BRPI0721281A2 - Unidade de infusão para a produção de café adequada para lavagem em lavadoras - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "UNIDADE DE INFUSÃO PARA A PRODUÇÃO DE CAFÉ ADEQUADA PARA LAVAGEM EM LAVADORAS".

Campo da Técnica

A presente invenção refere-se a uma unidade de infusão para a

produção de café. Mais especificamente, a presente invenção se refere a uma unidade de infusão para máquinas de café de usos doméstico e profis- sional, ou para máquinas de venda automática, do tipo que compreende uma estrutura, cujo interior abriga uma câmara de infusão que compreende 10 duas partes que se movem reciprocamente para abrir e fechar a câmara de infusão.

Técnica Anterior

As unidades de infusão, do tipo supramencionado, são ampla- mente utilizadas no campo das máquinas de café quer para uso doméstico 15 ou comercial, por exemplo, em máquinas de venda automática. Uma unida- de de infusão deste tipo encontra-se descrita no documento US-A-4.681.028 e é produzida e utilizada em máquinas de café cujos modelos são comercia- lizados através das marcas Idea, SG500, FS400, Royal, SG200, Magic, In- canto, Vienna e outras, pela empresa Saeco International Group S.p.A., 20 Gaggio Montano (BO), Itália.

A natureza removível da unidade de infusão facilita a lavagem em água corrente. Após um determinado número de enxágues manuais e/ou após um número específico de ciclos de dispensa, pode ser necessário lubri- ficar as partes móveis da unidade. Para este fim, são fornecidos kits de Iubri- 25 ficação com doses únicas de graxa lubrificante, para que o usuário aplique com facilidade em pontos nos quais as partes mecânicas (normalmente fei- tas de plástico) ficam em contato e movimento recíprocos entre si. Todavia, essas operações são cansativas e requerem a compra de materiais que po- dem ser dispendiosos.

As unidades de infusão que não podem ser removidas requerem

ciclos especiais de lavagem, com o uso de aditivos que são introduzidos no circuito da máquina de café, apresentando efeitos negativos conseqüentes em termos de custo e também em relação a possíveis alterações, embora temporárias, das propriedades organolépticas da bebida produzida nos ci- clos posteriores à lavagem.

Objetivo e Sumário da Invenção 5 O objetivo da presente invenção é o aperfeiçoamento de uma

unidade de infusão do tipo supramencionado, que permita uma lavagem mais fácil e mais eficaz.

Em uma modalidade, a invenção fornece uma unidade de infu- são do tipo supradescrito que pode ser lavada com facilidade em uma Iava- 10 dora. No interior desses utensílios domésticos, a lavagem ocorre com a tem- peratura da água relativamente alta (50 a 70°) e com adição de detergentes agressivos. Isso removeria a graxa lubrificante aplicada nas peças móveis em contato recíproco e portanto a lubrificação dever ser refeita após cada lavagem. A lubrificação removida da unidade de dispensa seria poluente e 15 prejudicial ao meio ambiente.

Portanto, o objetivo de uma modalidade vantajosa da invenção é fazer a unidade de infusão lavável, mesmo em lavadoras. Com esse objeti- vo, a vantagem de pelo menos algumas peças da unidade de infusão mo- vendo-se e em contato recíproco com outras tem, pelo menos, áreas de con- 20 tato e atrito, propriedades de autolubrificação diferentes uma da outra. Por exemplo, em um par girante, tal como um suporte de fricção do eixo de um motor para funcionar abrindo e fechando a câmara de infusão, o eixo pode ser feito de um material autolubrificável de alta capacidade em relação ao suporte e vice-versa. O par deslizante pode ser produzido da mesma forma. 25 Seguindo uma nomenclatura consolidada na esfera da mecânica aplicada a máquinas, na descrição atual e nas reivindicações em anexo, par cinemático é concebido como um par de componentes mecânicos ou elementos mecâ- nicos em contato com as respectivas partes da superfície e dispor de um movimento recíproco em relação uns aos outros, que reciprocamente pres- 30 siona dois componentes mecânicos a que pertencem. Os componentes ou elementos mecânicos formando um par cinemático são também definidos como elementos cinemáticos. Em uma possível modalidade, as diferentes propriedades de au- tolubrificação entre as duas partes em movimento recíproco e de contato pode ser obtido utilizando resinas plásticas com diferentes propriedades de autolubrificação para as duas partes. Diferentemente, na modalidade prefe- 5 rida atualmente a resina sintética forma uma das duas partes, exemplo: um dos dois elementos cinemáticos pode ser preenchido com um material auto- lubrificável e a resina sintética na outra parte, exemplo: o outro elemento do par cinemático pode ser deixado sem essa carga de autolubrificante.

Em uma modalidade diferente, as duas partes em contato e mo- vimento recíprocos podem ser preenchidas com diferentes quantidades ou diferentes tipos de substâncias autolubrificantes.

O material no qual a resina sintética é preenchida para a autolu- brificação pode, por exemplo, ser o grafite, molibidênio, politetrafluoroetileno (conhecido comercialmente como Teflon®) ou um outro material adequado. Segundo uma outra possível modalidade da invenção, as propri-

edades da autolubrificação podem ser obtidas com o tratamento da superfí- cie das partes em contato recíproco. Em uma possível realização, tratamen- tos com nanotecnologia podem ser usados.

