УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ПОРЦИИ КОФЕ В ДЕРЖАТЕЛЕ ФИЛЬТРА
DEVICE FOR COMPRESSING A COFFEE PORTION IN A FILTER HOLDER

Изобретение относится к устройству для заполнения корзины держателя фильтра эспрессо-машины заранее заданной порцией молотого кофе и для сжатия порции в держателе фильтра.
Как известно, при приготовлении эспрессо, помимо размера частиц молотого кофе, для получения качественного напитка ключевую роль играет степень сжатия кофейного порошка, образующего порцию в держателе фильтра, и равномерность, с которой это сжатие распределено в области, определенной корзиной держателя фильтра.
Таким образом, если молотый кофе не сжат до надлежащей степени и распределение сжатия неравномерно в порции, существует риск того, что при подаче в держатель фильтра горячей воды, находящейся под давлением, с целью получения напитка, вода найдет проходы и потечет через порцию молотого кофе с объемным расходом, который не подходит для надлежащего извлечения вкуса кофе из общего количества кофе, образующего порцию, таким образом, будет приготовлен напиток неудовлетворительного качества.
Следовательно, когда порцию молотого кофе помещают в корзину держателя фильтра, порцию нужно сжать до некоторой заданной степени сжатия.
На практике оптимальная эффективность извлечения вкуса и, следовательно, оптимальное качество напитка могут быть получены при приложении к поверхности порции молотого кофе в корзине держателя фильтра силы, составляющей от 15 до 25 кгс.
2
2
2
Если площадь поверхности в держателе фильтра, подлежащая сжатию, составляет примерно 24 см, давление при сжатии молотого кофе в среднем составляет от 0,6 кгс/см до 1,05 кгс/см.
В наиболее типовых применениях из уровня техники, оператор кофемашины, так называемый «бариста», вручную прикладывает давление к порции кофейного порошка с использованием пестика, состоящего из диска, диаметр которого, по существу, равен диаметру отверстия корзины держателя фильтра, и рукоятки держателя фильтра, которая выполнена с возможностью удерживания при приложении указанной силы сжатия.
При этой ручной технологии, степень сжатия, приложенного к порции молотого кофе, может быть разной в разные моменты времени, и постоянные оптимальные результаты могут опираться только на навыки оператора.
Бариста может просто случайно расположить пестик на молотом кофе в положении, которое не параллельно дну корзину держателя фильтра и, в результате сжатие будет неравномерно распределено по порции.
В попытке максимизировать постоянство и равномерность распределения степени сжатия, принятого порцией молотого кофе в корзине держателя фильтра, и для того, чтобы оператор мог исключить непрерывные физические упражнения, которые связаны с ручным сжатием порции и которые особенно трудны при пиковых потоках клиентов, в уровне технике также предложены механические устройства сжатия.
Один пример механического устройства сжатия, которое использует упругую энергию, которая высвобождается пружиной из элемента, содержащего пестик, и которая накапливается при перемещении устройства по направлению к порции молотого кофе, описан в документе WO 2014/203073 A1.
Дополнительные примеры механических устройств для сжатия порции молотого кофе в держателе фильтра описаны в документах DE 10 2014 019778 и NL 2007126.
В соответствии с этими примерами, соответствующими уровню техники, сила сжатия, приложенная пестиком к порции молотого кофе, выработана, соответственно, конструкцией с гидравлическим цилиндром, которая соединена со стержнем пестика, и посредством механизма реечной передачи.
В уровне техники также предложены примеры оборудования, которое, помимо сжатия порции молотого кофе в корзине держателя фильтра, также заранее заполняет порцию молотого кофе без необходимости перемещения держателя фильтра из устройства, которое подает порцию заданной величины и с заданным размером частиц, и располагает ее в другом устройстве, в котором осуществляют сжатие.
Примеры вариантов осуществления этой технологии описаны в документах WO 2012/045112 A1 и EP 1 126 774 A1.
В соответствии с этой технологией, описанной в упомянутых выше документах уровня техники, следует отметить, что пестик для осуществления сжатия порции молотого кофе выполнен в виде спирального элемента, расположенного на конце вращающегося вала.
