Dispositif automatique pour l'infusion de doses de café express ou autres boissons similaires

Abstract

 Dispositif automatique pour l'infusion de doses de café express ou autres boissons similaires.
II comprend un corps 1 dans lequel un tiroir 7 peut occuper par l'action du vérin 12 deux positions:

Une position repos pour l'admission de la dose de mouture au travers du passage 8 du tiroir 7, dans la chambre 34 créée par le piston 4 en position basse,

Une position travail où s'effectue la montée du piston 4 en position haute qui forme la galette dans l'évidement 9 du tiroir 7 et ouvre en fin de course le clapet 21 d'arrivée d'eau pour infuser de bas en haut la galette de mouture.

L'infusion terminée le tiroir 7 entraine la galette épuisée vers la position repos où le piston 4 peut alors redescendre en chassant l'eau de la chambre 34 dans l'évidement 9 pour démouler la galette épuisée et laver la chambre d'infusion.

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un ensemble opératoire destiné à la préparation instantanée de doses d'infusion de café en cycles entièrement automatiques et particulièrement de café express.

[0002] Il existe déjà des machines à café complètement automatiques, à jetons, monnaie ou de comptoir,mais elles posent des problèmes de maintenance vu leur complexité.

[0003] Elles nécessitent, soit des motoréducteurs planétaires ou à vis sans fin pour le positionnement, soit des centrales hydrauliques à huile dont la moindre fuite dégage une odeur désagréable dans l'établissement.

[0004] Il existe aussi un autre problème jusqu'à présent non résolu ou mal résolu, celui du tassage de la dose de mouture de café pour former une galette sur le filtre.

[0005] En effet, la pression de tassage est très importante, trop faible : l'eau chaude qui est envoyée au filtre pour l'infusion du café progresse en tourbillons dans la galette, se crée des parcours favirosés ( cheminées ) et n'imbibant qu'une partie de la galette de mouture ne peut extraire en totalité les éléments aromatiques du café;
trop forte : l'eau rencontrant une masse très compacte passe difficilement au goutte à goutte, perfore la galette créant une cheminée, n'infuse qu'une partie de la dose de mouture et donne un café médiocre; et, dans les cas extrêmes, l'eau ne pouvant passer au travers de la galette, la machine s'arrête.

[0006] En outre dans les différents types de machines automatiques, sont prévues plusieurs opérations différentes dans lesquelles s'effectuent successivement

la réception de la dose de mouture, le tassage pour former une galette, l'infusion, l'expulsion de la galette épuisée, le nettoyage du filtre... ou dans certaines conceptions, après l'infusion, la galette épuisée demeure sur le filtre jusqu'au cycle suivant qui peut avoir lieu plusieurs heures après, avec tous les inconvénients qui en découlent...

[0007] Dans d'autres conceptions, il est nécessaire d'utiliser des doses de mouture pour former le support de la galette qui sera infusée, doses de mouture qui seront évacuées sans être utilisées pour faire du café.

[0008] La suite de ces différentes opérations requiert des mécanismes, des transmissions complexes, hydrauliques, électriques mécaniques, entrainant des temps morts importants ( parfois 10 secondes par cycle d'infusion ).

[0009] La présente invention supprime ces problèmes au moyen d'un groupe automatique d'encombrement réduit qui comprend un corps dans lequel se déplace une pièce pouvant occuper une position repos et une position travail.

[0010] Le déplacement de cette pièce peut être rectiligne alternatif ou de tout autre genre dans le corps du groupe.

[0011] Dans la forme d'exécution préférentielle présentée à titre d'exemple explicatif et non limitatif, cette pièce mobile animée d'un mouvement rectiligne alternatif sera dénommée " tiroir" ce tiroir est traversé par un passage qui permet la chute de la mouture de café sur un piston tassoir en position basse et il porte aussi, usiné sur sa face inférieure, un évidement de forme tronconique, grande base vers le bas, dans lequel est formée la galette de mouture.

