專利名稱：用于具有調(diào)節(jié)咖啡品質(zhì)的裝置的咖啡機的過濾器保持器以及包括所述過濾器保持器的機器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制咖啡機。更具體地，本發(fā)明涉及包括所謂過濾器保持器的咖啡機，也 艮口，通常包括手柄或者把手以及咖啡容器的設(shè)備，在其中加入一定劑量的咖啡；過濾器保持 器還提供有耦合裝置(通常是卡銷或者類似類型)，用于將過濾器保持器附接至咖啡機中 的熱水遞送單元下方。
背景技術(shù)：
用于家用或者專業(yè)用途兩者的許多咖啡機使用所謂的過濾器保持器，其設(shè)計用于容納一定劑量的咖啡，該過濾器保持器附接至機器，在用于遞送來自煮器的熱水的管道下 方的位置處。過濾器保持器包括容納咖啡過濾器的杯體，并且下方具有一個或者兩個管口， 通過該杯體中容納的過濾器上所壓縮和裝載的咖啡粉的注入，通過該管口而獲得咖啡。杯 體安裝有手柄或者把手，并且具有通常是卡銷類型的耦合裝置，用于將該杯體附接至咖啡 機。這些過濾器保持器可以配置用于使用松散的咖啡粉或者預(yù)先包裝劑量的咖啡 (例如，以筒、膠囊或者片狀的形式)。如在下文中更清晰描述，本發(fā)明可以應(yīng)用于以下兩種 類型的過濾器保持器，也即，旨在用于與松散咖啡粉一起使用的過濾器保持器，以及在設(shè)計 用于與預(yù)先包裝(以片狀、膠囊、筒或者其他類型包裝的形式)的咖啡粉一起使用的過濾器 保持器。在以下文檔中描述了過濾器保持器和使用此類過濾器保持器的咖啡機的示 例:W0-A-0209189U DE-A-19640170、W0-A-9739668、W0-A-9116845、US-A-4644856、 EP-A-727164、US-A-7150219、US-A-5473973、US-A-4882982 和 EP-A-726053。在某些已知類型的過濾器保持器中，存在過濾器下游的簡單連接管道，該管道指 向遞送管口下方。這些過濾器保持器的缺點是，難以控制和再現(xiàn)所獲得咖啡的品質(zhì)。實際 上，在公知常識中，咖啡的感官品質(zhì)在很大程度上依賴于注入條件，以及尤其依賴于過濾通 過注入腔室內(nèi)的壓縮咖啡粉的水的速率，該注入腔室包括附接至機器的杯體?？Х确蹓嚎s 程度較大或者較小、過濾器內(nèi)的咖啡粉質(zhì)量較大或者較小、研磨程度較大或者較小、或者咖 啡粉的不同濕度含量，這些全部是可以顯著改變注入過程最終結(jié)果的因素。為避免這些缺點，某些過濾器保持器安裝有閥門用于補償背壓，也即，咖啡離開注 入腔室的區(qū)域(即過濾器下游)中的壓強。US-A-4882982、US-A-5473973和W0-A-9116845 描述了用于補償背壓的各種類型的閥門，背壓也即從在過濾器保持器內(nèi)部定義注入腔室的 體積排放咖啡的壓強。這些閥門通常安裝有如下元件，該元件關(guān)閉過濾器保持器杯體下側(cè)， 并且在所述閉合位置中彈性壓縮，以便當(dāng)其上負(fù)擔(dān)給定壓強時可以打開，從而支持咖啡流 出ο在US-A-4882982中所述的設(shè)備具有與彈性部件相關(guān)聯(lián)的帶有針的遮蔽器，用于 改變咖啡出口孔徑的橫截面并控制注入條件。
另外，在US-A-6382083中描述了自動咖啡機中用于補償壓強或者背壓的閥門。在 此情況下，閥門應(yīng)用于自動注入組件的出口管道。已經(jīng)證明，這種已知閥門在注入過程期間 控制咖啡流是尤其有效的。當(dāng)前已知類型的過濾器保持器，甚至裝備有背壓補償閥門的那些，也不能支持用 戶調(diào)節(jié)咖啡的感官特征。換言之，其不允許用戶容易地獲得較濃或者較淡的咖啡，例如，淡 式濃咖啡、濃式濃咖啡或者美式咖啡。