CN108135399B - 具有变速的咖啡研磨机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种咖啡研磨机(1)，其包括：用于研磨咖啡豆的研磨组件(3)；用于将咖啡豆供给到所述研磨组件(3)的容器或料斗(2)；与所述研磨组件(3)连接的电动机(4)；与所述研磨组件(3)连接的供料导管(5)，用于向由过滤器‑保持器(60)支撑的过滤器(6)内供给咖啡；与所述电动机(4)连接用于改变所述电动机的速度的变频器(7)，与所述变频器(7)连接用于控制所述变频器的控制单元(C)，以及通过所述控制单元(C)与所述变频器(7)连接的控制面板(P)，以便用户可以改变所述电动机(4)的速度。

Description

具有变速的咖啡研磨机

技术领域

用于工业发明的本专利申请涉及一种具有变速马达的咖啡研 磨机。

背景技术

众所周知，专业咖啡机使用带有过滤器的过滤器-保持器，过 滤器必须装满一份、两份或多份量的研磨咖啡。有两个条件是必 要的，以确保用咖啡机制成的咖啡将保持其感官特征：

-在制作咖啡前必须立即进行咖啡豆的研磨；和

-过滤器-保持器中的研磨咖啡的量必须符合单份量或多份量 的预设重量值。

其实，随着时间的推移，咖啡粉将失去其香气；另外，少量 研磨咖啡或过量研磨咖啡的份量会产生不均衡的饮料。

为了至少部分地解决这些缺点，公知的咖啡研磨机包括由电 动马达致动的研磨组件以对从容器或料斗供给的咖啡豆进行研 磨，以便在过滤器内部供应研磨咖啡。

这种类型的咖啡研磨机通常包括按钮，其可由操作者手动按 压致动电动机和研磨组件以提供研磨咖啡。

然而，这种咖啡研磨机由于一些缺点而受到损害。

事实上，向过滤器中供应的研磨咖啡的量由操作者凭经验调 节，一旦操作者认为研磨咖啡已经供给到精确份量时，根据他或 她的经验中断研磨咖啡的供应。显然，这样的经验调节很容易受 到错误的影响，而且经常太近似而不能确保提供精确份量的咖啡。

自动咖啡研磨机是公知的，其中节省了研磨组件的马达的预 设致动时间且因此缩短了研磨咖啡的供应时间。显然，对于这种 类型的咖啡研磨机，操作者不再负责正确供应研磨咖啡；然而， 由于在研磨组件的马达的致动时间内多个因素能够影响所提供的 咖啡的量，因此这些咖啡研磨机倾向于效率低且不精确。这些因 素可以是刀片的磨损、刀片和咖啡之间的摩擦、咖啡研磨机的清 洁度、咖啡豆的硬度和尺寸。

WO2014075828公开了一种具有咖啡研磨机的自动咖啡机，该 咖啡研磨机具有电动机，该电动机具有功率限制机构，该限制机 构根据电动机的温度来限制电动机功率。但是，这样的机器不能 避免堵塞研磨组件。

AU2014100881公开了一种具有步进马达的咖啡研磨机，该步 进马达调节刀片的距离并因此调节研磨咖啡的粒度。

DE102004035459公开了一种具有变速电动机的咖啡研磨机， 其目的是借助于离心力喷射研磨咖啡的残余物以清洁研磨室。

现有技术的这些文件公开了以工厂设定的恒定速度研磨咖啡 但不能由操作者改变速度的咖啡研磨机。现有技术文献均未公开 改变咖啡研磨机的电动机的速度以改善研磨咖啡的质量的可能 性。

WO96/23437公开了一种用于美式咖啡的机器，其包括具有用 于研磨咖啡豆的研磨刀片的咖啡研磨机、用于接收待研磨咖啡豆 的容器以及连接至研磨刀片的具有变速的电动机。然而，这种现 有技术文件没有描述操作者根据具体要求改变电动机速度的可能性。

