ES2263950T3 - Maquina de cafe expreso. - Google Patents

Abstract

Máquina de café expreso (1) con un pistón dosificador (3) alojado en un cilindro dosificador (5), para presionar una cantidad de agua dosificada en el cilindro dosificador (5), a través de un soporte colador (7) lleno de café en polvo, estando accionado el pistón dosificador (3) por un pistón de trabajo (2) que a su vez está accionado hidráulicamente y que está unido rígidamente con el pistón dosificador (3) a través de un vástago de pistón (6), caracterizado porque se preve un dispositivo sensor (8) que capta la posición del vástago de pistón (6) para dosificar la cantidad de agua.

Description

Máquina de café expreso.

La invención se refiere a una máquina de café expreso con un pistón dosificador alojado en un cilindro dosificador, para presionar una cantidad de agua dosificada en el cilindro dosificador, a través de un soporte colador lleno de polvo de café, estando accionado el pistón dosificador por un pistón de trabajo que a su vez está accionado hidráulicamente y que está unido rígidamente con el pistón dosificador a través de un vástago de pistón.

Las máquinas de café expreso de este tipo son conocidas como máquinas de café expreso hidráulicas en las que hasta ahora, la dosificación de la cantidad de agua se determinaba mediante un dispositivo marcador de la posición del pistón dosificador.

Se conoce por el documento DE 1 579 528 A una máquina de café expreso en la cual, para la dosificación de la cantidad de agua está previsto un dispositivo de marcaje con una palanca giratoria que está unida con un perno limitador que se extiende verticalmente por encima de un cilindro que rodea al pistón dosificador, teniendo el cilindro por su parte superior tres escalones anulares que entran en contacto con el pistón dosificador. Para medir la cantidad de agua, el perno limitador se inclina hasta distintas posiciones mediante el accionamiento de una tecla, de modo que el cilindro dosificador se eleva hasta que el perno limitador entra en contacto con uno de los escalones anulares, y a continuación regresa de nuevo a su posición de partida. Se conoce por el documento DE-A-1654949 otra máquina de café expreso según el preámbulo de la reivindicación independiente 1.

El objeto de la presente invención es proporcionar una máquina de café expreso del tipo indicado al inicio, en la que se mejora el control de la dosificación de la cantidad de agua; especialmente debe proporcionarse la posibilidad de que se pueda controlar electrónicamente la dosificación de la cantidad de agua.

En una máquina de café expreso del tipo indicado al inicio, esto se consigue colocando un dispositivo sensor que capta la posición del vástago de pistón para dosificar la cantidad de agua. Mediante el dispositivo sensor que capta la posición del vástago de pistón se puede conseguir una dosificación esencialmente más precisa y en principio continua, de la cantidad de agua medida y pueden suprimirse los dispositivos mecánicos hasta hoy habituales para la detección de la posición del pistón dosificador.

Es particularmente ventajoso que el dispositivo sensor tenga por lo menos un sensor sin contacto, en el que puedan suprimirse complejos dispositivos mecánicos inclinables, y en el que se disponga de una cierta libertad para la posición del sensor. Además la dosificación esencialmente no produce ningún ruido.

Cuando en una construcción sencilla, el captador del dispositivo sensor está dispuesto esencialmente perpendicular al eje del vástago de pistón, se puede determinar la carrera de retroceso del vástago de pistón, es decir su posición, y así la cantidad de agua medida por el cilindro dosificador.

Cuando el sensor está dispuesto entre el cilindro dosificador y un cilindro que contiene el pistón de trabajo, es posible captar en un entorno seco, la posición del vástago de pistón que durante su carrera está insertado parcialmente en el cilindro dosificador y en el cilindro de trabajo y está rodeado de agua.

Para la determinación de la posición del vástago de pistón y medir la cantidad de agua con un diseño sencillo y con precisión, es ventajoso que el dispositivo sensor tenga por lo menos un sensor optoelectrónico. Especialmente mediante un sensor optoelectrónico se puede convertir la posición del vástago en una señal procesable en una unidad de sensor y así se puede conseguir un control electrónico del movimiento del pistón dosificador. De este modo se hace compatible la tradicional máquina de café expreso de pistón con sus conocidas ventajas en cuanto a elevada calidad del café, con los sistemas electrónicos modernos y en particular con los sistemas de proceso electrónico aplicados a la gastronomía. Naturalmente, en lugar del sensor optoelectrónico es posible la utilización de otros sensores que permiten una conversión sencilla en una señal electrónica, por ejemplo un sensor
Hall.

