用于饮料制备的机器

技术领域

本发明涉及一种用于冲泡饮料、通常是咖啡制备的机器，并且具体地涉及设有可移除地联接到机器的主体的过滤器保持器的机器。

背景技术

目前用于咖啡制备的专业咖啡机通常提供不同的手动操作。特别地，操作者手动地用粉末状咖啡填充过滤器保持器。接着，在已经压缩了粉末状咖啡之后，操作者通常通过将凸片插入相关的狭槽中并且通过相对于机器旋转过滤器保持器来将过滤器保持器附接到咖啡机。

这些操作需要一定的用户能力，尤其是实现良好压缩的咖啡。考虑到一天中例如由招待员多次执行的操作的频率，容易理解所生产的咖啡的质量如何可随着时间不是恒定的。

此外，用于不同饮料的原料需要在过滤器保持器内部不同的处理和压缩，因此增加了操作者的使用复杂性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于制备冲泡饮料的机器，其允许随着时间不断地获得并维持高质量的冲泡饮料。

本发明的另一目的是提供一种用于制备冲泡饮料的机器，其允许容易地适应不同类型饮料。

根据所附权利要求中的一项或多项，通过机器以及通过相关的使用方法来实现这些和其他目的。

特别地，本发明的一个方面涉及一种根据权利要求1所述的机器、相关的使用方法以及适于实现该方法的数据介质，而在从属权利要求中陈述了优选方面。

特别地，根据本发明的用于制备冲泡饮料的机器包括：机体；过滤器保持器，其被可移除地约束到机体；活塞，其被约束到机体。机体包括用于制备饮料的至少一种原料、优选为粉末的座部。机器还包括适于使过滤器保持器和活塞彼此相对运动的马达(即，以实现活塞与过滤器保持器之间的相对运动)，从而将活塞与在过滤器保持器中获得的座部联接，从而限定冲泡室，并且因此压缩原料。

因此，活塞与过滤器保持器之间的相对运动引起原料的预定的和可重复的压缩，从而不使机器的操作者受累，并且更一般地，在随后的分配循环中保证饮料的恒定质量。

根据本发明的一方面，机器包括控制单元，控制单元构造成能够直接或间接地从操作者接收要施加到原料的期望压力值，并且使活塞和过滤器保持器在彼此之间相对运动，直到原料上的活塞的压力值达到为止。术语“在原料上的活塞的压力”是指对它们执行的压缩。

因此，根据本发明的机器可以容易地将其自身适应于不同类型的饮料，例如浓缩咖啡、美式咖啡等等。操作者选择被定义为直接或间接的，因为操作者可以直接选择要施加到原料的压力值(即，数值)。替代地，操作者可以定量地指定要施加到原料的压力，例如“高”或“低”压。另外或可选地，操作者选择间接涉及选择要施加到原料的压力。例如，操作者可以选择连接在机器中的饮料的类型(例如，浓黑咖啡)，其中对应的压力值被施加到包含在过滤器保持器中的原料。压力或压缩也可以根据用于冲泡的水的温度而变化。

应指出的是，本文中和下文中定义的施加到原料“压力”和“力”替代地使用。实际上，这些定义是基本上等同的，因为两个值之间的差异是由在过滤器保持器中获得的座部部分的截面面积给出的恒定乘法因子。因此，确定要施加到原料的压力值相当于确定要施加在原料上的力值，反之亦然。

根据一方面，控制单元构造成能够直接或间接地从操作者接收要施加到原料的期望压力值，并且将压力值转换成马达的电吸收值。因此，控制单元操作马达以使活塞和过滤器保持器在彼此之间相对运动，直到达到所提及的电吸收值为止。

马达的电吸收的控制允许简单地将由操作者选择的压力/力施加在包含在过滤器保持器的座部中的原料上，以便以期望的方式压缩它们。

根据一方面，控制单元配置成除了根据由操作者选择的期望压力之外，还根据环境和冲泡参数使活塞和过滤器保持器在彼此之间运动。这些环境和冲泡参数优选地包括以下的至少一者：机器外部的温度；机器外部的湿度；至少一种原料的颗粒尺寸(例如表示为研磨机的至少一种磨石的位置的函数)；在机器的液压回路中供应到冲泡室的冲泡液体的压力和/或流速。

