Кофемолка и кофемашина, содержащая кофемолку - RU2647822C2
Код документа: RU2647822C2
Чертежи
Описание
Настоящая заявка является заявкой национальной фазы США в соответствии с п.35 §371 Свода федеральных законов США Международной заявки PCT/IB2013/058688, зарегистрированной 20 сентября, 2013, в которой заявляется приоритет Европейской заявки 12185368.3, зарегистрированной 21 сентября, 2012. Упомянутые заявки включены в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее описание изобретения относится, в частности, к кофемолкам, для установки в автоматические или полуавтоматические кофемашины и тому подобное. Описание изобретения дополнительно относится к кофемашине, включающей в себя упомянутую кофемолку.
Описание предшествующего уровня техники
Некоторые кофеварки обеспечены кофемолкой для перемалывания кофейных зерен, выдаваемых из контейнера для кофейных зерен, для получения молотого кофе. Молотый кофе в виде порошка затем загружается в блок заваривания для приготовления напитка на основе кофе, например эспрессо, капучино, фильтрованного кофе или тому подобное.
Кофемолки для кофемашин обычно содержат первое, неподвижное перемалывающее колесо и второе, вращательное перемалывающее колесо. Перемалывающие колеса размещены обращенными одно к другому для образования объема перемалывания между ними. Два противоположно размещенных перемалывающих колеса обычно обеспечены различными коническими перемалывающими поверхностями, имеющими перемалывающие зубья. Перемалывающие колеса обычно размещены одно поверх другого, и в верхнем перемалывающем колесе предусмотрено отверстие для введения кофейных зерен в пространство перемалывания или объем перемалывания, образованный между двумя перемалывающими колесами. За счет вращения одного перемалывающего колеса относительно другого происходит дробление кофейных зерен, изготовление молотого кофе, собираемого в радиально проходящем выводном канале. Молотый кофе незначительно сжимается в выводном канале до выгрузки в канал для молотого кофе, выдающий молотый кофе непосредственно в блок заваривания, размещенный снизу канала для молотого кофе.
Кофемолка современного уровня техники показана на Фиг. 1 и 2 и будет коротко описана ниже. На Фиг. 1 показан разрез вдоль оси вращения вращательного перемалывающего колеса. На Фиг. 2 показан поперечный разрез по линии II-II с Фиг. 1. Ссылочная позиция 1 обозначает кофемолку в целом. Кофемолка 1 содержит неподвижную несущую или опорную конструкцию 3, предназначенную для ее монтажа в кофемашину. Конструкция 3 образует посадочное место 5, для размещения первого, верхнего перемалывающего колеса 7 и второго, нижнего перемалывающего колеса 9. Первое перемалывающее колесо 7 является неподвижным, при этом второе, нижнее перемалывающее колесо 9 является вращательным перемалывающим колесом, приводимым во вращение вокруг оси А-А вращения посредством электродвигателя 11, с помощью привода 13, смонтированного на валу 15. Шнек 17 также смонтирован на валу 15 для подачи кофейных зерен в объем 19 перемалывания, образованный между противоположными перемалывающими поверхностями первого, неподвижного перемалывающего колеса 7 и второго, вращательного перемалывающего колеса 9. Отверстие 27 в верхнем, неподвижном перемалывающем колесе 7 обеспечивает поступление кофейных зерен в объем 19 перемалывания.
Молотый кофе, выходящий из объема 19 перемалывания, собирается в выводном канале 21. Выводной канал 21 проходит радиально от посадочного места 5, для размещения перемалывающих колес 7 и 9, по направлению к каналу для молотого кофе. Упругая заслонка 23 выполнена на выводном канале 21 с возможностью незначительного сжатия молотого кофе, подаваемого перемалывающими колесами 7, 9, размещенными в посадочном месте 5, при его перемещении вдоль выводного канала 21. Выводной канал 21 заканчивается в канале 23 для молотого кофе, ориентированного вниз для загрузки молотого кофе в блок заваривания, схематично показанный ссылочной позицией 25 и размещенный ниже канала 23 для молотого кофе.
