ITRM20100469A1 - Macchina per caffè da incasso - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di Brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

"Macchina per caffà ̈ da incasso"

Campo dell’invenzione

La presente invenzione à ̈ relativa a una macchina per caffà ̈ da incasso. In particolare, la macchina secondo l’invenzione, grazie alle sue ridotte dimensioni, può essere impiegata nelle barche e negli yacht, dove gli spazi sono angusti, ma anche su aeromobili e/o per uso domestico.

Arte nota

Per meglio definire l’ambito tecnico della presente invenzione à ̈ necessario evidenziare le esigenze delle macchine accessorie impiegate in campo navale, ad esempio negli yacht e nelle barche in genere. Un primo, stringente problema à ̈ costituito dalla mancanza di spazio. Inoltre non sono da trascurare i problemi connessi al movimento continuo dei natanti. Infatti, la presenza di oggetti all'interno del natante che siano liberi di scorrere o di muoversi su superfici può essere fonte di incidenti, costringendo a prevedere sistemi di aggancio e sicurezza anche per lo svolgimento di operazioni semplici, quale la preparazione di una bevanda, ad esempio il caffà ̈.

Per l’uso sui natanti, le macchine erogatrici di bevande, quali ad esempio le macchine per il caffà ̈, devono soddisfare requisiti specifici corrispondenti a severe normative, a causa degli ambienti fortemente corrosivi dovuti alla presenza di una forte salinità, in particolare la normativa europea EN60945 (Marittime navigation, equipment and systems), e le normative EN55014, EN61000, EN60335 per la marchiatura CE. Altre normative che riguardano questo tipo di apparecchiature sono la MIL-STD275, la MIL-STD2000 e la IPC610.

Inoltre, mentre le macchine aeronautiche funzionano con la corrente trifase tipica delle alimentazioni aeronautiche, quelle sui natanti e per usi civili funzionano con corrente a due fasi e tipicamente con uscita a 220V.

Macchine da caffà ̈ a ingombro ridotto, ma non abbastanza per essere usate in campo navale, sono quelle di tipo aeronautico descritte in US6770435 e WO2002/091891. Tuttavia in entrambi i documenti i dispositivi di erogazione del caffà ̈ non sono soddisfacenti in quanto scomodi e possibile fonte di pericoli. Per esempio, nella domanda di brevetto WO2002/091891 à ̈ descritto un porta cialda esterno alla macchina per caffà ̈ che viene attuato mediante un sistema a maniglia per la chiusura e la connessione con l’erogazione dell’acqua. Tale disposizione può risultare pericolosa per via degli elementi che sporgono dalla macchina. Nel brevetto US6770435 à ̈ invece descritto un cassetto porta cialda che, per funzionare, deve chiudersi su un sistema scambiatore che eroga acqua direttamente sulla cialda. Il cassetto occupa tutto il fronte della macchina e la cialda deve essere eliminata manualmente all'apertura del cassetto dopo l'uso. Sono evidenti la mancanza di praticità e di sicurezza di questo sistema.

Sono note macchine da caffà ̈ da incasso per usi civili (WO2001/72188) ma queste non sono adeguate per gli impieghi nautici né per le loro dimensioni, né per le modalità di erogazione della bevanda. Le dimensioni infatti sono notevoli e non compatibili con gli angusti spazi dei natanti. Inoltre il sistema erogatore à ̈ ingombrante e necessita a sua volta di molto spazio. In aggiunta, la macchina da caffà ̈, per essere inserita nell'alloggiamento finale, necessita di un vano attrezzato con gli attacchi di alimentazione elettrica e acqua per il suo funzionamento. Le disposizioni note presentano attacchi convenzionali che ostacolano la rimozione della macchina in caso di guasti, poiché risulta difficoltoso l'accesso agli attacchi stessi per la loro connessione/disconnessione. Inoltre dette macchine utilizzano un recipiente bollitore, di fatto sotto pressione per tutta la durata dell’accensione delle macchine, periodo nel quale l’acqua viene riscaldata mediante diretto contatto con una o più resistenze. Questo à ̈ fonte di pericolo in ambienti in costante movimento quali quelli marini e/o aeronautici.

Macchine da caffà ̈ ad incasso facilmente rimuovibili dal loro alloggiamento in quanto montate su binari sono descritte in US2007/0202734. Tuttavia, su questi binari non à ̈ presente o visibile nessun fermo o sistema di fissaggio della macchina, che può sì essere facilmente estratta con una semplice trazione manuale, ma presenta dei notevoli problemi di sicurezza. Inoltre gli attacchi per l’alimentazione elettrica e per l'acqua, necessari alla macchina per funzionare, non sono mostrati o sono di tipo tradizionale.

In ambito navale à ̈ assai attiva la ricerca su macchine erogatrici di bevande, in particolare macchine da caffà ̈ da incasso, caratterizzate da peso e dimensioni ridotti, elevata facilità di uso e manutenzione e con caratteristiche di sicurezza maggiori di quelle esistenti sul mercato.