Particularmente, em uma simples modalidade, a peça ou o com- ponente mecânico completo que faz parte do elemento cinemático do par, pode ser produzido com a mesma propriedade de autolubrificação (ou sem a autolubrificação). Por exemplo: uma peça inteira pode ser feita de resina sin- tética sem carga de autolubrificante, enquanto o componente mecânico que define o outro elemento do par cinemático será feito de material plástico pre- enchido uniforme e substâncialmente com material autolubrificante. Alterna- tivamente, a superfície completa da peça que define o primeiro elemento cinemático do par pode ser processado para obter propriedades autolubrifi- cantes substâncialmente uniformes e diferentes daqueles de superfície com- pleta do componente mecânico que compõe o outro elemento cinético do par.

Não obstante, uma vez que só uma parte e não a totalidade da superfície estará em contato com uma porção análoga da peça adjacente, em uma vantajosa modalidade da invenção, somente uma porção da peça é fornecida com as propriedades autolubrificantes requeridas. Desse modo, muitas vantagens são obtidas, tais como uma diminuição da carga de mate- rial autolubrificante que faz o preenchimento, com a conseqüente redução 5 nos custos. Além disso, forma de tratamentos ou cargas lubrificantes que não são adequados ao contato com produtos alimentícios podem ser usa- dos, como elementos cinéticos, como aquelas destinadas porções de com- ponentes mecânicos que estão em contato e movimento recíprocos, não requeira a entrar em contato com o pó de café ou com a bebida dela extraí- 10 da.

Ao tratar ou carregar a resina sintética formando peças diferen- tes da mesma peça de maneiras diferentes, é também mais fácil de produzir todos os pares cinemáticos com os elementos cinemáticos com diferentes capacidades de autolubrificação.

De acordo com um aspecto diferente, fazer a unidade de infu-

são mais fácil de ser lavada em lavadora, em uma possível modalidade da invenção, a superfície a ser lavada pode ser facilmente alcançada pelos ja- tos de água produzidos na lavadora promovendo a unidade de infusão com uma estrutura de apoio, por exemplo, compreendendo um par de lados, con- 20 cebido com uma quantidade de aberturas para permitir a lavagem da câmara de infusão assim como o mecanismo de abertura e fechamento da câmara, na qual é localizada, por exemplo, entre os lados pertencentes à estrutura do suporte, por meio de jatos de água da lavadora os quais podem fluir através das laterais devido à presença das ditas aberturas. Preferencialmente, 25 quando a estrutura de suporte possui dois lados paralelos entre as quais a câmara de infusão é posicionada, ambos os lados são providos de abertu- ras, embora parte das vantagens da presente invenção pode ser alcançada com um lado somente provido de aberturas.

De acordo com a modalidade preferencial da invenção, a unida- de de infusão tem ambos uma estrutura de suporte provida com aberturas para facilitar a lavagem, e reciprocamente partes móveis caracterizadas por capacidades de autolubrificação diferente uma da outra. A primeira caracte- rística permite a penetração de água e detergentes, enquanto a segunda exclui a necessidade por qualquer tipo de lubrificante externo aplicado às partes móveis. Entretanto, deve-se entender que parte das vantagens des- critas acima também pode ser obtida somente pela exploração da modalida- 5 de de partes móveis de autolubrificação alternadas e de não lubrificação (ou em qualquer caso com diferentes propriedades de autolubrificação), para formar um ou mais pares cinemáticos de unidade de infusão.

A estrutura de suporte poderia também ser usada sem as pro- priedades de autolubrificação descritas, embora com pequenas vantagens, com isso exigiria repetida aplicação de lubrificantes externos para a lubrifica- ção.

De acordo com uma vantajosa modalidade de uma unidade de infusão com uma estrutura aberta, o par de lados ou outra estrutura de su- porte compreende, e é definida por pelo menos em parte, elementos lineares 15 em torno das aberturas, ou seja, definindo as mencionadas aberturas e for- mando uma estrutura mecânica de suporte da câmara de infusão e o meca- nismo de abertura e fechamento da mencionada câmara.

Em uma possível modalidade, os lados da unidade de infusão compreendem um quadro estrutural definindo as aberturas para que o jato de água da lavagem atravessem. O quadro estrutural é vantajoso formado pelos referidos elementos lineares.

De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, os ele- mentos lineares estendem de acordo com a tendência semelhante à tendên- cia das linhas de força no apoio a estrutura, por exemplo, os lados, ou seja, 25 ao longo dessas linhas em que o esforço na estrutura deve suportar durante o seu funcionamento aí estão concentradas, em particular, a pressão deriva- da da compressão do café dentro da câmara de infusão quando fechada e as reações causadas pela pressão dentro da câmara de infusão durante a dispensação do café.

Outras modalidades vantajosas e características preferenciais

de uma unidade de infusão de acordo com a invenção estão previstos nas reivindicações dependentes em anexo e serão descritos em maiores deta- lhes a seguir com referencia a um exemplo de aplicação.

Em particular, para facilitar o uso da unidade de infusão, a estru- tura do suporte pode vantajosamente ser feita de material autolubrificante e preferencialmente de um material plástico contendo substâncias autolubrifi- cantes com os mesmos. Essas substâncias autolubrificantes podem, por exemplo, ser formada de molibdênio, grafite ou similar.

Breve Descrição dos Desenhos

A invenção será melhor entendida acompanhando-se as descri- ções e o desenho, nos quais demonstra uma prática ilimitada de modalida- des da invenção, Mais especificamente, no desenho.

