CN110740666B - 咖啡机以及用于控制咖啡机的咖啡研磨机的方法 - Google Patents

咖啡机以及用于控制咖啡机的咖啡研磨机的方法 Download PDF

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Abstract

一种咖啡机(1)至少包括控制单元(3)、用于供应注入水的泵(4)、用于加热注入水的锅炉(6)、注入单元(7)、咖啡研磨机(2)、用户界面装置(8)，该用户界面装置(8)至少包括用于饮料和/或咖啡粉剂量的选择器(9)，咖啡研磨机(2)依次包括用于咖啡豆的料斗(10)、旋转研磨器(11)和非旋转研磨器(12)、用于直接或间接地驱动旋转研磨器(11)相对旋转的马达(13)以及用于调节研磨器(11，12)之间的距离的装置，还提供了用于检测马达和/或旋转研磨器(11)的转数和/或速度的第一传感器(23)以及用于检测研磨器(11，12)之间的距离的第二传感器(22)，并且控制单元(3)存储用于计算正确剂量的咖啡粉的算法，该计算算法被构造成从选择器(9)接收所选择的咖啡粉的值以及从第二传感器(22)接收研磨器(11，12)之间的距离的值作为输入，以便自动生成马达(13)为获得正确剂量的咖啡粉而必须执行的总转数的值作为输出，控制单元(3)被构造成接收来自第一传感器(23)的马达(13)和/或旋转研磨器(11)的转数和/或速度的当前值作为输入，以便在达到总转数时产生用于停止马达(13)的停止信号。