这些因素实际上可以影响最终饮料的质量，因此可以根据这些参数中的一个或多个来调节至少一种原料的压力。

根据一方面，活塞可相对于机体被可运动地约束。

根据一方面，过滤器保持器在远离和朝向活塞运动的方向上可相对于机体被可运动地约束。特别地，本发明的一方面设置成，过滤器保持器相对于机体可运动地约束，并且特别是以可运动的方式沿着远离或朝向活塞的方向运动，而活塞被整体地约束到机体。该方案提供了一些优点。特别地，马达必须使过滤器保持器(通常是接纳过滤器保持器的机体的壳体)运动，并且可以布置在距活塞一定距离处。通常，至少将热液体供给到冲泡室的通道布置在活塞处，或者活塞无论如何通常布置在锅炉或适于加热所提及的液体的类似元件处。因此，邻近活塞的机体的区域在使用中具有对于马达的操作不利的高温。此外，用于冲泡液体的通道通常通过活塞。每当活塞不可运动时，这种布置都是简单的。

在一种实施例中，活塞和过滤器保持器两者都是可运动的。

根据本发明的一方面，该机器具有用于活塞与过滤器保持器之间的相对运动的引导件。通常，过滤器保持器与活塞之间的相对运动发生在基本上竖直的方向上。

根据本发明的一方面，在使用的情况下考虑，机体与过滤器保持器之间的联接提供过滤器的基本上直线运动，和/或，过滤器保持器相对于机体围绕基本竖直轴线的旋转。

本发明还涉及一种借助根据前述方面中的一个或多个方面的设备制备冲泡饮料的方法，并且包括以下步骤：

i、在过滤器保持器中接纳至少一种原料；

ii、将过滤器保持器与机体联接；

iii、使活塞和过滤器保持器彼此相对运动，以便将活塞与在过滤器保持器中获得的座部联接，从而限定冲泡室并压缩原料；

iv。将液体供应到冲泡室中以执行冲泡；

v、分配通过冲泡获得的饮料。

根据特定方面，在所引用的步骤iii之前，方法包括以下步骤：从操作者接收要施加到原料的压力值，并且在步骤iii期间，使活塞和/或过滤器保持器运动直到达到这样的压力值为止。如所见的，压力值还可以由操作者表示为饮料类型(浓缩咖啡、美式咖啡等)。

本发明还涉及一种包括指令的非临时数据支持，一旦其由根据前述方面中的一个或多个方面的机器的逻辑单元读取，就导致机器使活塞和过滤器保持器彼此运动，从而将活塞与在过滤器保持器中获得的座部联接，并且压缩原料，优选地直到达到由操作者选择的压力值位置。

附图说明

参考附图，现在论述本发明的示例性和非限制性实施例，附图中：

·图1是根据本发明的实施例的机器的立体图，其中，过滤器保持器与机体分离；

·图2是图1的机器的立体图，其中，过滤器保持器被约束到机体并且活塞降低；

·图3A和3B是根据类似于图1的实施例的机器的示意图，其中，活塞分别相对于过滤器保持器升高和降低；

·图4A和4B是根据相对于前述附图中的多个的替代实施例的机器的示意图，其中，过滤器保持器分别相对于活塞降低和升高。

具体实施方式

参照附图，用于制备饮料的机器1包括机体10，该机体10构成机器1的主要结构。机体1包括用于制备冲泡饮料的装置、尤其是用于加热和在压力下提供液体(通常为水)到冲泡室6(在下文中更好地论述)的元件或可以与其连接。本领域中已知且在本文中未详细论述的这些装置可例如包括锅炉(或壶)、通道系统、阀等。

机器1还包括可移除地约束到机体10的过滤器保持器2。过滤器保持器2包括用于容纳用于制备冲泡饮料的一种或多种原料100的座部2a。通常，这样的至少一种原料100是粉末状原料，例如是粉末状咖啡。为了便于描述，此后一般将其称为“原料”100。每当更多类型的原料100被布置在过滤器保持器2的座部2a内部时，以下描述也是适用的。