Этот спиральный элемент находится в корзине держателя фильтра, когда последний расположен в устройстве, при этом указанный вал со спиральным элементом размещен перпендикулярно над расположением держателя фильтра, даже до заполнения порцией молотого кофе.
Следовательно, поток молотого кофе может только достичь корзины держателя фильтра, когда он прошел спиральные элементы пестика, при этом последний в дальнейшем осуществляет сжатие благодаря вращению двигателя, соединенного с опорным валом пестика.
Следовательно, хотя в указанных документах уровня техники используют одно устройство для заполнения корзины держателя фильтра порцией молотого кофе и также сжимают указанную порцию при одновременном поддержании неизменного положения держателя фильтра в ходе обеих операций, на практике было обнаружено, что устройства, соответствующие уровню техники, обладают недостатком, который заключается в том, что величина порции молотого кофе изменяется при каждой подаче в корзину держателя фильтра и ее сжатие также отклоняется от надлежащего номинального значения, которым обладает указанная порция, когда ее подают из устройства для помола и подачи и направляют в корзину держателя фильтра.
Это объясняется тем, что часть потока кофе теряется на поверхностях спирального элемента пестика и прилипает там, и не вносит вклада в образование желаемого количества кофе, которое подлежит сжатию.
Так как порции для приготовления эспрессо представляют собой несколько граммов, то потеря даже очень малого и неуправляемого количества приводит к подаче напитков, обладающих неудовлетворительным, непостоянным вкусом.
Задача изобретения заключается в устранении упомянутых выше недостатков уровня техники посредством создания устройства, которое может заполнить корзину держателя фильтра для эспрессо-машин заранее заданной порцией молотого кофе и которое также сжимает заполненную порцию, в том же устройстве, без риска потери даже самого малого количества кофейного порошка, который образует порцию, при этом поддерживают постоянное качество подаваемого напитка.
Эти и другие задачи, как будет лучше описано далее, решены с помощью устройства для заполнения корзины держателя фильтра эспрессо-машины заранее заданной порцией молотого кофе и для сжатия порции в держателе фильтра, при этом указанное устройство соответствует пункту 1 формулы изобретения.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на определенные варианты осуществления изобретения, которые приведены только для пояснения и не ограничивают изобретение и показаны на чертежах.
На фиг. 1 показано устройство согласно первому варианту осуществления изобретения, при этом держатель фильтра расположен на опоре, вид в перспективе;
на фиг. 2 - устройство на фиг. 1, при этом держатель фильтра расположен на опорном устройстве в станции заполнения для порции молотого кофе, вид в частичном вертикальном разрезе;
на фиг. 3 схематично показано опорное устройство держателя фильтра, при этом первое и второе места расположения выполнены выровненными в одной и той же горизонтальной плоскости, вид в перспективе;
на фиг. 4 схематично показаны прижимающее устройство, выполненное с возможностью сжатия порции молотого кофе, и связанные с ним движущие средства для перемещения устройства по направлению к порции молотого кофе и от указанной порции, вид в перспективе;
на фиг. 5 - схематично показано прижимающее устройство на фиг. 4, расположенное выровненным по вертикали ниже указанного второго места расположения держателя фильтра, вид спереди в перспективе;
на фиг. 6 - прижимающее устройство для сжатия порции кофе, вид в продольном разрезе;
на фиг. 7 - конструктивный элемент, который является частью корпуса прижимающего устройства, вид в перспективе;
на фиг. 8 частично показано устройство согласно изобретению, при этом опорное устройство держателя фильтра выполнено в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, и держатель фильтра расположен в станции заполнения для порции молотого кофе, вид спереди;
на фиг. 9 - частично показано устройство согласно изобретению, при этом опорное устройство держателя фильтра выполнено в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, и держатель фильтра расположен в станции сжатия для порции молотого кофе, вид в перспективе;
на фиг. 10 схематично показано устройство нв фиг. 9, вид в вертикальном разрезе.
Как показано на упомянутых выше фиг. и, в частности, на фиг. 1, устройство согласно изобретению в целом обозначено ссылочной позицией 1.