Description

咖啡机以及用于控制咖啡机的咖啡研磨机的方法
技术领域
本发明涉及一种设置有咖啡研磨机的咖啡机以及用于控制该咖啡机的咖啡研磨机的方法。
背景技术
众所周知，在给定粒度下冲泡正确剂量的咖啡粉的定义取决于冲泡的基础，该冲泡可以正确地对应于用户在每种情况下所做的选择。
磨碎咖啡粉的最终粒度是确定最终结果时最重要的变量之一。
通过确定渗滤水的压降，从而确定泵输送的流量和锅炉的热性能，咖啡粉的最终粒度严重影响了渗滤的水力条件。
较细的研磨会导致更多地提取咖啡中所含的物质，从而产生具有大量咖啡油脂的更浓郁的饮料，而较粗的研磨则更适合于制备具有较少咖啡油脂的较少提取的咖啡。
粒度的选择通常由用户通过手动设置用于调节研磨器之间的间隙的环形螺母来定义。
由于许多参数的可变性，一方面取决于所用咖啡的类型，特别是批次、品牌、烘烤以及其水分含量，另一方面取决于咖啡研磨机，特别是研磨系统、磨合期结束时的机械调节、研磨器的磨损以及咖啡的添加量，很难根据用户的口味来定义给定粒度下的正确剂量的咖啡粉。
如今，一般来说，咖啡机的控制单元在获取待分配的饮料以及可能由用户选择的风味和/或研磨器的距离之后，以产生有时不精确的一定剂量的咖啡粉的方式定义研磨时间，结果是杯中产品的风味并不总是对应于使用者所选择的风味。
发明内容
因此，本发明的技术任务是提供一种咖啡机和一种控制所述咖啡机的咖啡研磨机的方法，其能够消除现有技术的上述技术缺陷。
在该技术任务的范围内，本发明的一个目的是提供一种控制咖啡机的咖啡研磨机的方法，该方法使得可以限定正确剂量的咖啡粉，从而使杯子中产品的感官特性对应于使用者实际选择的感官特性。
根据本发明，通过提供一种咖啡机来实现技术任务以及这些和其他目的，该咖啡机包括控制单元、用于提供注入水的泵、用于加热注入水的锅炉、注入单元、咖啡研磨机、用户界面装置，该用户界面装置至少包括饮料和/或咖啡粉剂量的选择器，所述咖啡研磨机依次包括用于咖啡豆的料斗、旋转研磨器和非旋转研磨器、用于驱动旋转研磨器的马达以及用于调节研磨器之间的距离的装置，其特征在于，该装置包括用于检测马达和/或旋转研磨器的转数和/或速度的第一传感器以及用于检测研磨器之间的距离的第二传感器，并且其特征在于所述控制单元存储用于计算正确剂量的咖啡的算法，所述计算算法被构造成接收来自选择器的所选择的咖啡粉的值和来自第二传感器的研磨器之间的距离的值作为输入，以便自动生成为获得正确剂量的咖啡粉而必须执行的总转数的值作为输出，所述控制单元被构造成接收来自第一传感器的马达和/或旋转研磨器的转数和/或速度的当前值作为输入，以便在达到所述总转数时产生用于停止马达的停止信号。
在本发明的优选实施方案中，提供了用于调节通过算法计算的所述总转数的精细手动调节装置。
在本发明的优选实施方案中，所述精细手动调节装置包括风味选择器，该风味选择器包括在所述界面装置中。
在本发明的优选实施方案中，提供了第三传感器，该第三传感器用于检测料斗中是否存在最小量的咖啡豆。
可预先设定注入参数和/或可提供用于调节注入参数的精细手动调节装置。
在本发明的优选实施方案中，所述注入参数包括锅炉温度和/或注入过程和/或其阶段的长度和/或注入流量。
在本发明的优选实施方案中，用于调节注入参数的所述精细手动调节装置包括选择器，该选择器包括在所述用户界面装置中。
本发明同样公开了一种用于控制咖啡机的咖啡研磨机的方法，其中所述咖啡机包括控制单元、用于供应注入水的泵、用于加热注入水的锅炉、注入单元、用户界面装置，该用户界面装置包括用于饮料和/或咖啡粉剂量的选择器，并且其中所述咖啡研磨机依次包括用于咖啡豆的料斗、旋转研磨器和非旋转研磨器、用于驱动旋转研磨器的马达以及用于调节研磨器之间的距离的装置，其特征在于控制单元执行研磨过程的操作如下：
-从选择器获取对咖啡粉剂量的选择；
-获取研磨器之间的距离的值；
-基于所获取的对咖啡粉剂量的选择和研磨器之间的距离的值，计算出在研磨过程期间马达(13)为获得正确剂量的咖啡粉必须执行的总转数；
-通过旋转驱动旋转研磨器来激活研磨过程；
-在研磨过程期间获取马达和/或旋转研磨器的转数和/或速度的当前值；并且
-在达到所述总转数时停止马达的旋转。
附图说明
从对咖啡机以及根据本发明的用于控制咖啡机的咖啡研磨机的方法的优选但非排他性实施方案的描述中，本发明的附加特征和优点将变得更加明显，实施方案通过非限制性示例的方式在附图中示出，其中：
图1示出了根据本发明的具有结合的咖啡研磨机的咖啡机的示意图；并且
图2更详细地示出了咖啡研磨机的可能结构。
具体实施方式
参考所引用的附图，示出了设置有咖啡研磨机2的咖啡机1。
除了咖啡研磨机2之外，咖啡机1以已知的方式包括与泵4连通的控制单元3(该泵4用于将连接在入口侧上的注入水供应到水箱5或直接到主供水系统)、用于加热注入水的锅炉6、注入单元7、以及用户界面装置8，该用户界面装置8至少包括用于饮料和/或咖啡粉剂量的选择器9。
