CN105592759B - 制备和分配咖啡的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种在分配装置中制备咖啡的方法，该装置(1)具有进料滑槽(6)，该进料滑槽(6)安装在支撑框架(2)上，并且能够相对于所述框架旋转以便将研磨咖啡送入泡制腔室(3)，其中该进料滑槽(6)和该泡制腔室(3)定位成向泡制腔室(3)分发所想得到的研磨咖啡。

Description

制备和分配咖啡的方法和装置

技术领域

本发明涉及在分配装置中制备不同类型咖啡的方法和适于执行该方法的分配装置。

现有技术

为求精简描述，本文仅提及了咖啡，但更广泛而言本发明涉及任何利用水或其他泡制液泡制呈粉末或颗粒形式的物质而获得的饮料，诸如茶、汤药和其他相似物。

分配饮料的机器，尤其是分配咖啡和同类饮料的机器，已知具有制备咖啡的分配装置，在该分配装置中研磨咖啡经计量且通过重力引入泡制腔室，然后由一个或多个可移动的壁(通常是一个或多个活塞)压紧。接着促使泡制液(通常是水)穿过在泡制腔室中被压紧的咖啡块，以便提取研磨产品的物质和获得饮料。

待安放在泡制腔室内的咖啡粉末的量取决于所想要饮料的种类：例如浓缩咖啡(espresso)所需的研磨咖啡量远少于所谓“美式”咖啡(American coffee)所需的咖啡量。通过重力将研磨咖啡送入泡制腔室中并且倾向于随便地将研磨咖啡安放在泡制腔室内：在咖啡量少的情况下，必须采用小的泡制腔室以便获得具有可接受质量的饮料。因此，有具有根据待分配到泡制腔室的咖啡量而使用的两个泡制腔室的分配机：一个泡制腔室具有较大尺寸以用于较多咖啡量，而另一个则具有较小尺寸以用于需要较少咖啡粉在泡制腔室中的饮料，诸如“特浓意式浓缩咖啡”(ristretto)和“浓缩”咖啡。

然而，这样的解决方案制造成本高昂且需要在分配机中有额外的空间。再者，两个泡制腔室的存在大大增加了维护机器的成本。

分配组件的另外的已知问题涉及所有提取物的饮料质量的可重复性。

具体而言，在“润湿”(或“预泡制”(pre-infusion))的步骤期间，优先的路径来自咖啡块内，泡制液可以沿着该优先的路径更容易地穿过该咖啡块，伴有随之发生的咖啡的非最佳润湿和使自研磨咖啡的物质提取受损。

再者，必须考虑的是，一些机器基于在压紧咖啡粉末的活塞上检测到的压力而改变机器的工作参数。而且，向泡制腔室分发不均匀的咖啡粉末或来自移动的摩擦力可能提供在压紧咖啡期间产生的压力的不准确读数。

由不均匀分发咖啡粉末引致的另外的缺点还可以是对压紧咖啡粉末的活塞造成较大磨损，伴有随之发生的摩擦力增加，该摩擦力增加不但可导致咖啡块的形成压力的错误读数，而且还可导致对活塞本身的损害。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供制备咖啡的方法和提取装置，能够可重复地泡制最佳质量的饮料，与送入泡制腔室的咖啡粉末的量无关。具体而言，本发明的一个目的是提供一种装置，其中泡制腔室可用来制备体积相差很大(甚至相差一个数量级)的饮料，例如25cc的“特浓意式浓缩咖啡”与超过230cc或12液盎司(大约350cc)的美式咖啡。

通过本发明的制备咖啡的方法来达到这些及其他目的。更具体而言，根据本发明的方法提供分配装置的使用，该分配装置具有支撑框架、圆柱形泡制腔室和进料滑槽，具有优选地垂直的轴线的该圆柱形泡制腔室安装在该支撑框架上，并且能够在与该泡制腔室的轴线平行的方向上相对于该框架平移，该进料滑槽安装在该支撑框架上。该进料滑槽可以相对于该框架旋转以便将研磨咖啡送入该泡制腔室，且在至少部分饮料泡制步骤期间布置在该泡制腔室的上方。该方法(以已知的方式)包括以下步骤：

a)基于使用者作出的分配选择制备一定量的研磨咖啡并将该研磨咖啡量通过滑槽送入泡制腔室中；b)在泡制腔室内压紧该一定量的咖啡；以及c)将热水送入泡制腔室中以制备及分配咖啡。

具体而言，在步骤a)之前和/或在步骤a)期间，根据待容纳在泡制腔室内的一定量的研磨咖啡的量，将可移动的泡制腔室和/或进料滑槽相对于彼此进行配置。更详细而言，本发明的方法的特征在于以下步骤：识别使用者选择的饮料种类；确定所述腔室的位置、可与该腔室一起移动的活塞的位置和进料滑槽的位置；检查该位置是否对应于存储在装置的存储器装置中的位置，所述存储的位置是与分配饮料相关联的位置；若位置不对应时改变该腔室的位置，直到该腔室的位置到达所选择的饮料对应存的储位置；送入研磨咖啡或其他成分的所需量以及分配由使用者选择的饮料。如下文较好地披露，该腔室的位置直接与该滑槽的角位相关联，由此在本文中描述的该方法中，检测该泡制腔室的位置便足以能够同时确定该滑槽的位置。再者，从该泡制腔室的位置和该方法的进行程度可以获得下活塞的位置，亦即从对之前已执行的方法步骤的理解而获得。

