用于具有调节咖啡品质的装置的咖啡机的过滤器保持器以及包括所述过滤器保持器的机器

摘要

描述了一种在咖啡机中使用的过滤器保持器(1)，包括：杯体(17)，其中插入容纳咖啡的过滤器(21)；至少一个递送管口(13)；以及与所述递送管口相关联的阀门(27)，用于稳定注入背压。该过滤器保持器还包括调整设备(31)，用于调节通过稳定阀门的咖啡流，以便预置所得饮料的感官特征。

说明书

技术领域

本发明涉及制咖啡机。更具体地，本发明涉及包括所谓过滤器保持器的咖啡机，也即，通常包括手柄或者把手以及咖啡容器的设备，在其中加入一定剂量的咖啡；过滤器保持器还提供有耦合装置(通常是卡销或者类似类型)，用于将过滤器保持器附接至咖啡机中的热水递送单元下方。

背景技术

用于家用或者专业用途两者的许多咖啡机使用所谓的过滤器保持器，其设计用于容纳一定剂量的咖啡，该过滤器保持器附接至机器，在用于递送来自煮器的热水的管道下方的位置处。过滤器保持器包括容纳咖啡过滤器的杯体，并且下方具有一个或者两个管口，通过该杯体中容纳的过滤器上所压缩和装载的咖啡粉的注入，通过该管口而获得咖啡。杯体安装有手柄或者把手，并且具有通常是卡销类型的耦合装置，用于将该杯体附接至咖啡机。

这些过滤器保持器可以配置用于使用松散的咖啡粉或者预先包装剂量的咖啡(例如，以筒、胶囊或者片状的形式)。如在下文中更清晰描述，本发明可以应用于以下两种类型的过滤器保持器，也即，旨在用于与松散咖啡粉一起使用的过滤器保持器，以及在设计用于与预先包装(以片状、胶囊、筒或者其他类型包装的形式)的咖啡粉一起使用的过滤器保持器。

在以下文档中描述了过滤器保持器和使用此类过滤器保持器的咖啡机的示例：WO-A-02091891、DE-A-19640170、WO-A-9739668、WO-A-9116845、US-A-4644856、EP-A-727164、US-A-7150219、US-A-5473973、US-A-4882982和EP-A-726053。

在某些已知类型的过滤器保持器中，存在过滤器下游的简单连接管道，该管道指向递送管口下方。这些过滤器保持器的缺点是，难以控制和再现所获得咖啡的品质。实际上，在公知常识中，咖啡的感官品质在很大程度上依赖于注入条件，以及尤其依赖于过滤通过注入腔室内的压缩咖啡粉的水的速率，该注入腔室包括附接至机器的杯体。咖啡粉压缩程度较大或者较小、过滤器内的咖啡粉质量较大或者较小、研磨程度较大或者较小、或者咖啡粉的不同湿度含量，这些全部是可以显著改变注入过程最终结果的因素。

为避免这些缺点，某些过滤器保持器安装有阀门用于补偿背压，也即，咖啡离开注入腔室的区域(即过滤器下游)中的压强。US-A-4882982、US-A-5473973和WO-A-9116845描述了用于补偿背压的各种类型的阀门，背压也即从在过滤器保持器内部定义注入腔室的体积排放咖啡的压强。这些阀门通常安装有如下元件，该元件关闭过滤器保持器杯体下侧，并且在所述闭合位置中弹性压缩，以便当其上负担给定压强时可以打开，从而支持咖啡流出。

在US-A-4882982中所述的设备具有与弹性部件相关联的带有针的遮蔽器，用于改变咖啡出口孔径的横截面并控制注入条件。

另外，在US-A-6382083中描述了自动咖啡机中用于补偿压强或者背压的阀门。在此情况下，阀门应用于自动注入组件的出口管道。已经证明，这种已知阀门在注入过程期间控制咖啡流是尤其有效的。

当前已知类型的过滤器保持器，甚至装备有背压补偿阀门的那些，也不能支持用户调节咖啡的感官特征。换言之，其不允许用户容易地获得较浓或者较淡的咖啡，例如，淡式浓咖啡、浓式浓咖啡或者美式咖啡。

发明内容

根据一个方面，本发明的目的在于改进已知类型的咖啡机的过滤器保持器，以及减轻或者全部或部分地消除上述缺点中的至少某些。

简言之，本发明涉及一种过滤器保持器，其提供有用于稳定或者补偿注入背压的阀门，所述过滤器保持器还包括用于改变在压强稳定阀门操作时背压值的调整设备。借助于该调整设备，由此用户可以改变注入条件以便获得更浓或者较浓的咖啡、或者获得更淡或者较淡的咖啡。

