可通过分配过滤元件的结构来实现，如图4所示。分配过滤元件33b在其中进入到过滤斗11中，以可自由移动的活塞的方式响应过滤斗11的封闭，其中所述密封是由径向作用的密封件36实现的。在这种情况下，该咖啡粉16可压缩而没有几何的限制，只要所需的力施加在相应的柱塞杆39上。为了达到柱塞的无磨损插入，同时具有大的密封效果，在此情况下可使用根据图4a的密封件48，其仅在呈现为柱塞的端部位置后膨胀，且从而达到其充分的密封效果。

在图1和2的示例性实施方式中，提供了驱动单元32，其以电动或液压的方式操作，用于分别在两个端部位置之间移动分布过滤元件33或33a-d。然而，也有可能使用手动操作的杠杆机构，其不包含在本发明中，以用于移动分布过滤元件。图7中示出了用于此的例子。分布过滤元件33e在其中，其中额外设置有第二柱塞41，以便能够移位，其可移入过滤斗11中以便通过柱塞杆42形成与该柱塞41一起的密封件，柱塞杆42在引导器43中引导——如图4的例子。柱塞杆42可通过操作杆45在垂直方向上枢转操作杆45而上下移动，操作杆45通过枢转轴承44枢转地支承，并通过铰链连接46机械地联接到柱塞杆42上，其中捣固所需的力可对应于向下运动施加。

第二柱塞41可在分布过滤元件33e上通过密封件49滑动，从而形成密封，使得能够在压力下将热水由操作杆45通过分布过滤器34压入冲煮室中。填充咖啡粉16后，分布过滤元件33e最初以手动操作方式移入过滤斗11中，以便捣固咖啡粉16。第二柱塞41可因此拉出分布过滤元件33e的一定范围，热水可通过进水孔37引入(没有压力)到放大的分配室35中。引入的热水随后可通过将第二柱塞41插入到分布过滤元件33e中而压入冲煮室15和位于其中的咖啡粉16中。该机构可以这种方式简化，操作者能够根据他自己的判断力选择和改变对应于所述捣固所施加的压力。

整个过程的顺序再次在图8中示出，其基本步骤：该方法开始于将空的滤斗11插入到为此目的设置在咖啡机10上的保持器12中。插入后，所需要的预定量的咖啡进行研磨并填充到插入的过滤斗中。具有位于其中的咖啡粉16的该过滤斗11随后以压力密封的方式封闭。这个过程可伴随着咖啡粉的捣固。随后进行实际的冲煮过程，如此热水在压力下引入到过滤斗11中的咖啡粉。一旦冲煮过程已经结束，过滤斗11可从保持器12移除，并且可通过敲打出咖啡渣进行排空和清洗，如果必要的话。另外，可选择性地提供用于分布过滤元件的机器内部漂洗过程，其中清除所述分布过滤器中可能附着的咖啡粉末残留。

总之，根据本发明创建了新的咖啡机(3/4机)，其特征在于具有以下优点：

-在咖啡的研磨、填充和捣固过程中，可自动获得指定的、恒定质量的饮料，该自动对应于过滤斗的封闭并且对应于冲煮；只有过滤斗的非关键排空由操作者接手；

-通过节省咖啡渣的顶出机构，对于咖啡机的相关努力显着降低；

-通过可移动的过滤斗，机器的清洗大大简化；

-消除了对位于机器内的咖啡渣收集容器的费力排空。

Claims (14)

1.咖啡机（10），包括至少一个可移动的过滤斗（11），其为了进行冲煮可插入在为此目的而提供的咖啡机的保持器（12）中，用于产生和在压力下分配热水的第一装置（28……31），以及至少一种咖啡研磨机（19），其中提供了第二装置（33；33a-e；41），用于重复压力密封地关闭和打开插入到保持器（12）中的该过滤斗（11），其中所述第二装置（33；33a-e；41）包括分布过滤元件（33；33a-e），其可在所述过滤斗（11）打开且填充有咖啡粉的第一位置和所述分布过滤元件（33；33a-e）以压力密封的方式关闭过滤斗的第二位置之间前后移动，以及提供了第三装置（23），该第三装置（23）是可枢转的，用于将咖啡粉（16）从咖啡研磨机（19）引入到打开的插入到保持器（12）中的过滤斗（11）中，其特征在于提供了电动或液压操作的驱动单元（32），以便在所述第一位置和第二位置之间移动分布过滤元件（33；33a-d）。

2.根据权利要求1所述的咖啡机，其特征在于所述第二装置（33；33a-e；41）建设性地体现为将加压热水引入到插入到保持器（12）中的过滤斗（11）中。

3.根据权利要求1所述的咖啡机，其特征在于所述第二装置（33；33a-e；41）设置为捣固位于过滤斗（11）中的咖啡粉（16）。

4.根据权利要求2或3所述的咖啡机，其特征在于所述分布过滤元件（33；33a-e）通过过滤斗（11）内的分布过滤器（34）限制了冲煮室（15），并通过分布过滤器（34）将加压热水引入冲煮室（15）中。

5.根据权利要求4所述的咖啡机，其特征在于所述分布过滤元件（33a）以盖子的方式关闭了过滤斗（11），且在分布过滤元件（33a）和过滤斗（11）之间设置了轴向作用的密封件（36）。

6.根据权利要求4所述的咖啡机，其特征在于过滤斗（11）包含圆柱形的冲煮室（15），该分布过滤元件（33；33b-e）关闭了过滤斗（11），以便以柱塞的方式插入，以及在分布过滤元件（33a）和过滤斗（11）之间设置了径向作用的密封件（36）。

7.根据权利要求1所述的咖啡机，其特征在于所述第一装置包括蒸煮器（28），其配备有加热装置且液压连接到所述第二装置（33；33a-e；41）。

8.根据权利要求7所述的咖啡机，其特征在于用于产生冲煮压力的蒸煮器（28）通过泵（31）连接到冷水连接（29）上。

9.根据权利要求1所述的咖啡机，其特征在于提供了中央控制器（24），其控制咖啡研磨机（19）、所述第一装置（28……31）以及，如果适用的话，控制第二装置（33；33a-d）。

10.用于操作根据权利要求1至9中任一项所述的咖啡机的方法，所述方法包括以下步骤：

a. 将空的过滤斗（11）插入为此目的提供的咖啡机（10）的保持器（12）中；

b. 研磨一部分咖啡豆，并将产生的咖啡粉（16）填充到过滤斗（11）中；

c. 通过第二装置（33；33a-e；41）压力密封地关闭该过滤斗（11）；

d. 将热水压入到封闭在过滤斗（11）中的咖啡粉（16）；

e. 除去和排空过滤斗（11）。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于位于过滤斗（11）中的咖啡粉（16）先捣固或利用压力密封关闭过滤斗（11）。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于所述热水通过设置在所述第二装置（33；33a-e；41）中的柱塞（41）压入。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于所述热水通过泵（31）压入。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于插入空过滤斗（11）以及去除和排空过滤斗（11）之间的步骤是通过控制器（24）自动进行的。