Оно содержит основание 2 с обычными регулируемыми по высоте опорными ножками 3. Внешняя конструкция устройства содержит стороны 4 и 5, а также переднюю панель 6 с выполненным в ней проемом 7, через который возможен доступ к рабочим частям устройства, что более подробно описано далее.
Верх закрыт крышкой 8, которая содержит емкость 9 со своей собственной крышкой, установленной на емкости, что известно в технике.
Такая емкость 9 выполнена с возможностью вмещения обжаренных кофейных зерен и выполнения функции воронки для обеспечения помола зерен, при запросе электронной рабочей системы устройства, в расположенное ниже устройство для помола и дозирования кофе, которое для цели изобретения считается полностью обычным устройством.
Как обычно, панель 11 управления, например, электронная панель управления, расположена на передней стенке 6 и выполнена с возможностью приведения в действие и регулировки различных функций устройства.
А именно, панель 11 может содержать блок управления центрального вычислительного блока, который является обычным устройством и в настоящем документе не описан.
Как также показано на фиг. 1, устройство 12 для сжатия порции молотого кофе показано в проеме 7 передней панели 6 и установлено на конце 13 рычага 14, который выступает подвешенным образом от передней стенки 15 внутренней рамы устройства 1.
В таком проеме 7 также показан вертикальный канал 16, который поддерживают стержни 17 на передней стенке 15.
Как также показано на фиг. 2, такой канал 16 соединен с желобом 18, через который заранее заданная порция молотого кофе падает под действием силы тяжести в корзину 20 держателя 21 фильтра из обычного устройства 19 для помола и дозирования, при этом держатель 21 фильтра снабжен обычной рабочей рукояткой 22, расположенной у отверстия 23 выгрузки канала 16.
Как показано на фиг. 1 и на фиг. 2, у проема 7 устройство согласно изобретению содержит опору, которая, в общем, обозначена ссылочной позицией 24 на фиг. 1 и которая, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, содержит стенки 25 и 26, разнесенные параллельно, при этом между ними образован промежуток 27.
Пластина 28 расположена у основания устройства для сбора кофе, который может регулярно падать в держатель 21 фильтра.
Вилкообразный элемент, прикрепленный к опоре 29, которая в свою очередь соединена со стенкой 15 рамы посредством винта 29а, содержит зубья 30 и 31.
Указанные зубья 30 и 31 вилкообразного элемента, как показано на фиг. 3, поддерживают, соответственно, стенки 25 и 26 опоры 24 с возможностью регулировки по высоте с использованием пазов и крепежных винтов, таких как винты, обозначенные ссылочными позициями 32 и 33 на фиг. 1, 2 и 3.
Следовательно, опора 24 может быть отрегулирована по вертикали относительно стенки 15 рамы.
Также обеспечено первое место А расположения для держателя фильтра, в котором, как показано на фиг. 2, соответствующая корзина 20 расположена у отверстия 23 выгрузки канала 16, и она готова для приема заранее заданной порции молотого кофе.
Та же опора 24 также выполнена с возможностью определения второго места В расположения для держателя 21 фильтра, как показано на фиг. 1, так что он может быть расположен у устройства 12 для сжатия порции молотого кофе, принятого в корзине 20, когда держатель фильтра находился в первом месте А расположении, под каналом 16.
Перемещение держателя 21 фильтра от первого места А расположения, где осуществляют заполнение порции молотого кофе, до второго места В расположения, где осуществляют сжатие такой порции, вручную осуществляет оператор, то есть бариста, путем простого перемещения держателя 21 фильтра по опоре 24 от первого места расположения до второго места расположения, которые выполнены выровненными друг относительно друга в одной горизонтальной плоскости, продолжающейся в направлении, которое перпендикулярно стенке 15 рамы.
Для более легкого размещения держателя 21 фильтра, предпочтительно, чтобы места А и В расположения могли быть идентифицированы с помощью механических выступов, таких как выпуклости, образованные на поверхности опоры 24, по которой перемещается держатель 21 фильтра, такие выступы не показаны на чертежах, так как они являются обычными.
Как показано на фиг. 4, 5, 6 и 7, прижимающее устройство 12, которое установлено на конце 13 рычага 14, содержит пестик 34 с соответствующим валом 35.