发明内容

本发明的目的在于通过公开一种能够根据工作负荷确保研磨 咖啡的高质量的咖啡研磨机来克服现有技术的缺点。

本发明的另一个目的是公开这种精确、可靠并确保提供正确 份量的研磨咖啡的咖啡研磨机。

这些目的通过本发明的技术方案来实现。

有利的实施例将通过本发明的其他技术方案来体现。

在进行了几次实验测试之后，申请人发现咖啡机提取的咖啡 的质量很大程度上取决于研磨组件的研磨速度。咖啡研磨的越慢， 其感官特征被保留得越好，这是因为在低速下避免了咖啡过热。 显然，咖啡研磨机低速运转需要很长时间，因此研磨速度必须服 从于工作负荷，即，要求咖啡的顾客的数量。

从这些角度考虑，申请人设计了本发明的咖啡研磨机，其包 括：

-用于研磨咖啡豆的研磨组件，

-将咖啡豆供给到所述研磨组件的容器或料斗，

-与研磨组件连接以致动或停止所述研磨组件的电动机；以 及

-与研磨组件连接的供料导管，用于向由过滤器-保持器支撑 的过滤器内供给咖啡，

-与电动机连接以改变电动机速度的变频器，以及

-与变频器连接以控制变频器的控制单元。

根据本发明的咖啡研磨机的特点，其还包括通过控制单元与 变频器连接的控制面板，以此操作者可以改变电动机的速度。

咖啡豆的硬度和粘度根据咖啡混合物而不同，因为它们取决 于烘烤过程以及混合物中咖啡的质量和来源。因此，研磨咖啡的 每种混合物都有其优选的粒度。此外，申请人还发现，咖啡的粒 度随着研磨速度的变化而变化。在相同的精度下，咖啡研磨的粒 度曲线取决于研磨速度，因为研磨室中的持续时间随着研磨速度 而变化。因此，在不同的速度下获得不同的粒度曲线。为了获得 较高的细颗粒百分比，咖啡必须以低速(小于800rpm)研磨。相反， 为了获得更大百分比的大颗粒，必须增加速度。使用相同的咖啡 混合物，粒度曲线的变化取决于研磨速度的变化。因此，当为每 个粒度曲线(其对应于特定的速度曲线)制造液体咖啡时获得不同 的结果。咖啡提取的良好口感和质量取决于与电动机的转速曲线相对应的粒度曲线。

鉴于上述情况，申请人实施了操作者创建和保存电动机的不 同速度曲线的可能性，其对应于所需的粒度和所使用的具体的咖 啡混合物。

因此，咖啡研磨机还包括存储器，用于根据研磨类型和咖啡 混合物保存与研磨咖啡的期望粒度相对应的电动机的转速曲线。 这种存储器通过控制单元与变频器连接，使得电动机可以根据期 望的粒度和/或咖啡混合物跟随由用户通过控制面板而设定的特定 转速曲线。

必须考虑到，根据空气中的温度和湿度咖啡吸收或多或少的 潮气。这会影响混合物的化学物理参数，如硬度、粘度和电介质。 因此，在相同的研磨时间下，这些参数影响研磨出来的咖啡的量 (份量)及其感官特征。

由于提供了允许改变研磨速度的变频器和电动机，不同起始 条件的影响将得到补偿，以在杯中获得相同量的研磨咖啡并且在 提取的咖啡中获得相同的感官特征。

必须考虑到咖啡的质量还取决于环境条件，如温度和湿度。

事实上，当研磨室中的咖啡达到高温时(根据机器的运行时间 和外部温度)：

-咖啡中含有的油和物质往往不能保持其化学特性的稳定 性，氧化油并将油转化成其他化学物质，这使得咖啡产生酸败；

-咖啡混合物中含有的挥发性最大的成分倾向于从混合物中 离开并在空气中蒸发。

因此，如果混合物被加热超过特定的值，为了获得良好的研 磨质量并因此获得具有良好感官特性的一杯咖啡，必须降低研磨 速度(其减少热量的产生)。

为此目的，本发明的咖啡研磨机有利地包括设置在研磨腔室 和/或外部环境中并与控制单元连接的环境传感器，以根据由环境 传感器检测的值来控制转速。

有利地，本发明的咖啡研磨机包括设置在电动机中的编码器， 用于计数电动机的转数。通过这种方式，根据电动机的转数，可 以非常准确地控制研磨咖啡的份量，而不管研磨时间和研磨咖啡 的重量如何。