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，本發(fā)明的目的在于改進已知類型的咖啡機的過濾器保持器，以及 減輕或者全部或部分地消除上述缺點中的至少某些。簡言之，本發(fā)明涉及一種過濾器保持器，其提供有用于穩(wěn)定或者補償注入背壓的 閥門，所述過濾器保持器還包括用于改變在壓強穩(wěn)定閥門操作時背壓值的調(diào)整設(shè)備。借助 于該調(diào)整設(shè)備，由此用戶可以改變注入條件以便獲得更濃或者較濃的咖啡、或者獲得更淡 或者較淡的咖啡。在一個實施方式中，調(diào)整設(shè)備包括咖啡出口孔，其與壓強穩(wěn)定閥門、以及與遞送 管口連通；以及可調(diào)節(jié)遮蔽元件，用于通過所述孔改變通路的橫截面。通過孔的通路的橫截面可以借助于莖(stem)元件來調(diào)節(jié)，該莖元件借助于螺紋 動作來調(diào)整。所述調(diào)節(jié)優(yōu)選地借助于成形的遮蔽元件來實現(xiàn)，從而借助于其圍繞調(diào)整軸的 旋轉(zhuǎn)來改變流動通路的橫截面。在本發(fā)明的一個實施方式中，壓強穩(wěn)定閥門包括入口，使得杯體的內(nèi)部與壓強補 償腔室進行液體連通；出口，使得壓強補償腔室與出口孔連通；以及其中所述壓強補償腔 室包括彈性部件，其與用于對入口進行節(jié)流以改變經(jīng)過所述開口的通路的橫截面的部件相 關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明的特別有利的實施方式中，過濾器保持器包括(以基本已知的方式) 手柄或者把手，附接至杯體，并且調(diào)整設(shè)備沿所述把手延伸，并且優(yōu)選地位于其內(nèi)部的基部 中?？梢跃哂袘?yīng)用于把手的操作裝置(例如以凸起、旋鈕或者類似的形式)，并且優(yōu)選地，相 對于杯體而位于把手的相對端。并不排除沿把手的長度而在中間位置、或者在包含過濾器的杯體附近直接設(shè)置所 述操作裝置的可能性，而是，操作裝置定位在把手的自由端，其制造更為簡單，并且易于使 用且更實用，并且較小受到由于通過注入腔室的熱水的通路而產(chǎn)生的加熱效應(yīng)的影響。在某些實施方式中，調(diào)整設(shè)備可以包括適用于在把手中提供的基部內(nèi)部的螺旋的 莖。在優(yōu)選實施方式中，調(diào)整設(shè)備是在內(nèi)部延伸并且大致平行于把手延伸的莖。莖的第一 端優(yōu)選地與操作裝置相關(guān)聯(lián)，而莖的第二端與更改孔的橫截面的部件相關(guān)聯(lián)，該部件支持 壓強穩(wěn)定閥門下游的咖啡通路。在某些實施方式中，莖沿軸向方向彈性加載，并且設(shè)計用于圍繞其自身的軸旋轉(zhuǎn)， 以便調(diào)節(jié)通過孔的通路的橫截面。莖可以包括有孔的主體，例如包括具有入口和出口的、定義咖啡流路徑的莖的終 端放大。該有孔的主體被制造為，其移動(例如，其圍繞軸的旋轉(zhuǎn))改變咖啡通路的孔的橫 截面。在一個可能的實施方式中，有孔的主體的入口與壓強穩(wěn)定閥門下游的咖啡通路的孔液體連通，從而孔和入口對于有孔的主體的相對位置可以改變，從而改變通過所述孔的通 路的橫截面。根據(jù)其他方面，本發(fā)明還涉及包括上述過濾器保持器的咖啡機。
在下文示出了本發(fā)明的非限定性實踐實施方式的描述以及附圖，將更為清晰地闡 明本發(fā)明。更尤其是，在附圖中圖1示出了可以向其中應(yīng)用本發(fā)明的家用咖啡機；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾器保持器的頂視圖；圖3示出了沿圖2中的III-III的縱向截面；圖4和圖5是在圖3中的截面的放大圖；圖6是圖5中詳細(xì)情況的放大圖；以及圖7是沿圖6中VII-VII的截面。
