CH631883A5

CH631883A5 - Gruppo erogatore di caffe espresso.

Info

Publication number: CH631883A5
Application number: CH320579A
Authority: CH
Inventors: Paolo Valente; Taddeo Piloni
Original assignee: Paolo Valente; Taddeo Piloni
Priority date: 1978-04-12
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1982-09-15
Also published as: GB2019202B; ES235333U; BE875008A; AT368858B; FR2422370B1; GB2019202A; DE2912841C2; BR7902288A; JPS5524090A; DE2954599C2; CA1095471A; JPS6211849B2; FR2422370A1; DE2912841A1; ATA259079A; US4271752A; ES235333Y

Description

La presente invenzione concerne un gruppo per la preparazione e l'erogazione estemporanea di caffè espresso in tazza, mediante passaggio controllato di acqua calda attraversante una prefissata dose di caffè torrefatto e macinato, tale gruppo essendo utilizzabile per macchine distributrici automatiche, macchine da bar o ad uso famigliare ed essendo del tipo comprendente un cilindro fisso nel quale si muove un primo pistone inferiore perforato, fra una posizione inferiore, in cui viene definita una sede di accoglimento della detta dose di caffè, e una posizione a filo con il bordo superiore del cilindro, per l'estrazione della pastiglia secca di caffè utilizzato, nonché un secondo pistone superiore, mobile verticalmente fra una posizione di chiusura a tenuta della detta sede ed una posizione esterna al cilindro, di liberazione dell'accesso a tale sede, essendo inoltre previsto un circuito di alimentazione di acqua calda pressurizzata alla detta sede, quando si trova in posizione di chiusura, e di invio della bevanda attraverso le perforazioni del pistone inferiore, ad un condotto di raccolta ed erogazione.

I gruppi erogatori del tipo sopradescritto e già noti, generalmente utilizzati in macchine automatiche, presentano tutti diversi inconvenienti, relativi specialmente alla loro complessità strutturale e conseguentemente di manutenzione, dovuta in particolare alla presenza di numerosissime elettrovalvole che vengono azionate in successione per comandare i vari movimenti del ciclo completo di preparazione ed erogazione del caffè. Inoltre, questi gruppi noti risultano particolarmente costosi a causa della loro complessità ed operano a velocità relativamente ridotte (dell'ordine del minuto per ciclo ed anche più) con un consumo di caffè torrefatto e macinato relativamente elevato e con una qualità finale del prodotto relativamente scadente.

La presente invenzione concerne un gruppo erogatore di caffè espresso che si propone lo scopo di eliminare tutti gli inconvenienti citati dei gruppi noti, producendo il caffè con un meccanismo relativamente semplice ed economico,

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di facile manutenzione, operante a velocità elevate e in modo silenzioso riducendo, nel contempo i consumi di caffè e migliorando considerevolmente la qualità della bevanda.

Il detto gruppo, come sopra definito, è caratterizzato dal fatto che il pistone superiore è collegato ad un supporto che effettua un movimento alternativo di traslazione orizzontale quando tale pistone superiore si trova all'esterno del cilindro dal fatto che a questo supporto è fissato un elemento convogliatore per la dose di caffè macinato, e dal fatto che il pistone superiore e l'elemento convogliatore si dispongono alternativamente al di sopra della detta sede in corrispondenza dell'una o dell'altra delle posizioni di fine corsa nel movimento alternativo orizzontale del supporto.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ad un esempio di realizzazione della stessa, illustrato schematicamente nei disegni allegati, in cui:

le figure da 1 a 5 illustrano schematicamente i componenti principali del gruppo nelle loro diverse posizioni operative durante un ciclo completo di preparazione ed erogazione di una dose di caffè, tali componenti essendo visti in un piano di sezione essenzialmente passante per l'asse del cilindro nel quale viene formata tale dose di caffè.

Le figure 6 e 7 sono una vista laterale del gruppo, illustrante i mezzi di comando meccanico dei movimenti dello stesso in due posizioni operative.

La figura 8 è una vista dall'alto, parziale, dello stesso gruppo.

La figura 9 è una vista frontale del gruppo.

La figura 10 è una sezione, in scala maggiore rispetto alle precedenti, condotta in un piano passante per l'asse del cilindro e perpendicolare al piano di sezione delle figure da 1 a 5.

La figura 11 è una sezione parziale condotta secondo il piano di traccia XI-XI della figura 10.

