CN108143278A - 用于在波塔过滤器内对一定剂量的咖啡加压的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在波塔过滤器内对一定剂量的咖啡加压的设备。该设备包括：具有前壁(15)的框架(51)；用于支撑波塔过滤器(21)的支撑装置(24)；第一就位位置(A)，其被构造在支撑装置上；管道(16)，其开口(23)面对构造在支撑装置上的第一就位位置(A)；分配装置(19)，其用于分配咖啡研磨粉并且使预定剂量的咖啡研磨粉通过管道(16)到达波塔过滤器的篮(20)；第二就位位置(B)，其被构造在支撑装置(24)上；加压装置(12)，其用于加压咖啡研磨粉；机械部件(13,14,48)，其用于从框架(51)以悬臂方式将加压装置支撑为在第二就位位置(B)上方处于竖直对齐位置；以及马达部件(52,54,55)。

Description

用于在波塔过滤器内对一定剂量的咖啡加压的设备
技术领域
本发明涉及用于利用预定剂量的咖啡研磨粉填充浓缩咖啡机的波塔过滤器(portafilter)的篮以及用于在波塔过滤器内对咖啡研磨粉加压的设备。
背景技术
如在浓缩咖啡的制备中已知的，除了咖啡研磨粉的粒度，构成波塔过滤器中的一定剂量的咖啡粉的加压程度以及加压在波塔过滤器的篮限定的全部区域分布的均匀度对获得品质饮料也具有关键作用。
因此，如果咖啡研磨粉没有被加压到适当程度的压缩并且没有被加压到在全部剂量中均匀分布，则存在如下风险：当高压热水被引入波塔过滤器用于形成饮料时，热水可能发现优选流道并且以对于从形成该剂量的整个量的咖啡适当地提取咖啡香精不充分的流量流过该剂量的咖啡研磨粉，从而提供了品质不满意的饮料。
因此，当将一定剂量的咖啡研磨粉引入波塔过滤器的篮时，应当将咖啡研磨粉压缩到给定的压缩程度。
在实践中，可以通过在波塔过滤器的篮中的一定剂量的咖啡研磨粉的表面上施加15Kgf到25Kgf的力实现最优香精提取效率因而获得最优的饮料品质。
假设波塔过滤器中待加压的表面积为大约24cm2，则咖啡研磨粉上的压缩压力平均为0.6Kgf/cm2到1.05Kgf/cm2。
在最典型的现有技术应用中，由咖啡机的操作者(所谓的“咖啡师”)使用研杵手动地将压力施加到一定剂量的咖啡粉，其中研杵由直径基本等于波塔过滤器的篮开口的盘和盘上的被设计成被握持以施加压缩力的手柄构成。
利用该手动技术，施加到一定剂量的咖啡研磨粉的压缩程度可能不时地变化，并且一致的最优结果仅会依赖于操作者的技能。
咖啡师可能简单地不经意地将研杵放置于咖啡研磨粉上，其中该位置不与波塔过滤器的篮的用于使压缩遍及该剂量地均匀分布的底部平行。
为了试图使波塔过滤器的篮中的一定剂量的咖啡研磨粉受到的压缩程度的一致且均匀的分布最大化，并且为了使操作者可以避免与手动压缩该一定剂量有关的在顾客流量峰值时特别辛苦的连续身体活动，现有技术还提出了机械压缩装置。
WO 2014/203073A1中公开了机械压缩装置的一个示例，该机械压缩装置使用弹性能量，该弹性能量由研杵构件上的弹簧释放并且在该装置朝向该一定剂量的咖啡粉移动时加载。
DE 10 2014 019778和NL 2007126中公开了用于在波塔过滤器中压缩一定剂量的咖啡研磨粉的机械装置的另外的示例。
根据这些现有技术示例，通过研杵施加在一定剂量的咖啡研磨粉上的压缩力分别通过连接到研杵的轴的液压缸结构并且借助于齿轮齿条副机构而产生。
现有技术还提出如下设备的示例：除了压缩波塔过滤器的篮内的一定剂量的咖啡研磨粉，还事先填充一定剂量的咖啡研磨粉而不必从以给定粒径和给定量分配一定剂量的设备移除波塔过滤器并把波塔过滤器放置在执行压缩的不同设备中。
WO 2012/045112 A1和EP 1 126 774 A1公开了该技术的示例性实施方式。
根据上述现有技术文件公开的技术，应注意的是，用于在一定剂量的咖啡研磨粉上施加压缩的研杵呈位于转轴的端的螺旋元件的形式。
甚至在波塔过滤器填充有一定剂量的咖啡研磨粉之前，当波塔过滤器的篮在具有螺旋元件的所述轴在波塔过滤器的就位位置上方垂直的情况下被放置在装置上时，该螺旋元件位于波塔过滤器的篮内。
因此，一旦咖啡研磨粉的流经过研杵的螺旋元件，咖啡研磨粉的流仅能够到达波塔过滤器的篮，随后螺旋元件通过连接到其支撑轴的马达而转动来执行其压缩。