用户界面装置8可包括不同性质的选择器；例如，选择器9可以是旋钮，也可以是机械或虚拟按钮，在后一种情况下是通过触摸屏技术创建的。
界面装置8通常定位在咖啡机的控制面板上。
下面纯粹以举例的方式描述了已知类型的咖啡研磨机2的构造。
咖啡研磨机2包括用于咖啡豆的料斗10，一对研磨器，用于驱动研磨器相对旋转的马达13，以及用于调节研磨器之间的距离的装置。
具体地讲，咖啡研磨机2包括旋转研磨器11和非旋转研磨器，它们相对于轴线14同轴并且限定间隙15，间隙15确定了进行研磨的粒度。
旋转研磨器11可通过马达13绕着轴线14旋转驱动，同时用于调节间隙5的合适的装置包括环形螺母16，该合适的装置与非旋转研磨器可操作地接合，以使其平行于轴线14平移，从而能够改变间隙15的宽度。
具体地讲，从支撑非旋转研磨器的接收器18的外周径向突出的齿17与沿着调节环形螺母16的内侧壁存在的凸轮轮廓19接合，凸轮轮廓19又具有与由传感器22的轴支撑的齿轮21啮合的外齿20，这使得能够计算间隙15的宽度。
研磨器中的一个研磨器，特别是旋转研磨器11，还具有离合器(未示出)，当在研磨器之间产生摩擦力矩时，该离合器使其与马达13脱离，从而阻止它们的往复旋转。
研磨器之间的相对旋转的阻塞可能是由于要研磨的咖啡中存在小石头、椰子皮和其他杂质引起的。
显然可以提供具有与刚刚描述的构造不同的构造的研磨器，并且其落入本发明的范围内。
有利的是，咖啡机1包括用于检测马达13和/或研磨器的转数和/或速度的第一传感器23以及用于检测研磨器之间的距离的第二传感器22。
第一传感器23优选地为能够在不直接接触的情况下执行测量的接近传感器。
第二传感器22继而可为电位传感器，其读取环形螺母16的角位置，或者可为激光传感器、引伸计、电容传感器、电位计、编码器等。
第一传感器23和第二传感器22与咖啡机1的控制单元3连通。
此外，咖啡机1的控制单元3存储用于计算正确剂量的咖啡粉的算法。
有利的是，计算算法被构造成从选择器9接收所选择的咖啡粉的值以及从第二传感器22接收研磨器之间的距离的值作为输入，以便自动生成马达13在研磨器之间的给定距离处为获得正确剂量的咖啡粉必须执行的总转数的值作为输出。
控制单元3还被构造成从第一传感器23接收马达13和/或旋转研磨器11的转数和/或速度的当前值作为输入，以便在达到所计算的总转数时产生用于停止马达13的停止信号。
转数是指例如以度和/或与角度值对应的脉冲数表示的角度空间参数。
基于转数来计算咖啡粉的剂量要比至今为止使用的基于时间来计算要精确得多，因为它不受马达13和/或研磨器的速度变化的影响，这可在研磨期间发生，例如因为研磨器之间的相对运动阻力的变化趋势和/或取决于咖啡机的安装位置的电源供电电压的变化。
有利的是，咖啡机1还包括精细手动调节装置，该装置用于调节通过算法计算出的总转数。
所述调节装置使得用户能够通过修改咖啡粉量(与算法计算出的量相比)来根据需要个性化风味。
精细手动调节装置包括例如设置在界面装置8中的风味选择器25。
有利的是，咖啡机1还包括第三传感器26，该第三传感器用于检测料斗10中是否存在最小量的咖啡豆。
当在料斗10中检测到存在不足以产生所选择的正确的咖啡粉剂量的咖啡豆时，第三传感器26与控制单元3连通以防止研磨。
注入参数尤其包括锅炉温度和/或注入(预注入和实际注入)过程和/或其阶段的持续时间，和/或在(预注入或实际注入)期间的压力和/或流量。
可以预先设置注入参数，但是有利地，咖啡机1还可具有用于调节注入参数的精细手动调节装置，例如再次由设置在界面装置8中的一个或多个选择器27组成。
研磨过程如下进行。
控制单元3从选择器9获取由用户做出的与所选择的饮料相关联的要研磨的咖啡剂量的选择，并且从第二传感器22获取研磨器之间的距离的值。
控制单元3将所选择的咖啡粉的值和研磨器之间的距离的值输入到计算算法中。
计算算法自动生成马达13为获得正确剂量的咖啡粉而必须执行的总转数的值作为输出。
此时，控制单元通过旋转驱动马达13来激活研磨过程，马达13继而旋转驱动研磨器。
当马达13旋转时，控制单元3从第一传感器23获取马达13和/或研磨器11的转数和/或速度的当前值。
如果直接获取转数，则控制单元3将当前转数与通过算法计算出的转数进行比较，并且在当前转数达到通过算法计算出的总转数时停止马达13的旋转。
另一方面，如果获取马达13或研磨器11的速度，则控制单元3在所获取的数据的时域中进行积分以从中得出当前转数，再次将其与通过算法计算出的转数进行比较，以便在当前转数达到通过算法计算出的总转数时停止马达13的旋转。
如此构思的咖啡机和控制结合在其中的咖啡研磨机的方法易于进行多种修改和变型，这些修改和变型均在本发明概念的范围内；此外，所有细节都可以用技术上等效的元件替换。
根据需求和技术现状，所使用的材料以及尺寸实际上可为任何类型。