E’ stata ora trovata una specifica combinazione di parti e un’adeguata scelta della componentistica, dei materiali e delle forme che permette di realizzare innovative macchine in grado di fornire caffà ̈ ed altre bevande calde mediante l'erogazione di acqua calda da un'uscita separata da quella da cui fuoriesce caffà ̈, permettendo anche la preparazione di tà ̈ e di tisane. La configurazione e conformazione di seguito descritte realizzano un dispositivo più durevole, di uso più facile e più sicuro e di peso e dimensioni inferiori rispetto alle macchine fino ad oggi note. Ulteriori vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione.

Sommario dell'Invenzione

Costituisce oggetto della presente invenzione una macchina in grado di erogare bevande calde quali caffà ̈, caffà ̈ lungo, the e/o acqua calda in accordo con le rivendicazioni allegate. In particolare, la macchina comprende una struttura portante sostanzialmente in alluminio, pannelli laterali, base e testata sostanzialmente in alluminio, detta macchina essendo caratterizzata dal comprendere elementi configurati e conformati come descritto dalle rivendicazioni allegate, in modo da essere impiegata in ambienti particolarmente ridotti quali quelli a bordo di natanti tipo yacht e barche, aerei e/o cucine dalle dimensioni assai ridotte e con poche disponibilita' di spazio.

Altri oggetti risulteranno evidenti dalla descrizione dell'invenzione.

Breve descrizione delle figure

Per una migliore comprensione dell'invenzione, nelle figure allegate viene mostrato un esempio non limitativo dell'invenzione stessa.

La Figura 1 à ̈ una vista schematica in prospettiva frontale della macchina A dell'invenzione accoppiata ad un modulo B, entrambi inseriti nel vano prismatico C di un mobile da incasso di dimensioni standard e altezza complessiva 30 cm, occupandone solo metà del volume utile;

La Figura 2 à ̈ una vista schematica in prospettiva frontale del complesso costituito da due macchine A e due moduli B. Sono possibili anche combinazioni diverse da quelle illustrate, grazie alla modularità della macchina;

La Figura 3 à ̈ una vista schematica in prospettiva del mobile per incasso in cui à ̈ alloggiabile il complesso della Figura 2. Sono visibili i sistemi di binari attrezzati D, D', di forma genericamente ad "L", su cui scorrono a slitta le macchine A e i moduli B;

La Figura 4 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva frontale della macchina A dell'invenzione;

La Figura 5 Ã ̈ una vista schematica dall'alto della macchina A dell'invenzione;

La Figura 6 Ã ̈ una vista schematica frontale della macchina A dell'invenzione;

La Figura 7 Ã ̈ una vista schematica posteriore della macchina A dell'invenzione;

La Figura 8 Ã ̈ una vista schematica laterale della macchina A dell'invenzione;

La Figura 9 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva posteriore della macchina A dell'invenzione montata sul binario attrezzato D;

La Figura 10 Ã ̈ la stessa vista di Figura 9 con la macchina A parzialmente estratta dal binario D;

La Figura 11 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva laterale di un particolare del sistema meccanico di ritenuta della macchina A sul binario attrezzato D;

La Figura 12 à ̈ una vista schematica in prospettiva del basamento della macchina A che à ̈ conformato a slitta per combinarsi operativamente a scorrimento con il binario attrezzato D;

La Figura 13 Ã ̈ una prima vista schematica in prospettiva laterale esplosa della macchina A, senza il gruppo porta cialda;

La Figura 14 Ã ̈ una seconda vista schematica in prospettiva laterale esplosa della macchina A, senza il gruppo porta cialda;

La Figura 15 Ã ̈ la stessa vista di Figura 13, con il gruppo porta cialda;

La Figura 16 Ã ̈ la stessa vista di Figura 14, con il gruppo porta cialda;

La Figura 17 à ̈ una vista assonometrica schematica dello scambiatore utilizzato nella macchina da caffà ̈ dell'invenzione;

La Figura 18 Ã ̈ una vista schematica assonometrica esplosa dello scambiatore.

La Figura 19 Ã ̈ una vista schematica in sezione longitudinale dello scambiatore.

Descrizione dettagliata dell’invenzione La macchina secondo l'invenzione à ̈ concepita per preparare bevande calde quali ad esempio caffà ̈, caffà ̈ lungo e the in quantità prestabilita, nonché per fornire acqua calda.

Per la preparazione delle bevande calde à ̈ previsto l’uso di capsule monodose preconfezionate, tipicamente in forma di cialde, che contengono l'ingrediente da porre in contatto con l'acqua, quale la polvere di caffà ̈. Particolarmente vantaggiose sono le cialde di tipo noto per dispositivi automatici, in cui ogni cialda à ̈ una dose singola, eventualmente precompressa, di polvere di caffà ̈, in particolare le cialde in alluminio della Nespresso®. Sebbene in questa forma di realizzazione la macchina possa solo erogare caffà ̈ o acqua calda, à ̈ possibile prevedere forme di realizzazione in cui cialde diverse, anche contenenti the liofilizzato o latte liofilizzato possono essere utilizzate per la preparazione di una bevanda calda. Inoltre, à ̈ possibile utilizzare altri tipi di cialde, ad esempio in forma di capsule come quelle descritte in WO2010/076048, benché queste siano meno preferite, in quanto più ingombranti, e' inoltre possibile utilizzare cialde di carta.