Con riferimento dapprima alle figure da 1 a 5, il gruppo illustrato è essenzialmente formato da un cilindro fisso 10 nel quale viene preparato l'infuso di caffè e nel quale scorrono a tenuta due pistoni, rispettivamente un pistone inferiore 12 ed un pistone superiore 14, i detti pistoni essendo dotati di un movimento alternativo in direzione verticale. Il pistone 12 presenta un fondo perforato, come indicato con 16, in comunicazione con una camera sottostante 18 nella quale si raccoglie l'infuso proveniente dalla parte superiore del pistone 12, che viene quindi erogato attraverso il condotto 20. La camera 18 è chiusa inferiormente da una parete 22 nella quale scorre a tenuta un'asta 24 per il controllo dei movimenti del pistone 12.

Il pistone 14, che sarà descritto più dettagliatamente in seguito, è montato scorrevole verticalmente su una guida 26, a sua volta fissata ad un supporto 28 che può muoversi orizzontalmente lungo una guida fissa 30, la corsa verticale del pistone 14 e la cora orizzontale del supporto 28, assieme al pistone 14 quando quest'ultimo si trova al suo punto morto superiore, essendo determinate da opportuni mezzi di definizione della loro lunghezza. Al supporto 28 è rigidamente fissato un elemento convogliatore 40, ad esempio a forma di imbuto, attraverso il quale può essere versata una prefissata dose di caffè torrefatto e macinato nella sede apposita presentata superiormente dal cilindro 10 quando il pistone 12 si trova nella sua posizione di fine corsa inferiore e quando il pistone 14 è allontanato dallo stesso cilindro 10. Inoltre, sul Iato rivolto verso il pistone 14, l'elemento convoglia-

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tore 40 presenta una sporgenza sagomata 32 che funge da raschiatore, passando a filo del bordo superiore del cilindro 10. Un altro raschiatore è formato di una piastrina fissa 34 montata lungo il percorso compiuto dalla base del pistone 14.

Il gruppo si completa tramite un circuito di immissione dell'acqua calda e pressurizzata, che perviene al cilindro attraverso un condotto 36, controllato da una valvola 38, e penetra, attraverso il pistone 14, nel corpo del cilindro, passando attraverso la dose di caffè torrefatto e macinato e formando quindi l'infuso che viene erogato come detto dal condotto 20.

Le diverse particolarità e vantaggiose caratteristiche funzionali e operative del gruppo risulteranno più evidenti della seguente descrizione di un ciclo operativo dello stesso, effettuata con riferimento alle dette figure da 1 a 5. Il gruppo parte dalla posizione di riposo illustrata in figura 1, nella quale il pistone 14 risulta leggermente sollevato dalla sua posizione di fine corsa inferiore per scaricare la pressione esistente nella camera di formazione dell'infuso. Azionando elettricamente o con qualsiasi mezzo adatto il dispositivo, si comanda un sollevamento iniziale contemporaneo di entrambi i pistoni 12 e 14 fino alla loro posizione di fine corsa superiore e successivamente, mantenendo il pistone 12 nella sua detta posizione di fine corsa superiore, il supporto 28 si sposta orizzontalmente verso destra nel disegno, trascinando con sé sia il pistone 14 che l'elemento convogliatore 40. Durante questo movimento orizzontale, illustrato in figura 2, il raschiatore 32 allontana la pastiglia 42 di caffè usato nel precedente ciclo, che era stata portata al di sopra del bordo superiore del cilindro 10 a seguito del sollevamento del pistone 12, tale movimento di allontanamento compiuto dal raschiatore 32 effettuando contemporaneamente una pulitura del bordo del cilindro 10 e della superficie superiore del pistone 12 da eventuali residui di caffè. La pastiglia 42 cade quindi in un cassetto raccoglitore disposto al di sotto del gruppo, come indicato dalla freccia 44. Durante questo movimento orizzontale il pistone 14 scorre con la sua superficie inferiore su un secondo elemento raschiatore fisso 34 che provvede ad asportare da tale superficie tutti gli eventuali residui di caffè rimasti su di essa e che potrebbero ostacolare il proseguimento del ciclo o danneggiare parti del gruppo stesso.