Cuando el sensor optoelectrónico está unido mediante un cable de fibra de vidrio a una unidad de sensor, el comparativamente pequeño sensor optoelectrónico puede disponerse sin problemas en la posición adecuada para captar la posición del vástago de pistón, y la unidad de sensor que procesa la señal generada por el sensor optoelectrónico puede disponerse separada espacialmente de dicho sensor optoelectrónico. En el caso más sencillo, el sensor está constituido simplemente por el extremo de la fibra de
vidrio.

Con el fin de controlar el dispositivo de sensor y para enlazar la posición del vástago de pistón con otros parámetros de la máquina de café expreso, resulta ventajoso que el dispositivo de sensor esté asociado con una unidad electrónica de control. Especialmente es ventajoso que teclas dosificadoras para la determinación de la cantidad de agua estén asociadas a la unidad electrónica de control, pues de ese modo la cantidad de agua deseada puede ser dosificada directamente mediante el accionamiento de una tecla posicionadora.

Para la determinación sencilla de la posición del vástago de pistón sin necesidad de medir la carrera de retroceso del mismo y en la que se pueda detectar una cierta posición del vástago independientemente del punto de partida, es ventajoso que el vástago de pistón tenga por lo menos una marca para la detección de la posición.

Con el fin de poder detectar de modo sencillo distintas posiciones del vástago de pistón, es ventajoso que el vástago de pistón tenga de 10 a 30 anillos marcadores. Cuando los anillos marcadores tienen una altura entre 0,1 y 10 mm, preferentemente 0,5 mm, es posible la determinación muy precisa de la posición del vástago de pistón, con lo cual es posible una dosificación muy precisa de la cantidad de agua, siendo la distancia entre anillos marcadores entre 0,1 y 10 mm, preferentemente 1 mm. Naturalmente el escalado puede escogerse más fino con lo cual se puede conseguir una dosificación esencialmente continua de la cantidad de agua.

Los anillos marcadores pueden obtenerse de manera sencilla mediante un tratamiento de la superficie del vástago de pistón, por ejemplo mediante un tratamiento láser. En la práctica se ha mostrado ventajoso un vástago de pistón de acero o similar y unos anillos marcadores que esencialmente tienen la misma dureza que el material del vástago de pistón, pudiendo ser el material de los anillos marcadores, un material de base cerámica. Para la fabricación del vástago de pistón con anillos de cerámica se fresan ranuras en el vástago y a continuación se montan insertos cerámicos y finalmente se mecaniza la superficie del vástago de modo que la superficie del vástago de pistón en la zona de los anillos marcadores tiene una rugosidad superficial esencialmente uniforme. La rugosidad superficial esencialmente uniforme es una ventaja cuando el vástago de pistón entra en el cilindro de trabajo, pues con ella se garantiza un cierre estanco del cilindro de trabajo.

A continuación se explica la invención con más detalle mediante los ejemplos de realización preferidos representados en las figuras, sin que deba limitarse a éstos.

La Fig. 1 muestra esquemáticamente una vista parcialmente en sección de una máquina de café expreso;

la Fig. 2 muestra en el detalle II un sensor optoelectrónico para detectar la posición del vástago del pistón;

la Fig. 3 es una vista del vástago de pistón con los anillos marcadores;

la Fig. 4 muestra esquemáticamente un esquema de conexión de la electrónica de control para la detección de la posición del vástago de pistón.

En la Fig. 1 se muestra esquemáticamente una máquina de café expreso 1 con un pistón de trabajo 2 y un pistón dosificador 3 que están unidos entre sí mediante un vástago de pistón 6. El pistón de trabajo 2 está alojado en un cilindro de trabajo 4 y sirve para el accionamiento del pistón dosificador 3 que desliza dentro del cilindro dosificador 5, y que en su posición más baja presiona el agua introducida en el cilindro dosificador 5 contra polvo de café que se ha introducido en un soporte colador 7, de modo que el café expreso sale por las aberturas 7' del soporte colador 7.