Per la sua forma essenziale, il design esterno della macchina la distingue completamente dalle altre macchine attualmente prodotte per uso civile. Sono assenti leve e altri sistemi esterni sporgenti di azionamento, che potrebbero creare situazioni di pericolo. I comandi sono posti su un pannello di controllo frontale del tipo "touch sensor" con spie luminose e con indicatori serigrafati e la cialda viene inserita in un'apposita fessura, posta frontalmente sulla macchina.

Una caratteristica di questa macchina à ̈ rappresentata dalla mancanza di un boiler sotto pressione per il riscaldamento dell’acqua, al posto del quale si utilizza invece uno scambiatore, all’interno del quale l’acqua passa solamente al momento dell’erogazione, quando il sistema à ̈ aperto verso l’atmosfera (i termini riscaldatore e scambiatore sono usati come sinonimi). In questo modo si evita il pericolo costituito dal mantenimento dell'acqua all’interno di un recipiente sotto pressione. Preferibilmente, il sistema scambiatore montato sulla macchina da caffà ̈ dell'invenzione à ̈ quello illustrato nelle Figure 17-19. Questo sistema scambiatore à ̈ costituito da una resistenza posta all'interno di un albero riscaldante di forma elicoidale, il quale à ̈ a sua volta contenuto in una camera provvista di una chiusura frontale, di una elettrovalvola per regolare l'ingresso dell'acqua, di pasticche termiche di sicurezza e di una sonda della temperatura. La potenza di detto sistema scambiatore à ̈ ad esempio di 800W sia a 220 Vac sia a 115 Vac e il sistema à ̈ ottimizzato per erogare fino a 50 ml di caffà ̈ mantenendo una temperatura d'uscita del caffà ̈ a 86 /- 3°C.

Questo scambiatore presenta una serie notevole di vantaggi:

- ridotta formazione di calcare, in quanto l'acqua non viene lasciata stazionare nel suo interno;

- leggerezza e dimensioni ridotte;

- grande efficienza di riscaldamento a fronte di un ridotto consumo elettrico;

- capacità di lavorare con una fonte di acqua non pressurizzata; - adattabilità a lavorare anche con diverse alimentazioni.

Vantaggiosamente la macchina da caffà ̈ dell'invenzione può montare uno o più riscaldatori, posizionati superiormente all'elemento porta cialda. Con tale allestimento si massimizza il rendimento termico, si minimizzano le dispersioni di calore e si ha una notevole economia in termini di spazio. Un eventuale sistema scambiatore aggiuntivo e' inoltre adibito alla produzione di vapore. In tale caso, la sola parte di ingresso à ̈ in comune con il resto della macchina, mentre tubazione, pompa e valvole sono dedicati a questa sezione della macchina.

A fronte della scarsa praticità dei correnti riscaldatori ad oggi utilizzati in questa tipologia di macchine da caffà ̈, che sono costituiti in genere da termoblocchi non trattati con Teflon, in cui l'acqua calda staziona anche in assenza di erogazione della bevanda, e, conseguentemente, comporta una spiccata formazione interna di calcare, il sistema scambiatore della macchina dell'invenzione rimane pieno di acqua solamente per il tempo richiesto (alcuni secondi) per il suo riscaldamento, rendendo davvero minima la formazione di calcare ed estremamente più efficiente la produzione di calore e più affidabile la performance nel tempo della macchina da caffà ̈ nel suo complesso.

Al di sotto del riscaldatore, nella macchina, à ̈ posto l'elemento porta cialda che comprende un elemento contenitore adatto a ricevere la cialda. Esso può essere vantaggiosamente un guscio a conchiglia con due valve incernierate fra loro, che si chiudono sulla cialda all'atto dell'erogazione della bevanda.

Inoltre il porta cialda à ̈ provvisto di entrata e uscita liquidi, l'entrata à ̈ per l'acqua calda e l'uscita à ̈ per la bevanda, ed à ̈ conformato internamente in modo da ottimizzare il flusso di acqua in entrata. Il porta cialda à ̈ altresì provvisto di mezzi di espulsione della cialda in sé noti. Un porta cialda vantaggiosamente impiegabile à ̈ descritto in EP1826148.

Al di sotto del porta cialda à ̈ previsto un cassetto di raccolta delle cialde esaurite, in modo che queste vengano accumulate e successivamente rimosse all'atto della pulizia della macchina. Nel cassetto à ̈ convogliata anche l'acqua in eccesso dal riscaldatore.

La macchina à ̈ altresì provvista di un vano, contrapposto agli ugelli di uscita della bevanda/acqua calda o del vapore, adibito alla raccolta dei liquidi che dovessero accidentalmente fuoriuscire per errori manuali dal recipiente da riempire di bevanda. Il vano à ̈ chiuso superiormente da una griglia ed à ̈ eventualmente provvisto di sistemi di bloccaggio del recipiente.