В известных кофемолках этого типа кофейные зерна обычно подаются сверху в центральное отверстие 27 для продвижения кофейных зерен под действием силы тяжести и посредством вращения шнека 17 при подаче электропитания в кофемолку 1. Молотый кофе собирается в выводном канале 21 и заполняет упомянутый канал вплоть до края 21А на конце канала, откуда молотый кофе падает под действием силы тяжести в канал 23 для кофе. При прекращении энергопитания кофемолки 1 нижнее, вращательное перемалывающее колесо 9 останавливается и свежемолотый кофе, заполняющий объем 19 перемалывания, и выводной канал 29 остается в кофемолке 1 до тех пор, пока не начнется следующий цикл перемалывания.
Кофемолка этого типа раскрыта, например, в US-A-2010/0037778.
Эти кофемолки работают вполне удовлетворительно, но имеют некоторые недостатки. В частности, молотый кофе, остающийся в кофемолке 1, подвергается окислению вследствие контакта с окружающим воздухом. Эта проблема относится как к кофе, остающемуся в объеме 19 между двумя перемалывающими колесами, так и к молотому кофе, остающемуся в выводном канале 21.
Если кофемашина не используется в течение достаточно длительного времени, например ночью, на качество первой чашки кофе, заваренной при возобновлении работы машины, может негативно влиять окисление молотого кофе, имевшее место ночью. Чем больше период, в течение которого кофемолка остается в нерабочем состоянии, тем сильнее ухудшение качества молотого кофе. Более того, если пользователь желает изменить сорт используемых кофейных зерен, например, заменяя обычный кофе на кофе без кофеина, по меньшей мере первая чашка кофе, выдаваемая кофемашиной, приготовится по меньшей мере частично с использованием кофе предыдущего сорта, еще содержащегося в контейнере для кофе, так как молотый кофе, полученный посредством перемалывания кофе предыдущего сорта, еще имеющегося в кофемашине, по-прежнему содержится в объеме 19 перемалывания и в выводном канале 21.
Следовательно, существует потребность в усовершенствованной кофемашине, которой уменьшаются или преодолеваются один или более из вышеупомянутых недостатков.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для исключения или по меньшей мере преодоления по меньшей мере одной из проблем, возникающих при использовании кофемолок предшествующего уровня техники, предоставляются кофемолка по п.1 формулы изобретения, кофемашина по п.10 формулы изобретения и способ перемалывания по п.12 формулы изобретения.
Предоставляется способ перемалывания кофейных зерен в кофемашине; упомянутый способ содержит этапы:
размещения первого перемалывающего колеса и второго перемалывающего колеса в посадочном месте, при этом первое перемалывающее колесо и второе перемалывающее колесо выполнены с возможностью образования между ними объема перемалывания и вращения относительно друг друга;
введения кофейных зерен в объем перемалывания;
перемалывания кофейных зерен посредством вращения первого перемалывающего колеса и второго перемалывающего колеса относительно друг друга;
продолжения вращения первого перемалывающего колеса и второго перемалывающего колеса относительно друг друга, очищающих таким образом объем перемалывания и посадочное место, удаляя оттуда молотый кофе посредством центробежной силы.
В практических вариантах осуществления относительное вращательное движение перемалывающих колес поддерживается в течение времени, достаточного для дробления всех кофейных зерен, поданных в объем перемалывания, для полного преобразования таким образом кофейных зерен в кофе в виде порошка, и для удаления посредством центробежной силы молотого кофе из объема перемалывания между перемалывающими колесами и из посадочного места для размещения перемалывающих колес. Этот процесс перемалывания приводит к тому, что кофемолка остается по существу свободной от остатков кофе. Если кофемашина и кофемолка не используются в течение относительно долгого периода времени, например, ночью, следующие циклы перемалывания и заваривания, выполняемые после периода неиспользования кофемашины, выполняются с использованием свежих кофейных зерен, и, по существу, без оказания негативного воздействия на вкус кофейного напитка, вызываемого окисленным, или частично окисленным молотым кофе, или молотым кофе ухудшенного качества от предыдущих циклов перемалывания.
Торцевая поверхность выпускного отверстия для молотого кофе ориентирована для облегчения выведения молотого кофе из объема перемалывания и из посадочного места посредством действия центробежной силы в канал для молотого кофе.
Взаимным вращением первого и второго перемалывающих колес осуществляется управление таким образом, что при полном расходе кофейных зерен, поданных в перемалывающее колесо, вращение продолжается для очистки объема перемалывания и посадочного места измельчительных колес, для удаления таким образом остаточного молотого кофе посредством центробежной силы.