Последний проходит по вертикали в цилиндрическом корпусе 36, содержащем прорезь 37, которая выполнена в его стенке, при этом, по меньшей мере, одна секция содержит спиральный профиль 38 для кулачка. Ролик 39 сцеплен с указанной прорезью 37 с возможностью перемещения и выполнения функции кулачкового следящего устройства, как будет подробнее описано далее.
Вал 35 содержит диск 40, который жестко к нему прикреплен и выполнен с возможностью опоры по оси на направленный к нему конец корпуса 36 в ходе сжатия порции молотого кофе в держателе фильтра, как будет дополнительно описано далее.
Как, в частности, показано на фиг. 6, прижимающее устройство 12 также содержит пружину 41, которая соосно установлена с секцией 35а вала 35, так что что она расположена в корпусе 36 и проходит между нижней стенкой 42 цилиндрического корпуса 36 и кольцеобразным упорным элементом 43, который размещен на секции 35а вала 35.
Концевой участок 35b вала 35 прикреплен осевым винтом 44 с промежуточной прокладкой 45 к цилиндрическому элементу 46, который является частью конца 13 рычага 14, к которому прикреплено прижимающее устройство 12.
Упомянутый выше цилиндрический элемент 46 содержит ролик 39, который работает как кулачковое следящее устройство в спиральной прорези 37 цилиндрического корпуса, поперек его вертикальной оси.
Как показано на фиг. 6, передние подшипники 47 расположены между кольцеобразным упорным элементом 43 и цилиндрическим элементом 46, позволяя валу 35 и его пестику 34 выполнять угловое перемещение относительно их продольной оси.
Такое угловое перемещение происходит в результате осевого перемещения, приданного пестику 34 в ходе сжатия, когда он контактирует с поверхностью порции молотого кофе, которым заполнена корзина 20 держателя 21 фильтра, в результате сцепления ролика 39 со спиральным профилем 38 окошка 37 цилиндрического корпуса 36.
Как, в частности, показано на фиг. 4 и 5, следует заметить, что рычаг 14, с концом 13 которого соединено прижимающее устройство 12, опирается на горизонтальную балку 48, которая установлена на опорной раме 49, 50, которая может быть перемещена по вертикали относительно основания 51, являющегося частью внутренней рамы устройства.
Перемещение балки 48, которая побуждает прижимающее устройство 12 перемещаться по направлению к и от порции молотого кофе в корзине 20 держателя фильтра, тем самым предоставляя возможность осуществления сжатия, получают с помощью зубчатой рейки 52, расположенной на вертикальной стойке 53, которая находится на основании 51, и зубчатого колеса 54, которое сцеплено с зубчатой рейкой 52 и приводит в действие электродвигатель 55, жестко установленный на раме 56.
Стержень 57, который жестко прикреплен к балке 48 и способен перемещаться в отверстии 58, выполненном в пластине 59, связанной с рамой 50, помогает поддерживать горизонтальную ориентацию балки 48 при ее перемещении по вертикали.
Со ссылками на фиг. 8, 9 и 10, будет описан второй вариант осуществления опоры 24, в котором первое место А расположения и второе место В расположения для размещения держателя 21 фильтра находятся на соответствующих горизонтальных плоскостях, которые накладываются друг на друга и находятся на расстоянии по вертикали друг относительно друга.
В соответствии с этим вариантом осуществления изобретения опора 24 содержит боковые стенки 60 и 61, прикрепленные консольно к стенке 15 внутренней рамы устройства, и вилкообразный элемент 62 с зубьями 63 и 64.
Вилкообразный элемент 62 также прикреплен консольно к стенке 15 внутренней рамы устройства с помощью винтов 65 для регулировки вертикального положения, так что может быть найдено правильное положение под отверстием 23 канала 16 для правильного позиционирования держателя 21 фильтра.
Следовательно, зубья 63 и 64 определяют место А расположения для заполнения корзины 20 держателя 21 фильтра порцией молотого кофе, при этом для этой цели держатель фильтра располагают на зубьях 63 и 64, как показано на фиг. 8.