座部2a通常是碗形的，即具有基本上圆形的部分，具有封闭的底部和敞开的顶部；换句话说，座部的顶部具有开口。座部2a通常被约束在具有细长形状的手柄2b的端部处，并且适于由操作者保持。

过滤器保持器2还具有一个或多个出口2c，其与座部2a流体连通，适于允许从座部2a向外容器分配饮料。本领域中已知且未详细示出的过滤器被插入到过滤器保持器2内部，以便将原料保持在座部2a内部，即，以防止原料100通过出口2c出来。

过滤器保持器2通常被约束到机体10的壳体11。壳体11构造成允许将过滤器保持器2可移除地约束到壳体11本身。如已知的，过滤器保持器2实际上在饮料的制备步骤期间(至少在冲泡期间)被约束到机体10，同时其可以在先前和/或后续步骤中从其释放。例如，过滤器保持器2可以与外部装置联接，该外部装置适于在座部2a中提供经研磨的原料100；过滤器保持器2可以在冲泡结束时从机器本体10移除，从而从座部2a移除用过的原料。

根据可能的实施例，机体10包括适于允许过滤器保持器2沿着直线方向与机体联接的引导件12。机体10通常具有纵向轴线A。考虑机器1在使用条件下的定向，过滤器保持器2的直线插入方向通常垂直于机体10的纵向轴线A，或者无论如何都是基本上水平方向。

根据可能的替代方案，引导件12可以以已知的方式允许机体10与过滤器保持器2之间的相对旋转，从而选择性地允许例如通过卡口联接来约束和释放过滤器保持器2和机体10。机体10与过滤器保持器2之间的相对旋转通常围绕平行于纵向轴线A的轴线或围绕在使用条件下基本上竖直的轴线发生。

机器1还包括活塞3。活塞3通常包括头部3a，其尺寸基本上等于座部2a，特别是等于过滤器保持器2的座部2a的上部、即座部2a的开口。

活塞3优选地设有布置在头部3a上的垫圈3b，以便在活塞3与座部2a联接时保证流体密封，从而获得如下文更好地论述的冲泡室6。

如已知的，为了执行冲泡，在压力下向包含原料、通常是粉末状原料的冲泡室供应冲泡液体。根据优选方面，活塞3包括一个或多个通道3d(仅在图3a中示意性地示出)，通道3d穿过活塞3的至少一部分并且一旦活塞3与过滤器保持器2的座部2a联接，就与座部2a流体连通，即与由座部2a和活塞3的头部3a形成的冲泡室6流体连通。

机器1设有马达M、M’，马达M、M’适于使活塞3和过滤器保持器2彼此相对运动。这种相对运动可以通过仅使活塞3、仅使过滤器保持器2或使两个元件(在这种情况下可能存在多于一个的马达M、M’)运动来执行。

在图1－3B的实施例中，马达M使活塞3运动，而过滤器保持器2不可朝向或远离活塞3运动(通常，过滤器保持器2相对于机体10的唯一可能的运动是选择性地允许将过滤器保持器2约束到/释放于机体10的唯一可能的运动)。

可使用各种类型的马达M来使活塞3运动。根据优选的方案，马达M是由肘节14约束到活塞3的电动马达。机体10还优选地具有用于活塞3的引导件13，用于引导活塞3相对于机体10的运动。根据附图中所示的可能的解决方案，活塞3被滑动地约束到布置在机体10的侧面上的两个引导件13。

在图4A和4B中示意性地示出了替代实施例，其中，活塞3与机体10一体，并且其中，由于马达M’，过滤器保持器2可在朝向和远离活塞3的方向上相对于机体10运动。优选地，马达M’被约束到壳体11，从而使其相对于机体10运动。因此，当过滤器保持器2约束到壳体11时，壳体11的运动也引起过滤器保持器2的运动。马达M’与过滤器保持器2之间的连接可以以不同的方式发生。例如，可以使用同样用于该方案的肘节。其他方案无论如何都是可能的，例如在可能的替代实施例中，马达M’引起螺杆的旋转，该螺杆与壳体11中的相关的螺母联接。