Если пользователь желает изменить сорт кофейных зерен, например переходя с обычного кофе на кофе без кофеина, первая чашка кофе, заваренная с последующим сортом кофе, по существу, не содержит остатков ранее использованного сорта, или же сожержит его несущественные остатки.
EP 2364624 раскрывает кофемолку в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления способ может содержать следующие этапы: подачи отмеренного количества кофейных зерен в объем перемалывания; вращения первого перемалывающего колеса и второго перемалывающего колеса относительно друг друга для измельчения отмеренного количества кофейных зерен; продолжающегося вращения для удаления молотого кофе из посадочного места и объема перемалывания посредством центробежной силы.
Вращение перемалывающего(ых) колеса(колес) может останавливаться после заданного временного интервала, рассчитанного таким образом, что максимальное возможное отмеренное количество кофе полностью измельчаться и молотый кофе удаляется из кофемолки. Так как количество кофейных зерен, использующихся для цикла перемалывания и цикла заваривания, определяется количеством молотого кофе, требуемого для заваривания одной или двух чашек кофе, предварительно заданный интервал времени рассчитывается таким образом, что число оборотов, выполняемое вращательным перемалывающим колесом, является достаточным для перемалывания двойного максимального количества кофейных зерен, используемых для приготовления чашки кофе. Это количество задается посредством механических характеристик блока заваривания. Может быть добавлено дополнительное время перемалывания для вращения кофемолки в ненагруженных состояниях, для удаления остатков молотого кофе надлежащим образом из объема перемалывания и посадочного места перемалывающих колес.
В других вариантах осуществления может быть предусмотрено средство для определения фактического полного расхода кофейных зерен в объеме перемалывания. Вращательное движение кофемолки может, в таком случае, поддерживаться в течение некоторого промежутка дополнительного времени, вслед за детектированием полного расхода кофейных зерен. Некоторые возможные способы детектирования завершения процесса перемалывания изложены ниже.
В предпочтительных вариантах осуществления устройство отмеривания кофейных зерен может размещаться над кофемолкой.
Под по существу тангенциально ориентацией следует понимать ориентацию, являющуюся точно или почти тангенциальной относительно цилиндрической стенки, для легкого вывода таким образом молотого кофе из посадочного места для размещения перемалывающих колес. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления по существу тангенциальная ориентация означает, что торцевая поверхность образует угол от -10° до +40°с тангенциальным направлением и, предпочтительно, от -5° до +20° и еще более предпочтительно от -5° до +10°. В предпочтительных в настоящее время вариантах осуществления торцевая поверхность является тангенциальной относительно цилиндрической поверхности посадочного места для перемалывающих колес.
Тангенциальная или по существу тангенциальная ориентация торцевой поверхности является такой, что вектор скорости молотого кофе, выводимого из объема перемалывания посредством центробежной силы, ориентирован в соответствии или приблизительно в соответствии с ориентацией торцевой поверхности. Это способствует выводу молотого кофе из объема перемалывания и из посадочного места для перемалывающих колес, делая очистку кофемолки более легкой и эффективной.
Таким образом, выпускное отверстие для вывода молотого кофе из кофемолки ориентировано в нерадиальном направлении.
В некоторых вариантах осуществления торцевая поверхность заканчивается непосредственно у канала для молотого кофе. Предусматривается минимальная длина торцевой поверхности в соответствии с механическими и конструктивными ограничениями. Это позволяет исключить или уменьшить образование мертвых объемов, где может накапливаться молотый кофе, выталкиваемый из объема перемалывания.
В некоторых вариантах осуществления канал для молотого кофе имеет круглое или почти круглое поперечное сечение. Для уменьшения накопления молотого кофе на торцевой поверхности канала для молотого кофе, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, в канале для молотого кофе размещен ударный экран напротив выпускного отверстия для молотого кофе. В некоторых вариантах осуществления ударный экран имеет по существу планарную ударную поверхность, обращенную к выпускному отверстию для молотого кофе, и предпочтительно может быть ортогональной или по существу ортогональной относительно торцевой поверхности выпускного отверстия для молотого кофе. Направление скорости молотого кофе, сталкивающегося с ударным экраном, следовательно, составляет приблизительно 90° относительно ударной поверхности. Это расположение сводит к минимуму тенденцию прилипания кофейного порошка к ударной поверхности и накопления на ней.