Per rendere facile l'inserimento e il disinserimento della macchina negli appositi vani, questa à ̈ provvista alla base di un basamento recante una slitta atta a scorrere su binari attrezzati, resi solidali con i vani che alloggiano la macchina. Poiché i vani di alloggiamento sono in genere scatolati nudi, il binario à ̈ vantaggiosamente provvisto di attacchi per l'alimentazione elettrica e per il carico/scarico dell'acqua.

In pratica, la macchina non viene fissata direttamente all'interno del mobile, ma viene alloggiata in esso tramite una slitta a scorrimento su binari attrezzati che sono a loro volta solidali con il mobile e che provvedono le necessarie connessioni elettriche e idrauliche. In questa maniera à ̈ possibile installare o rimuovere in maniera molto semplice e veloce la macchina (o altro prodotto istallato della stessa tipologia, come si vedrà nel seguito) senza dover smontare/rimuovere altre parti meccaniche.

La macchina ha preferibilmente dimensioni molto compatte, con un fronte di circa 15X30 cm (l, h). Questo permette, se si prende come riferimento un modulo da cucina di dimensioni nominali 60 cm, di poter incassare anche altri elementi, quali ad esempio uno scalda cornetti, una tanica d'acqua, un cappuccinatore, ecc. (genericamente indicati nelle figure come Modulo B).

La macchina à ̈ ulteriormente provvista al suo interno di un sistema di blocco rapido per poter essere bloccata in maniera rapida e funzionale sul sistema a slitta sopra descritto. Questo sistema, denominato latch, à ̈ costituito da un sistema meccanico in acciaio a leverismo. In pratica, tramite un gancio, si movimenta un perno di acciaio che viene fatto alloggiare (nel momento in cui si lascia il gancio ed aiutati da una battuta meccanica) in corrispondenza di un foro che invece si trova sulla slitta. Una volta che il perno del latch à ̈ inserito nel foro del binario la macchina à ̈ bloccata e solo agendo di nuovo sul gancio del latch la si può sbloccare. Il sistema à ̈ altresì provvisto di una vite di fissaggio che, se bloccata, non permette più il libero movimento del gancio, impedendo completamente la rimozione della macchina dalla slitta.

La componentistica della macchina à ̈ scelta in modo da conformarsi alle normative navali precedentemente menzionate nonche' a quelle aereonautiche per permettere di garantire un MTBF (Mean Time Between Failure) di 5000 ore (rispettando il programma di manutenzione ordinaria).

La macchina può essere allestita in modo da avere preferibilmente le seguenti specifiche tecniche: profondità 310-417 mm, larghezza 140-180 mm, altezza 290-340 mm, peso 6,5-9,0 kg, alimentazione 100/240 Vac, potenza fino a 3500W. La macchina funziona con acqua a pressione normale proveniente da un modulo tanica, ma in una sua forma di realizzazione può essere fornita di un ingresso dell'acqua pressurizzato da 0,5 a 3,0 bar.

Le interfacce elettrica e idraulica, cioà ̈ i connettori d’acqua in entrata e in uscita e il connettore elettrico sono scelti, allestiti e posizionati in modo adatto sul retro della macchina. Preferibilmente il connettore elettrico à ̈ un Amphenol MS3106A16S-1P e il connettore idraulico à ̈ un Hansen/Tuthill 2KL16F, anche se prodotti di analoghe prestazioni possono essere utilizzati.

Il materiale usato à ̈ principalmente alluminio anodizzato e lavorato con macchine a controllo numerico per garantire un’adeguata resistenza meccanica coniugata alla leggerezza e alla perfezione dei pezzi realizzati. Tali lavorazioni sono ben note agli esperti del ramo e permettono di ottenere pezzi lavorati di precisione e con tolleranze molto basse. L’uso della plastica à ̈ limitato al minimo. I tubi di adduzione dell’acqua sono preferibilmente in Teflon<Ã’>alimentare, la raccorderia à ̈ in materiale non nocivo.

Le schede elettriche sono trattate superficialmente con un trattamento di protezione in modo da sopportare le vibrazioni, resistere all’umidità e non essere attaccate da funghi e batteri o altri contaminanti organici.

La macchina à ̈ dotata di una sezione idraulica per l’adduzione dell’acqua e di un sistema di pompe per mantenere costante il flusso d’acqua all’interno della stessa, indipendentemente dalla pressione di esercizio presente sul natante.

Il circuito idraulico à ̈ concepito in modo che il cedimento di qualsiasi elemento attivo che lo compone (valvole, pompe) non crei eccessi di pressione nel circuito. Il movimento dell’acqua all’interno del sistema idraulico della macchina à ̈ assicurato da pompe e controllato da elettrovalvole. La rilevazione della pressione d’ingresso dell’acqua avviene tramite sensori.

Dato il particolare funzionamento del riscaldatore, che impedisce la formazione ed il deposito di calcare sulle proprie pareti, non à ̈ necessario posizionare alcun filtro anticalcare all'ingresso dell'acqua nel sistema scambiatore stesso.

In caso di sovrapressione si posiziona a valle delle pompe una valvola di sfiato, opportunamente tarata.