Una volta completato lo spostamento orizzontale verso destra in figura (figura 3), una dose prefissata di caffè torrefatto e macinato viene immessa attraverso l'elemento convogliatore 40, come indicato dalla freccia 46, tale dose essendo stata macinata nel corso delle operazioni effettuate precedentemente, come sopra descritte e indicate nelle figure 1 e 2. Quindi, si ottiene ii doppio vantaggio di eliminare qualsiasi tempo morto e di utilizzare il caffè appena macinato, che permette di ottenere una resa migliore sia come quantità, sia come qualità, o meglio permette di ottenere un caffè di elevata qualità riducendo il volume o peso della dose necessaria per la preparazione dell'infuso. La dose previamente determinata cade, attraverso l'elemento convogliatore 40, nella sede prevista nella parte superiore del cilindro 10 e definita dal pistone 12 che nel frattempo è stato portato nella sua posizione di fine corsa inferiore, la dose predeterminata essendo sufficiente a riempire in pratica completamente la detta sede, come indicato in figura 3.

Una volta effettuata l'immissione della dose nella sede citata, viene comandato un movimento a ritroso

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del supporto 28, che si trova nella sua posizione di fine corsa di sinistra in figura, trascinando sia l'elemento convogliatore 40 che il pistone 14. Durante questo movimento a ritroso, il raschiatore 32 provvede nuovamente a pulire la parte di bordo superiore del cilindro 10, togliendo dalla stessa ogni residuo di caffè, che potrebbe danneggiare le guarnizioni del pistone 14. Al termine di questa corsa orizzontale a ritroso, il pistone 14 si trova esattamente al di sopra del cilindro 10, coassialmente con lo stesso, mentre l'elemento convogliatore 40 viene spostato in una posizione di riposo, a sinistra del cilindro. Continuando il movimento a ritroso, il pistone 14 viene abbassato ed inserito con la sua testa nel cilindro 10, fino ad una posizione di fine corsa illustrata in figura 5, nella quale esso chiude a tenuta la parte superiore del cilindro 10, comprimendo almeno in parte la dose di caffè torrefatto e macinato. Al termine di questo movimento, dell'acqua calda pressurizzata viene immessa, attraverso la valvola 38 ed il pistone 14,

nella dose di caffè presente nel cilindro, dove si mescola con la stessa e forma l'infuso che viene erogato attraverso la camera 18 e il condotto 20. L'erogazione dell'acqua può essere determinata volumetricamente mediante un comando manuale od un comando elettrico controllato da un temporizzatore. Al termine dell'erogazione, il pistone 14 si solleva leggermente fino a portarsi nella posizione di figura 1, per scaricare la pressione presente nella camera di formazione dell'infuso e per prepararsi ed effettuare un nuovo ciclo.

I sopra indicati movimenti dei due pistoni 12 e 14 e del supporto 28 sono vantaggiosamente effettuati nel gruppo illustrato per mezzo di un comando meccanico derivato da un unico motore, come più specificatamente illustrato nelle figure 6, 7 e 8. Più precisamente, il motore 48 muove, attraverso una cinghia di trasmissione 50 ed una puleggia 52, un albero 54 dal quale sono derivati poi tutti i movimenti. Questo albero 54 controlla, attraverso un sistema a biella 56 e manovella 58, una piastra sagomata 60, imperniata in 62 ad una parete 64 di supporto del gruppo e presentante una scanalatura 66 nella quale si impegna un perno 68 che attraversa la parte superiore del pistone 14 e che viene guidato in una scanalatura ad L 70 praticata nella stessa piastra 64. In questo modo, ad ogni giro dell'albero 54 i! perno 68 compie una corsa completa nei due sensi lungo la scanalatura 70 da un'estremità all'altra della stessa, per effettuare il ciclo precedentemente descritto.

Ovviamente, come è rilevabile ad esempio dalla figura 8, il detto comando a levismo può essere ed è vantaggiosamente duplicato sull'altro lato del gruppo, dove esiste una seconda piastra di sostegno 64' e dove gli stessi componenti operativi sono disposti simmetricamente ed indicati con gli stessi riferimenti dotati di un apice.

I movimenti del pistone inferiore 12, che sono solamente verticali, vengono guidati sostanzialmente allo stesso modo tramite un perno 72 collegato rigidamente all'asta di comando 24 e mobile in una scanalatura 74 praticata nella piastra di sostegno 64 e nella parallela piastra di sostegno 64'. I movimenti del perno 72 sono controllati tramite una leva 76 montata oscillante sul perno 72 e imperniata all'altra sua estremità, in 80, ad un braccio oscillante 78 imperniato in 82 sulla piastra 64 e dotato di superfici destinate ad essere azionate dalla piastra a camma 60 da un lato e da una sporgenza sagomata della manovella 58 dall'altro lato per determinare rispettivamente l'abbassamento ed il sollevamento del pistone inferiore 12. Nella figura 6, il pistone inferiore 12 è completamente sollevato, mentre nella figura 7 tale pistone si trova nella sua posizione più bassa.