[0012] L'infusion se fait de bas en haut ce qui permet une meilleure extraction des arômes du café, mais pourrait également se faire classiquement de haut en bas dans une autre réalisation non représentée.

[0013] L'éjection du marc s'effectue en démoulant la galette de marc de café épuisé par lavage de la chambre d'infusion à contre-courant; mais pourrait aussi se faire, dans une réalisation non représentée de manière a évacuer des galettes de marc de café épuisé, sèches.

[0014] Le tiroir jouant le rôle de distributeur : d'entrée d'infusion, de sortie du café infusé, de dégagement de l'eau d'évaluation du marc épuisé; les portées d'étancheité qui lui sont appliquées servent également de guidage en translation.

[0015] D'autres dispositifs de types connus complètent le groupe :

Des organes moteurs pour déplacer la pièce où se trouve la chambre d'infusion, un vérin dans le cas du tiroir ou tout autre système d'avance dans le cas d'un autre mouvement.

[0016] Un dispositif à double piston, montée et descente, pour le dispositif de réception mouture, de formation et maintien de la galette pendant l'infusion.

[0017] Des dispositifs de dosage d'eau et de mouture de café font aussi partie des accessoires nécessaires à un fonctionnement entièrement automatiques du groupe.

[0018] La simplicité des mouvements alternatifs par vérin ne nécessitant pas de butées de fin de course, ni de positionnement, procure une très grande rapidité de manoeuvre ( moins de 3 secondes par cycle d'infusion ).

[0019] D'autre part, le vérin commandé par deux électrovannes et le tiroir faisant lui même office de distributeur hydraulique permet de simplifier le circuit hydraulique et le schéma électrique; de plus cette conception supprime l'emploi d'électrovanne sur le circuit eau chaude, source d'entartrage et de pannes typiques à ce genre de machines.

[0020] Le principal avantage de la présente invention consiste dans une réalisation rationnelle des divers organes, sans mécanisme complexe, ce qui réduit les risques d'incidents, de plus aucune trace de marc de café épuisé ne subsiste dans la chambre d'infusion, ni sur le filtre, ni sur le piston tassoir,excluant toutes altérations du goût et odeurs désagréables.

[0021] D'autres objectifs et avantages de la présente invention ressortiront plus complètement de la description détaillée suivante qui concerne une forme de réalisation préférée mais non exclusive et qui se réfère aux figures jointes dans lesquelles :

La fig.1 est une coupe schématique d'un groupe automatique conforme à la présente invention; en position repos,

[0022] La fig.2 est une figure analogue à la fig.l mais en position travail.

[0023] On voit sur les fig. 1 et 2 que le groupe se compose du corps 1 dans lequel est aménagé un cylindre qui reçoit le piston creux 3; à l'intérieur de ce piston 3 et coaxialement à lui, est usiné un cylindre où coulisse le piston 4.

[0024] Parallèle à l'axe du piston 4 et à gauche sur les fig.₁ et 2; se trouve l'entonnoir 5 qui reçoit le marc de cage épuise pour le diriger vers l'évacuation, la vidange.

[0025] Le couvercle 6 ferme le dessus du corps et ménage un logement dans lequel coulisse le tiroir 7; le tiroir 7 porte un alésage 8 qui en position repos fig.1 est coaxial avec le piston 4.Sur la face inférieure du tiroir 7 est usiné un évidement 9 de forme tronconique, grande base vers le bas, un filtre 10 est fixé à une certaine distance du fond de cet évidement 9 de manière à former une chambre 11; en position travail cet évidement est coaxial avec le piston 4.

[0026] Le tiroir 7 reçoit son mouvement de translation par le vé-. rin hydraulique de type connu à double effet 12 relié au tiroir 7 par la tige 13 et l'axe 14.

[0027] Le piston 4 est fixé sur la tige 15 qui porte à son extrémité inférieure le piston 16.

[0028] Le piston 16 coulisse dans le cylindre 17 aménagé dans la partie inférieure de l'obturateur 18 obturant le cylindre 2, l'obturateur 18 est fixé au corps 1 par les vis 19 fig.6, il maintient aussi en position l'entretoise 20.