Il circuito idraulico della macchina dell'invenzione à ̈ costituito da parti discrete, cioà ̈ da parti singole o pre-assemblate interconnesse mediante tubi di teflon. Solo il riscaldatore dell'acqua presenta un ingresso ed un'uscita dell'acqua assemblati sulla parte esterna dello scaldatore stesso.

Le elettrovalvole utilizzate per il sistema scambiatore sono del tipo a basetta e hanno il vantaggio di eliminare parte della raccordatura in quanto la basetta, provvista di un foro di entrata e di un foro di uscita del fluido, viene connessa direttamente al distributore idraulico. Tali valvole sono facilmente smontabili. Le elettrovalvole sono di due tipi: a due e a tre vie. Le elettrovalvole a due vie controllano il flusso dell’acqua aprendosi e chiudendosi, le elettrovalvole a tre vie, che lavorano allo stesso modo di quelle a due vie, hanno in aggiunta una via di scarico per l’acqua.

Le elettrovalvole che gestiscono il tratto di acqua calda sono scelte per resistere a temperature almeno fino a 150°C e montano guarnizioni in rubino. Le altre guarnizioni della macchina sono preferibilmente in Viton<Ã’>.

I raccordi sulle parti di acqua calda sono realizzati in acciaio inox per avere un buon comportamento sia termico sia alimentare (invece i raccordi delle macchine civili sono in ottone nichelato, che può essere soggetto a sfogliarsi alle alte temperature).

Il circuito elettrico à ̈ studiato e realizzato in modo da non creare interferenze elettromagnetiche con la strumentazione di bordo e al contempo da non essere influenzato da questa. Si opera pertanto un filtraggio delle schede e di tutte le alimentazioni mediante ad es. filtri EMI o filtri di analoghe prestazioni, atti sostanzialmente ad eliminare le componenti di alta frequenza che possono generare onde elettromagnetiche.

La macchina à ̈ protetta elettricamente contro le sovratemperature da termostati di sicurezza a riarmo manuale montati direttamente sul sistema scambiatore (ad esempio della ditta Termix) e all’interno del circuito idraulico, anche in caso di rottura delle elettrovalvole di comando, non c’à ̈ possibilità che gli scambiatori rimangano in pressione, essendo gli stessi dotati di elettrovalvole a tre vie che, quando sono diseccitate, sono aperte verso lo scarico.

La macchina à ̈ concepita in modo da non avere ristagni d’acqua, l’acqua non utilizzata viene mandata tutta allo scarico, raccogliendosi nel cassetto porta cialde usate. In tal modo si evita la formazione di microorganismi nocivi (alghe, funghi, batteri) all'interno della macchina.

La macchina dell'invenzione non ha maniglie esterne, risulta pertanto più sicura delle macchine ad oggi sul mercato in quanto non presenta punti di aggancio accidentale. La macchina presenta solamente una maniglia incassata nella parete di chiusura superiore, non visibile quando la macchina e' incassata, per facilitarne la trasportabilita'.

La macchina e tutti gli elementi che da essa possono essere estratti, quali il cassetto, sono protetti dallo sgancio fortuito, in quanto posizionati in siti provvisti di dispositivi autobloccanti che, una volta inseriti, necessitano di un’azione di sbloccaggio. In questo modo il bloccaggio avviene automaticamente all’atto dell’inserimento nei rispettivi alloggiamenti.

La macchina dell'invenzione à ̈ protetta dai sovraccarichi elettrici mediante l'utilizzo di fusibili sia sulla parte logica a bassa tensione sia sulla parte di potenza a 100/240 Vac. Inoltre, la parte elettronica prevede componenti e/o circuiterie con protezioni attive.

La gestione delle funzioni principali della macchina à ̈ demandata ad una sezione elettronica gestita da microprocessore in base a un software originale. E’ inoltre prevista la presenza di una porta USB attraverso la quale, mediante connessione a un semplice personal computer, si può leggere lo storico della macchina: ad es. il n° di cicli di funzionamento e/o le ore di funzionamento e/o altre indicazioni utili per la manutenzione ordinaria della macchina. Attraverso tale porta seriale si possono anche fornire informazioni alla macchina e variarne i parametri quali: quantità dell’acqua per la funzione caffà ̈, temperatura di erogazione dell’acqua.

L'invenzione verrà ora illustrata con riferimento alle figure allegate, che sono da ritenere illustrative e non limitative della portata dell'invenzione.

Descrizione di una realizzazione preferita dell'invenzione Con particolare riferimento alle Figure 1 e 2, la macchina A secondo l'invenzione à ̈ di tipo modulare e di dimensioni così ridotte che un mobile per incasso standard (60X60 cm) in metà della sua altezza e della sua larghezza potrebbe alloggiarne due, ad esempio centralmente, con accanto due moduli aggiuntivi B aventi funzione ad esempio di alloggiamento scalda tazze o riserva d'acqua o cappuccinatore o scalda cornetti. In Figura 3 sono mostrati quattro sistemi di binario attrezzati, uguali a due a due, D e D', adatti per ricevere il basamento di ciascuna macchina A e di ciascun modulo aggiuntivo B. La forma dei sistemi di binario D e D' non à ̈ particolarmente specifica, ma deve permettere al basamento della macchina A o del modulo aggiuntivo B di poter agevolmente scorrere su di essi. I sistemi di binario sono anche resi solidali con la base del mobile C, attraverso mezzi di fissaggio in sé noti. I sistemi di binario D, D' hanno forma genericamente ad "L", in cui il lato lungo à ̈ costituito dai binari 90 e il lato corto 91 costituisce il supporto di connettori rapidi per l'alimentazione della corrente 98 e il carico dell'acqua 99. L'acqua in eccesso viene scaricata nel cassetto 7. L'elemento 97 à ̈ un centraggio che favorisce l'ingaggio tra la macchina e la guida.