因此，虽然该现有技术使用单个设备以利用一定剂量的咖啡研磨粉填充波塔过滤器的篮并且还压缩所述一定剂量，同时在这两个操作期间保持波塔过滤器的位置不变，但是发现现有技术实际上引发下述缺陷：当一定剂量的咖啡研磨粉通过研磨-配量机分配并送入波塔过滤器的篮时，一定剂量的咖啡研磨粉的量在对波塔过滤器的篮的每次分配事件中变化并且咖啡研磨粉上的压缩也从该剂量具有的适当标准值变化。
这是因为部分咖啡流失于研杵的螺旋元件的表面并且与螺旋元件表面粘在一起，从而不对设计为要被压缩的量的形成做出贡献。
由于浓缩咖啡的制备剂量仅为几克，所以即使非常小并且还不可控的量的损失也会导致具有不满意的、不一致的味道的饮料的分配。
发明内容
本发明的目的是通过提供如下设备消除上述现有技术的缺陷：该设备能够利用预定剂量的咖啡研磨粉填充用于浓缩咖啡机的波塔过滤器的篮并且还在同一设备中压缩填充的剂量，而没有丢失最小量的形成该剂量的咖啡粉的风险，同时保持被分配的饮料的品质一致。
该目的以及以下更好地解释的其它目的通过如下设备来实现：该装置利用预定剂量的咖啡研磨粉填充用于浓缩咖啡机的波塔过滤器的篮并且用于在波塔过滤器内对咖啡研磨粉加压。
附图说明
现在参照通过以例示而非限定的方式给出并且在附图中示出的本发明的特定实施方式更详细地说明本发明，其中：
-图1示出了支撑件上没有波塔过滤器的本发明的在第一实施方式中的设备的整体立体图；
-图2示出了图1的设备的局部竖直剖面图，其中在支撑装置上的波塔过滤器在用于一定剂量的咖啡研磨粉的填充站中；
-图3示出了在第一就位位置和第二就位位置被构造成在相同的水平面上处于对齐关系的情况下的波塔过滤器支撑装置的示意性立体图；
-图4示出了加压装置和相关的马达部件的示意性立体图，加压装置用于加压一定剂量的咖啡研磨粉，相关的马达部件用于使该装置朝向和远离一定剂量的咖啡研磨粉移动；
-图5示出了图4的在波塔过滤器的所述第二就位位置下方定位成竖直对齐关系的加压装置的示意性立体前视图；
-图6示出了用于加压咖啡剂量的加压装置的纵向剖面图；
-图7示出了作为加压装置的外壳的一部分的构造构件的立体图；
-图8示出了本发明的具有根据第二实施方式形成的波塔过滤器支撑装置并且具有在用于一定剂量的咖啡研磨粉的填充站中的波塔过滤器的设备的局部前视图；
-图9示出本发明的具有根据第二实施方式形成的波塔过滤器支撑装置并且具有在用于一定剂量的咖啡研磨粉的压缩站中的波塔过滤器的设备的局部立体图；
-图10是图9的设备的竖直剖面示意图。
具体实施方式
参照上面的附图并且特别地参照图1，本发明的设备整体上由附图标记1表示。
设备包括具有传统的可调节高度的支撑脚3的基部2。设备的外部结构包括侧面4和5以及其中形成有开口7的前面板6，开口7用于访问如下面更详细地说明的设备的操作部件。
顶部由盖8封闭，盖8具有容器9，其中容器9具有本领域中已知的的安装于自身的自己的罩。
该容器9被设计成包含烤好的咖啡豆并且执行料斗的如下任务：根据设备的电子操作系统的要求将待研磨的咖啡豆提供到底层的咖啡研磨和配量装置中，咖啡研磨和配量装置出于本发明的目的应被视为完全传统的类型。
在对应的传统方式中，例如电子型的控制面板11被放置于前面板6，用于致动和调整设备的各种功能。也就是说，面板11可以包括传统的并且在这里不示出的CPU控制单元。
特别地还参照图1，在前面板6的开口7处示出用于加压一定剂量的咖啡研磨粉的装置12，并且装置12安装到以悬臂形式从设备1的内部框架的前壁15延伸的臂14的端13。
在该开口7处还示出竖直管道16，竖直管道16通过杆17由前壁15支撑。
另外参照图2，该管道16连接到斜槽18，通过斜槽18预定剂量的咖啡研磨粉由于重力从传统的振动研磨-配量装置19落入波塔过滤器21的篮20内，波塔过滤器21配备有位于管道16的排出口23处的传统的操作手柄22。
现在参照图1和图2，在开口7处，本发明的设备包括在图1中整体表示为24的支撑件，根据第一实施方式，支撑件24包括以并排间隔关系配置的壁25和26，壁25和26之间形成有间隙27。
板28放置在设备的基部处，以收集可能经常落入波塔过滤器21内的咖啡。
安装到支撑件29的叉状元件具有叉尖30和31，其中支撑件29转而通过螺钉29a连接到框架的壁15。