就本发明的目的，术语“确定下活塞的位置”意味着(关于某组件的)直接地或间接地确定所述组件所处的位置的可能性，亦即例如通过监测与第一组件机械地连接的第二组件的电移动来确定所述组件所处的位置。

本发明的目的还包括一种制备和分配咖啡的装置，该装置包括：支撑框架、圆柱形泡制腔室和进料滑槽；该圆柱形泡制腔室具有大体垂直的轴线，亦即该轴线是垂直的或相对于该垂直轴线稍微倾斜一个角度，该角度小于10度，优选地小于5度而更优选地小于3度；该泡制腔室安装在该支撑框架上且能够在与该泡制腔室的轴线平行的方向上相对于该框架平移；该进料滑槽安装在该支撑框架上，布置在该泡制腔室的上方，并且能够相对于该框架本身旋转以便将研磨咖啡送入该泡制腔室。

制备和分配咖啡的装置包括根据待容纳在泡制腔室内的一定量的研磨咖啡的量将可移动泡制腔室、下活塞和/或进料滑槽相对于彼此进行配置的机构，以便在泡制之前的步骤中，在压紧材料之前得到尽可能平均的材料分配。

根据本发明，可移动的泡制腔室具有活塞，该活塞形成该腔室的底壁；如必要，该活塞反过来可以在该腔室中移动以改变该腔室本身的容积。优选地，就每个分配，该泡制腔室的底壁与该泡制腔室的上边缘之间的距离也根据待容纳在该腔室内的一定量的研磨咖啡的量而设定。

根据本发明的又一个方面，该进料滑槽可以相对于垂直于该泡制腔室的平移轴线的轴线自由地旋转，藉由与该泡制腔室和该滑槽本身相关联的相应凸轮面来调节滑槽的定位。

更详细而言，该方法提供该腔室、泡制腔室的活塞和滑槽从一般开始位置(由坐标h1、h2和α表达，其中h1是该腔室与该框架的上基座之间的距离，h2是该下活塞与该泡制腔室的上边缘之间的距离以及α是该滑槽的倾角)到至少一个最终位置的运动，藉此获得咖啡在该腔室中的均匀分配。所述至少一个最终位置(也由坐标h1、h2和α表达)以之前通过实验获得的“映射表(map)”的形式存储在控制单元中；在该映射表中，存储了最终位置(该腔室、泡制室腔室的活塞和滑槽必须到达的位置的坐标h1、h2和α)，该最终位置与大概对应一种或多种饮料所需的量的一系列预定的咖啡量相关联。这些数值存储在由控制单元可读取的存储装置中。

换言之，该方法通过实验确定哪些位置是在泡制腔室中更好地分发咖啡层的位置(亦即尽可能均匀的分发)的该泡制腔室、泡制腔室的活塞和滑槽的位置(表达为坐标h1、h2和α)的实验测定。已经证实的是均匀分发对应于由已知且预定的研磨咖啡量的较佳饮料分配。将以坐标表达的位置存储在存储装置中，作为与所述研磨咖啡量相关联的坐标值。

当正在分配饮料时，该控制单元将坐标值h1、h2和α从当前值(例如备用位置的当前值)改变至存储为适于待分配饮料的坐标值；然后将该腔室、该下活塞和该滑槽移动至在该存储器中找到的且与使用者所要求的饮料种类相关联的位置h1、h2和α；将研磨咖啡送入该腔室中的建议位置中，然后在一般热水泡制之前将研磨咖啡压紧成块状。

由于此解决方案，研磨咖啡在泡制前所受到的压紧允许在该泡制腔室内时总是得到具有大体上均匀密度的(亦即尽可能均匀的)块体。

藉由实验检验已发现的是，为了获得适当的压紧，在泡制腔室中沉积的粉末咖啡的锥体在该泡制腔室的基座的中心达到与该基座相距最大高度便足够；因此在压紧期间，研磨咖啡的颗粒以大体上均匀密度分发在该泡制腔室内。

然后将坐标h1、h2和α存储在该存储装置中，作为与所要求的饮料相关联的坐标，该坐标h1、h2和α对应已检测到的具有颗粒大小z的研磨咖啡量x的位置，该量对制备饮料y是必要的，一旦将该量送入该泡制腔室，便形成顶点在在该泡制腔室轴线上或在该泡制腔室轴线旁的锥体。

对该装置必须分配的其他饮料进行同样操作，从而形成可能解决方案的映射表。然后将通过实验获得的数据进行处理以给出函数或算法，该函数或算法允许从研磨物质量及其颗粒大小开始获得各类型的坐标h1、h2和α。

