CN113811233A - 具有改进的配料系统的咖啡研磨机器以及相关方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种咖啡研磨机器，所述机器包括基于用于研磨咖啡豆的第一研磨参数彼此协作的第一研磨件和第二研磨件，从而在第一研磨周期期间获得第一剂量的研磨咖啡，其中咖啡研磨机器还包括称重装置，该称重装置构造成基本上在所述第一研磨周期结束时测量所述第一剂量的咖啡的重量，其中在所述第一研磨周期结束时测量的所述第一剂量的所述重量测量值用于设定第二剂量的第二研磨参数，第二剂量在第一剂量之后在第二研磨周期期间研磨。咖啡研磨机器构造成在所述第二研磨周期期间以不依赖于所述第二剂量的实际重量测量值的方式中断所述第二剂量的研磨。

Description

具有改进的配料系统的咖啡研磨机器以及相关方法
技术领域
本发明涉及一种用于研磨咖啡豆的机器。用于研磨咖啡豆的机器可以是单独的机器或者可以并入用于生产基于咖啡的饮料的机器中。这种用于研磨咖啡豆的机器也简称为“咖啡研磨机器”、“咖啡研磨机”或“磨粉机”。
背景技术
众所周知，为了制备浓缩咖啡，使用一定量的研磨咖啡，通常称为“剂量”。将成剂量的研磨咖啡装入过滤器中，该过滤器通常呈杯状，其顶部开口且底部带有微孔。通常成剂量的咖啡被压入过滤器内以形成咖啡粉的饼。过滤器又由构造成可拆卸地接合在浓缩咖啡机器的分配单元内部的手柄(portafilter)支撑。浓缩咖啡是通过将热水在压力下通过咖啡粉饼而获得的。
咖啡的剂量通常依据重量确定，通常以克为单位。在酒吧的实际运行过程中，咖啡师通常在可能的情况下尝试始终用相同量(重量)的咖啡(例如14克)填充手柄。
咖啡粉是用咖啡研磨机器获得的。在已知的咖啡研磨机器中，通过使咖啡豆经过研磨构件而研磨咖啡豆。扁平、锥形或圆柱形类型的研磨构件是已知的。通常，咖啡研磨机器的研磨构件包括静止构件和相对于静止构件旋转的构件。例如，在带有锥形研磨件的咖啡研磨机器中，一个研磨件是固定不动和静止的，而另一个研磨件则由马达旋转。一些咖啡研磨机器能够改变研磨件之间的距离，以改变咖啡粉的颗粒大小。
已知有多种配料装置，这些配料装置基本上可以分类为限定咖啡豆剂量(在咖啡豆被研磨之前)的配料装置和限定咖啡粉剂量的装置。特别地，第二类型的装置可以执行基于时间的配料、基于转数的配料、基于体积的配料和基于咖啡粉的重量/质量的配料。
WO 2012/138327 A1描述了一种用于研磨和配料咖啡豆的方法和设备，具有自动和连续的剂量校准。
发明内容
基于时间的配料装置被认为是不精确的，因为咖啡研磨机器不控制研磨咖啡粉的剂量，而只控制研磨时间。最多，基于时间的测量装置被认为能够产生基本恒定(可重复)的剂量。在咖啡研磨机器能够提供高度可重复的剂量的情况下，可以将每个研磨时间与使用系统外部的秤确定的相应的剂量相关联。例如，可以推断出结论，咖啡研磨机器在5秒内供应14克咖啡粉。
因此对研磨咖啡的剂量的估计是间接的。事实上，咖啡研磨机器控制时间，并且假设恒定剂量对应于恒定时间(和固定设定)。显然，当咖啡的种类、颗粒大小和环境条件发生变化时，时间和剂量之间的关系也会发生变化。
基于转数的配料也构成剂量的间接估计。本质上，研磨构件不是旋转设定的时间，而是执行可以设定的转数。咖啡研磨机器控制转数，并且假定恒定剂量对应于恒定转数(和固定设定)。显然，当咖啡的种类、颗粒大小和环境条件发生变化时，转数和剂量之间的关系也会发生变化。
在基于体积的配料系统中，咖啡研磨机器能够测量生产的研磨咖啡的体积。同样在这种情况下，咖啡师需要借助于反复试验来确定研磨咖啡的重量和体积之间的关系。