[0029] Le clapet 21 est logé dans la chambre 20a de l'entretoise 20; à l'intérieur de ce clapet 21 coulisse la tige 15 du piston 4; grâce au ressort 22, le clapet 21 appuie d'une manière étanche sur le joint plat 23.

[0030] C'est entre le joint plat 24 situé sur le bord supérieur du piston creux 3 et le joint plat 25 fixé sous le couvercle 6 autour de l'alésage 26 coaxial avec le piston creux 3, que coulisse le tiroir 7.

[0031] La fig.3 est une vue del.dessus le couvercle 6 ôté, tiroir 7 en position repos, avec des écorchés montant la disposition des différents distributeurs prévus pour le passage de l'eau chaude d'unfusion, de sortie du café infusé et d'eau d'évacuation du marc de café épuisé.

[0032] La fig. 4 est identique à la fig.3, mais le tiroir est en position travail.

[0033] 

En A - distributeur en communication directe avec une chaudière de type connu à échangeur de température.

en B - distributeur éjection marc et remise au point mort.

en C - distributeur d'entrée eau montée piston en infusion ( fig. 4 tiroir en position travail ).

en D - distributeur sortie café infusé. Le rôle de ces différents distributeurs sera expliqué plus en détail au cours de l'exposé.

[0034] La fig. 5 est une figure schématique indiquant les différents emplacements des distributeurs A.B.C.D. du robinet de décompression E et du clapet non retour 27.

[0035] La fig. 6 est une coupe diamétrale brisée de la fig.1 montrant la disposition du clapet non retour 27 et du robinet de décompression E et la fixation de l'obturateur 18.

[0036] La fig. 7 montre schématiquement le circuit hydraulique sur lequel on distingue :

a - pompe de type connu .

b et c - électrovanne à 3 voies de type connu .

d - électrovanne à 2 voies de type connu.

e - un doseur d'eau électronique de type connu.

f - une chaudière à échangeur de température de type connu, sur laquelle est directement fixé le corps 1.

g - un clapet non retour de type connu.

[0037] L'eau de la chaudière f étant à la température idéale: par un contact électrique de type connu, on fait tomber une dose de café moulu délivrée par un système connu en soi, à l'intérieur du piston creux 3 au travers des passages 26 du couvercle 6 et 8 du tiroir 7; le même contact électrique a excité l'électrovanne qui délivre au verre doseur e une quantité d'eau électroniquement dosée par un système connu. Cette quantité obtenue l'électrovanne d est coupée, la pompe a est mise sous tension de même que l'électrovanne à 3 voies c.

[0038] L'eau sous pression débitée par la pompe, puisée dans le verrecbseur e parvient au vérin 12 en 12 a et au travers du clapet non retour g à l'échangeur de température f.

[0039] En position repos du tiroir 7 fig. 3 l'eau provenant de l'échangeur ne pouvant s'écouler, le distributeur A étant obturé par le tiroir 7, l'eau arrivant au vérin 12 en 12 a, pousse le tiroir 7 vers la droite en position travail.

[0040] L'eau contenue dans le vérin , sur la face opposée de son piston sort en 12 b, passe au travers de l'électrovanne b qui, hors tension est passante dans le sens de la fléche bb et est aspirée par la pompe a.

[0041] En butée à fond de course, le vérin 12 a poussé le tiroir 7 en position travail; le conduit de section différentielle hh met alors en communication le distributeur A de l'échangeur f avec le distributeur C fig.4 .

[0042] L'eau sous pression du distributeur C, descend dans le conduit i fig 5 qui l'amène dans la gorge annulaire i' fig.5 et 6 du clapet non retour 27, par le conduit i" à la gorge annulaire j fig.6 et par les conduits j' fig.6 de l'entretoise 20 au logement 20 a du clapet 21 maintenu d'une manière étanche sur le joint 23 par le ressort 22.