如图3所示，叉状元件的所述叉尖30和31使用槽和紧固螺钉以可调节高度的方式分别支撑支撑件24的壁25和26，该槽和紧固螺钉诸如图1、图2和图3中附图标记为32和33的那些槽和紧固螺钉。
因此，支撑件24可以调节相对于框架的壁15的竖直位置。
波塔过滤器21还构造有第一就位位置A，如图2所示，在就位位置A中，对应的篮20位于管道16的排出口23处并且准备接收预定剂量的咖啡研磨粉。
支撑件24还可以被构造成为波塔过滤器21限定第二就位位置B，如图1所示，使得波塔过滤器位于装置12处，装置12用于压缩当波塔过滤器处于管道16下方的第一就位位置A时篮20中接收的一定剂量的咖啡研磨粉。
波塔过滤器21的从发生一定剂量的咖啡研磨粉的填充的第一就位位置A到执行该剂量的压缩的第二就位位置B的移位由操作者(即咖啡师)通过简单地使波塔过滤器21在支撑件24上在第一和第二就位位置之间滑动来手动地进行，第一和第二就位位置被构造为在沿垂直于框架的壁15的方向上延伸的一个水平面上成彼此对齐关系。
为了较容易地定位波塔过滤器21，就位位置A和B能够通过诸如形成于支撑件24的表面上的、使波塔过滤器21能滑动的凸台的机械基台优选地标识，该机械基台未在附图中示出，因为它们不是传统的。
参照图4、图5、图6和图7，安装到臂14的端13的加压装置12包括具有对应的轴35的研杵34。
轴35在筒状外壳36中竖直延伸，外壳36具有形成于其壁的缝37，缝37的至少一段以螺旋凸轮轮廓38延伸。如下面进一步说明的，辊39以具有凸轮从动件的功能的方式滑动地接合在所述缝37中。
轴35包括盘40，盘40刚性地结合到轴35并如下面进一步解释地被设计成在波塔过滤器中的一定剂量的咖啡研磨粉的压缩期间轴向地抵靠外壳36的面对端。
特别地参照图6，加压装置12还包括弹簧41，弹簧41与轴35的位于外壳36内的部分35a同轴地安装并且在筒状外壳36的底壁42和配合在轴35的部分35a上的环形基台构件43之间延伸。
轴35的端部35b在插入垫圈45的状态下通过轴向螺钉44安装到作为臂14的安装有加压装置12的端13的一部分的筒状体46。
前述筒状体46安装有作为筒状外壳的螺旋缝37的凸轮从动件的辊39，辊39横向于筒状体46的竖直轴线。
如图6所示，前轴承47以允许轴35及其研杵34绕着它们的纵轴线进行角运动的方式置于环形基台构件43和筒状体46之间。
当研杵34接触波塔过滤器21的篮20所填充的一定剂量咖啡研磨粉的表面时，该角运动作为加压期间给予研杵34的、作为辊39与筒状外壳36上的窗口37的螺旋轮廓38接合的结果的轴向移位的结果而产生。
特别地参照图4和图5，应注意在端部13处连接有加压装置12的臂14由横杆48保持，横杆48安装到能够相对于作为设备的内部框架的一部分的基座51竖直移位的支撑框架49、50。
杆48的使加压装置12朝向以及远离波塔过滤器的篮20中的一定剂量的咖啡研磨粉地移动从而允许发生加压的运动借助于由放置在基座51上的竖直柱53携带的齿条52以及与齿条52接合并由电动马达55驱动的小齿轮(pinion)54而获得，其中电动马达55安装到刚性联接到框架50的框架56。
刚性地结合到杆48并能够在刚性地联结到框架50的板59中形成的孔58内滑动的棒57在竖直移动时有助于维持杆48的水平定向。
参照图8、图9和图10，现在将说明支撑件24的第二实施方式，其中用于定位波塔过滤器21的第一就位位置A和第二就位位置B以彼此叠置并竖直地间隔开的关系被构造于各自的水平面上。
根据该实施方式，支撑件24包括侧壁60和61以及具有叉尖63和64的叉状元件62，其中侧壁60和61以悬臂方式安装到设备的内部框架的壁15。
叉状元件62借助于用于竖直位置调节的螺钉65也以悬壁方式安装到设备的内部框架的壁15，使得管道16的开口23下方的正确位置能够被找到以用于波塔过滤器21的适当定位。
因此，叉尖63和64限定用于使波塔过滤器21的篮20填充一定剂量的咖啡研磨粉的就位位置A，波塔过滤器为此目的如图8所示地被放置在叉尖63和64上。
根据支撑件24的第二实施方式，加压一定剂量咖啡研磨粉的第二就位位置(也就是就位位置B)通过在壁60和61的顶侧形成于所述壁60和61的面对内侧的引导件66和67构造。