Claims (6)

1.一种咖啡机(1)，所述咖啡机至少包括控制单元(3)、用于供应注入水的泵(4)、用于加热所述注入水的锅炉(6)、注入单元(7)、咖啡研磨机(2)、用户界面装置(8)，所述用户界面装置(8)至少包括用于饮料和/或咖啡粉剂量的剂量选择器(9)，所述咖啡研磨机(2)依次包括用于咖啡豆的料斗(10)、旋转研磨器(11)和非旋转研磨器()、用于驱动所述旋转研磨器(11)的马达(13)以及用于调节所述旋转研磨器(11)与所述非旋转研磨器之间的距离的装置，所述装置的特征在于包括用于检测所述马达和/或所述旋转研磨器(11)的转数和/或速度的第一传感器(23)以及用于检测所述旋转研磨器(11)与所述非旋转研磨器之间距离的第二传感器(22)，并且所述控制单元(3)存储用于计算正确剂量的咖啡粉的算法，所述算法被构造成从所述剂量选择器(9)接收所选择的咖啡粉的值以及从所述第二传感器(22)接收所述旋转研磨器(11)与所述非旋转研磨器之间的所述距离的值作为输入，以便自动生成所述马达(13)为获得所述正确剂量的咖啡粉而必须执行的总转数的值作为输出，所述控制单元(3)被构造成接收来自所述第一传感器(23)的所述马达(13)和/或所述旋转研磨器(11)的转数和/或速度的当前值作为输入，以便在达到所述总转数时产生用于停止所述马达(13)的停止信号，
其中所述咖啡机(1)包括通过所述算法计算出的总转数的精细手动调节装置，并且
所述精细手动调节装置包括风味选择器(25)，所述风味选择器被包括在所述用户界面装置(8)中。
2.根据权利要求1所述的咖啡机(1)，其特征在于，所述咖啡机包括用于检测所述料斗(10)中是否存在最小量咖啡豆的第三传感器(26)。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的咖啡机(1)，其特征在于注入参数是预先设定的。
4.根据权利要求3所述的咖啡机(1)，其特征在于，所述咖啡机包括用于调节所述注入参数的精细手动调节装置。
5.根据权利要求4所述的咖啡机(1)，其特征在于，用于调节所述注入参数的精细手动调节装置至少包括选择器，该选择器被包括在所述用户界面装置(8)中。
6.一种用于控制咖啡机(1)的咖啡研磨机(2)的方法，其中所述咖啡机(1)包括控制单元(3)、用于提供注入水的泵(4)、用于加热所述注入水的锅炉(6)、注入单元(7)、用户界面装置(8)，所述用户界面装置(8)至少包括用于饮料和/或咖啡粉剂量的剂量选择器(9)，并且其中所述咖啡研磨机(2)依次包括用于咖啡豆的料斗(10)、旋转研磨器(11)和非旋转研磨器()、用于驱动所述旋转研磨器(11)的马达(13)以及用于调节所述旋转研磨器(11)与所述非旋转研磨器之间的距离的装置，其特征在于所述控制单元(3)执行研磨循环的操作如下：
-从所述剂量选择器(9)获取对咖啡粉剂量的选择；
-获取所述旋转研磨器(11)与所述非旋转研磨器之间的距离的值；
-基于所获取的对所述咖啡粉剂量的选择和所述旋转研磨器(11)与所述非旋转研磨器之间的距离的所述值，计算出在所述研磨循环期间所述马达(13)为获得正确剂量的咖啡粉必须执行的总转数；
-通过旋转驱动所述旋转研磨器(11)来激活研磨过程；
-在所述研磨循环期间获取所述马达(13)和/或所述旋转研磨器(11)的转数和/或速度的当前值；并且
-在达到所述总转数时停止所述马达(13)的旋转。
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