附图说明

本发明的附加特征将从下面的描述中清楚地体现，其仅为示 意性，不作为限定实施方式，如所附附图所示，其中：

图1为根据本发明的咖啡研磨机的部件的示意图。

具体实施方式

参考图1，公开了一种根据本发明的咖啡研磨机，其通常用附 图标记1表示。

咖啡研磨器1包括容器或料斗2，用于将咖啡豆供给到用于在 研磨室30中研磨咖啡豆的研磨机组件3。电动机4与研磨组件3 连接以此致动或停止研磨组件3。供料导管5与研磨组件3连接， 以将研磨咖啡送入由过滤器-保持器60支撑的过滤器6内。

当电动机4启动时，研磨组件3对咖啡豆进行研磨并且研磨 咖啡由供料导管5供应。当电动机4停止时，将中断来自供料导 管5的研磨咖啡的供给。

电动机4为三相异步电动机。电动机4与用于改变电动机的 旋转速度的变频器7连接，其表示咖啡的磨碎速度。变频器7为 具有单相电源和与电动机连接的三相输出的变频器。变频器的频 率和有效电压是可调的，以便调节电动机的转速。电动机4具有 可以从0变化到可获得的最大技术值的转速。

控制单元C与变频器连接以控制变频器。控制面板P与控制 单元C连接。以这种方式，用户可以通过控制面板P根据工作负 荷和待获得的产率手动控制电动机4的转速，从而增加或减少用 于获得一份量研磨咖啡的时间。

例如，在客户多的情况下，为了提高产率，操作者将以高于 1200rpm的速度致动电动机以在少于5秒时间内研磨一份量。相 反，在客户少的情况下，为了提高质量，操作者将以低于800rpm 的速度致动电动机以在多于6秒时间内研磨一份量，从而提高研 磨咖啡的质量。

咖啡研磨机1还包括与控制单元C连接的存储器M。能够由 电动机4执行的多条转速曲线被保存在存储器M中。每条转速曲 线对应于通过使电动机4以特定速度曲线操作而获得的研磨咖啡 的特定粒度。转速曲线由使用者通过控制面板P根据待获得的粒 度的类型和/或根据咖啡混合物的类型来选择。

咖啡研磨机1还包括：

-设置在研磨室30中用于检测研磨室30中的环境条件的第 一组环境传感器8，以及

-设置在咖啡研磨机1外部的第二组环境传感器9，用于检测 咖啡研磨机1外部的环境条件。

第一组和第二组环境传感器8、9包括温度传感器80、90和/ 或湿度传感器81、91。

第一组和第二组环境传感器8、9与控制单元C连接。

存储器M用于保存环境阈值，例如研磨室30的温度值和/或 湿度值和/或外部环境的温度值和/或湿度值，所述温度值和/或湿 度值是咖啡可能劣化的最大值。控制单元C被设置为将第一组和 第二组传感器8、9检测到的环境值与存储器M中保存的环境阈值 进行比较。如果由第一组和第二组传感器8、9检测到的环境值超 过阈值，则控制单元C控制变频器7以降低电动机4的转速，使 得由第一组和第二组传感器8、9检测到的环境值保持在存储于存 储器中的阈值以下。

咖啡研磨机1还包括设置在电动机4中的编码器E，用于计数 由电动机4产生的转数。通过电动机4研磨一份量的确切转数保 存在存储器M中。

编码器E与控制单元C连接，控制单元C被构造为将编码器 E计数的转数与存储器中保存的转数进行比较。当由编码器计数的 转数达到保存于存储器中的转数时，控制单元立即停止电动机4， 因为已经达到了一份量的确切数量，而不管研磨时间或份量的重 量如何。

必须考虑到，控制单元C可以这种方式设置以控制变频器7， 用以反转电动机4的旋转方向。

控制单元C与变频器7连接并且被设置为检测电动机4的功 率吸收率。如果这种功率吸收率高于保存于存储器M中的阈值， 则表示电动机的异常应力或研磨组件3的阻塞。在这种情况下， 当电动机吸收的功率超过阈值时，控制单元C反转电动机4的旋 转以避免停机、电动机损坏、高消耗和专业技术人员的动作。