基于重量的配料系统是直接系统。本质上，成组的连接到咖啡研磨机器的秤会在供应咖啡粉时实时称重咖啡粉，并且在咖啡粉达到期望重量时中断配料。在某些机器中，当人们接近达到研磨咖啡的期望重量时，咖啡研磨机器会减慢速度以便以尽可能最精确的方式达到剂量。
申请人已经定义了改进的已知的基于重量的配料系统的目标。
特别地，申请人已经注意到，上述的已知的基于重量的配料系统很慢，因为咖啡研磨机器的马达不能在整个研磨过程中以恒定速度旋转，而是在研磨过程的最后阶段期间减慢速度以便以尽可能最精确的方式实现剂量的重量。
此外，已知的基于重量的配料系统在研磨过程的整个持续时间内都非常敏感。咖啡师在研磨期间可能不经意地碰撞秤的情况经常发生。这种意外碰撞会产生不正确的重量信号，所述不正确的重量信号会在达到期望重量之前中断研磨或延长研磨超过设定时间。在第一种情况下剂量的体积更小，而在第二种情况下剂量要大得多。如果咖啡师没有意识到剂量的重量已被不经意地更改，将会制备错误剂量(更少量的研磨咖啡或更多量的研磨咖啡)的浓缩咖啡，导致饮料与使用正确剂量获得的饮料不同。如果咖啡师发现错误，则必须手动调整剂量或丢弃不正确的剂量并重复研磨。
此外，由于秤的上述敏感本质，咖啡师在研磨期间不能移动手柄。相反，许多咖啡师为了在手柄内“混合”研磨咖啡倾向于在研磨期间移动手柄。
申请人已经定义了提供一种咖啡研磨机器的目的，该咖啡研磨机器构造成与已知系统相比以有效、快速和稳定的方式提供成剂量的咖啡粉。
根据本发明，提供了一种用于仅在研磨周期结束时称重研磨咖啡的剂量的称重装置。测量的重量值用于编程下一个剂量。
优选地，以研磨构件的恒定旋转速度进行研磨。
研磨是通过保持恒定的转数或替代地恒定的研磨时间来进行的。
根据第一方面，提供了一种包括第一研磨件和第二研磨件的咖啡研磨机器。
其中，第一研磨件和第二研磨件中至少有一个是可以移动的，
其中，所述第一研磨件和第二研磨件基于第一研磨参数(例如特定转数或特定研磨时间)彼此协作以研磨咖啡豆，从而在第一研磨周期期间获得研磨咖啡的第一剂量，
其中，所述咖啡研磨机器包括马达，所述马达构造成相对于第一研磨件旋转所述第二研磨件，
其中，所述咖啡研磨机器还包括称重装置，所述称重装置构造成基本上在所述第一研磨周期结束时测量所述第一剂量的咖啡的重量。
其中，在所述第一研磨周期结束时测量的所述第一剂量的所述重量测量值被用于设定用于研磨第二剂量的第二参数，所述第二剂量在第一剂量之后在第二研磨周期期间被研磨，并且
其中，所述咖啡研磨机器构造成在所述第二研磨周期期间以不依赖于所述第二剂量的实际重量测量值的方式中断所述第二剂量的研磨。
第一研磨参数可以是马达的特定转数和/或特定研磨时间。有利地，当达到第二剂量的特定(设定)重量时咖啡研磨机器不中断第二剂量的研磨，而仅取决于已设定的第二研磨参数。基本上在第二研磨周期结束时测量第二剂量的重量以设定用于研磨第三剂量的第三参数，所述第三剂量在第二剂量之后在第三研磨周期期间研磨。
其中一个优点是所需的处理比已知机器中的处理要少，因为剂量的重量不是连续测量的，也不是连续地与期望重量进行比较，而是仅在剂量已被研磨并且研磨件处于停止状态时才进行比较。精度也更好，因为在其他已知机器中当达到的重量等于设定的重量时研磨被中断，而没有考虑到在任何情况下通常在紧接在停止马达之前一些研磨粉末仍然会立即落下。
优选地，马达构造成以基本恒定的速度旋转所述第二研磨件。
根据实施例，第二研磨参数是用于执行所述第二剂量的研磨所需的马达的转数。因此，第二剂量的研磨在设定的转数之后中断，所述设定的转数又取决于在第一研磨过程结束时的第一剂量的测量重量。
根据实施例，第二研磨参数是用于执行所述第二剂量的研磨所需的研磨时间。因此，第二剂量的研磨在设定的时间之后中断，所述设定的时间又取决于在第一研磨过程结束时的第一剂量的测量重量。