Questi connettori si collegano ai corrispondenti connettori 100 e 101 (ved. Figura 7) presenti sul retro della macchina A. I connettori rapidi 98 e 99 e il centraggio 97 sono montati sul lato corto 91 del sistema di binario attrezzato D. Corrispondenti sistemi di binario D' possono essere previsti per il modulo B.

Nelle Figure 4-8, à ̈ mostrata la forma esterna della macchina A secondo l'invenzione, che à ̈ di forma sostanzialmente parallelepipeda, realizzata in alluminio, preferibilmente in lega 6060, 7075 e 5754 prodotte dalla ditta Alcoa o Metra o altro prodotto di analoghe prestazioni in termini di leggerezza e resistenza meccanica. La struttura esterna della macchina comprende un pannello frontale di comando 1 del tipo touch sensor (noto agli esperti) con i comandi delle varie funzioni serigrafati su di esso, ad esempio: a) interruttore ON/OFF; b) interruttore "Caffà ̈ 1"; c) interruttore "Caffà ̈ 2"; d) interruttore "acqua calda", quest'ultimo utilizzabile per fornire l'acqua calda necessaria alla preparazione di the, tisane e per la rigenerazione di bevande liofilizzate. In una forme di realizzazione alternative, in aggiunta alle funzioni sopra descritte à ̈ possibile trovare serigrafate le seguenti funzioni: e) Caffà ̈ 3; f) Vapore; g) Drain. Quest'ultima funzione permette di svuotare il più possibile il circuito idraulico della macchina.

Lateralmente al pannello dei comandi 1, che forma un insieme unico con l'elemento 3'', à ̈ realizzata la fessura 2 per l'introduzione della cialda (non mostrata). Con 3 e 3' vengono indicate le pannellature di copertura della macchina A, il pannello 3 ha forma genericamente ad "U" e copre il lati e la parte superiore della macchina mentre il pannello 3' costituisce il retro. Il pannello 3" à ̈ in acciaio inox AISI 304 fa parte del pannello frontale e costituisce un pezzo unico con il pannello dei comandi 1. Con 4 viene indicato un vano in cui à ̈ alloggiata una maniglia a scomparsa (non mostrata) per il sollevamento e il trasporto della macchina A, in caso di spostamenti dal relativo alloggiamento. Frontalmente, nella macchina A à ̈ poi ricavato un vano aperto 5, previsto per alloggiare il recipiente o bricco o tazzina (non mostrati) per le bevande erogate dalla macchina A. La parte superiore del vano aperto 5 à ̈ delimitata dal sistema di erogazione del liquido o bevanda ed eventualmente del vapore (non mostrati e di tipo in sé noto). La parte laterale di fondo del vano aperto 5 à ̈ delimitata da un secondo cassetto 7, atto a raccogliere le cialde che cadono automaticamente al suo interno dopo l'uso. La parte inferiore del vano aperto 5 à ̈ delimitata da un primo cassetto 6, coperto superiormente da una piastra forata 6', in modo che eventuali fuoriuscite accidentali di liquido siano raccolte in fondo al secondo cassetto 6.

L’alloggiamento della macchina A nel vano del mobile a incasso C à ̈ realizzato a scorrimento sui sistemi di binari attrezzati D mediante guide realizzate sul basamento 120 (mostrato in Figura 12) che costituisce la base o il fondo della macchina A. In questo modo sono estremamente facilitati l'inserimento/disinserimento della macchina A, la sua manutenzione e pulizia. La macchina à ̈ resa solidale al basamento 120 mediante sistemi di fissaggi in sé noti e non mostrati, quali viti. Sul basamento 120 sono realizzati scassi di alleggerimento 127, 128 e un vano 129 per l'alloggiamento del primo cassetto 6.

Al fine di mettere in sicurezza la macchina A, à ̈ previsto un sistema meccanico di ritenuta (Figure 11 e12) provvisto di maniglia 121, molla 122, meccanismo di movimentazione 123, perno 124 e vite di sicurezza 125, montati su una staffa di supporto 126. In corrispondenza del perno 124 à ̈ previsto sul sistema di binario D un foro di alloggiamento 111 per il perno 124 che, quando inserito, permette la messa in sicurezza della macchina A. Il sistema meccanico di ritenuta à ̈ alloggiato sul retro del secondo cassetto 7.