Для лучшей очистки посадочного места для размещения перемалывающих колес и для более эффективного удаления оттуда молотого кофе, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, вращающееся перемалывающее колесо может содержать радиальные выступы, расположенные соответствующим образом и выполненные с возможностью удаления молотого кофе, накапливающегося в посадочном месте, между цилиндрической стенкой посадочного места и перемалывающими колесами. Вращающиеся выступы перемещают молотый кофе вдоль цилиндрической поверхности до тех пор, пока молотый кофе не будет выведен через выпускное отверстие для молотого кофе, предусмотренное в направлении цилиндрического посадочного места.
В соответствии с дополнительным аспектом, предоставляется кофемашина, содержащая кофемолку, как описано выше, и блок заваривания, размещенный снизу кофемолки.
Признаки и варианты осуществления, раскрываемые ниже, дополнительно изложены в прилагаемой формуле изобретения, которая составляет неотъемлемую часть настоящего описания. Вышеприведенное краткое описание раскрывает признаки различных вариантов осуществления настоящего изобретения с тем, чтобы подробное описание, следующее далее, могло быть понято лучше, а также чтобы предлагаемые усовершенствования, вносимые в уровень техники, могли быть оценены лучше. При этом имеют место другие признаки изобретения, описываемые ниже и излагаемые в прилагаемой формуле изобретения. В связи с этим до подробного объяснения нескольких вариантов осуществления изобретения следует принять во внимание, что различные варианты осуществления изобретения не ограничены в их применении деталями конструкции и расположением соответствующих компонентов, излагаемыми в следующем описании или показанными на чертежах. Изобретение допускает другие варианты осуществления, а также практического использования и реализации различными способами. Также следует понимать, что формулировки и терминология, используемые здесь, предназначены для описания и не должны рассматриваться в качестве ограничительных.
В связи с этим специалистам в данной области техники будет понятно, что концепция, на которой основано описание изобретения, вполне может использоваться в качестве основы для проектирования других конструкций, способов и/или систем для достижения некоторых целей настоящего изобретения. Следовательно, важно, что формула изобретения рассматривается как включающая в себя такие эквивалентные конструкции, поскольку они не являются отступающими от сущности и объема настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Раскрываемые варианты осуществления изобретения и множество присущих ему преимуществ будут более понятны за счет ссылки на последующее подробное описание в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
На Фиг. 1 показана кофемолка соответствующего уровня техники в соответствии с вертикальным разрезом вдоль плоскости, содержащей ось вращения вращательного перемалывающего колеса;
На Фиг. 2 показан разрез по линии II-II с Фиг. 1;
На Фиг. 3 показан вид в изометрии кофемолки в соответствии с настоящим описанием изобретения;
На Фиг. 4 показан вид сверху кофемолки с Фиг. 3;
На Фиг. 5 показан разрез по линии V-V с Фиг. 4;
На Фиг. 6 и 7 показан разрез вдоль линий VI-VI и VII-VII с Фиг. 5, соответственно;
На Фиг. 8 показан вид в изометрии вращательного перемалывающего колеса и перемешивателя кофейных зерен, размещенного в центральном отверстии, из которого кофейные зерна выдаются в кофемолку; и
На Фиг. 9 схематично показана кофемашина, содержащая кофемолку.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее подробное описание иллюстративных вариантов осуществления содержит ссылку на прилагаемые чертежи. Одинаковые ссылочные позиции на разных чертежах обозначают одинаковые или аналогичные элементы. Дополнительно, чертежи необязательно выполнены в масштабе. Также нижеследующее подробное описание не ограничивает изобретение. При этом объем изобретения определен прилагаемой формулой изобретения.
Ссылка на протяжении всего описания изобретения на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления" или "некоторые варианты осуществления" означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, включена в по меньшей мере один вариант осуществления раскрываемого объекта изобретения. Таким образом, фраза "в одном варианте осуществления" или "в варианте осуществления" или "в некоторых вариантах осуществления" в различных местах на протяжении всего описания изобретения необязательно содержит ссылку на один и тот же вариант(ы) осуществления. Более того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут комбинироваться любым подходящим образом в одном или более вариантах осуществления.