当操作时，当该泡制腔室的容积一经设定，在研磨咖啡的沉积期间，该腔室本身和/或该进料滑槽设置在一个或多个存储在该映射表中的位置，使得在设置完结时，沉积的研磨咖啡将大致在该泡制腔室的中心达到沉积锥体的最大高度，且此针对由使用者作出的选择所确定的量提供的所有量都发生这情况。

根据本发明，该可移动泡制腔室具有至少一个下活塞壁，该下活塞壁在每次分配之前根据待容纳在泡制腔室内的一定量的研磨咖啡的量而改变和设定该可移动泡制腔室的容积。

根据本发明的又一个方面，该进料滑槽相对于垂直于该泡制腔室的平移轴线的轴线自由地旋转(该轴线不一定与该平移轴线相交)，而与该进料滑槽和该泡制腔室相关联的该凸轮面允许将该进料滑槽和该泡制腔室相互定位。

本发明的目的也为一种包括代码的计算机程序，该代码由计算机执行以优化向根据本发明的制备和分配咖啡或其他饮料的装置中的泡制腔室分发粉末咖啡或其他材料。

该程序存储在存储装置中且由根据本发明的制备和分配咖啡或其他饮料的该装置的控制单元执行；所述程序包括：确定该泡制腔室、该下活塞和该滑槽的位置h1、h2和α的计算机可执行代码；检查所述已确定位置h1、h2和α是否对应于存储在该存储器中的映射表中的适于分配饮料的位置的计算机可执行代码；若位置不对应时改变该泡制腔室、该下活塞和该滑槽的位置h1、h2和α，直至该泡制腔室、该下活塞和该滑槽的位置到达对应的存储位置的计算机可执行代码。

根据本发明的一个方面，代码通过至少一个位置传感器直接地和/或间接地确定坐标h1、h2和α；代码将这些坐标值与存储在该存储器单元的映射表中的坐标值进行比较；如在该存储的坐标值与该已确定的坐标值不同的情况下，额外的代码通过驱动电动机机构来改变位置h1、h2和α。

根据本发明的又一个方面，坐标h1、h2和α优化咖啡粉末的分发且如前所述存储在该映射表中，该咖啡粉末用于可由根据本发明的制备和分配饮料的该装置分配的每种饮料，这些存储在该映射表中的坐标先前已通过实验检验获得。

附图说明

通过以下用于说明且非限制性的叙述并结合附图，将使本发明的其他方面和目的变得更为明显，其中：

·图1示出了制备和分配咖啡的装置的前部分截面图；

·图2、图3和图9是本发明的方法的两个步骤中腔室和活塞的配置的截面图；

·图4A至图4C是本发明的方法中藉由所述泡制腔室进行的滑槽倾斜调节的一些步骤的示意图；

·图5和图6是在压紧研磨咖啡的步骤期间所述装置的部分截面图；

·图7和图8是在泡制之后排出研磨咖啡块的步骤期间所述装置的部分截面图；

·图10和图11是在制备饮料的循环中从所述腔室的两个不同初始位置开始的所述腔室和活塞的位置的示意图。

具体实施方式

参照图1，制备和分配咖啡的装置1具有支撑框架2，制备饮料所需的装置约束到支撑框架2。具体地说，图1示出了泡制腔室3，该泡制腔室具有垂直或大体垂直的轴线4的圆柱形形状(亦即相对于垂直线倾斜一个角度，该角度小于10度，优选地小于5度且更优选地小于3度)，腔室3安装在支撑框架2上。具体而言，如图1的箭头F所示，泡制腔室3可以在泡制腔室3的轴线的方向上相对于支撑框架2平移。在泡制腔室3内设有活塞12，该活塞以已知的方式形成可移动底壁。

装置1还具有安装在支撑框架2上的进料滑槽6以将研磨咖啡送入所述泡制腔室。进料滑槽6布置在泡制腔室3的上方，如图1的箭头7所示，进料滑槽6能够相对于约束到同一框架2的枢轴8旋转。

装置1还包括压紧咖啡块13的上活塞14；在所示的实施例中，所述活塞14是固定的，但在其他的实施例中可以设有可轴向地移动的活塞14。

装置1还包括将可移动的泡制腔室3和/或进料滑槽6相对于彼此配置在一个位置的机构，使得在该位置中来自所述滑槽的研磨咖啡会以确定的分发沉积在泡制腔室3的底壁12上。

根据在附图所示的优选的实施例中举例说明的本发明，泡制腔室3以已知方式安装在由电动机机构M1的操作螺杆5上，所述电动机机构M1在图1示意性地示出并且导致螺杆5的旋转和随之发生的该腔室沿着轴线4的垂直平移。在所示的实施例中，泡制腔室3的平移方向平行于泡制腔室3本身的轴线4。电动机机构M1能够准确地实现泡制腔室3的微小位移，其中术语“微小”指的是大约十分之一毫米的运动。例如电动机机构M1可以包括步进电动机，该步进电动机对与螺母或类似构件联结的操作螺杆5起作用，且与腔室3结合成一体。