As Figuras 1 e 2 mostram duas vistas axonométricas de uma unidade de infusão de acordo com a invenção e de acordo com ângulos dife- rentes;

A Figura 3 mostra uma vista lateral da unidade de infusão nas figuras 1 e 2;

A Figura 3A mostra um esquemático da seção local de um dos elementos de composição da estrutura ou treliça de um dos lados;

As Figuras 4 e 5 mostram uma seção de acordo com o plano médio da unidade de infusão em duas posições (respectivamente aberto e fechado) da câmara de infusão; e

A Figura 6 mostra uma seção similar à seção na figura 5, tradu- zidos em um plano com relação ao plano da seção da figura 5.

Descrição Detalhada de uma Modalidade da Invenção

O descrito a seguir é uma aplicação para uma unidade de infu- 25 são para a produção de café, do tipo compreendendo um par de lados que formam a estrutura de sustentação. No entanto, deve ser entendido que van- tagens semelhantes podem ser obtidas nas unidades de infusão para a pro- dução de outro tipo de bebida, e também com outra configuração da estrutu- ra de sustentação, e das peças, toda vez que for útil configurar a menciona- 30 da estrutura de modo a facilitar ou simplificar a lavagem das mesmas.

Em uma possível modalidade, a unidade de infusão, geralmente indicada pela referência numérica 1, compreende uma estrutura de susten- tação e contenção da câmara de infusão e o mecanismo de abertura e fe- chamento da mencionada câmara. Em uma modalidade preferencial da in- venção, a estrutura de sustentação compreende substâncialmente o primeiro lado 3 e o segundo lado 5 unidos entre si nas barras transversais 7A, 7B, 7C, 9, 11.

Posicionada entre os lados 3 e 5 (figuras 4 e 5) encontra-se uma câmara de infusão compreendendo a primeira parte fixa 13 e a segunda par- te 15 móvel entre uma posição aberta mostrada na figura 4 e uma posição de operação, ou seja na qual a câmara de infusão está fechada, mostrado 10 na figura 5. Na figura 4 a parte móvel 15 da câmara de infusão é localizada abaixo da tremonha 17 através do qual o pó de café, vindo do reservatório de pó, de um dispositivo triturador, de um carregamento manual ou seme- lhante, é carregado dentro do compartimento definido na parte móvel 15 da câmara de infusão. O mecanismo de abertura e fechamento, indicado como 15 a abertura 19 e alojado entre dois lados 3 e 5, causa o movimento para fe- char a câmara de infusão e comprimir o pó de café contido na parte móvel

15. O mecanismo de abertura e fechamento 19 da câmara de infusão tem o eixo do motor 23 apoiado nos respectivos lugares dos lados 3 e 5 da estrutu- ra de sustentação da unidade de infusão e pivota ou roda em torno de um eixo geométrico A-A.

Associado à câmara de infusão e, mais especificamente, com a parte fixa 13 da mencionada câmara, encontra-se uma válvula 21, através da qual a bebida produzida pela água pressurizada e aquecida a alta tempe- ratura passando através do compressor de pó de café contido na câmara de infusão é entregue.

O mecanismo de abertura e fechamento da câmara de infusão, a estrutura de duas partes 13, 15 formando a mencionada câmara e de acordo com o método no qual o ciclo de abastecimento do café, realiza a infusão e descarrega o café usado são conhecidos por si.

Aqui basta observar (veja em particular as figuras 4, 5, 6) que o

mecanismo 19 compreende o par de braços moldados em L 101 integrante com o eixo do motor 23, e a junção pela barra transversal 103 integral com a primeira das duas extremidades de cada braço moldado em L 101. Articula- do por meio do pino 105 nas extremidades opostas de cada braço 101 en- contra-se um deslizador 107 deslizando na guia 109 produzido em uma peça com a parte móvel 15 da câmara de infusão.

5 Comparando as figuras 4 e 5 pode ser visto que pivotar o par de

braços 101 em torno do eixo geométrico da haste 23, causa pivotação e translação da parte 15 da câmara de infusão a partir de uma posição para a outra das duas posições de carga (figura 4) e de infusão (figura 5). Na posi- ção das figuras 5 e 6 a câmara de infusão 13, 15 está na posição fechada 10 com o pó de café (não mostrado) comprimido e pronto para alimentar a água quente pressurizada para extrair os sabores do pó de café. Nessa posição, a parte dos braços moldados em L 101 aos quais os deslizadores 105 que são forçados, estejam alinhados, ou seja, substâncialmente paralelo ao eixo ge- ométrico X-X da câmara de infusão fechada, de modo que a força de com- 15 pressão exercida no pó de café e pela pressão da água alimentada dentro da câmara de infusão é transferida para o suporte do eixo 23 sem gerar tor- que no eixo do motor 23.

O mecanismo 19 também compreende um dispositivo para con- trolar o deslizamento da base 15F da parte móvel 15 da câmara de infusão. 20 De um modo conhecido, este movimento deve ser sincronizado com o mo- vimento de translação e pivotação da parte móvel 15 da câmara de infusão, de modo que durante a abertura da câmara (da posição na figura 5 para a posição na figura 4 no final do ciclo de infusão) a base 15F esteja alinhada com a borda superior 15B, no qual durante o movimento de pivotação tan- 25 gencia uma borda da lamina 17A que integra a tremonha 17. Isso garante a separação do tablete de café usado e descarrega daí ao longo de uma su- perfície 15S da parte móvel 15 da câmara de infusão.