На Фиг. 3-7 показан иллюстративный вариант осуществления кофемолки в соответствии с настоящим описанием изобретения. Кофемолка в целом обозначена ссылочной позицией 50 и содержит неподвижную опорную конструкцию 51, Образующую посадочное место 53 для размещения первого перемалывающего колеса 55 и второго перемалывающего колеса 57. В иллюстративном варианте осуществления первое перемалывающее колесо 55 размещено выше второго перемалывающего колеса 57. Перемалывающие колеса, следовательно, будут называться здесь ниже также "верхним" перемалывающим колесом 55 и "нижним" перемалывающим колесом 57.
Кофемолка 50 может размещаться в кофемашине, например, автоматической кофемашине. На Фиг. 9 показан схематичный вид сбоку кофемашины 30, обеспеченной кофемолкой 50. Кофемашина 30 содержит корпус 31 и контейнер 32 для кофейных зерен. Блок заваривания, схематично показанный ссылочной позицией 74, размещен ниже кофемолки 50. Кофемашина 30 дополнительно содержит патрубок 33 для розлива и поддон 34 для сбора капель, размещенный под патрубком для розлива и снабженный решеткой 35, на которой может размещаться контейнер такой, как чашка С для сбора кофе, разливаемого из патрубка 32 для розлива.
Первое, верхнее перемалывающее колесо 55 удерживается неподвижно в посадочном месте 53. Второе, нижнее перемалывающее колесо 57 смонтировано с возможностью вращения в посадочном месте 53. С этой целью перемалывающее колесо 57 закреплено на вращательном валу 59. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления вращательный вал 59 может быть выполнен за одно целое с внешней частью перемалывающего колеса 57, как показано на Фиг. 5. Вращательный вал 59 проходит через отверстие, предусмотренное в нижней части посадочного места 53, и удерживается посредством подшипника 59А (Фиг. 5). Вращательный вал 59 торсионно закреплен на приводе 61, например, посредством шлицевого профиля. Двигатель 63 приводит во вращение привод 61 и перемалывающее колесо 57, например, посредством шнека, размещенного во втулке 65 (Фиг. 3) и непоказанного.
Как известно специалистам в данной области техники, осевое расстояние между перемалывающими колесами 55 и 57, т.е. расстояние вдоль оси вращения второго колеса 57, может быть регулируемым, например, для удовлетворения потребностей потребителя. Например, первое, верхнее перемалывающее колесо 55 может быть подвижным в осевом направлении относительно опорной конструкции 51 и иметь регулируемое осевое расстояние от второго, нижнего перемалывающего колеса 57. Этого можно достичь, например, посредством предусмотрения в верхнем перемалывающем колесе наружной резьбы 65, входящей в зацепление с внутренней резьбой 67, которая может быть выполнена за одно целое с неподвижной опорной конструкцией 51 или закреплена на ней.
Верхнее перемалывающее колесо 55 примыкает к зубчатому сектору 69 (см., в частности, Фиг. 3 и 4). Посредством вращения сектора 69 вокруг оси А-А, первое, неподвижное верхнее перемалывающее колесо 55 может быть вращаемым относительно неподвижной опорной конструкции 51. Резьбы 65 и 67 вызывают осевое смещение неподвижного, верхнего перемалывающего колеса 55 относительно нижнего, вращательного перемалывающего колеса 57, таким образом регулируя размер частиц молотого кофе, приготовляемого посредством кофемолки 50.
Как наилучшим образом показано на Фиг. 6 и 7, посадочное место 53 окружено по существу, цилиндрической внутренней поверхностью 53А, имеющей диаметр, соответствующий диаметру нижнего, вращательного перемалывающего колеса 57 или незначительно больший, чем его диаметр. В других вариантах осуществления внутренняя поверхность 53А может иметь нецилиндрическую форму, например форму усеченного конуса, в зависимости от краевой формы перемалывающих колес. При этом для обеспечения возможности вращения второго, нижнего вращательного перемалывающего колеса 57, поперечное сечение поверхности 53А, однако, является круглым.
Внутренняя цилиндрическая поверхность 53А окружает почти полностью перемалывающие колеса 55, 57, но заканчивается в выпускном отверстии 71 для молотого кофе, находящемся в сообщении с каналом 73 для молотого кофе. Канал 73 для молотого кофе проходит вниз по направлению к блоку заваривания, схематично показанному ссылочной позицией 74 на Фиг. 5.