如上所述，进料滑槽6可以相对于枢轴8的轴线旋转，枢轴8优选地安装成垂直于所述泡制腔室的平移轴线，但优选地不与该平移轴线相交。滑槽6安装成与旋转枢轴8对称，以致于通常由滑槽6本身的重量促使滑槽6朝向上活塞14旋转；如图1所示，滑槽6布置在该第二圆筒的一侧上，且延伸穿过所述框架的上部分19直到臂6'，臂6'自转向上延伸到安装点，该安装点由在相对于轴线4的相对侧的枢轴8构成。

滑槽6包括以角α(上角)与轴线4交切的下降或滑动平面P；假设α为常数，基于腔室3和下活塞12的位置，平面P在不同的可能位置与在腔室3内的壁或活塞12交切。平面P由最后滑槽部分限定，或如果所述部分是弯曲的，平面P在所述弯曲的部分的初始部分与最终部分之间延伸。

为了实用的目的，将平面P假设为对应咖啡粉末的理想滑动方向，该方向由在最后滑槽点与咖啡粉末的(在重力作用下的)抛物线运动的路径相切的直线表示。

泡制腔室的位置由在框架2的上基座19的下侧与泡制腔室3的上边缘15之间的距离h1限定(图1)。下活塞12的位置由在所述活塞12与泡制腔室3的上边缘15之间的距离h2(图3)。该三个高度和倾斜值h1、h2和α是识别腔室、活塞和滑槽的位置以及该研磨咖啡的可能路径的坐标。

所有三个前述坐标值，亦即α、h1和h2，均可改变以调节平面P与所述泡制腔室的理想相交点，以便向该腔室本身内规则地分发咖啡。这样的理想分发是尽可能均匀的，以便在压紧之后获得的块体厚度也是尽可能均匀。均匀分发的理想形状是由送入所述腔室中的咖啡形成的锥体的最高点(顶点)位于轴线4上或相邻于轴线4的形状。替代地，两个或多个锥体顶点是可能的，它们彼此相等且与所述腔室隔开；这些锥体顶点可以通过在研磨咖啡的分配期间改变坐标h1、h2和α而获得。

根据本发明，坐标h1、h2和α的调节由开环控制进行；通过实验检验获得导致向所述腔室均匀分发咖啡的坐标值h1、h2和α并将该坐标值存储在映射表中；所述存储的坐标值h1、h2和α针对一系列指定的咖啡量通过实验获得，所述指定的咖啡量大体上对应制备至少一种指定饮料所需的量。换言之，选择对应多种饮料(浓咖啡、浓缩咖啡、淡咖啡、美式咖啡)的某个数目的确定咖啡量，例如等于4.0g、8.0、11.0g和14.0g，通过实验获得导致粉末咖啡的最佳分发的坐标h1、h2和α，且该坐标与各个饮料和待提供的咖啡量一并存储在控制单元的映射表中。

总之，存储在所述控制单元中的每个映射表均针对特定研磨咖啡度和/或特定咖啡稠度；一般而言所述控制单元存储至少一个映射表，在所述映射表中存储了在一种或多种饮料的整个制备循环中泡制装置将要到达的坐标h1、h2和α。

在分配饮料时，例如在分配淡咖啡时，控制单元21通过用已知的方式(例如藉由位置传感器、螺杆5上的编码器或类似装置)确定的腔室、滑槽和活塞的坐标h1、h2和α来监测所述腔室、滑槽和活塞的坐标h1、h2和α；然后所述控制单元通过闭环控制驱动电动机机构M1以将所述泡制装置从一般初始位置位移至具有存储为适于待分配饮料的坐标h1、h2和α的已确定位置；接着将研磨咖啡送入所述泡制腔室；所述控制单元可在存储器中具有额外的位置及在送入步骤期间该泡制装置必须到达的额外的坐标h1、h2和α；随后在一般热水泡制之前将所述粉末咖啡压紧成块。

就下一种饮料重复相同操作。

在附图所示的优选的实施例中，可以通过平移腔室来改变坐标值α、h1和h2；该改变直接关于h1且间接关于h2和α。

关于α角的改变，本发明的该滑槽的下边缘被成型，以致于通过推动平移的腔室3使该滑槽旋转；为了这目的，滑槽和腔室优选地具有凸轮构件。更详细而言，在腔室3的顶部以已知的方式具有排出构件11，排出构件11例如可绕平行于轴线4的轴线旋转以当分配完结时将用完的咖啡块移除。凸轮表面9、10分别设于与泡制腔室3相关联的排出构件11上和进料滑槽6上，以致于凸轮表面9、10的接合将导致进料滑槽6相对于泡制腔室3位移以及然后α角的改变。

如在图4A至图4C可见，参照所示的实施例，将泡制腔室3提升然后将距离h1减小导致凸轮表面9与进料滑槽6的凸轮表面10的接合，并且导致随之发生的进料滑槽6绕枢轴8的逆时针方向旋转和α角的减小。相反，将泡制腔室3降低然后将距离h1增加导致进料滑槽6的顺时针方向旋转和α角的增加。进一步将泡制腔室3降低导致凸轮表面9和10的分离，以便将进料滑槽6的运动从泡制腔室3本身的运动分离并且能够相对于进料滑槽6将泡制腔室3自由地定位。显然，只要能够与进料滑槽6的凸轮表面10配合，凸轮表面9的不同位置是可能的。