所述咖啡研磨机器还可以包括用于控制马达的旋转速度的变频装置。
所述咖啡研磨机器还可以包括角位置换能器，所述角位置换能器与电马达相关联以用于测量电马达的旋转速度。
根据实施例，称重装置与所述咖啡研磨机器的机身分开。
根据实施例，提供了一种用于在至少第一研磨件和第二研磨件之间研磨咖啡豆的方法，其中第一研磨件和第二研磨件中的至少一个是可移动的，其中所述第一研磨件和第二研磨件彼此协作以研磨咖啡豆，因此在第一研磨周期期间获得第一剂量的研磨咖啡，所述方法包括：
以第一研磨参数相对于第一研磨件旋转所述第二研磨件，
基本上在所述第一研磨周期结束时测量所述第一剂量的咖啡的重量，
基于在所述第一研磨周期结束时测量的所述第一剂量的所述重量测量值，设定第二剂量的第二研磨参数，所述第二剂量在第一剂量之后在第二研磨周期期间被研磨，并且
以不依赖于所述第二剂量的实际重量测量值的方式在所述第二研磨周期期间中断所述第二剂量的研磨。
根据实施例，使研磨件中的至少一个研磨件相对于另一研磨件移动的步骤包括以基本恒定的速度旋转第二研磨件的步骤。
第二研磨参数可以是特定的研磨转数。在这种情况下，第二研磨件旋转与所述第一剂量的咖啡的重量相关的转数。
第二研磨参数可以是时间。在这种情况下，第二研磨件旋转与所述第一剂量的咖啡的重量相关的时间。
附图说明
现在通过非限制性示例提供将参考附图中进行阅读的本发明的详细描述，其中：
-图1是根据本发明的实施例的咖啡研磨机器的某些部件的图；
-图2是总结了根据本发明的实施例的方法的主要步骤的流程图；并且，
-图3是表示图2所示的实施例的替代方案的流程图。
具体实施方式
图1仅作为示例示出了根据本发明的实施例的咖啡研磨机器。为了简单起见，仅描述与本发明的目的相关的机器部件。其他不相关的部件将不再详细描述。所描述的机器包括平坦的研磨件，但本发明也适用于具有其他类型研磨件的机器，例如锥形或圆柱形研磨件。
机器10包括具有用于待研磨的咖啡的上部入口IN的研磨室12、第一研磨件14A和与第一研磨件14A协作的第二研磨件14B以及接收来自研磨件14A和研磨件14B的研磨咖啡并将其输送以便收集和使用的出口输送器16。例如，如图1所示，研磨的咖啡可以被朝向由任何已知类型的手柄20支撑的过滤器91输送。
根据图1的实施例，第一研磨件14A是静止的研磨件，而第二研磨件14B是可移动的，例如可旋转的。
咖啡研磨机器包括用于旋转第二研磨件14B的电马达30。在实施例中，马达可以是通用的，DC、AC、单相、三相、无刷、BLDC、步进式或类似马达。
优选地，咖啡研磨机器还包括用于控制转速的变频装置40。例如，该变频装置包括变频器。该变频装置40能够改变研磨速度以允许以第一速度或第二速度进行均匀研磨。
根据实施例，咖啡研磨机器还包括角位置换能器(例如编码器50)，所述角位置换能器与电马达相关联以用于以精确的方式测量马达30的转速。
根据本发明，咖啡研磨机器10还包括用于测量成剂量的咖啡粉的重量(或质量)的称重装置60。根据实施例，称重装置构造成对过滤器21内的咖啡粉的剂量进行称重。优选地，称重装置60构造成对布置在手柄20中的过滤器21内的咖啡粉的剂量进行称重。
根据本发明，咖啡研磨机器10还包括处理器70和存储器71，所述存储器优选地位于在电子板72等上。
根据本发明，咖啡研磨机器10还包括用户界面80，进而优选地包括显示和选择装置，例如一个或多个按钮。优选地，用户界面80被(直接或间接)连接到处理器70。
现在参考图2，现在将描述用于获得成剂量的咖啡的改进方法。