Более конкретно, в варианте осуществления, показанном на чертежах, по существу цилиндрическая поверхность 53А заканчивается в 53В и соединяется с торцевой поверхностью 75, проходящей от 53В в, по существу, тангенциальном направлении к каналу 73 для молотого кофе. Поверхность 75 образует продолжение по существу цилиндрической внутренней поверхности 53А посадочного места 53. Торцевая поверхность 75 заканчивается краем 73А канала 73 для молотого кофе. Ориентация поверхности 75 соответствует направлению скорости вращения второго, нижнего перемалывающего колеса 57, вращаемого в соответствии со стрелкой f57 (см. Фиг. 6 и 7), т.е. в направлении против часовой стрелки на чертежах. Торцевая поверхность 75, следовательно, ориентирована параллельно вектору скорости внешнего края вращательного перемалывающего колеса 57 у 53В. В других вариантах осуществления ориентация торцевой поверхности 75 может быть почти тангенциальной или по существу тангенциальной относительно цилиндрической поверхности 53А посадочного места 53 в точке 53В. Например, торцевая поверхность 75 может образовывать положительный угол относительно тангенциального направления, являющийся более открытым, чем угол, показанный на чертежах. Это означает, что на Фиг. 6 торцевая поверхность 75, образовывала бы больший угол с вертикальным направлением, чем угол, показанный на Фиг. 6. В качестве альтернативы, торцевая поверхность 75 может образовывать отрицательный угол, т.е. она может быть ближе к цилиндрической поверхности 53А и ближе к вертикальному направлению на Фиг. 6, хотя это менее предпочтительно, так как выведение кофе из посадочного места 53 было бы более сложным.
На противоположной стороне выпускного отверстия 71 для молотого кофе, стенка, образующая внутреннюю цилиндрическую поверхность 53, образует край 77, который является, по существу, параллельным поверхности 75, таким образом выпускное отверстие 71 для молотого кофе ограничено с обеих сторон двумя по существу прямолинейными поверхностями, проходящими параллельно друг другу в направлении вектора скорости края перемалывающего колеса 57 в точке 53В, где внутренняя цилиндрическая поверхность 53В соединяется с поверхностью 75.
Таким образом, образуется выпускное отверстие 71 для молотого кофе, ориентированное в нерадиальном направлении. Более конкретно, выпускное отверстие 71 для молотого кофе ориентировано в соответствии с направлением скорости частиц молотого кофе, выводимых посредством центробежной силы из объема 56 перемалывания, образованного между первым, неподвижным перемалывающим колесом 55 и вторым, вращательным перемалывающим колесом 57. В действительности, частицы молотого кофе выходят через щель между двумя перемалывающими колесами 55, 57 с вектором скорости, имеющим тангенциальную составляющую и радиальную составляющую. Тангенциальная составляющая скорости частиц молотого кофе в точке 53В является по существу параллельной поверхности 75. Т.е. выпускное отверстие 71 для молотого кофе ориентировано таким образом для упрощения выведения молотого кофе в виде порошка из объема 56 перемалывания через отверстие 71 для молотого кофе в канал 73 для молотого кофе.
Во время использования кофейные зерна подаются в объем 56 перемалывания через отверстие или проход 55А, предусмотренный в центре первого, верхнего перемалывающего колеса 55. На Фиг. 5 стрелками FB обозначено направление подачи кофейных зерен в кофемолку 50. Актуатор или перемешиватель 81 смонтирован на валу 59 для его вращения наряду со вторым, нижним перемалывающим колесом 57 под управлением двигателя 63. Актуатор 81 облегчает подачу кофейных зерен в объем 56 перемалывания.
Отмеривающее устройство, схематично указанное ссылочной позицией 83 на Фиг. 9, предусмотрено для выдачи отмеренного количества кофейных зерен в кофемолку 50. Как показано на Фиг. 9, отмеривающее устройство размещено выше кофемолки 50. Следовательно, количество кофе для перемалывания в каждом цикле перемалывания, отмеряется до перемалывания. Расположение отмеривающего устройства 83, показанного на Фиг. 9, является схематичным и иллюстративным. Возможны другие расположения отмеривающего устройства. Например, отмеривающее устройство 83 может быть полностью или частично расположено внутри контейнера 32 для кофейных зерен. Важно то, что кофемолка 50 принимает ограниченное, отмеренное количество кофейных зерен.