在本文的描述中表示，已经描述了凸轮构件9、10操作进料滑槽6通过腔室3的移动而自由地旋转，但是也可以采用不同的操作机构，例如在本技术领域中已知的电动操作机构，所述电动操作机构使所述进料滑槽相对于所述泡制腔室进行受控制的定位。

根据本发明的一个特有的方面，泡制腔室3具有形成至少一个可移动底壁12的下活塞(此后简单地称为下活塞12)，下活塞12允许改变腔室3的容积。下活塞12与从腔室3的下部分突出的柱或杆12'结合成一体。如前所述，下活塞12的位置可以由所述下活塞12与泡制腔室3的上边缘15之间的距离h2限定。

在优选的示出的实施例中，所述活塞的位置h2由该泡制腔室的平移调节；在其他实施例中，可以存在调节坐标值h2的电动机构。

例如，从图9所示的初始位置开始(在该初始位置中该腔室被完全升高而下活塞12被完全降低至腔室3中)，h2等于其最大值；为了减小距离h2，亦即为了将下活塞12移向泡制腔室3的上边缘15，将所述泡制腔室向下平移，直至柱12'通过紧靠框架2的下基座17将下活塞12保持在固定位置且下降的泡制腔室3将距离h2减小至所想要的距离，例如图9中的距离的一半。

当所述泡制腔室向上平移时，所述下活塞通过例如垫圈的摩擦构件23和24停留在先前假定的位置上，摩擦构件23和24防止所述下活塞在所述泡制腔室内自由滑动；所述摩擦构件可以是例如O形环。

图2示出了紧靠所述下框架基座的位置，在该位置上因为腔室3和活塞12均已移到其各自的最低位置，所以h2等于0。从图2所示的初始位置开始，在该初始位置中下活塞12与腔室3的上边缘15齐平且h2等于0(其最小值)；为了增加距离h2，将泡制腔室3向上平移以便通过紧靠上活塞14将下活塞12停止和保持在固定位置，而上升的泡制腔室3将增加距离h2。

无论如何，提供了额外的实施例，其中可以通过使用在本技术领域中已知的专用电动机构操作下活塞12来调节所述下活塞12的位置(亦即距离h2)。

控制单元21通过坐标值h1、h2和α中的至少一个来确定腔室3、下活塞12和滑槽6的位置；就本发明而言，从坐标h1开始，画出坐标h1至所述泡制腔室在操作循环中所处的位置，可确定下活塞12的位置h2。换言之，从例如所述泡制腔室完全降低(图10的比较位置A)的初始参考位置h1开始，当下活塞12与腔室3的上边缘15齐平时，该开始坐标h1对应等于0的坐标h2；然后从该循环步骤开始，可以将所述泡制腔室平移到最终高度h1，以致于下活塞12将通过紧靠上活塞14到达所想要的高度h2，从而从检测出的高度h1来确定h2。

同样地，从例如泡制腔室3完全提升(见图9)的参考位置h1开始，在该循环步骤中，当下活塞12完全降低在腔室3内时，开始坐标h1对应等于其最大值的已知坐标h2；然后从该循环步骤开始，可以将所述泡制腔室连续地平移到最终高度h1，以致于下活塞12的柱12'紧靠框架2的下基座17以及下活塞12到达所想要的高度h2，从而从检测出的高度h1来确定h2。

应当注意的是，h2的值还可通过检测柱12'的点(例如端部)的位置和腔室3的位置(亦即h1)来确定。在知道12'的端部与活塞12的端部之间的距离的情况下，可以确定值h2。

替代地，可以通过本技术领域中已知的一种专用电动机构相对于所述泡制腔室调节所述下活塞的位置h2，以及在这最后的情况下，可以通过与该电动机构联结的本技术领域中已知的位置传感器来检测h2。

如前所述，在附图所示的优选实施例中，角α也设定为h1的函数；这可改变平面P与所述腔室或活塞12的内壁之间的交点，其大于保持h1恒定而调节角α的实施例。一般而言，可以通过使角α恒定并减小h1(通过将所述腔室向上平移)，或者通过使h1恒定并减小α(通过所述滑槽的旋转)来改变平面P与所述腔室或活塞12的内壁之间的交点的位移，例如向所述滑槽位移。

参考图4A至图4C，在所示的实施例中，h1的减小自动地涉及角α的减小，以及同样地h1的增加自动地涉及角α的增加；然后可以藉由所述步进电动机的微小而准确的旋转来快速地获得在平面P与所述腔室或活塞12的所述内壁之间的所述交点的位移，所述步进电动机的微小而准确的旋转对应于h1的改变以及然后α的改变。