[0043] L'eau sous pression n'ayant aucune issue de ce côté là, repousse vers le haut la bille 28 du clapet non retour 27 passant dans ce sens et pénètre par le conduit K dans l'espace annulaire L formé par le chanfrein du bord extérieur inférieur du piston creux 3 . Le fond du piston creux.3 communique par les trous 29 avec l'intérieur du cylindre du piston creux 3.

[0044] Sous l'action de la pression d'eau, le piston creux 3 vient porter d'une manière étanche par le joint 24 autour de l'évidement 9 fig.2, venu se placer en position travail coaxialement au piston creux 3; et, par les communications 29 repousse le piston 4; celui-ci en montant entraîne par la tige 15 le piston 16 qui lui est solidaire, dans son mouvement le piston 16 chasse l'eau contenue dans le cylindre 17 par les conduits M dans la gorge circulaire N et le manchon 30 vers l'électrovanne c passante; hors tension dans le sens de la flêche cc et la pompe a.

[0045] Dans son mouvement ascensionnel et à fin de course, lorsque le piston 4 affleure la base inférieure du tiroir 7 après avoir tassé la dose de mouture dans l'évidement 9; la tige 15 par son épaulement 31 entraine le clapet 21 donnant ainsi passage à l'eau chaude sous pression, en provenance sous la poussée de la pompe a de l'échangeur, par les conduits o'o" jusqu'à la cavité 32 et au travers de la grille de diffusion 33 qui la recouvre permettant l'infusion du café. Le café s'écoulera dans la tasse par le conduit P; débouchant dans la chambre 11, au dessus du filtre 10 de l'évidement 9, venu en concordance, tiroir en position travail fig.4, avec le distributeur D et son conduit 34.

[0046] Lorsque la quantité d'eau sélectionnée contenue dans le verre doseur e, est complètement aspirée par la pompe, un circuit électrique connu interrompt l'arrivée du courant à l'électrovanne c et met sous tension l'électrovanne b.

[0047] La pompe continuant à fonctionner, l'eau sous pression arrive au vérin 12 en 12 b et le repousse vers la gauche, pour ramener le tiroir 7 en position repos fig.4; l'eau contenue dans le vérin est aspirée par la pompe au travers de l'électrovanne C passante hors tension dans le sens de la flèche cc fig.7; la pompe refoule aussi par le mamelon 30 fig.6 dans la grge annulaire N et les conduits M dans le cylindre 17 fig.6; mais la présence du clapet de non retour 27 fig.6 s'opposant au passage de l'eau contenue dans la chambre 35 fig.4 formée dans le piston creux 3 sous le piston 4; le piston 4 est donc maintenu en position haute fig.2, le piston 16 coulissant dans le cylindre 17 et solidaire par la tige 15 du piston 16 ne peut descendre.

[0048] L'évacuation de l'eau de la chambre 34 fig.4 se fera par le conduit r aboutissant au distributeur B. fig.4 lorsque le tiroir 7 bien parvenu en position repos mettra en concordance le conduit P de l'évidement 9 avec le dit distributeur B. fig.4

[0049] Dans son mouvement de descente, le piston 16 fig.2 entrai- nera le piston 4 en position basse.

[0050] Cette conception permet au tiroir 7, puisque le piston 4 affleure en cette position fig.2 sa face inférieure, d'entrai- ner la totalité de la galette de café épuisé se trouvant dans l'évidement 9.

[0051] Le tiroir 7 parvenu en position repos fig.3, l'eau contenue dans la chambre 33 fig.2 s'évacue par le conduit K fi^g.5 et 6 par le conduit r ayant son origine dans la chambre 28a au dessus de la bille 28 du clapet non retour 27 qui débouche en "r'" dans le distributeur B, de là par le conduit P qui aboutit dans la chambre 11 au dessus du filtre 10 de l'évidement 9; cette eau expulse l'intégralité du marc de café épuisé dans l'entonnoir 5 fig. 1 et lave le filtre 10 à contre-courant.

