利用电机驱动制备饮料的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了用于基于饮料制备装置(1)来制备饮料(特别是浓缩咖啡和类似芳香饮料)的系统和方法，饮料制备装置(1)包括饮料制备设备(2)，饮料制备设备(2)被设计成使得能够由致动装置(3)在打开位置与关闭位置之间致动，该致动装置(3)包括电动机(31)并因此收集饮料成分的单个部分(5)，并且饮料制备装置(1)还包括控制装置(4)，该控制装置(4)被设计成调节装置(1)的若干组件的操作，由此，所述控制装置(4)适合于根据至少一个先前限定的规则、沿着在打开位置与关闭位置之间进行的至少大部分运动路径限制供应到电动机(31)的电功率。路径限制供应到电动机(31)的电功率。路径限制供应到电动机(31)的电功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用电机驱动制备饮料的系统和方法


[0001]本专利技术涉及基于饮料成分的单个部分的饮料制备系统和方法的领域，并且特别是其中饮料制备设备的致动是由电动机驱动的。

技术介绍

[0002]现有技术提出了饮料制备装置(例如咖啡机)的若干解决方案，其中提取设备被调整成使得能够收集可食用物质(例如烘焙和研磨的咖啡豆)的单个部分，并且可以通过电动机在打开位置与关闭位置之间致动。
[0003]文献US 2010/0098823 A1公开了一种便携式浓缩咖啡机de caf
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，其包括由活塞操作的提取设备，该活塞由功率小于100W的电动机致动。
[0004]文献EP 2177393 B1还公开了一种咖啡机，其具有由低能耗电机致动的提取设备。电动机可以是直流和低压(例如稳定的24V)电机。电动机被设为与控制单元在操作上连接，使得控制单元可以启动和停用电动机。还预见到，电流传感器在操作上连接到控制单元，并且基于该电流传感器，控制单元可以确定在冲泡室的打开和关闭的若干阶段中由电动机吸收的电流。该文献还公开了表示用于提取设备致动的电动机操作的若干能量使用图形，特别是在相应的初始致动路径与最终致动路径之间的电流强度随时间的演变。所述图形公开了低于50W、特别是低于25W电功率的最大消耗。此外，所述能量使用图形公开了消耗演变模式，其中电动机的第一致动阶段消耗了在紧邻目的地位置的第二阶段中使用的电流的一部分。该文献未提及关于沿着由电动机生成的大部分运动路径所消耗的功率的主动控制，所述大部分运动路径包括运动路径中靠近目的地位置的区域而不包括位移路径中邻接目的地位置的区域。
[0005]文献WO 2012/025259 A1还公开了一种由电动机致动的提取设备，在这种情况下是一种低消耗电机，该低消耗电机需要不超过50W的电功率和/或生成不超过50mN.m的扭矩，以在打开位置与关闭位置之间移动提取设备。
[0006]文献WO 2012/025258 A1公开了一种电机的控制方法，该控制方法包括：测量表示电机消耗功率的至少一个电参数，并比较该表示参数随时间的演变与先前限定的参考值。
[0007]文献CN 201452867 U公开了一种用于咖啡胶囊的咖啡机，其具有通过电动机执行的提取设备。特别地，电动机被设置成沿着大致平行于驱动提供装置的方向并因此大致平行于提取设备的运动的方向延伸，并且沿着机器的大致纵向方向延伸。电动机向驱动提供装置的运动传动是由齿轮组提供的，其中三个运动组件中的每一个运动组件都由共同支承结构来支承。
[0008]文献WO2012/072764A1似乎具有三个组件(即电动机、传动齿轮组和驱动提供装置)的相似配置(无论是在彼此之间的相对配置方面，还是在机器内部的相对配置方面)。此外，电动机和多个运动传动元件中的每一个都直接固定到共同支承结构的单个元件上。
[0009]文献WO2008/129033A1似乎还公开了一种咖啡机的提取单元，其中电动机和运动传动元件被固定到共同支承元件。此外，同样在这种情况下，电动机被设置成使得其更大的
延伸范围沿着平行于提取设备的移动部件的运动方向的方向延伸。
[0010]因此，现有技术中的文献均未公开以下解决方案，即，该解决方案提供了一种具有饮料制备设备的装置，在调整有效扭矩要求并因此调整电功率的情况下，该饮料制备设备由电动机致动，并且所述装置具有致动监测装置，该致动监测装置被调整以基于沿着运动路径的运动参数提供对电动机的调节，并且所述装置还具有在电动机与驱动提供装置之间的运动传动的更有利配置(无论是在传动效率方面还是在结构简单性和减小饮料制备装置内部的致动装置所需的体积方面)，该驱动提供装置与所述饮料制备设备的至少一部分在操作上相关联。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种装置，该装置包括：饮料制备设备(例如提取设备)，该饮料制备设备被调整成使得能够收集可食用物质的单个部分(例如烘焙和磨碎的咖啡豆的一部分)；以及致动装置，该致动装置被调整成使得能够打开和关闭所述饮料制备设备；并且该装置还包括控制装置，该控制装置被配置成使得致动装置使用尽可能少量的电能，以最大可能的方式调整饮料制备设备在初始位置与最终位置之间进行有效运动致动的需求。