Nelle Figure 13 e 14 à ̈ illustrata schematicamente in prospettiva la disposizione di alcuni degli elementi necessari al funzionamento della macchina, tra cui: un’elettropompa 130 e il sistema scambiatore 134. E’ prevista la possibilità di alloggiarne un secondo, accanto ad esso. Al di sotto del sistema scambiatore 134 à ̈ previsto l’alloggiamento per il dispositivo porta cialda, montato sui supporti 131, 132, 133.

La Figura 14 mostra il posizionamento della scheda elettronica di alimentazione 140 e della scheda 141 che presiede al funzionamento della macchina ed à ̈ posizionata sul retro. Dietro al secondo cassetto 7 à ̈ montato il sistema meccanico di ritenuta. E’ visibile la maniglia 126, disponibile sfilando completamente il secondo cassetto 7.

Nelle Figure 15 e 16 à ̈ visibile il gruppo porta cialda 150, interposto fra lo scambiatore 134 e il secondo cassetto 7. Il gruppo porta cialda 150 à ̈ posizionato in modo da ricevere la cialda dalla fessura 2, esso à ̈ provvisto di un alloggiamento, eventualmente in forma di guscio, entro cui la cialda viene chiusa per ricevere l’acqua calda erogata dallo scambiatore 134 e di espulsore (non mostrato) che permette la rimozione per semplice caduta della cialda esaurita nel secondo cassetto 7.

Nella Figura 17 Ã ̈ illustrato il sistema scambiatore 134 completo di elettrovalvola 176, pasticche termiche di sicurezza 177 e viti di tenuta 175.

Nella Figura 18 sono illustrate le parti componenti dello scambiatore, che à ̈ caratterizzato dal fatto di essere di tipo "aperto" nel senso che in esso l’acqua viene scaldata senza essere sotto pressione. Infatti lo scambiatore à ̈ provvisto di elettrovalvole all’entrata dell’acqua e di elettro-compressori all’uscita. Il compressore 181, collegato all’elemento 181a del guscio, ha il compito di portare l'acqua calda in uscita dallo scambiatore ad una pressione tale da assicurare una buona estrazione del contenuto della cialda. Al di sopra del compressore 181 à ̈ montato, tramite le viti di tenuta 175, il corpo dello scambiatore, che comprende la camicia 182, all'interno della quale à ̈ alloggiato l’elemento, anche detto albero, riscaldante provvisto di scanalature elicoidali 183 e che accoglie al suo interno la resistenza 185. Un elemento di chiusura 184 contribuisce a definire lo spazio elicoidale 196 in cui staziona l'acqua da riscaldare.

Come mostrato in Figura 19, lo scambiatore 134 comprende il corpo allungato con la camicia 182 in cui à ̈ realizzata la camera cilindrica 182a, all’interno della quale à ̈ alloggiato l'elemento riscaldante 183. L’elemento riscaldante 183 à ̈ provvisto superficialmente di scanalature elicoidali 183a che, con la superficie interna della camera cilindrica 182a, formano un passaggio 196 per l’acqua da riscaldare. L’albero riscaldante 183 à ̈ altresì provvisto centralmente di una cavità longitudinale 183b che alloggia la resistenza 185. Lo scambiatore 134 à ̈ ulteriormente provvisto di elettrovalvole 176, pasticche termiche e sonde di sicurezza 177. Tutte le parti sono tenute insieme da viti di tenuta 175. La tenuta stagna della camera à ̈ assicurata da guarnizioni a tenuta. L'ingresso dell'acqua nello scambiatore à ̈ regolato dall'elettrovalvola 176, montata sul foro 176a. Quando l'acqua entra nello spazio a spirale 196 viene rapidamente riscaldata e le pasticche termiche e sonde di sicurezza 177 proteggono rispettivamente il sistema dal surriscaldamento e consentono la regolazione della temperatura dell'acqua. Vantaggiosamente le superfici interne ed esterne del riscaldatore sono rivestite di uno strato di materiale antiaderente, tipo Teflon®.

Le funzioni operative principali della macchina, gestite da un software dedicato vengono schematicamente indicate e sono: Caffà ̈ Lungo, Caffà ̈ Corto, Acqua calda, Altre Funzioni.

Il software à ̈ responsabile di tutto il controllo di processo necessario per l'esecuzione della funzionalità richiesta: dalla verifica che siano soddisfatte tutte le condizioni per poter essere attivata, al completamento del ciclo. Esso può essere schematizzato in tre blocchi principali tra loro in cascata:

1) Blocco di inizializzazione (block A)

2) Blocco del Main Loop (block B)

3) Blocco Singole Funzioni (block C)

All'accensione del tasto ON il microcontrollore viene resettato e il programma inizia il suo ciclo di esecuzione.

Il primo passo (block A) Ã ̈ quello di preparare tutte le periferiche del microprocessore per lavorare correttamente. Vengono abilitati i cicli interrupt e si chiude con l'inizializzazione della RAM.

Al secondo passo inizia l'esecuzione ciclica del codice (block B), vengono cioà ̈ eseguite in continuazione tutte le rutines necessarie per il corretto funzionamento e la corretta gestione della macchina. Si parte dalla verifica della corretta temperatura del sistema scambiatore fino alla verifica dell'avvenuta richiesta di erogazione da parte dell'utente.