类似于h2，也可以通过在本技术领域中已知的适当的位置传感器确定角α或从距离h1获得角α。

如前所述，均匀分发的理想形状是由送入所述腔室中的咖啡形成的锥体的最高点(顶点)位于轴线4上或相邻于轴线4的形状。基于这目视观测、或诸如具有大致恒定厚度的咖啡层的可目视或不可目视的其他观测、和/或分配饮料时间、和/或分配咖啡(亦即最终饮料)的感官特性，可以进行“映射表”的构成，在该“映射表”中存储了对咖啡的每个测量所要求的优选坐标，以便向所述泡制腔室分发所要求的粉末咖啡。

这允许使用具有相对较大尺寸的泡制腔室并且使用量大大减小的粉末咖啡，而没有降低分配饮料的质量。

接着，在所述映射表构成期间，存储坐标h1、h2和α，用这些坐标来重复地取得沉积在所述泡制腔室中的粉末咖啡的确定分发；附图所示的特定实施例允许通过h1确定及调节h2和α，从而提供了实施例，在该实施例中，取得的映射表较简单，以及在该实施例中只存储为了每个咖啡量以及接着为了每种由使用者选择的饮料，所述泡制腔室必须到达的位置的坐标h1或一系列的位置(坐标h1)；在该实施例中，无论如何会知道基于h1的所采用的值α和至少在所述循环开始时的值h2。

实际上，在所述映射表构成期间，可以通过实验确定获得的值h1、h2和α且可以将该值h1、h2和α存储到所述映射表内；或者可以只检测值h1，而从h1开始画出值h2和α来确定h2和α，然后将这些坐标存储到所述映射表内；或者只检测和存储坐标h1，亦即从所述循环的开始时h2的已知值开始，所述泡制腔室在制备由所述使用者选择的所述特定饮料的整个循环中将要采用的所有位置。

参照图2至图8；现描述饮料制备步骤。

在开始时，包括根据本发明的装置1的机器的使用者从已知的方法中选择咖啡种类的分配。控制单元21以已知的方式(例如藉由位置传感器、在螺杆5上的编码器或类似装置)监测腔室3、活塞12和滑槽6的坐标h1、h2和α。

然后，在通过重力将研磨咖啡的所选择度量送入泡制腔室3中之前，控制单元21从存储的映射表选择在所述整个操作循环中所述泡制腔室必须到达的坐标h1、h2和α。

在开始时，所述控制单元对装置1的电动机M1起作用以使所述泡制腔室的容积(高度h2)适于由所述使用者选择的咖啡的选定类型。

如前所述，所述h2的调节可以多种模式进行，例如通过适当的电动机。在附图所示的示例性的实施例中，所述h2的调节通过从腔室3的初始配置开始，所述初始配置是图7所示的配置。事实上，所述配置是所述腔室至少在用完的咖啡块的排出步骤期间采用的位置；泡制腔室3的下活塞12提升至大体与泡制腔室3的上边缘15齐平，以及所述活塞的柱12'紧靠框架2的下基座17。

在该参考位置中，h1对应等于0的坐标h2，因为下活塞12与腔室3的上边缘15齐平；参照图2，为了调节所述泡制腔室的容积，将所述腔室平移直到上活塞14与下活塞12接触且已把上活塞14推入所述腔室内；所述腔室被平移直到到达位置h1，位置h1可存在于所述存储器中或无论如何从所想要的坐标h2的值计算出来。

通过由控制逻辑执行的闭环控制到达这样的最终位置，所述控制逻辑以该方法监测所述腔室的位置h1并且驱动电动机机构M1直到h1将到达存储在所述映射表中的所述值。藉由位置传感器、在螺杆5上的编码器或类似装置来检测所述腔室的位置h1。

替代地，h2的调节从腔室3的初始配置(亦即图9所示的配置)开始进行。在该配置中，所述腔室被完全提升而泡制腔室3的下活塞12被完全降低；在该开始配置中，坐标h1和坐标h2是已知的(分别等于它们的最小值和最大值)。参照图9，为了调节高度h2，将所述腔室降低以致于下活塞12的柱12'紧靠框架2的下基座17且下活塞12到达所想要的高度h2；为了这目的，将所述腔室降低直到到达位置h1，位置h1可以存在于所述存储器中或无论如何可以从所想要的值h2计算出来。通过类似之前所述的闭环控制到达这样的最终位置h1。

所述容积一经设定，接着将泡制腔室3平移至到达存储在所述映射表中的额外位置h1；在这样的配置中，所述腔室定位在进料滑槽6下面，以及由于凸轮表面9和10的相互接合，这样的位置h1对应进料滑槽6的所想要的角α；事实上，如上所述，在所述映射表构成期间获得的每个α的值均对应已存储的值h1。

接着，如图4A至图4C的序列所示，当将到达该h1的值以及随后确定的角α时，如图5所示意，可以送入所述研磨咖啡。由于在泡制腔室3与滑槽6之间的最佳定位，向腔室3获分发尽可能均匀的研磨咖啡。

在所述存储器的映射表中，无论如何提供了具有额外的角α(接着额外的位置h1)的可能性，所述腔室将必要在送入研磨咖啡期间在已确定的时间范围内到达所述额外的角α。换言之，在将研磨咖啡送入所述腔室中期间，经常在研磨咖啡豆期间发生所述送入，所述控制逻辑可以驱动电动机机构M1并基于存在于已存储映射表中的额外的值h1改变角α；为了到达这样的已存储坐标，所述控制单元可以在所述腔室平移期间停止所述研磨，或者在所述研磨并接着所述咖啡粉末沉积期间平移所述腔室。