Para elevar el cilindro dosificador 5 con el fin de hacer café, se introduce agua en la parte inferior 4' del cilindro de trabajo 4 y simultáneamente se introduce agua caliente en el cilindro dosificador 5, de modo que los dos pistones 2, 3 se mueven hacia arriba. La cantidad de agua introducida en el cilindro dosificador 5 para dosificar el café expreso deseado se mide a través de la posición del vástago de pistón 6, que se detecta mediante un dispositivo sensor 8, ventajosamente con un sensor optoelectrónico 8' (ver también la Fig. 2).

Como puede verse especialmente en la Fig. 3, el vástago de pistón 6 tiene unos 20 anillos marcadores 9 que pueden ser captados por el sensor optoelectrónico 8. Los anillos marcadores 9 consisten en un material cerámico que previamente se han insertado en ranuras fresadas en el vástago de pistón. Posteriormente la superficie 6' del vástago de pistón 6 se mecaniza de modo que esencialmente resulta una rugosidad superficial uniforme, mediante lo cual se evitan posibles fallos de estanqueidad cuando el vástago de cilindro 6 atraviesa la abertura 10 del cilindro de trabajo (ver Fig. 2). Por ejemplo la rugosidad de la superficie en la zona de los anillos marcadores, después del mecanizado, puede ser de 0,001 y en el resto del vástago de pistón puede ser 0,04.

Cuando el sensor optoelectrónico 8' detecta la posición del vástago de pistón 6 correspondiente a la deseada cantidad de agua caliente en el cilindro dosificador, entonces se interrumpe la entrada de agua en el cilindro de trabajo 4 y en el cilindro dosificador 5, y se introduce agua en la cámara superior 4'' del cilindro de trabajo 4, de modo que el cilindro de trabajo 2 es presionado hacia abajo y éste, a través del vástago de pistón 6, empuja el cilindro dosificador 3 hacia abajo, con lo cual, el agua caliente para la elaboración del café es presionada a través del polvo de café alojado en el soporte colador 7. Con el fin de evitar el retroceso del agua contenida en el cilindro dosificador 5, se ha previsto una válvula antirretorno en la conducción proveniente del calderín de agua caliente (no mostrada). En la Fig. 1 pueden verse conexiones laterales para agua fría 12 que está prevista para la refrigeración del cilindro dosificador 5.

En el esquema de conexión de la Fig. 4 puede verse que el dispositivo sensor 8 tiene un sensor optoelectrónico 8' cuya dirección de detección es esencialmente perpendicular al eje del pistón 4, y que a través de un cable de fibra de vidrio 13 está unido con una unidad optoelectrónica 14, con lo cual se consigue una disposición del sensor 8' entre el cilindro de trabajo 4 y el cilindro dosificador 5, que requiere poco espacio (ver Fig. 2), mientras que la unidad optoelectrónica 14 puede estar separada espacialmente del dispositivo sensor 8. Las señales eléctricas proporcionadas por el sensor optoelectrónico 8' se transmiten a la unidad electrónica de control 16 de la máquina de café expreso, a través de un conductor eléctrico 15, por ejemplo un cable de cobre. La unidad electrónica de control 16 está unida mediante conductores 17 con teclas de dosificación 18 mediante las cuales puede seleccionarse la cantidad de agua deseada.

Mediante el escalado comparativamente fino de los por ejemplo 20 anillos marcadores, que tienen una altura de unos 5 mm, y están separados por una distancia de aproximadamente 1 mm, se puede conseguir una dosificación muy precisa, es decir una medida de la cantidad de agua deseada con una gran variedad de posibilidades distintas, con lo cual se consigue un dosificación prácticamente continua de la cantidad de café.

Cuando el usuario acciona una tecla dosificadora 18, mediante una unidad electrónica de control 16 se abre una válvula electromagnética (no mostrada), con lo cual entra agua simultáneamente en el cilindro de trabajo 4 y en el cilindro dosificador 5 y los dos pistones 2 y 3 se desplazan hacia arriba. Las señales captadas por el sensor 8 y transmitidas por el cable de fibra de vidrio 13 son convertidas por la unidad optoelectrónica 14 en señales eléctricas que se conducen hasta la unidad de control opto-electrónico 16 de la máquina de café expreso, y cuando se alcanza la cantidad de agua seleccionada mediante la tecla dosificadora 18, se activa la válvula electromagnética (no mostrada), con lo cual los pistones de trabajo 2 y de dosificación 3 se detienen. Para la aplicación de presión, tal como se ha descrito anteriormente, se introduce agua en el cilindro de trabajo 14 a través de la conexión
11.