[0012]饮料制备设备的至少一个移动部件可以通过致动装置在初始位置与最终位置之间的线性运动来致动，所述位置交替地对应于打开状态和关闭状态，在打开状态下饮料制备设备可以收集可食用物质的单个部分，在关闭状态下所述单个部分被限制在内部。
[0013]特别地，本专利技术的目的是提供一种包括饮料制备设备的致动装置的装置，其具有改进的能效，有助于更有效地传动运动并且是基于更好地监测沿着平移运动路径向前(从打开状态到关闭状态)生成运动的过程以及以相反的方式向后生成运动的过程。
[0014]根据本专利技术，该目的借助于包括饮料制备设备和根据权利要求1的装置来实现。
[0015]特别地，根据本专利技术，该目的通过一种饮料制备装置来解决，其中，由与致动装置相关联的电动机实现的致动可以至少根据以下限制在各个运动路径中进行调节，所述限制是将例如可以通过电方式施加的功率限制成被供应到电动机的功率以及因此由电动机有效消耗的功率，所述功率作为以下项中的至少一项的函数：沿着运动路径的相对位置和在运动路径上的行进速度。
[0016]饮料制备设备的至少一个移动部件的(由致动装置生成的)运动路径可以是线性的(例如沿着横向于重力方向的方向)，并且包括与设备的打开位置和关闭位置相关联的完整运动路径的第一边和第二边。
[0017]控制装置可以被配置成使得能够根据沿着运动路径的相对位置来调节供应到电动机的电能，并且打开位置与关闭位置之间(反之亦然)的致动不需要超过5秒、优选是不需要超过3秒。
[0018]至少在闭合运动路径的情况下，可以沿着至少大部分运动路径(不包括目的地位置)施加对供应到电动机的电功率的限制。
[0019]至少在闭合运动路径的情况下，控制装置可以基于致动监测装置获得的数据，沿着至少90％的运动路径施加对供应到电动机的电功率的限制。
[0020]对供应到电动机的电功率的限制可根据以下项中的至少一项来施加：
[0021]‑
第一调节规则，所述第一调节规则是基于对供应到电动机的电功率的限制；
[0022]‑
第二调节规则，所述第二调节规则包括在获得致动装置的操作参数的先前限定的变化的情况下，减小和/或切断供应到电动机的电功率。
[0023]第一规则和第二规则可以根据以下项中的至少一项来应用：运动速度和沿着运动路径所获得的移动部件的相对位置。
[0024]限制电动机消耗的电功率的第一规则可以是先前限定的限值和/或限值区间类型，并且可以是至少在饮料制备设备的闭合运动的情况下，沿着至少大部分运动路径(包括初始位置而不包括邻接目的地位置的区域)供应的电功率至少近似恒定。
[0025]所供应的电功率的限值可以是电动机标称功率或额定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括饮料制备设备(2)的装置(1)，所述饮料制备设备(2)具有至少一个移动部件(21、22)，所述至少一个移动部件(21、22)被调整成使得能够由致动装置(3)来驱动，所述致动装置(3)包括电动机(31)并且能够由控制装置(4)在闭合运动路径中在打开位置与关闭位置之间调节并在反向的运动路径中调节，在所述打开位置处，所述饮料制备设备(2)能够收集可食用物质的单个部分(5)，其特征在于，所述控制装置(4)被配置成使得能够根据以下项中的至少一项来调节供应到所述电动机(31)的电能：
‑
至少在所述运动路径的第一部分中，所述电动机(31)的仅一小部分标称功率P
N
能够被供应到所述电动机(31)，所述运动路径的第一部分包括在初始位置与所述运动路径中靠近目的地位置的区域之间；
‑
所述电动机(31)在每个运动路径中的总能量消耗小于所述电动机(31)在标称功率P
N
下的参考最大能量消耗的四分之一、优选是小于五分之一、特别优选是小于六分之一。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置(4)被配置成使得能够根据以下项中的至少一项来调节供应到所述电动机(31)的电能：
‑
第一调节规则，所述第一调节规则包括能够在所述运动路径的第一路径中供应的电功率的第一最大值(P1)，所述运动路径的第一路径不包括邻接所述关闭位置的区域；
‑