当所述送入步骤完结时，如图6所示，泡制腔室3然后再次朝向活塞14提升，以压紧所述研磨咖啡并且形成所谓的“块体”13。下活塞12接着由活塞14推动直到下活塞12在泡制腔室3的下边缘16旁边停下来，在该位置中，活塞14施加压紧所述研磨咖啡和形成块体13所需的压力。

在图6示出的位置中，饮料泡制发生，亦即通过与泡制腔室3的下部分连通的径向入口管道(未示出)将水送入泡制腔室3中。然后所述泡制液体穿过泡制腔室3以便从经研磨和压紧的咖啡块13提取物质。出口管道20允许将所述饮料分配给使用者。

在图7和图8中，示出了移除用完的块体13的操作。将泡制腔室3移离活塞14向图10中的泡制腔室3的自身位置A移动，其中h2等于0，如图2所示。具体而言，泡制腔室3被完全降低，使得下活塞12的柱12'将紧靠框架2的下基座17，从而在泡制腔室3的上边缘15处移动下活塞12，如图7所示(h2等于0)。

然后，如图8所示，将腔室3向上平移直至到达图8所示的排放位置(图10和图11的位置i)。一旦到达该位置，所述排出构件移除块体13。在本文中描述的实施例中，所述排出构件由桨状物11组成，桨状物11可绕轴线18旋转以因其旋转而从处于提升位置的下活塞12移除块体13。一旦块体13被移除，初始条件再次产生并且可开始新的咖啡制备和分配循环。

在图10和图11中，示出了所述饮料的分配循环，图中示出了腔室和活塞可以相对于彼此而采用的位置。图10所示的循环从腔室和活塞均处于它们的下部位置的初始位置开始，图11所示的循环从腔室和活塞均处于它们的上部位置(类似图9)的位置开始。

为了示例性且非限制性的目的，以下列出在通过实验检验期间获得的坐标值h1、h2和α，该坐标值优化向具有直径等于45毫米的泡制腔室中分发咖啡。

量测4克：h1＝106毫米,h2＝36毫米；α＝27°

量测8克：h1＝109.5毫米,h2＝42毫米；α＝27°

量测14克：h1＝104.5毫米,h2＝44毫米；α＝26.2°(用于首6秒)

h1＝109.5毫米,h2＝44毫米；α＝27°(用于其后4秒)

Claims (20)

1.一种在分配装置(1)中泡制材料来制备饮料的方法，所述分配装置具有支撑框架(2)；具有大体垂直的轴线(4)的圆柱形泡制腔室(3)，所述泡制腔室(3)安装在所述支撑框架(2)上，并且能够在与所述泡制腔室(3)的轴线(4)平行的方向上相对于所述支撑框架(2)平移；下活塞(12)，所述下活塞(12)形成所述泡制腔室(3)的底壁，所述底壁能够在所述泡制腔室(3)中移动；安装在所述支撑框架(2)上的进料滑槽(6)，所述进料滑槽(6)能够相对于所述支撑框架(2)旋转以便将研磨材料送入所述泡制腔室(3)；用于在饮料泡制步骤期间闭合所述泡制腔室的上活塞(14)；以及用于控制所述方法的控制单元，所述控制单元设有存储器或连接到存储器，特征在于，所述方法包括以下步骤：

-识别使用者选择的饮料类型；

-确定所述泡制腔室(3)、所述下活塞(12)和所述进料滑槽(6)的位置；

-检查所述各位置是否对应于存储在所述存储器(22)中且与待分配的饮料相关联的位置；

-若位置不对应时改变所述泡制腔室(3)、所述下活塞(12)和所述进料滑槽(6)的位置，直至它们到达所选择的饮料对应的存储位置；

-通过所述进料滑槽(6)将一定量的所述研磨材料送入所述泡制腔室(3)中；

-分配所要求的饮料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泡制腔室、下活塞和进料滑槽的位置由坐标值α、h1和h2中至少一个确定，其中α是所述进料滑槽(6)相对于所述轴线(4)的倾角，h1是所述泡制腔室(3)与所述支撑框架(2)的上基座(19)之间的距离以及h2是所述下活塞(12)与所述泡制腔室(3)的上壁(15)之间的距离。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：通过实验为已确定的饮料量确定坐标值h1、h2和α，所述坐标值h1、h2和α对应于向泡制腔室(3)分发所要求的研磨材料时所述泡制腔室(3)所处的腔室位置；以及将所述坐标值h1、h2和α存储在所述存储器(22)中，作为制备对应于所述研磨材料量的饮料的坐标值。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述研磨材料分配至所述泡制腔室的步骤期间改变所述位置。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述进料滑槽(6)相对于垂直于所述泡制腔室(3)的轴线(4)的轴线旋转，以便调节所述进料滑槽(6)的位置。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，通过与所述进料滑槽(6)和所述泡制腔室(3)相关联的相应凸轮面(9，10)或者通过在泡制后排出研磨材料块的排出构件来调节所述进料滑槽(6)的旋转。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，将研磨材料分配至所述泡制腔室(3)中的步骤结束时形成粉末材料锥体的位置存储起来，作为与分配所述饮料相关联的位置，其中所述锥体的顶部被配置成与所述泡制腔室(3)的所述轴线(4)同轴或相邻。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，要泡制的材料是咖啡。