[0052] Le piston 16 arrivant à fond de course rencontre le levier 35 commandant le minirupteur 36 qui arrête la pompe.

[0053] Le robinet E donne la faculté d'évacuer par le conduit S, lorsque l'on agit sur lui, en cas d'erreur de dosage de mouture l'eau contenue dans la chambre 33 fig. 2 autorisant le retour du tiroir 7 en position repos et démarrage d'un nouveau cycle.

Revendications

1 - Ensemble opératoire pour l'infusion de doses de café express ou autres boissons similaires caractérisé par le fait qu'il comprend une pièce mobile animée d'un mouvement rectiligne ou autres, d'aller et retour entre une position repos et une position travail, pièce dénommée tiroir dans le cas d'un mouvement rectiligne alternatif qui comporte un passage pour l'admission de la dose de mouture de café, coaxial en position repos, avec un piston infuseur en position basse pour former une chambre de réception de la mouture et, un évidement usiné sur sa face inférieure, qui devient coaxial en position travail avec le piston infuseur qui se déplace alors de la position basse à la position haute, ce qui délimite.la chambre d'infusion dans le dit évidement; position qu'il garde pendant l'infusion et le retour du tiroir qui emporte la galette de marc de café épuisé jusqu'à sa position de repos où s'effectue l'éjection du marc et le retour du piston infuseur en position basse pour permettre le démarrage d'un nouveau cycle.

2 - Ensemble opératoire selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la chambre d'infusion peut être alimentée de bas en haut pour une meilleure extraction des substances aromatiques du café, ou d'une manière plus classique de haut en bas.

3 - Ensemble opératoire selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que l'éjection du marc peut se faire par un lavage à contre-courant du filtre démoulant et dissolvant la galette de marc de café épuisé pour l'évacuation par la vidange, ou par un système connu, à piston ou autre, pour évacuer des galettes sèches de marc de café épuisé.

4 - Ensemble opératoire conforme aux revendications 1 2 et 3 caractérisé par le fait que le piston infuseur remplit plusieurs fonctions :

Délimiter la chambre d'infusion dans l'évidement du tiroir en position travail, effectuer l'admission d'eau chaude d'infusion en ouvant un clapet lorsqu'il arrive en fin de course, porter sur sa partie supérieure la grille de diffusion de l'eau d'infusion, ou de filtration de l'infusion café.

5 - Ensemble opératoire selon la revendication 4 carac térisé par le fait que l'ensemble piston infuseur, après avoir ouvert le clapet d'infusion ne peut redescendre par l'application d'une même pression d'eau sur deux faces inégales et opposées d'un piston, parce que son circuit d'alimentation comporte un clapet de non retour qui maintient le volume d'eau sous piston.

6 - Ensemble opératoire conforme aux revendications 1 2 3 4 et 5 caractérisé par le fait qu'un seul joint plat suffit pour étancher la chambre d'infusion, et , ne recevant une poussée hydraulique qu'au moment de l'infusion, cela procure une très grande souplesse de translation du tiroir et élimine l'usure du joint par friction.

7 - Ensemble opératoire conforme à la revendication 6 caractérisé par le fait que le tiroir remplit le rôle de distributeurs :

d'eau chaude pour l'infusion du café, de sortie de café infusé et d'eau pour l'éjection du marc épuisé et de nettoyage du filtre et de la chambre d'infusion.

8 - Ensemble opératoire selon la revendication 7 caractérisé par le fait que les portées d'étancheité à faible coefficient de frottement des divers distributeurs appliquées sur le tiroir savent aussi de guidage à son mouvement de translation.

9 - Ensemble opératoire conforme à la revendication 1 caractérisé par le fait que pour déplacer le tiroir, la pompe aspire l'eau sur une face du piston du vérin pour la refouler sur l'autre face.

10 - Ensemble opératoire conforme aux revendications 1 à 9 caractérisé parla rapidité de répétition des cycles due au faible frottement, au positionnement des vérins par butées et du temps de décompression minimum de la chambre, d'infusion.

Dessins