O movimento da base 15F com respeito à porção remanescente da câmara de infusão é controlada pela alavanca 121 integrante do pino 123 pivotando em uma sede de apoio 125 feita em uma peça unitária pelo material que forma a parte móvel 15 da câmara de infusão. A alavanca 121 tem uma extremidade 121A que coopera com um batente fixo 124 formada na barra transversal 7B que junta os lados 3, 5, quando a câmara de infusão esta na posição da figura 4. Na extremidade oposta, a alavanca 121 tem uma extremidade formando uma junta articulada com uma vareta 129 inte- grada à base 15F, deslizando através de orifício no corpo da parte 15 no 5 qual é vedada por um anel de vedação de rebordo 131. A alavanca 121, co- operando com o batente 124 e com as projeções laterais, não mostradas e atuando nos perfis de came provido nos lados 3, 5 (não mostrado e conheci- do por si só), pivota de forma sincronizada com o movimento de pivotação e de translação da parte 15 da câmara de infusão na qual ela é suportada. O 10 movimento de pivotação da alavanca 121 na sede 125 controla o desliza- mento da base 15F dentro do compartimento contendo o pó de café formado na parte móvel 15 na câmara de infusão.

Da breve explanação acima relativa à estrutura do mecanismo de operação 19, é claro que esse mecanismo tem uma pluralidade de pares 15 cinemáticos, ou seja, elementos cinemáticos reciprocamente conectados, movendo e deslizando um sobre o outra. Por exemplo, o primeiro par girató- rio é formado pelo eixo do motor 23 e das respectivas sedes nos lados 3, 5; um par giratório adicional é definido entre as sedes 125 e o pino 123 da ala- vanca 121; o par deslizante é encontrado entre deslizante 107 e a respectiva 20 guia 109; um par giratório é formado na junta articulada 127.

Deve ser entendido que o mecanismo ilustrado nos desenhos anexos e brevemente descrito acima usado, por exemplo, na unidade de infusão contida em muitas maquinas produzidas pela Saeco International Group S.p.A. (Itália), é um dos possíveis mecanismos para abertura e fe- 25 chamento da câmara de infusão e que outros diferentes mecanismos são concebíveis. Não obstante, em todos os casos haverá peças que se movem reciprocamente e estão em contato, tipicamente feitas de material plástico, ou seja, de resina sintética, formando o mesmo numero de pares cinemáti- cos.

Para evitar que os pares cinemáticos requeiram lubrificação ex-

terna para funcionar correta e silenciosamente, ou em qualquer caso com nível de ruído que é aceitável para o tipo de máquina na qual a unidade de infusão são usadas, vantajosamente pelo menos, alguns dos pares cinemá- ticos têm a superfície em contato recíproco produzidos com diferente propri- edades autolubrificantes. Isso é aplicado, sobretudo aos pares cinemáticos que estão sujeitos a altas pressões.

5 Em particular, no mecanismo ilustrado no desenho, o acopla-

mento entre eixo de motor 23 e as respectivas sedes nos lados 3, 5 e de acoplamento as guias 109 e os deslizadores 107 são particularmente tencio- nadas. Os componentes mecânicos da unidade de infusão formam esses acoplamentos ou pares cinéticos podem ser produzidos de modo que as su- 10 perfícies deslizantes que estão em contato mutuo tem propriedades diferen- tes no que diz respeito à lubrificação. Por exemplo, os lados 3, 5, ou pelo menos as sedes deles formados para apoiar o eixo do motor 2, pode não ter nenhuma carga de autolubrificação, enquanto o eixo 23 pode ser produzido, pelo menos na área em contato com os suportes, com um material plástico 15 no qual é aderida uma carga de material autolubrificante. Deste modo, o par que gira o suporte do eixo será formado por matéria plástica em contato dire- to e provido com um movimento de fricção, mas com propriedades que ob- tenha uma eficiente autolubrificação, também suficiente às altas cargas, as quais este par é submetido, que não requer lubrificação externa. A matéria 20 plástica básica pode, por exemplo, ser polioximetileno, ou outro material já tendo por si só, alguns graus de propriedade de autolubrificação. De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, cada um dos lados 3, 5 tem uma estrutura de armação, ou seja, uma estrutura que, em vez de ser for- mada por uma placa sólida, é composta por uma pluralidade de elementos 25 lineares de várias formas, algumas das quais são indicadas pela referência numérica 31, delimitando aberturas 33 nos respectivos lados 3, 5.

De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, os e- Iementos 31 têm uma seção transversal substâncialmente retangular alon- gada, que pode ser afunilada, como mostrada esquematicamente na seção 30 na figura 3A. A dimensão D da seção transversal do elemento 31, ortogonal ao plano das respectivas laterais é substâncialmente maior, ou seja, 2 a 5 vezes maior com respeito à menor dimensão d, paralelo ao referido lado. A posição e dimensão de cada um dos elementos formam a armação que po- de ser definida por um cálculo estrutural a fim de obter uma estrutura ade- quada para suportar a pressão nela exercida durante as várias fases do ciclo de funcionamento da unidade de infusão.

5 Desse modo, os dois lados 3, 5 com amplas aberturas 33 são

obtidas, através do qual o jato de água produzido dentro da lavadora, na qual a unidade pode ser colocada para ser lavada, pode fluir. Esses jatos de água facilmente atingem o mecanismo de abertura e fechamento 19 da câ- mara de infusão, e a parte fixa 13 e a parte móvel 15. A unidade de infusão 10 pode portanto ser lavada eficientemente em uma lavadora. Por outro lado, as aberturas 33 também facilitam a lavagem manual da unidade de infusão, comparada com o que pode ser obtido com unidades convencionais em que os lados 3, 5 são sólidos.