作为第一步骤(101)，设定期望的咖啡剂量。通常，期望剂量以重量单位表示，例如克。期望剂量的设定可以由咖啡师通过按下与期望剂量相对应的按钮来执行，或者可以由咖啡师通过键入与期望重量对应的数字来执行，或者可以通过按下特殊按钮来增加或降低设定直到达到期望剂量的重量值。设定操作也可以通过语音命令或其他任何方式进行。在实施例中，期望剂量的设定可以借助于连接到咖啡研磨机器的单独装置来执行。例如，借助于属于咖啡师或咖啡师必须为其准备浓缩咖啡的人的平板电脑或智能手机。
仅作为示例并且仅出于为本描述提供语境的目的，设定剂量可以是14g。
设定剂量后，启动咖啡研磨机器10。
显然，在启动咖啡研磨机器之前，在内部收集通过研磨得到的咖啡粉的过滤器21定位在用于研磨咖啡的出口的下方。优选地，过滤器21放置在手柄20内部。优选地手柄和过滤器由称重装置60适当地支撑。优选地设想称重装置60能够计算手柄20和空过滤器的重量(自重)并将测量值归零，使得称重装置60可以更容易地测量成剂量的研磨咖啡的重量。
根据第一实施例，机器10被编程为以恒定的转数进行研磨(步骤102)。即，研磨件总是以相同的量旋转。归因于上述速度传感器50这是可能的。
在与剂量的设定重量相对应的预定的转数结束时，马达30停止并且研磨停止。
一旦研磨已经终止，称重装置60称量研磨咖啡的剂量(步骤103)。研磨咖啡的称重仅在研磨结束时进行。在任何情况下，根据本发明，即使称重装置在研磨期间连续或不连续地对研磨咖啡进行称重，也将不会考虑研磨结束前研磨咖啡的重量值。
根据本发明，咖啡研磨机器构造成将获得的剂量的重量与设定剂量的重量进行比较(步骤104)。
如果获得的研磨咖啡的剂量的重量等于研磨咖啡的设定重量(加上或减去被认为可接受的误差幅度)，则将通过保持转数不变来获得下一剂量(步骤110)。即，如果咖啡师希望获得与刚刚研磨的剂量相同的下一剂量，她的/她将保持转数不变。如果咖啡师希望有更大或更小的剂量，将根据与刚获得的剂量相对应的转数来调整转数。显然，在每次研磨操作结束时，必须再次测量获得的剂量的重量(步骤103)并再次与期望剂量的重量进行比较(步骤104)。
如果获得的研磨咖啡的剂量的重量大于研磨咖啡的设定剂量(120)，则将通过适当地减少转数来获得下一剂量(步骤121)。优选地，在每次研磨操作结束时，必须再次测量获得的剂量的重量(步骤103)，并且再次与期望剂量的重量进行比较(104)。
如果获得的研磨咖啡的剂量的重量小于研磨咖啡的设定剂量的重量(130)，则将通过适当地增加转数来获得下一剂量(步骤131)。优选地，在每个研磨步骤结束时，必须再次测量获得的剂量的重量(步骤103)，并且再次与期望剂量的重量进行比较(104)。
在任何情况下，研磨结束时的一次剂量的重量用于设定用于获得下一剂量的转数。每次研磨操作后机器都会连续地检查重量并且修正转数。
与已知咖啡研磨机器中出现的情况不同，一次剂量的重量不用于停止研磨过程，而是用于获得具有与设定剂量相对应的重量的后续剂量。
优选地，咖啡研磨机器包括具有剂量的重量和转数之间的关系的存储器。举例来说，存储器可以包含如下表1所示的信息。
表1
Figure BDA0003242482340000081
Figure BDA0003242482340000091
如果咖啡研磨机器关闭，则在下次启动期间咖啡研磨机器将从最近一次使用的值开始(例如，如果设定的剂量为14克，则为7.00转)。
图3示出了说明图2所示方法的替代方法的流程图。与图2所示方法(基于剂量的重量和转数之间的关系)不同，根据图3的方法基于剂量的重量与研磨时间之间的关系。
可以如参考图2详细描述的那样进行剂量的设定。
如步骤202所指示，根据第二实施例，机器被编程为研磨恒定时间段。即，研磨件旋转与剂量的默认重量相对应的预定时间。优选地，提供定时器，所述定时器优选地与板70相关联。
在与剂量的设定重量相对应的预定时间结束时，马达30停止并且研磨停止。