波塔过滤器21被手动定位在66和67中并且一定剂量的咖啡研磨粉随后通过朝向或远离咖啡研磨粉地移动加压装置12而被加压。
因此，根据上述的实施方式，所述第二就位位置B被构造在不同于被设计为用于填充波塔过滤器21的篮20的就位位置A所用的、相对于位置B所用的水平面竖直移位的水平面。
在支撑件24的两个实施方式中，构造于支撑件24上的就位位置A和B打算配备传感器SA和SB，传感器SA和SB检测波塔过滤器在给定位置的存在以及波塔过滤器在空间中的适当定向。
优选而非限制性地，这些传感器被放置于设备1的内部框架的竖直壁15。
另外，这些传感器可以并入如下功能：读取波塔过滤器上的特定编码，允许传感器将给出的命令导出到用于分配一定剂量的咖啡研磨粉的构件并确定就位位置B中的加压操作以及一旦达到例如通过读取和解码能量吸收信号的目标压缩值就通过用于使压缩装置12相对于一定剂量的咖啡研磨粉移动的构件停止加压操作。
在波塔过滤器支撑件的第一和第二实施方式两者中，设备的操作从以上设备的说明是不言而喻的。
在两个实施方式中，一旦波塔过滤器21已经被放置在第一就位位置A中，该就位位置的如上所述的传感器指示波塔过滤器的存在并且经由传统的CPU通过作用于指定的致动器部件命令填充预定目标剂量的咖啡研磨粉。
一旦该剂量的填充终止，由操作者(即咖啡师)把波塔过滤器从就位位置A移动到就位位置B，在就位位置B处，对应的传感器检测到波塔过滤器的存在并确定装置12已经移离波塔过滤器21的篮20中的一定剂量的咖啡研磨粉。
当研杵34接触一定剂量的咖啡研磨粉的自由表面并由于小齿轮54在齿条52上的转动而仍然下降时，咖啡粉被轴向地压缩，并且位于筒状体46保持的辊39与外壳36中的螺旋轮廓38之间的凸轮联接也造成研杵的优选地但不限于通过45°的角位移时研杵绕着研杵的轴35的轴线转动。
当设备的CPU检测到给定的电流吸收时，通过用于致动加压装置12的马达构件使一定剂量的咖啡研磨粉的压缩停止，该吸收对应于由加压装置12对过滤器手柄内的一定剂量的咖啡的表面施加的所达到的例如20Kgf的给定力。
显然，设备的CPU能够存储多种电流吸收值，多种电流吸收值对应于取决于所使用的咖啡类型、操作者(即咖啡师)的最喜欢的烹饪法或者波塔过滤器的类型而在一定剂量的咖啡中获得的多种加压值。
当压缩操作已经终止时，波塔过滤器准备安装到浓缩咖啡机的被设计成用于送出饮料的分配器单元。
因此，本发明的设备在单一设备内满足了以下两个目的：对波塔过滤器的篮填充量值能够有效地一致的预定剂量的咖啡研磨粉以及执行预定的加压操作。
本发明容许变化的实施方式，在不脱离所附的权利要求的范围的情况下，本发明的实施方式可以是除了前述说明中清楚地提及的实施方式以外的实施方式。

Claims (12)

1.一种设备，其用于对浓缩咖啡机的波塔过滤器(21)的篮(20)填充预定剂量的咖啡研磨粉并且用于在所述波塔过滤器内加压所述咖啡研磨粉，其特征在于，所述设备包括：具有前壁(15)的框架(51)；用于支撑波塔过滤器(21)的支撑装置(24)，所述支撑装置突出于所述壁(15)，并且波塔过滤器(21)放置于所述支撑装置；第一就位位置(A)，其被构造在所述支撑装置上，在所述第一就位位置中，所述波塔过滤器(21)被放置成用于将预定剂量的咖啡研磨粉填充到所述波塔过滤器(21)的篮(20)中；管道(16)，其开口(23)面对构造在支撑装置上的所述第一就位位置(A)；分配装置(19)，其用于分配咖啡研磨粉并且使预定剂量的咖啡研磨粉通过所述管道(16)到达波塔过滤器的篮(20)；第二就位位置(B)，其被构造在所述支撑装置(24)上，所述波塔过滤器(21)在篮(20)填充有预定剂量的咖啡研磨粉的状态下根据所述波塔过滤器从所述第一就位位置(A)的位移而定位在所述第二就位位置中；加压装置(12)，其用于加压咖啡研磨粉；机械部件(13,14,48)，其用于从所述框架(51)以悬臂方式将所述加压装置支撑为在所述第二就位位置(B)上方处于竖直对齐位置；以及马达部件(52,54,55)，其用于将所述加压装置朝向和远离容纳于波塔过滤器的篮(20)中的一定剂量的咖啡研磨粉地移动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，支撑装置(24)上的用于定位波塔过滤器(21)的所述第一就位位置(A)和所述第二就位位置(B)被构造成在共同的水平面上成对齐关系并且能够通过基台标识，所述对齐垂直于框架的所述前壁(15)地延伸。