Como pode ser observado na figura, os elementos lineares 31 definindo as aberturas 33 têm passagem ou áreas de interseção, nas quais nós são formados, alguns dos quais são indicados pela referência numérica nas figuras. A forma e disposição dos elementos lineares 31, seu com- primento, seus pontos ou nós de interseção e as áreas nas quais elas são interligadas com as bordas dos lados são determinadas em função de uma análise estrutural das tensões a que os lados 3, 5 são submetidos durante o uso da unidade, de modo que o material que forma a estrutura da armação é concentrado ao longo das linhas de força dentro do mencionado lado 3, 5. Em particular, uma grande quantidade de material é concentrada em torno do eixo ou haste 23 do mecanismo de abertura e fechamento 19 da câmara de infusão, para formar uma área sólida 39, na qual os elementos lineares curvados 31 se conectam.

Em cada lado 3, 5 a respectiva guia retilínea 41, ao longo da qual se move a parte 15 da câmara de infusão, estende-se desde a área que sustenta o eixo 23. Essa guia 41 é provida de aberturas 43 e seu adjacente 30 possui aberturas adicionais 33 definidas entre elementos lineares 31 que unem a guia 41 aos bordos de respectivo lado. O respectivo par de deslizan- tes 42A, 42B (figura 6) forçado para a parte móvel 15 da câmara de infusão, acopla em cada guia retilínea 41. Os deslizadores 42A, 42B acoplam nas guias 41 quando a parte 15 da câmara de infusão é axialmente alinhada com a parte fixa 13 da câmara de infusão e com o eixo geométrico A-A do eixo do motor 23 (figuras 5, 6). Os pares cinemáticos formados por cada guia 41 e 5 respectivo deslizadores 42A 42B também podem ser produzidos com propri- edades de autolubrificação como descrito acima. Na proximidade com o eixo geométrico A-A do eixo do motor 23, uma guia curva 41A conecta em cada uma das duas guias 41, na qual acopla com o deslizador inferior 42A quando a parte móvel 15 da câmara de infusão pivotada da posição alinhada com a 10 tremonha 17 para a posição alinhada com a parte 13 e vice-versa.

As guias 41 dos dois lados 3, 5 prolongam-se a uma parte supe- rior do seu espaço, na proximidade da barra transversal 9,11 reciprocamen- te aderindo aos lados 3, 5 na posição na qual a parte fixa 13 da câmara de infusão é interligada. Essa câmara é provida externamente com um selo tipo 15 "lábio" em anel 47, que substitui as convencionais vedações de anel em O sendo mais resistente para lavar em lavadoras. Em particular, selos tipo "lá- bio" tem maior estabilidade mecânica e propriedades tribológicas, e peque- nas variações em elasticidade e propriedades de elasticidade após lavagem, mesmo em altas temperaturas.

Em uma possível modalidade, a estrutura do quadro que forma

cada um dos lados 3, 5 é feita de modo que as pressões exercidas no eixo do motor 23, ou seja, na área 39 do material plástico que forma a estrutura do quadro, em particular durante a fase de fechamento da câmara 13, 15 e infusão, são transferidas em direção à barra transversal 7A, 7B, 7C.

Como pode ser visto nos desenhos, em uma modalidade vanta-

josa, em cada lado 3, 5 a área 39 de material sólido é ligada, por meio de uma respectiva estrutura arqueada 301, para a barra transversal 7A, 7B lo- calizada na base da unidade de infusão 1. Esta estrutura arqueada coopera com a estrutura linear 302 formando uma barra de direção que novamente 30 junta a barra transversal 7A, 7B e que se estende ao longo da base dos res- pectivos lados 3, 5.

Além disso, segundo uma modalidade vantajosa, a conexão formada, por exemplo, de uma dupla estrutura arqueada 303, 305 junta em cada lado 3, 5 a área 39 apoiando o eixo do motor 23 para a barra transver- sal 7C. As barras transversais 7B, 7C são, por sua vez, unidas por um ele- mento de borda linear 307. Estas configurações 301, 302, 303, 305, 307 5 permitem a carga, representada pela resultante F indicada esquematicamen- te no eixo A (figura 3) do eixo 23, para ser transferido em direção a barra transversal 7A, 7B, 7C. Segundo uma vantajosa modalidade, a estrutura do quadro desta parte inferior de cada lado 3, 5 pode ser mais forçada ainda por elementos lineares curvados 31A a 31J.

Em uma área superior da unidade de infusão 1 a parte fixa 13 da

câmara de infusão, também chamada de contra-êmbolo, é bloqueada e res- trita pela estrutura que, de acordo com uma possível modalidade, pode compreender em cada lado 3, 5 uma configuração em arco duplo 321, 323. Esta é produzida com os extrados (ou seja, a convexidade) faceando o eixo 15 geométrico A-A do eixo do motor 23 e é preferencialmente centrada em rela- ção a guia 41, que engata aproximadamente no ponto mais alto do arco de- finido pela mencionada estrutura de arco duplo 321, 323. Em uma modalida- de modificada, a estrutura em arco poderia ser simples, ou seja, ter somente o arco 321 ou somente o arco 323.