Al terzo passo (block C) vengono sviluppate tutte le funzioni del passo precedente secondo la logica di funzionamento decisa in fase di progettazione.

La macchina può vantaggiosamente essere allestita con un secondo sistema scambiatore e con un erogatore di vapore, ad esempio di quelli in sé noti di tipo a braccio mobile, e con altri elementi, che risultano facilmente individuabili attraverso la lettura della presente invenzione, per produrre anche vapore.

La macchina della presente invenzione à ̈ studiata per la preparazione di caffà ̈ espresso e in condizioni normali, à ̈ in grado di produrre 25 ml di caffà ̈ corto, 40 ml di caffà ̈ lungo e almeno 100 ml di acqua calda per la preparazione di the, tisane e la ricostituzione di bevande liofilizzate.

Nulla osta a che la macchina secondo il presente trovato possa essere utilizzata in altri mezzi di trasporto quali treni, in particolare treni veloci, aerei o altri mezzi di locomozione, come anche locali di ristorazione o stanze di albergo (come complimentary service).

Quanto illustrato nelle figure à ̈ meramente esemplificativo e una persona esperta nel ramo può effettuare variazioni o modifiche che non dipartano dallo spirito e dall’ambito del trovato. Si intende che tali variazioni e modifiche sono incluse nello scopo della descrizione e delle rivendicazioni.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina da incasso per l'erogazione di bevande calde, quali caffà ̈ o , o vapore avente una struttura di supporto con un basamento ( 120), una parte superiore, una parte inferiore, parti laterali e posteriori e una parte frontale (T) su cui à ̈ ricavata una fessura fissa (2) per l'introduzione delle cialde della da erogare e recante un vano aperto (fi) delimitato inferiormente da un primo cassetto ((6) e posteriormente da un secondo cassetto (7) che la parete di fondo del vano aperto ( 5): macchina comprendendo: almeno uno scambiatore ( 134) posto superiormente al gruppo ( 150 ) e in relazione di cooperazione con un guscio porta-cialda a sua volta posizionato in corrispondenza della fessura (2) e provvisto di un di espulsione della cialda posto superiormente al secondo cassetto (7); connessioni per l'acqua e l<'>alimentazione elettrica (100. 101 ) poste nella parte posteriore per essere collegate a corrispondenti connettori per l acqua (00) e l<’>alimentazione (98) sul lato corto (90) della "L" di un dispositivo a binario (D) conformato a "L," e recante sul suo lato lungo (91 ) sistemi di fissaggio per l<'>incasso e un foro ( 111) atto a ricevere il perno (12 1) di un dispositivo di fissaggio a detto binario, posizionato sul basamento ( 120). dietro al secondo cassetto (7).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1 in cui il dispositivo di fissaggio al a binario (D) à ̈ un meccanismo di ritenuta del . 3. Macchina secondo la rivendicazione 2 in cui il dispositivo di ritenuta comprende una maniglia 121. una molla 122, un meccanismo di movimentazione 123, un perno 124 e una vite di sicurezza 125. montati su una staffa di supporto 126.. 4. Macchina secondo le rivendicazioni precedenti in cui il basamento (120) scorre a slitta sui binari (91) del dispositivo di binario (D). Macchina secondo le rivendicazioni precedenti in cui il perno 124 à ̈ in corrispondenza del foro di alloggiamento 1 11. 6, Macchina secondo le rivendicazioni precedenti avente le seguenti dimensioni: profondità 310-417 mm, larghezza 140-130 min. altezza 290-340 mm. preferibilmente larghezza circa 150 mm e altezza circa 300 mm. 7 Macchina secondo le rivendicazioni precedenti in cui lo scambiatore à ̈ di tipo cosiddetto "aperto", cioà ̈ l<'>acqua da riscaldare m esso contenuta non à ̈ sotto pressione.
3. 3. Scambiatore per macchina erogatrice di bevande calde secondo le rivendicazioni precedenti comprendente un<'>entrata ed un<'>uscita per l<’>acqua, l<'>entrata essendo provvista di elettrovalvola e l<'>uscita essendo provvista di un compressore collegato al guscio porta-cialda tramite un elemento ( 181 a ) , lo scambiatore comprendendo un corpo allungato provvisto di una camicia ( 182), all’interno della quale à ̈ alloggiato un elemento riscaldante provvisto di scanalature elicoidali (183) per il passaggio dell<'>acqua e. centralmente, di una cavità longitudinale ( 183b) che alloggia una resistenza 185, il passaggio dell<’>acqua essendo realizzato a tenuta fra le scanalature ( 183) e la parete interna della camicia (182) mediante elementi di chiusura ( 184). 9. Scambiatore secondo la rivendicazione 8 le cui superfici interne ed esterne sono rivestite di uno strato di materiale , tipo teflon®. 10. Complesso di macchina da incasso secondo le rivendicazioni 1 -7 e scambiatore secondo le rivendicazioni 8-9.. 1 1. dello scambiatore secondo le rivendicazioni 8-9 per macchine da caffà ̈ per usi navali, aeronautici e civili.