具體實施例方式在下文中將結(jié)合本發(fā)明針對使用松散咖啡粉的家用咖啡機的應(yīng)用來描述本發(fā)明。 然而，如前所述，本發(fā)明還可以應(yīng)用于專業(yè)咖啡機，甚至可以應(yīng)用于如下專業(yè)或者家用咖啡 機，該咖啡機依賴于使用豆莢狀、膠囊、筒或者其他預(yù)先包裝劑量的咖啡粉的其他容器。在 此情況下，當(dāng)所涉及包裝類型需要時，過濾器保持器可以包括用于對膠囊、豆莢狀、筒或者 其他類型的包裝(以基本已知的方式)進行穿孔的系統(tǒng)。圖1中的機器(在全文中由數(shù)字1來指示)包括具有豎直柱5的基座3，該豎直 柱5支持上部部分7，在其下部提供耦合件9用于將過濾器保持器(在全文中由數(shù)字11指 示)與遞送管口 13相附接，并提供卡銷類型的耦合裝置用于將其附接至機器1。在圖2和圖3中以整體方式更詳細(xì)地示出過濾器保持器11。該過濾器保持器11 具有手柄或者把手15，其整體地附接至杯體17，杯體17形成凹陷19，并且過濾器21插入該 凹陷中。過濾器21容納咖啡粉，通過在壓力下使熱水通過該咖啡粉來提取咖啡粉中包含的 味道，而從該咖啡粉獲得飲料。當(dāng)杯體17借助于卡銷耦合件23而耦合至咖啡機1時，其形成注入腔室，在該腔室 中，借助于在壓力下而使熱水流過過濾器21內(nèi)部壓縮的咖啡粉，而提取咖啡粉中包含的味道。在一個實施方式中，過濾器21具有有孔的底部21A，其由截錐形壁21B環(huán)繞，該截 錐形壁21B基于密封環(huán)或者0形環(huán)23來提供水密封。在一個實施方式中，在杯體17的較低部分中提供塊25，其構(gòu)成背壓穩(wěn)定閥門的主 體，全文中采用數(shù)字27來指示，并且在下文中將更詳細(xì)地描述。所述塊25還包括與遞送管 口 13相連通的導(dǎo)管26，以及基部29用于背壓調(diào)整設(shè)備(在全文中指示為31)的可調(diào)節(jié)遮 蔽元件，在下文中將更詳細(xì)地描述，其至少部分地通過把手15內(nèi)部而延伸。塊25具有外螺紋的附件25A，通路或者導(dǎo)管26通過其進行延伸。所述附件25A在 杯體17之下延伸通過開口 17A和管口 13，其出于所述目的而具有螺紋體13A，例如被螺旋 到附件25A上的螺紋。塊25由此可拆卸地固定至杯體17內(nèi)。
背壓穩(wěn)定閥門27可以以已知方式來制造。在本發(fā)明的一個特別有利的實施方式 中，所述閥門具有在US-A-6382083中所述閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能，將US-A-6382083的內(nèi)容 整體結(jié)合于此，并且形成本說明書的組成部分，并且旨在整體抄錄于此。閥門27的目的在于穩(wěn)定注入腔室出口處的壓強，也即，注入背壓。如下文中簡述， 該閥門包括改變通路的橫截面的莖或者針，該通路通過第一開口而用于咖啡從過濾器21 而流出。該針的運動受到咖啡流的控制以便保持背壓恒定，也即，保持穩(wěn)定，并持續(xù)地獲得 可再現(xiàn)的咖啡品質(zhì)，而不會受到各種參數(shù)的影響，諸如咖啡粉的研磨程度、咖啡粉在過濾器 21內(nèi)的壓縮程度等。如下文所解釋，可以由用戶來借助于調(diào)整設(shè)備31而調(diào)節(jié)或者預(yù)置閥門 27在操作時所處的壓強或者背壓，這給出了過濾器保持器的附加功能。簡要地，為獲得關(guān)于其操作和結(jié)構(gòu)設(shè)計的更為詳細(xì)的描述，讀者請參考 US-A-6382083，閥門27包括剛性部件41，其沿著閥門的軸A-A而延伸，并且構(gòu)成用于對開口 43進行節(jié)流(也即部分地關(guān)閉)的裝置，在過濾器21中產(chǎn)生的咖啡通過該開口 43而流向 遞送管口 13。