Naturalmente, lo svolgimento del ciclo, che comporta s arresti in determinate posizioni e specialmente nelle posizioni di immissione della dose di caffè macinato e di immissione dell'acqua calda pressurizzata per la formazione dell'infuso, nonché al termine del ciclo, è controllato da una serie di interruttori ed elementi di conio senso che provvedono anche, in dipendenza delle fasi di svolgimento dello stesso ciclo, a controllare le diverse operazioni accessorie, come la macinatura del caffè ed il controllo dell'immissione di acqua calda temporizzata. Questi interruttori e questi consensi sono azionati, in 15 modo di per sé convenzionale e quindi non illustrato, tramite una serie di camme e di micro interruttori, le dette camme essendo di preferenza montate sull'albero principale 54.

Nella figura 9 è illustrata ima vista frontale del 20 gruppo, dalla quale si rileva la presenza dei componenti fino ad ora illustrati, nonché della caldaia 84 che viene utilizzata per portare l'acqua alla desiderata ed opportuna temperatura per la produzione del caffè.

25 L'immissione dell'acqua calda, controllata tramite la valvola 38, avviene in modo particolarmente vantaggioso, illustrato nelle figure 10 e 11. Secondo tali figure, l'acqua calda proveniente dal condotto 36 sbocca in 86 nella parete del cilindro 10, in una zona compresa fra 30 una coppia di guarnizioni di tenuta 88 e 90 previste ad una determinata distanza assiale sul corpo del pistone 14, quando quest'ultimo si trova nella sua posizione di fine corsa inferiore, rappresentata in figura 10. L'acqua che entra dalla o dalle aperture 86 viene poi distribuita 35 circonferenzialmente al pistone 14 in una scanalatura 92 prevista dalla testa dello stesso e da questa scanalatura essa penetra poi nell'interno del pistone, in una camera 94 prevista nel medesimo, attraverso ima serie di aperture circonferenziali 96 che, vantaggiosamente, non sono 40 allineate con l'apertura d'ingresso 86. Dalla camera 94 l'acqua calda viene poi distribuita a pioggia sulla dose di caffè macinato sottostante attraverso la perforazione 98 prevista sulla base del pistone superiore 14, in modo da successivamente formare l'infuso ed erogarlo nel modo 45 precedentemente descritto.

Questa particolare distribuzione dell'acqua calda pressurizzata, con un percorso labirintico e presentante numerose variazioni di direzione, consente di evitare con sicurezza la formazione di getti che «forano» il caffè so macinato e pertanto consentono solo un basso sfruttamento del medesimo. Con la distribuzione illustrata, viceversa, si ottiene con sicurezza una perfetta distribuzione dell'acqua, senza percorsi preferenziali e quindi con una distribuzione a doccia esattamente calibrata 55 sulla dose di caffè macinato, che viene quindi completamente sfruttata e che può essere pertanto ridotta in grammatura, pur mantenendo un'elevata qualità della bevanda ottenuta. Come è rilevabile dalla figura 10, il pistone 14 presenta, nella sua parte di supporto supe-60 riore 14', una resistenza 100 di riscaldamento del medesimo che consente, assieme ad eventuali altri mezzi di riscaldamento non particolarmente illustrati, di mantenere nelle parti meccaniche una temperatura ideale per la produzione del caffè, indipendentemente dagli inter-65 valli temporali fra ogni ciclo ed il successivo.

Da quanto sopra descritto, si può ora ottenere una conferma del fatto che il gruppo illustrato presenta vantaggiose caratteristiche di semplicità strutturale e di con

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seguente economicità sia nella fase di produzione che nella fase di manutenzione, poiché le strutture sono particolarmente semplici e di immediato controllo. Inoltre, il tempo di realizzazione di un ciclo operativo è dell'ordine di 1/3 dei tempi fino ad ora raggiunti, con movimenti particolarmente silenziosi e con una qualità del prodotto ottenuto particolarmente buona, che si realizza malgrado un risparmio di caffè macinato per ogni dose dell'ordine del 20%, ottenuto sia per il fatto che viene utilizzata ogni volta la dose macinata al momento, sia per il fatto che questa dose viene completamente sfruttata 5 grazie alla particolare disposizione del percorso dell'acqua calda pressurizzata che forma l'infuso.