因此，通常(至少)机器10的一个马达M、M’引起活塞3和过滤器保持器2之间的相对运动。该运动至少在两个位置之间发生。在第一位置(在图1、3A和4A中所示)中，活塞3不联接到过滤器保持器2，并且特别是座部2a，即，布置在距过滤器保持器2一定距离处在第二位置(如图2、3B和4B中所示)，活塞3替代地与过滤器保持器2联接，从而关闭座部2a并保证其流体密封。如前所述，在这种情况下，通过座部2a的壁并且通过活塞、特别是通过活塞3的头部3a形成冲泡室6。

过滤器保持器2与活塞3之间的相对运动优选地在基本上平行于机体10的纵向轴线A的方向上发生。

考虑使用条件，活塞3与过滤器保持器2之间的相对运动通常沿着基本上竖直的方向发生。在优选实施例中，活塞和过滤器保持器是同轴的；该实施方式可以应用于本文中所描述的所有变型中。

活塞3的头部3a通常为非平坦的，但具有凸出部分3c。突出部分3c相对于座部2a具有基本上互补的形状。事实上，在使用的情况下，当活塞3和过滤器保持器2联接时、即当它们处于先前论述的第二位置时，突出部分3c通常(至少部分地)插入到座部2a中，从而压缩布置在座部2a内部的原料100。

根据本发明的一方面，机器1包括适于至少控制马达M的操作的控制单元4。通常，控制单元4配置成控制机器1的各种操作。特别地，本发明的优选方面设置成活塞3与过滤器保持器2之间的第二相对位置可以在不同的饮料分配操作中改变。在各种类型的第二位置中，活塞3和过滤器保持器2联接，以保证冲泡室6的流体密封；然而，活塞3与过滤器保持器2之间的相对位置可以在饮料的不同分配操作中略微改变，使得活塞在不同的分配操作中向原料100施加不同的压力。

特别地，根据不同变量，控制单元4可驱动马达M，使得活塞3在不同的分配操作中对原料100施加不同的压力。优选地，根据操作者选择，控制单元4驱动马达M并因此驱动原料的压缩。机器1实际上通常设有允许操作者向控制单元4发送数据或命令的接口5。

控制单元4可以接收的命令之一是选择要施加到原料的期望压力值，即操作者希望经由活塞3施加到原料100的压力/力。“压力值”可以采取不同的形式。应指出的是，本文中和下文中定义的施加到原料的“压力”和“力”将替代地使用。

例如，根据第一实施例，操作者可以向控制单元4提供要施加到原料100的期望压力(或力)值。该值可以被直接选择，例如，其可以是数值或者也可以是期望的力/压力的定量指示(例如，“高”、“标准”或“低”)。这些近似指示在机器1中与特定压力值组合。另外或可选地，压力值可以由操作者间接选择。例如，操作者可以选择所需饮料的类型(例如，“浓缩咖啡”或“美式咖啡”)，其在机器1中关联到活塞3必须施加到座部2a中的原料100的预定压力/力值。

在本发明的实施例中，界面5示出了通常借助于相关图线中的曲线由活塞3施加在原料100上的压力的趋势。压力的趋势可在饮料制备期间示出，从而允许操作者检查机器1的操作；附加地或替代地，界面5可以示出不同的可能压力趋势，从而允许操作者选择饮料制备所需的压力。换句话说，根据可能的方面，界面5示出活塞3可应用于原料100的一些可能的不同压力趋势，从而允许操作者选择期望的压力值。

根据另一方面，控制单元4还可以根据除了操作者选择之外的另外的的环境或冲泡参数来控制马达M。

不同的因素实际上会影响饮料的冲泡。例如，机器1可设有传感器以评估空气中的湿度，或者从操作者或从另一外部源接收这样的数据。此外，机器1可设有传感器以评估空气温度，或者从操作者或从另一外部源接收这样的数据。