在一個實施方式中，開口 43產(chǎn)生于在杯體17底部內(nèi)包含的塊25中。在另 一實施方式中，開口 43產(chǎn)生于在塊25中獲得的陷阱45底部中(圖6)。有利的是，陷阱45 由傾斜表面47包圍用于聚集咖啡，還形成塊25的部分，并且位于過濾器21的底部21A之 下，以便有助于咖啡排至開口 43中。剛性部件41包括莖41A，其終止于成形的端41B用于節(jié)流開口 43。在沿著莖41A 徑向長度的中間部分，剛性部件41包括盤41C。與所述盤41C相符合，剛性部件41以基本 環(huán)形連接至彈性膜49，具有中間彎曲的區(qū)域以使其易于由于剛性部件41沿著f41的方向的 運動而變形。膜49的邊緣49A在閥門27的主體(在塊25內(nèi)限定)以及帽51之間鎖定， 帽51借助于卡銷耦合件51A或者其他適合的方式而相對于閥門主體鎖定。數(shù)字51B表示帽51的上升的內(nèi)部中空的部分，其中包括壓縮彈簧53，該彈簧53在 剛性部件41上按壓抵靠盤41C，以便將所述盤移動至最大上升位置，其對應(yīng)于開口 43的完 全打開的狀態(tài)。在塊25內(nèi)存在腔55，該腔55優(yōu)選地與開口 43共軸，剛性部件41的莖4IA在其中 延伸。腔55終止于基本環(huán)形的邊緣55A，隨之提供通路55B來將所述腔55連接至用于排放 咖啡的通道57。通道57連接至(借助于在下文描述的形成調(diào)整設(shè)備31的一部分的遮蔽元 件)用于使咖啡流向遞送管口 13的導(dǎo)管26，并且限定具有可借助調(diào)整設(shè)備31來調(diào)節(jié)的橫 截面的孔57A，如在下文中更詳細(xì)地描述。上文中簡述的閥門27的操作如下。當(dāng)包括壓縮咖啡粉的過濾器保持器附接至咖 啡機、并且遞送熱水時，咖啡離開過濾器21并流入陷阱45，繼而通過開口 43進入腔55，并 從此通過通路55B進入通道57，從而可以通過遞送管口13而形成。在特定正壓下(通常在 10巴和17巴之間)，將水饋送進入過濾器保持器。由于壓強降低，或者加載損失，通過過濾 器21內(nèi)的壓縮咖啡粉，在有孔底部21A和表面47之間的過濾器的下游空間中，將形成壓強 或者背壓，其低于從煮器到達的水的壓強。過濾器21下游的背壓通常大約7巴，而此值可 以變化，并且可以以下文描述的方式來由用戶設(shè)置。閥門27將所述背壓穩(wěn)定在可以由用戶 調(diào)節(jié)的值。穩(wěn)定背壓如下。流過過濾器21的咖啡收集在陷阱45中，并且流過開口 43以填充 腔55，由咖啡施加的壓力承載到彈性膜49上，并且由此加載壓縮彈簧53。如果咖啡的流速高于標(biāo)稱流速，并且背壓由此不足，則咖啡流壓縮彈簧53引起莖41A的后續(xù)向下偏移，以及 相關(guān)的由成形端41B而對開口 43進行逐漸關(guān)閉、或者節(jié)流。這樣一方面引起過濾器21下 游背壓的提高，另一方面降低流速，以及腔55通過通路或者開口 55B而變空的后續(xù)傾向，并 使莖41A逐漸返回其原始位置。在所涉及壓力和彈簧53的力之間的平衡受到來自閥門的 咖啡流速的影響，由此通過用戶所需和預(yù)置，而保持過濾器21下游的背壓。 通過腔55中的開口 55B的咖啡流量依賴于通道57下游的流量狀況。在此描述的 調(diào)整設(shè)備31用于在特定操作范圍內(nèi)支持用戶改變這些流量狀況，以便提高或者降低通過 閥門27的咖啡流量，并且由此改變所得飲料的感官特征。調(diào)整設(shè)備31包括桿61，其在手柄或者把手15中提供的基部63內(nèi)縱向延伸。在 離開杯體17的相對端處，桿61與形成為凸起的操作裝置65相關(guān)聯(lián)。凸起65在圍繞手柄 或者把手15的軸B-B的雙箭頭f65的方向進行旋轉(zhuǎn)，引起桿61圍繞其軸相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。