De este modo se proporciona a la en sí conocida máquina de café expreso de pistón, un nuevo control para la dosificación de la cantidad de agua deseada, con lo cual se hace posible la integración en los sistemas electrónicos, de la máquina de café expreso tradicional, en particular de los sistemas de cálculo electrónicos en la gastronomía, y por primera vez se puede obtener automáticamente cualquier cantidad variable de café mediante una unidad dosificadora prácticamente silenciosa, sin utilizar para ello componentes mecánicos. De este modo se consigue la posibilidad de un diseño de reducidas dimensiones, por la desaparición de los elementos mecánicos de dosificación necesarios hasta hoy para la dosificación de agua en máquinas de café expreso.

Claims (16)

1. Máquina de café expreso (1) con un pistón dosificador (3) alojado en un cilindro dosificador (5), para presionar una cantidad de agua dosificada en el cilindro dosificador (5), a través de un soporte colador (7) lleno de café en polvo, estando accionado el pistón dosificador (3) por un pistón de trabajo (2) que a su vez está accionado hidráulicamente y que está unido rígidamente con el pistón dosificador (3) a través de un vástago de pistón (6), caracterizado porque se preve un dispositivo sensor (8) que capta la posición del vástago de pistón (6) para dosificar la cantidad de agua.

2. Máquina de café expreso según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo sensor (8) tiene por lo menos un sensor sin contacto (8').

3. Máquina de café expreso según la reivindicación 2, caracterizada porque el dispositivo captador del sensor (8') está orientado esencialmente perpendicular al eje del vástago de pistón.

4. Máquina de café expreso según la reivindicación 3, caracterizada porque el sensor (8') está dispuesto entre el cilindro dosificador (5) y un cilindro de trabajo (4) que rodea al pistón de trabajo (2).

5. Máquina de café expreso según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizada porque el dispositivo sensor (8) tiene por lo menos un sensor opto-electrónico (8').

6. Máquina de café expreso según la reivindicación 5, caracterizada porque el sensor opto-electrónico (8') está unido a una unidad de sensor opto-electrónico (14) a través de un cable de fibra de vidrio (13).

7. Máquina de café expreso según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el dispositivo sensor (8) está asociado a una unidad electrónica de control (16) de la máquina de café expreso (1).

8. Máquina de café expreso según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la unidad electrónica de control (16) está asociada con teclas dosificadoras (18) para determinar la cantidad de agua dosificada.

9. Máquina de café expreso según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el vástago de pistón (6) tiene por lo menos una marca para determinar la posición.

10. Máquina de café expreso según la reivindicación 9, caracterizada porque el vástago de pistón (6) tiene varios anillos marcadores (9), preferentemente de 10 a 30, para determinar la posición.

11. Máquina de café expreso según la reivindicación 10 caracterizada porque los anillos marcadores (9) tienen una altura entre 0,1 y 10 mm, preferentemente 0,5 mm.

12. Máquina de café expreso según la reivindicación 10 ó la 11, caracterizada porque la distancia entre los anillos marcadores (9) está entre 0,1 y 10 mm, preferentemente es 1 mm.

13. Máquina de café expreso según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizada porque los anillos marcadores (9) se pueden fabricar mediante tratamiento superficial del vástago de pistón, por ejemplo mediante tratamiento láser.

14. Máquina de café expreso según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizada porque el vástago de pistón (6) es de acero o similar y los anillos marcadores (9) son de un material que esencialmente tiene la misma dureza que el material del vástago de pistón (6).

15. Máquina de café expreso según la reivindicación 14, caracterizada porque los anillos marcadores (9) son de un material de base cerámica.

16. Máquina de café expreso según una de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizada porque la superficie (6') del vástago de pistón (6) tiene en la zona de los anillos marcadores (9) una rugosidad superficial esencialmente uniforme.