附加地或替代地，机器1可以检测(或作为输入接收)例如来自在机器外部进行研磨的研磨机的原料100的颗粒尺寸。所述原料的颗粒尺寸可以直接借助所述原料的一个或多个颗粒尺寸数据例如作为来自机器的输入被检测或接收，或间接地检测或接收。术语“间接地”是指原料的颗粒尺寸可以例如借助指示研磨装置(或研磨机)的磨石的位置(或两个或更多个磨石的相对位置)的一个或多个数据被机器检测或接收。应指出的是，根据可能的实施例，研磨机可以在本发明的机器对象外部，或者可以集成在本发明的机器对象中。

除了上述环境和操作参数之外或作为上述环境和操作参数的替代，还可使用机器的液压回路中的供应到例如通过活塞3和过滤器保持器2(例如如上所述)形成的冲泡室6的液体的压力和/或流速。

就这一点而言，应指出的是，根据可能的方面，机器1可以包括流量计(并且通常是流速传感器)，其未在附图中示出并且适于直接或间接地测量供应到例如由过滤器保持器2和活塞3形成的冲泡室6的液体量。附加地或替代地，根据一方面，机器可包括压力传感器(在附图中未示出)，压力传感器适于直接或间接地确定供应到例如由过滤器保持器2和活塞3形成的冲泡室6的液体的压力，并且一般地，液压回路中的压力优选地在泵与过滤器保持器之间。

如上所述，流速传感器和/或压力传感器连接到控制单元4并且能够分别生成流速和压力测量信号，这样的值可以显示在界面5上，例如在显示器上。

详细地，根据一方面，提供了在递送期间检测液压回路中的压力和/或流速值并产生指示在递送期间的相应值的多个压力和/或流速曲线的可能性。换句话说，在递送本身期间，递送的流速和/或压力趋势可以实际上实时地在界面5上显示。如已经提到的，检测到的轮廓或值优选地用于控制由活塞3施加在远离100上的压力。

例如，如上所述，除了由操作者选择由活塞施加的压力之外，检测到的压力和/或流速分布或冲泡液体的值可用于校正活塞3施加在原料100的压力值。因此，控制单元4可以根据操作者的选择和一个或多个环境或冲泡参数来控制马达M。例如，控制单元4可以将活塞必须施加到原料100的压力/力值关联到每个可能的操作员选择，以及作为环境或冲泡参数的函数的校正因子，以确定如何操作马达M。例如，控制单元可接收来自操作员的输入选择，对应于活塞3必须施加到原料100的3巴压力。例如，一旦控制单元4已接收/验证机器1外部的温度和湿度，则该值就可以被修正为3.15巴。

另外或替代地，根据可能的实施例，控制单元4可以将活塞3必须施加到原料100的压力/力值与操作者的每个可能的选择相关联，其可能通过作为环境或冲泡参数的函数的校正因子来校正。

例如，如上所述，可根据相对于预定压力和/或流速分布(例如存储在控制单元4中)测量的压力和/或流速值的变化(例如借助相应的传感器)来计算校正因子，例如与与饮料相关的递送程序相关联。

机器1，特别是控制单元4通过检查趋势方面是否有预设参数来分析流速和/或压力的趋势，即，如果其遵循预定义的曲线，并且例如，如果该值例如从预定义的值变化，则可能通过考虑预设的容差值(低于或高于预定义的曲线)。

如果压力(例如，如果在递送期间，至少一个测量值)的实际趋势超过预定最大值，则机器1通过控制单元4校正活塞施加在原料100上的压力，例如减小由活塞3施加在原料100上的压力。

如果压力(例如，如果在递送期间，至少一个测量值)的实际趋势超过预定最小值并因此低于它，则机器1通过控制单元4校正活塞3施加在原料100上的压力，例如增加由活塞3施加在原料100上的压力。

如所提及的，结合压力评估或替代压力评估，可对流量(冲泡流体的流速)进行评估。

如果流速(例如，如果在递送期间，至少一个测量值)的实际趋势超过预定最大值，则机器1通过控制单元4校正活塞3施加在原料100上的压力，例如增加由活塞3施加在原料上的压力。

如果流速(例如，如果在递送期间，至少一个测量值)的实际趋势超过预定最小值，则机器1通过控制单元校正活塞3施加在原料100上的压力，例如减小由活塞3施加在原料100上的压力。