Quando existem dois arcos 321, 323, como no exemplo mostra-

do, os dois arcos 321, 323 podem vantajosamente ser unidos um ao outro por enrijecimento das costelas ou aletas 325, definem aberturas para a pas- sagem da água que facilita a lavagem da unidade e ao mesmo tempo con- centra o material dos lados 3, 5 em áreas nas quais a esforço causado pelas 25 forças de reação a pressão da água durante o estágio de infusão estão con- centradas. Por meio dos arcos 321, 323 esses esforços são transferidos pa- ra a barra transversal 9 e 11.

De acordo com a modalidade preferida da invenção, assim como o arco ou arcos 321, 323, a estrutura do quadro de cada lado 3, 5 também tem um elemento de arco adicional 327, faceando a direção oposta aos ar- cos 321, 323, ou seja, com o ponto mais alto substâncialmente centrado na guia retilínea 41 e travada com ela, e com as extremidades faceando a base da unidade de infusão. Enquanto as extremidades dos arcos 321, 323 estão devidamente interligados ao nível da barra transversal 9, 11, as extremida- des do arco 327 estão interligadas com a borda dos elementos lineares 329 prolongando substâncialmente paralelo a respectiva guia 41, que está apro- 5 ximadamente em uma posição intermediária entre os elementos lineares 329. Estes elementos lineares 329, juntamente com a guia central 41, forma barra de direção para conectar o bloco dos lados 3 ou 5, apertados à parte fixa 13 da câmara de infusão, e o núcleo dos materiais que formam a área 39 na qual o suporte do eixo 23 é fornecido. Isso forma a estrutura fechada 10 hiperestática na qual as altas-tensões produzidas na câmara de infusão são transferidas.

Em uma possível modalidade da invenção, bem como pela es- trutura do arco 327 e pela área 39 em que o material é concentrado sobre o eixo geométrico A-A do eixo do motor 23, os elementos lineares 329 são 15 também conectados à guia 41 por possíveis elementos lineares indicados pela referência 31K, preferencialmente em forma de arco. Os elementos 31K têm preferencialmente a concavidade faceando o eixo geométrico A-A do eixo do motor 23. Juntos com os elementos lineares 329 e com a guia cen- tral 41, esses definem as aberturas 33 para a passagem da água quando a 20 unidade é colocada na lavadora.

De acordo para uma vantajosa modalidade, em cada lado 3, 5 o elemento linear superior 329 está conectado por meio de um elemento de bordo linear 333 para a barra transversal 7C, enquanto o elemento linear inferior 329 é conectado à barra transversal inferior 7A por meio de um ele- 25 mento linear 335. No lado 5, o elemento linear inferior 329 tem (observe em particular figura 2) um desvio em relação a extensão linear para definir uma abertura alongada na direção da guia 41, indicada com 329A, alargando no interior do que é o conector 350 por meio dos quais água pressurizada é a- Iimentada dentro da câmara de infusão.

A configuração descrita acima pode variar, também em função

da totalidade da unidade de infusão. Não obstante, é vantajoso que a estru- tura do quadro de cada lado tenha uma configuração que transfira as cargas provenientes da área que circunda o eixo geométrico do eixo operacional em direção às extremidades da estrutura na qual as barras transversais de jun- ção (7A 7B e 7C no exemplo no desenho) dos dois lados 3, 5 esteja locali- zada. Parafusos podem ser inseridos nessa barra transversal para aumentar a rigidez da conexão recíproca entre os dois lados. Além disso, a estrutura preferencial tem uma configuração que define as caixas de direção como aquelas formadas pelos elementos 41 e 329, entre a área que circunda o eixo 23 e a área na qual a parte fixa 13 da câmara de infusão é interligada.

Na área de interligação da parte fixa 13 há, preferencialmente, barras transversais ligando os dois lados e a estrutura para transferir o es- forço da direção de abertura e fechamento da câmara de infusão, que ao longo da qual as tensões nas partes da dita câmara atuam na direção das barras transversais.

Compreende-se que o desenho mostra somente um exemplo fornecido por meio de uma prática da invenção, que pode variar em forma e disposições sem entretanto sair do âmbito do conceito subjacente à inven- ção. Em particular, os conceitos acima descritos também podem ser aplica- dos às unidades de infusão de outros tipos e, mais especificamente, às uni- dades de infusão que usam pastilhas pré-embaladas ou sachês de pó de café, em vez de pó solto. Unidades de infusão desse tipo, nas quais usam- se pastilhas ou cápsulas, são também conhecidas no mercado e não reque- rem descrição detalhada. Em essência, não se afastam do ponto de vista conceituai com respeito à unidade descrita aqui, exceto pela presença de perfuradores para perfurarem as superfícies do topo e de fundo da cápsula e para alimentarem com água proveniente de um lado e coletar o café do outro lado.

Qualquer referência numérica nas reivindicações em anexo pro- vida para facilitar a leitura das reivindicações, fazendo-se referência à des- crição e aos desenhos, não limita o âmbito de proteção representado pelas reivindicações.

Claims (50)

1. Unidade de infusão removível para a produção de bebidas quentes, em particular, café, compreendendo: uma estrutura de sustentação; uma câmara de infusão, compreendendo uma primeira parte e uma segunda parte que se movem mutuamente; e um mecanismo para abrir e fechar a dita câmara de infusão; em que a dita estrutura de sustentação, a dita câma- ra de infusão e o dito mecanismo são conectados mecanicamente por meio de uma pluralidade de pares cinemáticos; caracterizada pelo fato de que pelo menos alguns dos ditos pares cinemáticos se Iubrificam automatica- mente e são formados de elementos cinemáticos com propriedades autolu- brificantes diferentes.

2. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizada pelo fato de que um dos ditos elementos cinemáticos do par cinemáti- co autolubrificado é feito de um material plástico com uma carga que com- preende um material autolubrificante e o outro elemento dos ditos elementos cinemáticos do par cinemático autolubrificante é feito de um material plástico sem a carga autolubrificante.

3. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de compreender um eixo do motor para operar o me- canismo de abertura e fechamento da câmara de infusão, apoiados em su- portes produzidos na dita estrutura de sustentação, e que o dito suporte e o dito eixo formem um par cinemático autolubrificável, com elementos de pro- priedades autolubrificantes diferentes.

4. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 3, caracte- rizada pelo fato de o dito eixo do motor integrar um braço pivotante, que car- rega deslizadores que deslizam em guias que integram a parte móvel da câmara de infusão, e no qual os ditos deslizadores e os ditos guias formam um par cinemático autolubrificável com elementos cinemáticos com proprie- dades autolubrificantes diferentes.

5. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais das reivindi- cações anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita parte móvel da câ- mara de infusão é provida com deslizadores engatando nas guias deslizan- tes que integram a estrutura de suporte e estendendo de acordo com a dire- ção de abertura e fechamento da câmara de infusão, e na qual cada uma das ditas guias e o correspondente deslizador da parte móvel da câmara de infusão forma os elementos cinemáticos com diferentes propriedades de au- tolubrificação definindo um respectivo par cinemático autolubrificável.

6. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais das reivindi- cações anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita parte móvel da uni- dade de infusão compreende suportes para a alavanca de controle da base da câmara de infusão, que controla o movimento da base com respeito à parte móvel da câmara de infusão, os ditos suportes e a dita alavanca de controle formando elementos cinemáticos com propriedades autolubrifican- tes diferentes de um par cinemático autolubrificável.

7. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustenta- ção compreende uma pluralidade de aberturas para facilitar a lavagem da dita câmara de infusão e do dito mecanismo através das ditas aberturas da dita estrutura de sustentação.

8. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 7, caracte- rizada pelo fato de que a dita estrutura de sustentação compreende um par de lados entre os quais a dita câmara de infusão e o mecanismo para aber- tura e fechamento a câmara de infusão estão posicionados.

9. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 8, caracte- rizada pelo fato de que pelo menos um dos dois lados é provido com as ditas aberturas.

10. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções 7 a 9, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustentação compreende elementos lineares que circundam as ditas aberturas e formam uma estrutura mecânica com mancai de carga da câmara de infusão e do mecanismo de abertura e fechamento.

11. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais das reivin- dicações 7 a 10, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustenta- ção compreende uma estrutura de quadro que define as ditas aberturas.

12. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 11, ca- racterizada pelo fato de que a dita estrutura de quadro compreende elemen- tos lineares que se estendem de acordo com as tendências definidas pela direção das linhas de força nos ditos lados.

13. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de quadro compreende ele- mentos de linhas curvadas.

14. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções 11 a 13, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustentação tem uma sede de sustentação para um eixo rotativo do mecanismo de aber- tura e fechamento da câmara de infusão, que é conectada, por meio de ele- mentos lineares da dita estrutura de sustentação, às bordas do perímetro da dita estrutura de sustentação.

15. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 14, ca- racterizada pelo fato de que uma guia para a parte móvel da câmara de infu- são estende-se a partir da dita sede de sustentação da dita guia tendo aber- turas ao longo da extensão da mesma para a lavagem.

16. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 15, ca- racterizada pelo fato de que as ditas guias ficam unidas nas bordas da dita estrutura de sustentação por meio dos elementos de quadro lineares.

17. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que as ditas guias terminam em uma sede forçan- do a porção fixa da câmara de infusão.

18. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções anteriores de 10 a 17, caracterizada pelo fato de que os ditos elemen- tos lineares têm uma seção transversal alongada, primeiramente com uma maior dimensão transversal e uma segunda menor dimensão transversal, em que a maior dimensão transversal que se alonga no sentido ortogonal em relação à estrutura de sustentação.

19. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções 7 a 18, caracterizada pelo fato de que dito estrutura de sustentação é feita de material autolubrificante.

20. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 19, ca- racterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustentação é feito de um material plástico, no qual é adicionado um material lubrificante.

21. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais das reivin- dicações 8 a 20, caracterizada pelo fato de que os ditos lados ficam unidos mutuamente por uma pluralidade de barras transversais e em que cada lado tem elementos lineares definindo uma estrutura de quadro que transfere as tensões exercidas na estrutura pelas forças atuantes nas partes da câmara de infusão em direção às ditas barras transversais.

22. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 21, ca- racterizada pelo fato de que cada um dos ditos lados compreende uma área que circunda um suporte para um eixo do motor do mecanismo de abertura e fechamento da câmara de infusão e uma pluralidade de elementos em tre- liça que transferem o esforço exercido no suporte do eixo em direção à base do respectivo lado.

23. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 22, ca- racterizada pelo fato de que os ditos elementos em treliça compreendem, pelo menos, um elemento em arco, no qual juntam-se duas barras transver- sais posicionadas ao longo da base do respectivo lado, e para os extrador- sos, em que pelo menos parte das forças aplicadas ao suporte do eixo do motor é transferida.

24. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 23, ca- racterizada pelo fato de que cada lado compreende um elemento linear infe- rior que junta as ditas duas barras transversais posicionadas ao longo da base da lateral.

25. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 24, ca- racterizada pelo fato de que o prolongamento da base de cada lado é um elemento de bordo linear unindo uma das barras transversais da base para uma barra transversal superior adicional unindo os dois lados, posicionados em uma altura maior com relação à altura do suporte do eixo do motor.

26. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 25, ca- racterizada pelo fato de que um elemento em arco é munido em cada lado para conectar a base da lateral para o dito elemento de bordo linear, em uma posição intermediária entre a barra transversal inferior e a barra trans- versal superior.

27. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 25 ou 26, caracterizada pelo fato de que cada lado compreende uma conexão que une a área circundante ao suporte do eixo para a dita barra transversal superior.

28. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 27, ca- racterizada pelo fato de que a dita conexão compreende pelo menos um e- Iemento linear unindo a área circundante ao suporte com a barra transversal superior.

29. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 28, ca- racterizada pelo fato de que o dito no dito elemento linear é arqueado.

30. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizada pelo fato de que a dita conexão compreende dois elementos lineares preferencialmente arqueados, unindo a área circundante ao suporte com a barra transversal superior.

31. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções 8 a 31, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustentação compreende, em proximidade à dita parte fixa da câmara de infusão, um par de barras transversais unindo os lados adjacentes a parte fixa da câmara de infusão.

32. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 31, ca- racterizada pelo fato de que a dita barra transversal adjacente à parte fixa da câmara de infusão é unida mutuamente pela conexão arqueada em cada um dos ditos lados.

33. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 32, ca- racterizada pelo fato de que a dita conexão arqueada tem um extradorso voltado para o eixo geométrico do eixo de motor do mecanismo de abertura e fechamento da câmara de infusão.

34. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 32 e 33, caracterizada pelo fato de que a dita conexão arqueada tem uma estrutura com arco duplo.

35. Unidade de infusão como reivindicada na reivindicação 34, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de arco duplo compreende aletas que conectam reciprocamente dois elementos substâncialmente em arco paralelo.

36. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções 32 a 35, caracterizada pelo fato de que cada lado da dita conexão ar- queada é unido, por meio de um elemento substâncialmente retilíneo, a uma área que sustente o eixo do motor do mecanismo de abertura e fechamento da câmara de infusão.

37. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 36, ca- racterizada pelo fato de que o dito elemento substâncialmente retilíneo pro- longa-se do topo da conexão arqueada em direção ao eixo geométrico do eixo de motor.

38. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 35 ou 36, caracterizada pelo fato de que dito elemento substâncialmente retilíneo for- ma, no lado voltado para o interior da unidade de infusão, uma guia para o movimento de fechamento da câmara de infusão.

39. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções 35 a 38, caracterizada pelo fato de que o dito elemento substâncial- mente retilíneo é unido, por meio de uma estrutura arqueada, aos elementos lineares definindo o bordo do respectivo lado, estendendo-se aproximada- mente paralelo ao dito elemento substâncialmente retilíneo.

40. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 39, ca- racterizada pelo fato de que a dita estrutura arqueada tem um extradorso virado para as barras transversais adjacentes à parte fixa da câmara de infu- são.

41. Unidade de infusão de acordo com a reivindicação 40 ou 41, caracterizada pelo fato de que o dito elemento substâncialmente retilíneo é conectado aos ditos elementos lineares formando a borda dos lados, por uma pluralidade de elementos lineares auxiliares, distribuídos ao longo da extensão longitudinal do elemento substâncialmente retilíneo.

42. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 41, ca- racterizada pelo fato de que os ditos elementos lineares auxiliares têm um formato arqueado.

43. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 42, ca- racterizada pelo fato de que os ditos elementos lineares auxiliares têm uma concavidade voltada para o eixo geométrico do eixo de motor.

44. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustenta- ção é feita de polioximetileno.

45. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções anteriores, caracterizada pelo fato de que um dos elementos cinemáti- cos, formando um par cinemático autolubrificável é feito de material plástico contendo uma carga autolubrificante composta de um material escolhido de um grupo compreendendo: molibdênio, grafite, politetrafluoretileno, ou com- binações destes.

46. Unidade de infusão, de acordo com uma ou mais reivindica- ções anteriores, caracterizada pelo fato de que a vedação de rebordo é po- sicionada entre as ditas primeira e segunda partes da câmara de infusão.

47. Unidade de infusão removível para produção de bebidas quentes, particularmente o café, compreendendo uma estrutura de sustenta- ção mecanicamente conectada a uma câmara de infusão compreendendo uma primeira parte e uma segunda parte, que se movem mutuamente, e um mecanismo para abrir e fechar a dita câmara de infusão, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustentação compreende uma pluralidade de aberturas para facilitar a lavagem da dita câmara de infusão e do dito meca- nismo através das ditas aberturas da dita estrutura de sustentação.

48. Unidade de infusão como reivindicada na reivindicação 47, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura de sustentação compreende um par de lados entre os quais a dita câmara de infusão e o mecanismo pa- ra abertura e fechamento da câmara de infusão são posicionados.

49. Unidade de infusão, de acordo com a reivindicação 48, ca- racterizada pelo fato de que pelo menos um dos ditos dois lados é fornecido com as ditas aberturas.

50. Máquina para a produção de bebidas como o café ou similar, caracterizada pelo fato de que compreende uma unidade de infusão removí- vel de acordo com uma ou mais reivindicações anteriores.