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4 fogli disegni

Claims

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1. Gruppo per la preparazione e l'erogazione estemporanea di caffè espresso in tazza, mediante passaggio controllato di acqua calda pressurizzata attraverso una prefissata dose di caffè torrefatto e macinato, in macchine distributrici automatiche, macchine da bar o ad uso famigliare, del tipo comprendente un cilindro fisso nel quale si muove un primo pistone inferiore perforato, fra una posizione inferiore, in cui si definisce una sede di accoglimento della detta dose di caffè, e una posizione a filo con il bordo superiore del cilindro, per l'estrazione della pastiglia secca di caffè utilizzata, nonché un secondo pistone superiore, mobile verticalmente fra una posizione di chiusura a tenuta della detta sede ed una posizione esterna al cilindro, di liberazione dell'accesso a tale sede, essendo previsto un circuito di alimentazione di acqua calda pressurizzata alla detta sede, quando si trova in posizione di chiusura, e di invio della bevanda attraverso le perforazioni del pistone inferiore, ad un condotto di raccolta ed erogazione, caratterizzato dal fatto che il pistone superiore è collegato ad un supporto che effettua un movimento alternativo di traslazione orizzontale quando il pistone superiore si trova all'esterno del cilindro, dal fatto che a questo supporto è fissato un elemento convogliatore per la dose di caffè macinato, e dal fatto che il pistone superiore e l'elemento convogliatore si dispongono alternativamente al di sopra della detta sede, in corrispondenza dell'una o dell'altra delle posizioni di fine corsa nel movimento alternativo orizzontale del supporto.

2. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, sul lato rivolto verso il pistone superiore, l'elemento convogliatore porta una sporgenza raschiante a filo con il bordo superiore del cilindro.

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RIVENDICAZIONI

3. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che una sporgenza raschiante è montata fissa in corrispondenza del percorso orizzontale compiuto dalla base del pistone superiore.

4. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto supporto si muove lungo una guida orizzontale fissa e porta una guida verticale per il pistone superiore.

5. Gruppo come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i movimenti del supporto e del pistone superiore sono comandati meccanicamente, attraverso un sistema di leve, a partire da un unico albero motore.

6. Gruppo come alla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il pistone superiore è collegato, tramite almeno un perno passante attraverso una fessura di guida allungata e disposta ad angolo retto, ad almeno una piastra di comando imperniata fissa e comandata a compiere un movimento alternativo da una relativa coppia biella-manovella, a sua volta azionata dall'albero motore.

7. Gruppo come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il pistone inferiore è collegato, attraverso almeno un perno ed almeno una leva, ad almeno un braccio oscillante comandato da una parte a camma della detta piastra e da una parte a camma della manovella, per il controllo dei movimenti del detto pistone inferiore.

8. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto circuito di alimentazione di acqua calda pressurizzata comprende un condotto, controllato da un'elettrovalvola, il quale sbocca nella parte del cilindro in corrispondenza della parete laterale del pistone superiore, quando questo chiude a tenuta la sede di formazione del caffè; dal fatto che la parete laterale del pistone superiore è dotata di almeno una scanalatura circonferenziale di distribuzione dell'acqua calda, fra una coppia di guarnizioni di tenuta; dal fatto che il pistone superiore è cavo e la sua cavità interna comunica con la detta scanalatura attraverso una pluralità di aperture pas- ' santi; e dal fatto che la base del pistone superiore è forata a doccia per la distribuzione dell'acqua dalla sua cavità interna alla sede inferiore contenente la dose di caffè torrefatto e macinato.

9. Gruppo come alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le aperture nella scanalatura del pistone sono sfalsate rispetto alla zona di sbocco del condotto portante l'acqua calda sulla parete del cilindro.

10. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento convogliatore è costituito da un condotto ad imbuto, aperto superiormente verso un dispositivo misuratore ed erogatore di una prefissata dose di caffè macinato, montato fisso in allineamento verticale al di sopra del cilindro.

11. Gruppo come alla rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il dispositivo misuratore ed erogatore è associato ad un macinino che macina ad ogni ciclo la stessa dose che viene impiegata per la produzione del caffè.

12. Gruppo come alla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che con l'albero motore e/o con i levismi di comando cooperano sistemi di camme e microinterruttori per il controllo e per i necessari consensi allo svolgimento del ciclo operativo.