Второе место расположения, а именно место В расположения, в котором сжимают порцию молотого кофе и которое соответствует второму варианту осуществления опоры 24, выполнено с помощью направляющих 66 и 67, образованных на направленных друг к другу внутренних сторонах стенок 60 и 61 на верхних сторонах таких стенок 60 и 61.
Держатель 21 фильтра вручную размещают в направляющих 66 и 67 и порцию молотого кофе в дальнейшем сжимают путем перемещения прижимающего устройства 12 по направлению к держателю 21 фильтра и от держателя 21 фильтра.
Следовательно, в соответствии с рассмотренным выше вариантом осуществления изобретения указанное второе место В расположение находится в горизонтальной плоскости, отличающейся от плоскости для места А расположения, выполненной для заполнения корзины 20 держателя 21 фильтра, при этом место А расположения и место В расположение по вертикали находятся на расстоянии друг от друга.
В обоих вариантах осуществления опоры 24 места А и В расположения, которые обеспечены на указанной опоре 24, выполнены снабженными датчиками SA и SB, которые определяют как наличие держателя фильтра в заданном положении, так и его надлежащую ориентацию в пространстве.
Предпочтительно, чтобы, без ограничения изобретения, эти датчики были расположены на вертикальной стенке 15 внутренней рамы устройства 1.
Кроме того, эти датчики могут обладать функциональными возможностями, заключающимися в считывании определенных кодов на держателе фильтра, которые позволяют датчикам формировать команды, отдаваемые элементам, с целью подачи порций молотого кофе и определения операции сжатия в месте В расположения и ее остановки, когда достигнуто целевое значение сжатия, например, путем считывания и декодирования сигнала потребления энергии с помощью элементов, выполненных с возможностью перемещения устройства 12 сжатия относительно порции молотого кофе.
Работа устройства, как при первом, так и при втором вариантах осуществления опоры держателя фильтра, является очевидной из приведенного выше описания.
В обоих вариантах осуществления изобретения, когда держатель 21 фильтра находится в первом месте А расположения, датчик этого расположения, как упомянуто выше, указывает наличие держателя фильтра и управляет заполнением заранее заданной целевой порции молотого кофе путем воздействия на специальное приводящее средство с помощью обычного центрального вычислительного блока.
После окончания заполнения порции, оператор, то есть бариста, перемещает держатель фильтра из места А расположения в место В расположения, при этом соответствующий датчик определяет его наличие и определяет то, что устройство 12 переместилось относительно порции молотого кофе в корзине 20 держателя 21 фильтра.
Когда пестик 34 контактирует со свободной поверхностью порции молотого кофе и еще снижается благодаря вращению зубчатого колеса 54 на зубчатой рейке 52, кофейный порошок по оси сжимают и пестик поворачивается относительно оси своего вала 35, так как кулачковое соединение ролика 39, содержащегося на цилиндрическом элементе 46, и спирального профиля 38 в корпусе 36 также приводит к угловому перемещению пестика, предпочтительно, без ограничения, на 45°.
Сжатие порции молотого кофе заканчивается тогда, когда центральный вычислительный блок устройства обнаруживает заданное потребление тока движущими элементами, которые выполнены с возможностью приведения в действие прижимающего устройства 12, так что потребление, соответствующее достижению заданной силы, например 20 кгс, приложенной прижимающим устройством 12 к поверхности порции кофе в держателе фильтра.
Очевидно, что центральный вычислительный блок устройства может хранить различные значения потребления тока, соответствующие многим значениям сжатия, которые достигаются в порции кофе, в зависимости от используемого типа кофе, от любимого рецепта оператора, то есть баристы, или от типа держателя фильтра.
Когда закончена операция сжатия, держатель фильтра готов к прикреплению к блоку подачи эспрессо-машины, который выполнен с возможностью подачи напитка.
Следовательно, устройство, соответствующее изобретению, выполняет в одном устройстве обе цели заполнения корзины держателя фильтра заранее заданной порцией молотого кофе, количество которого может быть постоянным и при этом осуществляют заранее заданную операцию сжатия.
Изобретение может иметь разные варианты осуществления, которые могут отличаться от приведенных выше и не выходят за пределы объема, определенного формулой изобретения.