桿 61包括具有柔性齒61B的延伸部分61A(圖4)，該齒61B通過機械干擾而接合在主體64內(nèi) 提供的凹槽中，其將桿保持在把手15內(nèi)。由于齒61B在主體64中的凹槽內(nèi)滑動，此設(shè)置使 得桿61可以在把手15內(nèi)的其基部內(nèi)軸向滑動至受限程度。后者扭轉(zhuǎn)耦合至凸起65，從而 凸起65沿圍繞桿61的軸的方向f65(圖4)的任何旋轉(zhuǎn)引起所述桿的旋轉(zhuǎn)。在主體64和桿的延伸部分61A之間，存在壓縮彈簧66，該壓縮彈簧66將桿61朝 向杯體17按壓。與擴展部分61A相對的桿61的端與調(diào)整部件或者通路伸長的遮蔽器相關(guān)聯(lián)，其通 過由基部29側(cè)上的通道57的終端部分定義的孔57A。調(diào)整部件或者遮蔽器(標(biāo)識為69) 實質(zhì)上包括包含在基部29內(nèi)的桿的擴展部分。擴展部分69具有通路71，其使得通道57與 環(huán)形通路73相連通，該環(huán)形通路73產(chǎn)生于基部29的內(nèi)表面和擴展部分69的部分的外表 面之間。通路71與槽72進行液體連通，該槽72在延伸部分69的正面上開口。該槽位于 孔57A的對面，并且該槽72和孔57A的共同定位如下液體通路的橫截面依賴于這兩個元 件，并且隨著桿61圍繞桿61 (其與槽22是一體的)的軸B-B的旋轉(zhuǎn)而變化。換言之，槽72 相對于通道57是偏心的，從而通過孔57A的流體的橫截面可以由于桿61圍繞其軸B-B的 旋轉(zhuǎn)而改變。環(huán)形通路73與導(dǎo)管26直接進行液體連通，由此與遞送管口 13液體連通。通過所述孔來增加或者降低用于咖啡的通路的橫截面，桿61圍繞其自身的軸的 旋轉(zhuǎn)使得槽72 (其相對于通道57和孔57A偏心)變得相對于該孔57A占據(jù)可變的位置。由 此該橫截面可以改變以調(diào)節(jié)來自穩(wěn)定閥門27的咖啡的流速。設(shè)置桿61的角位置，以便將 通過孔57A的通路的橫截面降低至最小，這還將通過閥門27的咖啡的流速降低至最小。作 為結(jié)果，可以調(diào)節(jié)通過閥門27的流速以便獲取更濃或者更重的咖啡。當(dāng)通過孔57A的通路 的橫截面通過桿61的旋轉(zhuǎn)而逐漸增加時，咖啡更快速地通過腔55進入閥門27，并且由此導(dǎo) 致從過濾器保持器遞送較低的濃度(也即更淡)的咖啡。換言之，利用桿61，借助于簡單地調(diào)節(jié)凸起65 (這可以通過調(diào)整閥門27而改變遞 送的流速)，調(diào)整設(shè)備31支持用戶隨意改變飲料的感官特征。為了確保在桿61的延伸部分69的正面和在塊25中生成的基部29的終端表面之 間的密封，桿61通過壓縮彈簧66而以彈性方式沿軸向加載，該彈簧66保持在主體64和桿61的延伸部分61A之間部分地壓縮的位置。主體64相對于把手15上的接合點15A并列， 并且彈簧66的壓縮力由此將桿61向杯體17按壓，從而延伸部分69的正面按壓并且相對 于基部29的端形成水密封。彈性環(huán)或者密封的O形環(huán)85包括在環(huán)形基部87中，其提供在 桿61的中間部分中以便防止咖啡沿桿61的表面流入把手或者手柄15之中。
顯然，附圖僅示出了本發(fā)明的一個實施方 式，可以在形式和布局中修改該實施方 式，而并不脫離本發(fā)明的概念的范圍。
權(quán)利要求