一旦研磨已经终止，称重装置60就对研磨咖啡的剂量进行称重(步骤203)。研磨咖啡的称重仅在研磨结束时进行。在任何情况下，根据本发明，即使称重装置在研磨期间连续或不连续地对研磨咖啡进行称重，也将不会考虑研磨结束前研磨咖啡的重量值。
根据本发明，咖啡研磨机器构造成将获得的剂量的重量与设定剂量的重量进行比较(步骤204)。
如果获得的研磨咖啡的剂量的重量等于研磨咖啡的设定重量(加上或减去被认为可接受的误差幅度)，则将通过保持研磨时间不变来获得下一剂量(步骤210)。即，如果咖啡师希望获得与刚刚研磨的剂量相同的下一剂量(加上或减去被认为可接受的误差幅度)，转数将保持不变。如果咖啡师希望具有更大或更小的剂量，将根据与刚获得的剂量相对应的研磨时间来改变研磨时间。显然，在每次研磨操作结束时，必须再次测量获得的剂量的重量(步骤203)，并且再次与期望剂量的重量进行比较(204)。
如果获得的研磨咖啡的剂量的重量大于研磨咖啡的设定剂量的重量(220)，则将通过适当地减少时间来获得下一剂量(步骤221)。优选地，在每次研磨步骤结束时，必须再次测量获得的剂量的重量(步骤203)，并且再次与期望剂量的重量进行比较(步骤204)。
如果获得的研磨咖啡的剂量的重量小于研磨咖啡的设定剂量的重量(230)，则通过适当地增加时间来获得下一剂量(步骤231)。优选地，在每个研磨步骤结束时，必须再次测量获得的剂量的重量(步骤203)，并且再次与期望剂量的重量进行比较(204)。
在任何情况下，研磨结束时的一次剂量的重量用于设定用于获得下一剂量的时间。每次研磨操作后机器会连续地检查重量并且修正时间。
与已知咖啡研磨机器中出现的情况不同，一次剂量的重量不用于停止研磨过程，而是用于获得具有与设定剂量相对应的重量的后续剂量。
优选地，咖啡研磨机器包括具有剂量的重量和时间之间关系的存储器。举例来说，存储器可以包含如下表2所示的信息。
表2
Figure BDA0003242482340000101
Figure BDA0003242482340000111
与具有基于重量配料的咖啡研磨机器(其放慢速度以便以精确方式获得剂量)相比，因为不必放慢速度所以根据本发明的机器更快。
根据本发明的咖啡研磨机器也对干扰不太敏感。例如，研磨14g的部分需要大约5秒。在此期间，柜台、咖啡研磨机器或手柄通常不得受到敲击或撞击或受到振动。根据本发明，称重时间减少到只有两个时刻：用于获得自重的初始时刻和最终时刻。因此，系统暴露于干扰的外部压力的时间更短。
为根据本发明的机器提供更大程度可靠性的另一要素在于事实上每个单独的研磨步骤由转数(或者，如果合适的话，时间)而不是由重量决定。因此，如果在那个短暂的称重瞬间期间产生干扰，剂量不会受到影响。
对干扰的敏感性降低还导致操作实践更符合当前使用。事实上，咖啡师通常的做法是在研磨期间移动手柄以分配粉末。使用传统系统无法执行此操作，因为它会改变重量。相反之下，在所提出的系统中，除了研磨开始时的瞬间和研磨结束时的瞬间之外，咖啡师可以根据需要移动手柄。
从以上描述可以清楚地看出，本发明没有增加咖啡研磨机的剂量的可重复性。它实际上是一种解决方案，它允许咖啡研磨机器维持“恒定”剂量(按重量)，即使颗粒大小、会改变咖啡豆的行为的环境条件、使用机器的频率、咖啡类型或研磨件的转速发生变化。
咖啡师能够更轻松地执行设定咖啡研磨机器的操作。咖啡师必须仅处理调整颗粒大小而不是研磨咖啡的数量。

Claims (11)

1.一种咖啡研磨机器(10)，包括第一研磨件(14A)和第二研磨件(14B)，
其中，第一研磨件和第二研磨件(14A、14B)中的至少一个研磨件(14B)是可移动的，
其中，所述第一研磨件和第二研磨件(14A、14B)基于第一研磨参数彼此协作以研磨咖啡豆，从而在第一研磨周期期间获得第一剂量的研磨咖啡，