Когда пользователь начинает цикл заваривания, в электродвигатель 63 подается электропитание, и нижнее, вращательное перемалывающее колесо 57 начинает вращаться наряду с перемешивателем 81, вызывая поступление отмеренных кофейных зерен в объем 56 перемалывания. Два перемалывающих колеса 55 и 57 дробят кофейные зерна и преобразуют их в молотый кофе в виде порошка, выводимого из объема 56 перемалывания и посадочного места 53 через выпускное отверстие 71 для молотого кофе, ориентация которого облегчает выведение молотого кофе в канал 73 для молотого кофе.
При отключении электропитания от двигателя 63 происходит остановка вращения нижнего перемалывающего колеса 57, по окончании дробления и перемалывания отмеренного количества кофейных зерен, поданных в кофемолку 50, в молотый кофе в виде порошка, и полного выведения молотого кофе через выпускное отверстие 71 для молотого кофе. Этого можно достичь посредством задания достаточно продолжительного времени перемалывания, таким образом, что вся порция отмеренных кофейных зерен перемалывается полностью по истечении времени перемалывания. Так как количество кофе для приготовления чашки кофе известно и варьируется только незначительно около определенного значения приблизительно 8 г, задание времени перемалывания является относительно простым. Для по существу освобождения объема 56 перемалывания от остатков кофе в конце процесса перемалывания может задаваться величина времени перемалывания, которая достаточно больше, чем время, точно требуемое для фактического измельчения максимального возможного количества кофейных зерен, отмеренных для одного цикла перемалывания. Этап очистки выполняется в конце каждого процесса перемалывания. Во время этапа очистки второе, нижнее перемалывающее колесо 57 вращается по существу без кофейных зерен в объеме 56 перемалывания. Продолжающееся вращение во время дополнительного времени обеспечивает выведение остатков дробленных кофейных зерен или кофе в виде порошка посредством центробежной силы через нерадиально ориентированное выпускное отверстие 71 для молотого кофе.
В других вариантах осуществления продолжительность процесса перемалывания может задаваться с точки зрения числа оборотов вращательного перемалывающего колеса. Число дополнительных оборотов может добавляться к числу оборотов, требуемых для перемалывания отмеренных кофейных зерен, для достижения вышеупомянутого эффекта очистки.
В некоторых вариантах осуществления, время перемалывания или число оборотов может определяться каждый раз, исходя из фактически отмеренного количества кофейных зерен. Например, если блок заваривания позволяет приготовление более одной чашки кофе за раз, пользователь может устанавливать число чашек кофе, например 1 или 2 чашки, и электронный блок управления может определять время перемалывания или число оборотов, требуемое для полного перемалывания отмеренного количества кофейных зерен и для очистки кофемолки.
В еще дополнительных вариантах осуществления, может быть предусмотрено средство для определения фактического полного расхода кофе в кофемолке 50. Например, могут определяться шум или вибрации, создаваемые кофемолкой, или может измеряться мощность, потребляемая двигателем 63. Эти параметры изменяются при падении крутящего момента, требуемого для вращения вращательного перемалывающего колеса, вследствие завершения процесса перемалывания. Полученная таким образом информация может использоваться блоком управления для остановки кофемолки после достаточного дополнительного времени вращения или дополнительного числа оборотов перемалывающего колеса, для выполнения очистки кофемолки.
В некоторых вариантах осуществления, второе, вращательное перемалывающее колесо 57 содержит радиально проходящие выступы 58 (см., в частности, Фиг. 6 и 8). Выступы 58 проходят радиально на величину, достаточную для почти касания или очищения внутренней цилиндрической поверхности 53А посадочного места 53. Радиальные выступы 58 работают в качестве скребков вдоль окружности посадочного места 53 для удаления каких-либо остатков кофе в виде порошка с внутренней поверхности 53А и их принудительного выведения посредством центробежной силы через выпускное отверстие 71 для молотого кофе.