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，支撑装置上的用于定位波塔过滤器(21)的所述第一就位位置(A)和所述第二就位位置(B)被构造于一个位于另一个之上并且彼此竖直间隔开的各自的水平面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述框架的所述前壁(15)包括至少一个传感器(SA)，所述传感器(SA)适用于当所述波塔过滤器(21)处于支撑装置(24)的所述第一就位位置(A)时检测所述波塔过滤器(21)的存在和/或所述波塔过滤器(21)的类型。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述框架的所述前壁(15)还包括适用于当所述波塔过滤器(21)处于支撑装置(24)的所述第二就位位置(B)时检测所述波塔过滤器(21)的存在的传感器(SB)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述框架包括监视-控制面板(11)，所述监视-控制面板(11)连接到所述传感器(SA，SB)、用于分配咖啡研磨粉的分配装置(19)以及用于驱动所述加压装置(12)的马达部件(55)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，用于支撑波塔过滤器(21)的所述支撑装置(24)包括机械部件(32,33,65)，所述机械部件(32,33,65)用于调整从所述前壁(15)突出的所述支撑装置(24)在框架的所述前壁(15)上的位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，通过壳体(36)以在波塔过滤器(21)的所述第二就位位置(B)的上方处于竖直对齐位置的方式支撑所述加压装置(12)，其中通过突出于框架(51)的所述前壁(15)的臂(14,48)以悬臂方式支撑所述壳体(36)，所述臂(14,48)通过具有齿条(52)的柱(53)和小齿轮(54)由所述框架(51)支撑，引导构件(57,58)被设置为用于所述臂(14,48)的朝向和远离波塔过滤器(21)的所述第二就位位置(B)的相互竖直直线位移。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，用于加压波塔过滤器(21)的篮(20)中的所述预定剂量的咖啡研磨粉的所述加压装置(12)包括呈研杵(34)的形式的加压构件，所述加压构件的杆(35)滑动地安装在由所述臂(14,48)以悬臂方式支撑的所述壳体(36)内，所述杆(35)在抵抗弹性部件(41)的状态下与凸轮机构(38,39)接合，所述凸轮机构具有包括至少一个螺旋部分的轮廓(38)，当所述加压装置(12)朝向和远离波塔过滤器(21)的篮(20)中的咖啡研磨粉的表面地移动从而对咖啡研磨粉加压时，作为杆(35)和壳体(36)的轴向位移的结果，所述至少一个螺旋部分使研杵(34)在两个方向上进行角位移。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，研杵的所述角位移是45°位移。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，当通过被设计成操作所述加压装置(12)的所述马达构件而达到给定的电流吸收值时，一定剂量的咖啡研磨粉的加压停止，所述吸收由设备的CPU检测。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述CPU包括存储于其中的多个电流吸收阈值，如被设计成操作所述加压装置(12)的构件所确定的，所述多个值中的各值均对应于施加到波塔过滤器中的一定剂量的咖啡研磨粉的范围为15kgf到25kgf的相应的压力值。
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