其中，所述咖啡研磨机器(10)包括马达(30)，所述马达构造成相对于第一研磨件(14A)旋转所述第二研磨件(14B)，
其中，所述咖啡研磨机器还包括称重装置(60)，所述称重装置构造成基本上在所述第一研磨周期结束时测量所述第一剂量的咖啡的重量，
其中，在所述第一研磨周期结束时测量的所述第一剂量的所述重量测量值用于设定第二剂量的第二研磨参数，所述第二剂量在第一剂量之后在第二研磨周期期间被研磨，并且
其中，所述咖啡研磨机器(10)构造成以不依赖于所述第二剂量的实际重量测量值的方式在所述第二研磨周期期间中断所述第二剂量的研磨。
2.根据权利要求1所述的咖啡研磨机器(10)，其中，所述马达(30)构造成以基本恒定的速度旋转所述第二研磨件(14B)。
3.根据权利要求1或2所述的咖啡研磨机器(10)，其中，所述第二研磨参数是用于执行所述第二剂量的研磨的马达(30)的转数。
4.根据权利要求1或2所述的咖啡研磨机器(10)，其中，所述第二研磨参数是用于执行所述第二剂量的研磨的研磨时间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡研磨机器(10)，还包括用于控制所述马达(30)的旋转速度的变频装置(40)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡研磨机器(10)，还包括角位置换能器(50)，所述角位置换能器与所述电马达(30)相关联以用于测量所述电马达(30)的转速。
7.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡研磨机器(10)，其中，所述称重装置(60)与所述咖啡研磨机器(10)的机体分离。
8.一种用于至少在第一研磨件(14A)和第二研磨件(14B)之间研磨咖啡豆的方法，其中第一研磨件和第二研磨件(14A、14B)中的至少一个研磨件(14B)是可移动的，其中，所述第一研磨件和第二研磨件(14A、14B)彼此协作以研磨咖啡豆，从而在第一研磨周期期间获得第一剂量的研磨咖啡，所述方法包括：
以第一研磨参数相对第一研磨件(14A)旋转所述第二研磨件(14B)，
基本上在所述第一研磨周期结束时测量所述第一剂量的咖啡的重量，
基于在所述第一研磨周期结束时测量的所述第一剂量的所述重量测量值，设定第二剂量的第二研磨参数，所述第二剂量在第一剂量之后在第二研磨周期期间被研磨，并且
在所述第二研磨周期期间以不依赖于所述第二剂量的实际重量测量值的方式中断所述第二剂量的研磨。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，使研磨件中的至少一个研磨件(14B)相对于另一个研磨件(14A)移动的步骤包括以基本上恒定的速度旋转所述第二研磨件(14B)的步骤。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述第二研磨参数是研磨转数，并且其中所述第二研磨件(14B)旋转与所述第一剂量的咖啡的重量相关的所述转数。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述第二研磨参数是时间，并且其中所述第二研磨件(14B)旋转与所述第一剂量的咖啡的重量相关的所述时间。
CN202080018252.0A 2019-02-05 2020-02-05 具有改进的配料系统的咖啡研磨机器以及相关方法 Pending CN113811233A (zh)

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