在一个实施方式中，调整设备包括：咖啡出口孔，其与压强稳定阀门、以及与递送管口连通；以及可调节遮蔽元件，用于通过所述孔改变通路的横截面。

通过孔的通路的横截面可以借助于茎(stem)元件来调节，该茎元件借助于螺纹动作来调整。所述调节优选地借助于成形的遮蔽元件来实现，从而借助于其围绕调整轴的旋转来改变流动通路的横截面。

在本发明的一个实施方式中，压强稳定阀门包括：入口，使得杯体的内部与压强补偿腔室进行液体连通；出口，使得压强补偿腔室与出口孔连通；以及其中所述压强补偿腔室包括弹性部件，其与用于对入口进行节流以改变经过所述开口的通路的横截面的部件相关联。

在本发明的特别有利的实施方式中，过滤器保持器包括(以基本已知的方式)：手柄或者把手，附接至杯体，并且调整设备沿所述把手延伸，并且优选地位于其内部的基部中。可以具有应用于把手的操作装置(例如以凸起、旋钮或者类似的形式)，并且优选地，相对于杯体而位于把手的相对端。

并不排除沿把手的长度而在中间位置、或者在包含过滤器的杯体附近直接设置所述操作装置的可能性，而是，操作装置定位在把手的自由端，其制造更为简单，并且易于使用且更实用，并且较小受到由于通过注入腔室的热水的通路而产生的加热效应的影响。

在某些实施方式中，调整设备可以包括适用于在把手中提供的基部内部的螺旋的茎。在优选实施方式中，调整设备是在内部延伸并且大致平行于把手延伸的茎。茎的第一端优选地与操作装置相关联，而茎的第二端与更改孔的横截面的部件相关联，该部件支持压强稳定阀门下游的咖啡通路。

在某些实施方式中，茎沿轴向方向弹性加载，并且设计用于围绕其自身的轴旋转，以便调节通过孔的通路的横截面。

茎可以包括有孔的主体，例如包括具有入口和出口的、定义咖啡流路径的茎的终端放大。该有孔的主体被制造为，其移动(例如，其围绕轴的旋转)改变咖啡通路的孔的横截面。在一个可能的实施方式中，有孔的主体的入口与压强稳定阀门下游的咖啡通路的孔液体连通，从而孔和入口对于有孔的主体的相对位置可以改变，从而改变通过所述孔的通路的横截面。

根据其他方面，本发明还涉及包括上述过滤器保持器的咖啡机。

附图说明

在下文示出了本发明的非限定性实践实施方式的描述以及附图，将更为清晰地阐明本发明。更尤其是，在附图中：

图1示出了可以向其中应用本发明的家用咖啡机；

图2示出了根据本发明的过滤器保持器的顶视图；

图3示出了沿图2中的III-III的纵向截面；

图4和图5是在图3中的截面的放大图；

图6是图5中详细情况的放大图；以及

图7是沿图6中VII-VII的截面。

具体实施方式

在下文中将结合本发明针对使用松散咖啡粉的家用咖啡机的应用来描述本发明。然而，如前所述，本发明还可以应用于专业咖啡机，甚至可以应用于如下专业或者家用咖啡机，该咖啡机依赖于使用豆荚状、胶囊、筒或者其他预先包装剂量的咖啡粉的其他容器。在此情况下，当所涉及包装类型需要时，过滤器保持器可以包括用于对胶囊、豆荚状、筒或者其他类型的包装(以基本已知的方式)进行穿孔的系统。

图1中的机器(在全文中由数字1来指示)包括：具有竖直柱5的基座3，该竖直柱5支持上部部分7，在其下部提供耦合件9用于将过滤器保持器(在全文中由数字11指示)与递送管口13相附接，并提供卡销类型的耦合装置用于将其附接至机器1。

在图2和图3中以整体方式更详细地示出过滤器保持器11。该过滤器保持器11具有手柄或者把手15，其整体地附接至杯体17，杯体17形成凹陷19，并且过滤器21插入该凹陷中。过滤器21容纳咖啡粉，通过在压力下使热水通过该咖啡粉来提取咖啡粉中包含的味道，而从该咖啡粉获得饮料。