第二调节规则，所述第二调节规则包括能够至少在运动路径中的一部分中得到的操作参数的第二最大值，所述运动路径中的一部分包括邻接所述关闭位置的区域；并且所述控制装置(4)被配置成使得能够根据所述运动路径中的相对位置以及与所述电动机(31)驱动的驱动提供装置(33)相关联的位移速度来调节供应到所述电动机(31)的电能，并且所述供应到所述电动机(31)的电能优选是由所述控制装置(4)确定和/或基于由致动监测装置(34)获得的至少一个运动参数的数据。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述控制装置(4)被配置成能够根据以下项中的至少一项来调节供应到所述电动机(31)的电能：
‑
第一调节规则，其中，能够至少沿着至少大部分运动路径限制所述电功率，所述至少大部分运动路径至少包括靠近所述关闭位置的区域，但不限于邻接所述关闭位置的区域，所述电功率是位移位置的函数，以及
‑
第二调节规则，其中，在确定先前限定的所述位移速度减小的情况下，能够中断沿着所述运动路径的至少一部分、优选是沿着整个闭合路径供应到所述电动机(31)的电功率，所述运动路径的至少一部分包括邻接所述关闭位置的区域，所述电功率是所述位移速度的函数，并且所述控制装置(4)被配置成能够优选地根据第一调节规则和第二调节规则中的至少一者来调节供应到所述电动机(31)的电流的电流强度和电压中的至少一者，所述电流强度和所述电压是所述移动部件(21、22)相对于所述运动路径的相对位置的函数。4.根据权利要求1至3所述的装置，其特征在于，所述控制装置(4)被配置成使得根据第一规则能够将供应到所述电动机(31)的电功率限制到第一最大功率值(P1)，所述第一最大功率值(P1)对应于小于所述电动机(31)的标称
功率值P
N
的20％、优选是小于15％、特别优选是小于10％，并且所述控制装置(4)被配置成使得根据第二规则能够执行以下项中的至少一项：
‑
在检测到所述运动路径的相对位置中的所述位移速度减小至少30％、优选是减小至少50％的情况下，中断供应到所述电动机(31)的电功率，所述运动路径的相对位置不对应于所述打开位置和所述关闭位置，至少包括邻接所述关闭位置的区域；
‑
将供应到所述电动机(31)的电功率的时间变化速率限制到先前限定的时间变化速率，以便防止电功率的突然峰值。5.根据权利要求1至4所述的装置，其特征在于，所述控制装置(4)被配置成控制所述电功率的供应，使得所述电动机(31)在所述饮料制备设备(2)的每个运动路径中的电能消耗小于所述标称功率P
N
下的所述参考最大能量消耗的10％、优选是小于8％，其中，优选是当所述控制装置(4)被配置成使得能够调节供应到所述电动机(31)的电功率时，使得每个运动路径需时小于4秒、优选是小于3秒，并且所述电动机(31)在每个运动路径中的电能消耗小于20mWh、优选是小于15mWh、特别优选是小于10mWh(千瓦时)，并且所述致动装置(3)包括齿轮组(32)，所述齿轮组(32)与所述电动机(31)在功能上相关联并且被调整成使得所述电动机(31)在每个运动路径中所需的最大扭矩被包括在10mNm至60mNm之间、优选是在20mNm至40mNm之间，其中，所述齿轮组(32)被调整成使得能够提供包括在1:100至1:500之间、优选是在1:200至1:400之间的传动比。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述致动装置(3)包括电动机(31)、优选是齿轮箱(32)形式的速度和扭矩转换设备以及将最终旋转运动传动到所述饮料制备设备(2)的线性运动的移动部件(21、22)的驱动传动装置，其中，所述致动装置(3)优选是被调整成使得在初始位置与目的地位置之间的线性运动路径以及在目的地位置与初始位置之间的线性运动路径仅需要驱动提供装置(33)在发条方向和反向方向上的至多110
°
、优选是至多95
°
的旋转角度的旋转运动，所述初始位置与目的地位置之间的线性运动路径即是所述饮料制备设备(2)的打开位置与关闭位置之间的线性运动路径。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述致动装置(3)包括电动机(31)，所述电动机(31)借助于直接运动传动在操作上连接到单个齿轮组(32)，所述单个齿轮组(32)具有优选是被定向在相对于所述电动机(31)的驱动轴线的正交方向上的运动输出部，其中，所述齿轮组(32)适用于对驱动提供装置(33)的旋转运动进行直接传动，所述驱动提供装置(33)驱动所述饮料制备设备(2)的至少一个移动部件(21、22)，其中，所述致动装置(3)的运动传动的所有组件被设为封装式，使得这些组件不暴露于灰尘或腐蚀剂，包括优选是将所述单个齿轮组(32)设在相应的齿轮箱的内部，并且将所述驱动提供装置(33)设在相应的驱动套筒的内部，并且所述致动装置(3)包括驱动提供装置(33)，所述驱动提供装置(33)被调整成使得在所述齿轮组(32)的传动输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：诺威德尔塔咖啡贸易工业有限公司，
类型：发明
国别省市：