应指出的是，根据一方面，可以执行用于根据一个或多个环境或操作参数(诸如通过监测输送流率和/或相对于预定轮廓的压力执行的一个或多个环境或操作参数)来校正由活塞3施加在原料100上的压力的操作的执行，使得控制单元4校正(即，仅在误差之后，相对于预定轮廓(并且通常关于预定值或轮廓的环境或操作参数的变化)改变活塞将在原料上施加的压力值，已经重复预设次数，例如，对于操作者已设定或选择原料100上的活塞3的相同压力值的5次递送。

必须重复误差的这样的次数可以例如由用户选择，并且可以等于小于或高于五的数，例如，2次、3次、4次或甚至6次、7次或8次。

控制单元4可以以不同的方式控制由活塞3施加到原料100的压力。在附图中示出的优选实施例在活塞3和过滤器保持器2之间的相对运动期间控制马达M、M’的压力吸收。具体地，控制单元4可以被编程为操作马达M、M’，以使活塞3和过滤器保持器2更靠近彼此，直到马达M、M’的电吸收达到某个阈值为止。此外，控制单元4可以将适用于原料100的不同的可能压力/力关联于马达M、M’的对应的电吸收阈值。例如，3巴的压力可关联于2安培的吸收(假设恒定电压供应值)，而5巴的压力可3.5安培的吸收相组合(数字仅指示且不一定反映真实条件)。因此，如果操作者选择和可能的一些附加的环境或冲泡参数确定期望的压力等于3巴，参照上述示例性值，控制单元通过使活塞3和过滤器保持器2更靠近彼此来操作马达M、M’，直到马达M、M’的电吸收达到2安培为止。一旦达到该值，活塞3和过滤器保持器2之间的相对接近运动就被中断。类似地，如果期望压力等于5巴，则控制单元4操作马达M、M’以使活塞3和过滤器保持器2更接近，直到相对电吸收达到3.5安培为止。

电吸收不是控制马达M、M’的唯一方式。例如，压力/力值可以关联于活塞3与过滤器保持器2之间的相对位移，例如通过合适的传感器控制的反馈，或者通过使用步进马达经由开环控制。

在使用中，过滤器保持器2填充有用于制备冲泡饮料的原料100。例如，原料100可以由过滤器保持器2内部的操作者直接倾倒，或者过滤器保持器2可以被约束到适于向过滤器保持器2供应原料100的外部装置(例如，研磨机)。

过滤器保持器2因此被限制在机体10上。参考先前描述的实施例，过滤器保持器2被约束到机体10的外壳11。不排除在将过滤器保持器2约束到机体10之后将原料100布置在过滤器保持器2中的可能性。通常，在该步骤期间，过滤器保持器2和活塞3不彼此约束。

因此，机器1接收制备和分配饮料的命令。因此，马达M、M’被操作，以使过滤器保持器2和活塞3彼此靠近，直到联接两个元件以便限定冲泡室6。特别地，在该步骤中，活塞3关闭过滤器保持器2的座部2a并且压缩容纳在其中的原料100。

优选地，原料100的压缩是操作者选择、即操作者希望应用于原料100的压力/力的函数。特别地，机器1的控制单元4接收操作者的输入选择，并且根据该操作，确定必须将哪个力/压力施加到原料100。如上文所论述的，其他环境和/或冲泡参数还可影响要施加到原料100的力/压力的确定，比如外部湿度和/或温度，原料100的颗粒尺寸等。

一旦已确定要施加到原料100的压力值，控制单元4就操作马达M、M’直到达到该压力值为止。选地，如上所述，控制单元确定要施加到原料100的压力值作为马达M、M’的电吸收值，并且操作马达M、M’，以使活塞3和过滤器保持器2更靠近彼此，直到达到这样的电吸收值为止。

然后，饮料的冲泡以已知的方式发生。通常被加热并处于压力下的液体例如通过活塞3供应到冲泡室6。因此，以这种方式形成的饮料被机器分配，通常通过过滤器保持器2的出口2c分配。