Как наилучшим образом видно на Фиг. 5 и 8, радиальные выступы 58 проходят в осевом направлении от плеча 60 за верхний край 57А (Фиг. 8) нижнего, вращательного перемалывающего колеса 57. Таким образом, радиальные выступы 58 проходят поперек щели, образованной между верхним, неподвижным перемалывающим колесом 55 и нижним, вращательным перемалывающим колесом 57, при этом порошок молотого кофе выводится из объема перемалывания 56 через щель. Осевой размер радиальных выступов 58, следовательно, является достаточным для удаления остатков кофе, осевших на внутренней цилиндрической поверхности 53А посадочного места 53, вдоль и напротив щели между двумя перемалывающими колесами 55 и 57.
В усовершенствованном варианте осуществления, также применяются меры для дополнительного удаления потенциальных остатков молотого кофе из канала 73 для молотого кофе. Как наилучшим образом показано на Фиг. 5, 6 и 7, канал 73 для молотого кофе имеет, по существу, цилиндрическую или коническую форму и может иметь приблизительно по-существу круглое поперечное сечение. Эта форма обеспечивает улучшенное распределение молотого кофе в блоке 74 заваривания. Следовательно, ширина канала 73 для молотого кофе является такой, что его внутренняя поверхность, противоположная выпускному отверстию 71 для молотого кофе, располагается на некотором расстоянии от него. Молотый кофе, выводимый посредством центробежной силы из посадочного места 53 в канал 73 для молотого кофе, мог бы иметь тенденцию прилипания к внутренней поверхности канала 73 для молотого кофе, противоположной выпускному отверстию 71 для молотого кофе, главным образом, вследствие электростатических зарядов и ограниченной кинетической энергии молотого кофе, достигающего внутренней поверхности канала для молотого кофе. Большая часть кинетической энергии молотого кофе теряется на пути, по которому перемещается кофе в виде порошка, от перемалывающих колес до внутренней поверхности канала для молотого кофе.
Молотый кофе, прилипающий к внутренней поверхности канала 73 для молотого кофе, способен загрязнять молотый кофе, изготавливаемый в следующем цикле перемалывания. Для уменьшения или преодоления этой проблемы внутри канала 73 для молотого кофе размещен ударный экран 91. В некоторых вариантах осуществления ударный экран 91 является по существу плоским и содержит переднюю плоскую поверхность 91А, обращенную к выпускному отверстию 71 для молотого кофе. В некоторых вариантах осуществления плоская поверхность 91А ориентирована по существу ортогонально к поверхности 75.
Ударный экран 91 размещен на некотором расстоянии от выпускного отверстия 71 для молотого кофе, которое, по существу, меньше, чем расстояние между выпускным отверстием 71 для молотого кофе и по существу цилиндрической поверхностью канала 73 для молотого кофе, противоположной выпускному отверстию 71 для молотого кофе. Следовательно, молотый кофе, сталкивающийся с ударной поверхностью 91А ударного экрана 91, имеет более высокую кинетическую энергию, чем кинетическая энергия, которую имел бы молотый кофе, если бы он непосредственно ударялся о противоположную часть внутренней поверхности канала 73 для молотого кофе. Более высокая кинетическая энергия молотого кофе, воздействующая на ударную поверхность 91А, уменьшает количество молотого кофе, имеющего тенденцию прилипать к поверхности 91А, под действием механических или электростатических сил.
Несмотря на то, что раскрытые варианты осуществления изобретения, описанного здесь, конкретно и подробно показаны на чертежах и полностью описаны выше во взаимосвязи с несколькими иллюстративными вариантами осуществления, для специалистов в данной области техники очевидно, что множество модификаций, изменений и опущений возможно по существу без отступления от новых идей, принципов и концепций, описанных здесь, и преимуществ изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, надлежащий объем раскрытых технических усовершенствований определяется только самой широкой интерпретацией прилагаемой формулы изобретения для охвата всех таких модификаций, изменений и опущений. Кроме того, порядок или последовательность этапов процесса или способа может варьироваться или меняться в соответствии с альтернативными вариантами осуществления.
Реферат
Описан способ перемалывания кофейных зерен в кофемашине. Способ содержит этапы: размещения первого перемалывающего колеса (55) и второго перемалывающего колеса (57) в посадочном месте (53), при этом перемалывающие колеса образуют между собой объем перемалывания и приводятся во вращение относительно друг друга; введения кофейных зерен в объем перемалывания и перемалывания кофейных зерен посредством вращения перемалывающих колес относительно друг друга. Вращение перемалывающих колес продолжается после перемалывания кофейных зерен для удаления оттуда, таким образом, молотого кофе посредством центробежной силы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