此外，控制单元C以这样的方式设置，即当研磨开始时，电 动机4与用于研磨的旋转方向相比形成反向的旋转角度，从而避 免了在开始时停止研磨组件3，促进了电动机4的加速，并减小了 起动转矩。

Claims (9)

1.咖啡研磨机(1)，包括：

-位于研磨室(30)内用于研磨咖啡豆的研磨组件(3)，

-将咖啡豆供给到所述研磨组件(3)的容器或料斗(2)，

-与所述研磨组件(3)连接用于致动或停止所述研磨组件研磨一份量咖啡的电动机(4)；和

-与所述研磨组件(3)连接用于向由过滤器-保持器(60)支撑的过滤器(6)内供给咖啡的供料导管(5)，

-与所述电动机(4)连接用于改变所述电动机的速度的变频器(7)，

-与所述变频器(7)连接用于控制所述变频器的控制单元(C)，并且，

其特征在于，所述咖啡研磨机(1)还包括：

通过所述控制单元(C)与所述变频器(7)连接的控制面板(P)，以此用户可以改变所述电动机(4)的速度；并且

还包括至少一组环境传感器(8、9)，位于所述研磨室(30)内和/或所述咖啡研磨机的外面，用于检测所述研磨室内和/或所述咖啡研磨机的外面的环境值，所述成组环境传感器(8、9)与所述控制单元(C)连接，所述控制单元(C)被构造为用于控制所述变频器(7)，根据由所述成组环境传感器(8、9)检测的环境值改变所述电动机(4)的转速。

2.如权利要求1所述的咖啡研磨机(1)，其还包括存储器(M)，与所述控制单元(C)连接、且多条所述电动机(4)的转速曲线存储于所述存储器(M)内,每条转速曲线对应于研磨咖啡的预设粒度，其中所述控制单元(C)被构造为使用户能够通过所述控制面板(P)选择转速曲线。

3.如权利要求2所述的咖啡研磨机(1)，其中所述存储器用于保存研磨咖啡可能劣化的环境阈值，并且所述控制单元(C)被构造为用于将所述成组环境传感器(8、9)检测到的环境值与环境阈值进行比较，当由所述成组环境传感器(8、9)检测到的环境值超过所述存储器(M)中保存的环境阈值时，所述控制单元(C)降低所述电动机(4)的转速。

4.如权利要求1或2所述的咖啡研磨机(1)，其中，所述成组环境传感器(8、9)包括温度传感器(80、90)和/或湿度传感器(81、91)。

5.如权利要求1或2所述的咖啡研磨机(1)，还包括设置于所述电动机(4)内的编码器(E)，用于计数电动机的转数，所述控制单元(C)被构造为，当所述编码器(E)计数的转数达到准确的一份量的研磨咖啡的预设的转数时，所述控制单元控制所述变频器(7)以停止所述电动机(4)的旋转。

6.如权利要求1或2所述的咖啡研磨机(1)，其中，所述控制单元(C)被构造为，控制所述变频器(7)以反转所述电动机(4)的旋转方向。

7.如权利要求6所述的咖啡研磨机(1)，其中，所述控制单元(C)与所述变频器(7)连接，并且所述控制单元被设置为，检测所述电动机(4)的功率吸收率，并当检测到功率吸收率高于预设的阈值时，控制所述变频器(7)以反转所述电动机(4)的旋转方向。

8.如权利要求6所述的咖啡研磨机(1)，其中，所述控制单元(C)被设置为，当研磨开始时，所述电动机(4)与研磨旋转方向相比形成反向的旋转角度。

9.如权利要求1或2所述的咖啡研磨机(1)，其中，所述电动机(4)为三相异步电动机，所述变频器(7)为具有单相电源和与所述电动机连接的三相输出的变频器，所述变频器的频率和有效电压是可调的，以便调节所述电动机的转速，所述电动机(4)具有能从0变化到可获得的最大技术值的转速。

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