当杯体17借助于卡销耦合件23而耦合至咖啡机1时，其形成注入腔室，在该腔室中，借助于在压力下而使热水流过过滤器21内部压缩的咖啡粉，而提取咖啡粉中包含的味道。

在一个实施方式中，过滤器21具有有孔的底部21A，其由截锥形壁21B环绕，该截锥形壁21B基于密封环或者O形环23来提供水密封。

在一个实施方式中，在杯体17的较低部分中提供块25，其构成背压稳定阀门的主体，全文中采用数字27来指示，并且在下文中将更详细地描述。所述块25还包括与递送管口13相连通的导管26，以及基部29用于背压调整设备(在全文中指示为31)的可调节遮蔽元件，在下文中将更详细地描述，其至少部分地通过把手15内部而延伸。

块25具有外螺纹的附件25A，通路或者导管26通过其进行延伸。所述附件25A在杯体17之下延伸通过开口17A和管口13，其出于所述目的而具有螺纹体13A，例如被螺旋到附件25A上的螺纹。块25由此可拆卸地固定至杯体17内。

背压稳定阀门27可以以已知方式来制造。在本发明的一个特别有利的实施方式中，所述阀门具有在US-A-6382083中所述阀门的结构设计和功能，将US-A-6382083的内容整体结合于此，并且形成本说明书的组成部分，并且旨在整体抄录于此。

阀门27的目的在于稳定注入腔室出口处的压强，也即，注入背压。如下文中简述，该阀门包括改变通路的横截面的茎或者针，该通路通过第一开口而用于咖啡从过滤器21而流出。该针的运动受到咖啡流的控制以便保持背压恒定，也即，保持稳定，并持续地获得可再现的咖啡品质，而不会受到各种参数的影响，诸如咖啡粉的研磨程度、咖啡粉在过滤器21内的压缩程度等。如下文所解释，可以由用户来借助于调整设备31而调节或者预置阀门27在操作时所处的压强或者背压，这给出了过滤器保持器的附加功能。

简要地，为获得关于其操作和结构设计的更为详细的描述，读者请参考US-A-6382083，阀门27包括刚性部件41，其沿着阀门的轴A-A而延伸，并且构成用于对开口43进行节流(也即部分地关闭)的装置，在过滤器21中产生的咖啡通过该开口43而流向递送管口13。在一个实施方式中，开口43产生于在杯体17底部内包含的块25中。在另一实施方式中，开口43产生于在块25中获得的陷阱45底部中(图6)。有利的是，陷阱45由倾斜表面47包围用于聚集咖啡，还形成块25的部分，并且位于过滤器21的底部21A之下，以便有助于咖啡排至开口43中。

刚性部件41包括茎41A，其终止于成形的端41B用于节流开口43。在沿着茎41A径向长度的中间部分，刚性部件41包括盘41C。与所述盘41C相符合，刚性部件41以基本环形连接至弹性膜49，具有中间弯曲的区域以使其易于由于刚性部件41沿着f41的方向的运动而变形。膜49的边缘49A在阀门27的主体(在块25内限定)以及帽51之间锁定，帽51借助于卡销耦合件51A或者其他适合的方式而相对于阀门主体锁定。

数字51B表示帽51的上升的内部中空的部分，其中包括压缩弹簧53，该弹簧53在刚性部件41上按压抵靠盘41C，以便将所述盘移动至最大上升位置，其对应于开口43的完全打开的状态。

在块25内存在腔55，该腔55优选地与开口43共轴，刚性部件41的茎41A在其中延伸。腔55终止于基本环形的边缘55A，随之提供通路55B来将所述腔55连接至用于排放咖啡的通道57。通道57连接至(借助于在下文描述的形成调整设备31的一部分的遮蔽元件)用于使咖啡流向递送管口13的导管26，并且限定具有可借助调整设备31来调节的横截面的孔57A，如在下文中更详细地描述。

上文中简述的阀门27的操作如下。当包括压缩咖啡粉的过滤器保持器附接至咖啡机、并且递送热水时，咖啡离开过滤器21并流入陷阱45，继而通过开口43进入腔55，并从此通过通路55B进入通道57，从而可以通过递送管口13而形成。在特定正压下(通常在10巴和17巴之间)，将水馈送进入过滤器保持器。由于压强降低，或者加载损失，通过过滤器21内的压缩咖啡粉，在有孔底部21A和表面47之间的过滤器的下游空间中，将形成压强或者背压，其低于从煮器到达的水的压强。过滤器21下游的背压通常大约7巴，而此值可以变化，并且可以以下文描述的方式来由用户设置。阀门27将所述背压稳定在可以由用户调节的值。