一種用于咖啡機的過濾器保持器，包括杯體，其中插入咖啡過濾器；至少一個遞送管口；以及與所述遞送管口相關(guān)聯(lián)的閥門，用于穩(wěn)定注入背壓；其特征在于其包括調(diào)整設(shè)備，用于改變來自所述穩(wěn)定閥門的咖啡的流速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器保持器，其特征在于所述調(diào)整設(shè)備包括可調(diào)節(jié)遮蔽 元件，用于改變定位在所述閥門和所述遞送管口之間的用于遞送咖啡的孔的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾器保持器，其特征在于所述壓強穩(wěn)定閥門包括入口， 使得所述杯體的內(nèi)部與壓強補償腔室進行液體連通；出口，使得所述壓強補償腔室與所述 出口孔連通；以及其中所述壓強補償腔室包括彈性部件，其與用于對所述入口進行節(jié)流以 改變所述開口的橫截面的裝置相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述的過濾器保持器，其特征在于其包括附接至所述杯 體的把手，以及所述調(diào)整設(shè)備沿著所述把手延伸，并且包括附接至所述把手的操作裝置。
5.根據(jù)一個或者多個前述權(quán)利要求所述的過濾器保持器，其特征在于所述調(diào)整設(shè)備 在所述把手內(nèi)的縱向基部內(nèi)部延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的過濾器保持器，其特征在于所述操作裝置相對于所 述杯體而附接至所述把手的相對端。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或者6所述的過濾器保持器，其特征在于所述調(diào)整設(shè)備包括大 致平行于所述把手延伸的桿，所述桿的第一端與所述操作裝置相關(guān)聯(lián)，而所述桿的第二端 與調(diào)節(jié)元件相關(guān)聯(lián)，所述調(diào)節(jié)元件用于調(diào)節(jié)用于遞送咖啡的所述孔的橫截面，定位在所述 壓強穩(wěn)定閥門和所述遞送管口之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾器保持器，其特征在于所述桿沿所述軸向方向以彈性 方式加載，并且能夠圍繞其自身的軸旋轉(zhuǎn)，以便改變在所述壓強穩(wěn)定閥門和所述遞送管口 之間設(shè)置的出口孔的所述橫截面。
9.根據(jù)一個或者多個前述權(quán)利要求所述的過濾器保持器，其特征在于所述調(diào)整設(shè)備 包括具有入口和出口的、定義咖啡流路徑的有孔的主體，以及所述入口與所述孔液體連通， 所述孔和所述入口的相對位置可被調(diào)節(jié)以便改變所述孔的橫截面。
10.根據(jù)一個或者多個前述權(quán)利要求所述的過濾器保持器，其特征在于所述杯體包 括塊，所述塊包括背壓穩(wěn)定閥門的主體、所述孔、用于所述遮蔽元件的基部以及連接至所 述至少一個管口的導(dǎo)管。
11.一種包括根據(jù)一個或者多個前述權(quán)利要求所述的過濾器保持器的咖啡機。
全文摘要
描述了一種在咖啡機中使用的過濾器保持器(1)，包括杯體(17)，其中插入容納咖啡的過濾器(21)；至少一個遞送管口(13)；以及與所述遞送管口相關(guān)聯(lián)的閥門(27)，用于穩(wěn)定注入背壓。該過濾器保持器還包括調(diào)整設(shè)備(31)，用于調(diào)節(jié)通過穩(wěn)定閥門的咖啡流，以便預(yù)置所得飲料的感官特征。
文檔編號A47J31/06GK101801245SQ200880106798
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者G·雷莫, M·桑托利 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司