9.一种泡制材料来制备和分配饮料的装置，所述装置包括：

支撑框架(2)；具有大体垂直的轴线(4)的圆柱形泡制腔室(3)，所述泡制腔室(3)安装在所述支撑框架(2)上，并且能够在与所述泡制腔室(3)的轴线(4)平行的方向上相对于所述支撑框架(2)平移；下活塞(12)，所述下活塞(12)形成所述泡制腔室(3)的底壁，所述底壁能够在所述泡制腔室(3)中移动；安装在所述支撑框架(2)上的进料滑槽(6)，所述进料滑槽(6)能够相对于所述支撑框架(2)旋转以便将研磨材料送入所述泡制腔室(3)；用于在饮料泡制步骤期间闭合所述泡制腔室(3)的上活塞(14)；其特征在于，所述装置包括设有存储器(22)或连接到存储器(22)的控制单元，其中所述存储器(22)存储了所述泡制腔室(3)、所述下活塞(12)和所述进料滑槽(6)的多个位置；以及所述装置还包括确定所述泡制腔室(3)、所述下活塞(12)和所述进料滑槽(6)的位置的机构，检查坐标值α、h1和h2是否对应于存储在所述存储器中的所选择的饮料的坐标的机构，以及若坐标不对应，改变所述泡制腔室(3)、下活塞(12)和进料滑槽(6)的位置，直至所述泡制腔室(3)、下活塞(12)和进料滑槽(6)的位置到达适合于待分配的饮料对应的存储位置的机构，其中α是所述进料滑槽(6)相对于所述泡制腔室的轴线(4)的倾角，h1是所述泡制腔室(3)与所述支撑框架(2)的上基座(19)之间的距离以及h2是所述下活塞(12)与所述泡制腔室(3)的上壁(15)之间的距离。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置包括确定所述坐标值α、h1和h2的机构。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述进料滑槽(6)安装在所述支撑框架(2)的一点上且能够相对于与所述泡制腔室(3)的轴线(4)垂直的轴线旋转，以便改变所述进料滑槽(6)本身相对于所述泡制腔室(3)的所述坐标值 α，以及所述进料滑槽(6)包括从所述安装点延伸高于所述支撑框架(2)到所述进料滑槽(6)的臂。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述进料滑槽(6)安装在所述支撑框架(2)的一点上且能够相对于与所述泡制腔室(3)的轴线(4)垂直的轴线旋转，以便改变所述进料滑槽(6)本身相对于所述泡制腔室(3)的所述坐标值 α，以及所述进料滑槽(6)包括从所述安装点延伸高于所述支撑框架(2)到所述进料滑槽(6)的臂。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，设有与所述进料滑槽(6)和所述泡制腔室(3)相关联的相应凸轮面(9，10)，以便相对于所述泡制腔室(3)对所述进料滑槽(6)进行定位。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，与所述泡制腔室(3)相关联的所述凸轮面(9，10)配置在于泡制后排出块体的排出构件(11)的上边缘上。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个检测所述泡制腔室(3)的位置的传感器。

16.根据权利要求9至14中任一项所述的装置，其特征在于，要泡制的材料是咖啡。

17.一种存储计算机程序的计算机可读介质，所述程序存储在由计算机可读取的存储器单元中，所述程序由计算机执行向根据权利要求9至16中任一项所述的制备和分配饮料的装置中的泡制腔室(3)分发研磨材料的方法，所述方法包括：

-确定所述泡制腔室(3)、所述下活塞(12)和所述进料滑槽(6)的位置，

-检查所述位置是否对应于存储在所述存储器(22)中适于分配所述饮料的位置，

-若位置不对应时改变所述泡制腔室(3)的位置、所述下活塞(12)和所述进料滑槽(6)的位置，直至所述泡制腔室(3)的位置、所述下活塞(12)和所述进料滑槽(6)的位置到达所选择的饮料对应的存储位置。

18.根据权利要求17所述的计算机可读介质，其特征在于，所述程序还包括确定坐标值h1、h2和α，其中α是所述进料滑槽(6)相对于所述泡制腔室(3)的所述轴线(4)的倾角，h1是所述泡制腔室(3)与所述支撑框架(2)的上基座(19)之间的距离以及h2是所述下活塞(12)与所述泡制腔室(3)的上壁(15)之间的距离。

19.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其特征在于，所述程序还包括为已确定的饮料量确定所述坐标值h1、h2和α，所述坐标值对应于向泡制腔室(3)分发所要求的所述饮料时所述泡制腔室(3)所处的腔室位置。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的计算机可读介质，其特征在于，要泡制的材料是咖啡。

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