稳定背压如下。流过过滤器21的咖啡收集在陷阱45中，并且流过开口43以填充腔55，由咖啡施加的压力承载到弹性膜49上，并且由此加载压缩弹簧53。如果咖啡的流速高于标称流速，并且背压由此不足，则咖啡流压缩弹簧53引起茎41A的后续向下偏移，以及相关的由成形端41B而对开口43进行逐渐关闭、或者节流。这样一方面引起过滤器21下游背压的提高，另一方面降低流速，以及腔55通过通路或者开口55B而变空的后续倾向，并使茎41A逐渐返回其原始位置。在所涉及压力和弹簧53的力之间的平衡受到来自阀门的咖啡流速的影响，由此通过用户所需和预置，而保持过滤器21下游的背压。

通过腔55中的开口55B的咖啡流量依赖于通道57下游的流量状况。在此描述的调整设备31用于在特定操作范围内支持用户改变这些流量状况，以便提高或者降低通过阀门27的咖啡流量，并且由此改变所得饮料的感官特征。

调整设备31包括：杆61，其在手柄或者把手15中提供的基部63内纵向延伸。在离开杯体17的相对端处，杆61与形成为凸起的操作装置65相关联。凸起65在围绕手柄或者把手15的轴B-B的双箭头f65的方向进行旋转，引起杆61围绕其轴相应地旋转。杆61包括具有柔性齿61B的延伸部分61A(图4)，该齿61B通过机械干扰而接合在主体64内提供的凹槽中，其将杆保持在把手15内。由于齿61B在主体64中的凹槽内滑动，此设置使得杆61可以在把手15内的其基部内轴向滑动至受限程度。后者扭转耦合至凸起65，从而凸起65沿围绕杆61的轴的方向f65(图4)的任何旋转引起所述杆的旋转。

在主体64和杆的延伸部分61A之间，存在压缩弹簧66，该压缩弹簧66将杆61朝向杯体17按压。

与扩展部分61A相对的杆61的端与调整部件或者通路伸长的遮蔽器相关联，其通过由基部29侧上的通道57的终端部分定义的孔57A。调整部件或者遮蔽器(标识为69)实质上包括包含在基部29内的杆的扩展部分。扩展部分69具有通路71，其使得通道57与环形通路73相连通，该环形通路73产生于基部29的内表面和扩展部分69的部分的外表面之间。

通路71与槽72进行液体连通，该槽72在延伸部分69的正面上开口。该槽位于孔57A的对面，并且该槽72和孔57A的共同定位如下：液体通路的横截面依赖于这两个元件，并且随着杆61围绕杆61(其与槽22是一体的)的轴B-B的旋转而变化。换言之，槽72相对于通道57是偏心的，从而通过孔57A的流体的横截面可以由于杆61围绕其轴B-B的旋转而改变。

环形通路73与导管26直接进行液体连通，由此与递送管口13液体连通。

通过所述孔来增加或者降低用于咖啡的通路的横截面，杆61围绕其自身的轴的旋转使得槽72(其相对于通道57和孔57A偏心)变得相对于该孔57A占据可变的位置。由此该横截面可以改变以调节来自稳定阀门27的咖啡的流速。设置杆61的角位置，以便将通过孔57A的通路的横截面降低至最小，这还将通过阀门27的咖啡的流速降低至最小。作为结果，可以调节通过阀门27的流速以便获取更浓或者更重的咖啡。当通过孔57A的通路的横截面通过杆61的旋转而逐渐增加时，咖啡更快速地通过腔55进入阀门27，并且由此导致从过滤器保持器递送较低的浓度(也即更淡)的咖啡。

换言之，利用杆61，借助于简单地调节凸起65(这可以通过调整阀门27而改变递送的流速)，调整设备31支持用户随意改变饮料的感官特征。

为了确保在杆61的延伸部分69的正面和在块25中生成的基部29的终端表面之间的密封，杆61通过压缩弹簧66而以弹性方式沿轴向加载，该弹簧66保持在主体64和杆61的延伸部分61A之间部分地压缩的位置。主体64相对于把手15上的接合点15A并列，并且弹簧66的压缩力由此将杆61向杯体17按压，从而延伸部分69的正面按压并且相对于基部29的端形成水密封。弹性环或者密封的O形环85包括在环形基部87中，其提供在杆61的中间部分中以便防止咖啡沿杆61的表面流入把手或者手柄15之中。

显然，附图仅示出了本发明的一个实施方式，可以在形式和布局中修改该实施方式，而并不脱离本发明的概念的范围。