ES2951824T3 - Máquina de café, sistema de cierre y/o apisonamiento y disposición de válvula adecuada para su uso en una máquina de café - Google Patents

Abstract

Una máquina de café comprende un depósito de agua, un calentador de agua, una bomba de agua, un recipiente de café para recibir café molido y un sistema de suministro de agua que tiene un cabezal de suministro de agua para suministrar agua caliente al recipiente de café. Un sistema de cierre y/o apisonamiento sirve para compactar el café molido en el recipiente de café proporcionando un movimiento relativo entre el cabezal de suministro de agua y el recipiente de café. El sistema de cierre y/o apisonamiento comprende un actuador hidráulico, en donde la salida de agua de la bomba de agua está acoplada al actuador hidráulico mediante un primer acoplamiento de fluido y la salida de agua de la bomba de agua está acoplada al cabezal de suministro de agua mediante un segundo acoplamiento de fluido. Acoplamiento que incluye una válvula pasiva en línea. La válvula pasiva en línea se abre cuando la presión alcanza la presión deseada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de café, sistema de cierre y/o apisonamiento y disposición de válvula adecuada para su uso en una máquina de café

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a máquinas de café o espresso y a un sistema de cierre y/o apisonamiento y disposiciones de válvulas adecuadas para usar en tales máquinas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es bien sabido que el café elaborado a partir de granos recién molidos da una mejor calidad que el café premolido. A menudo, se utilizan granos frescos para preparar café espresso.

Hay muchos tipos diferentes de máquinas de café espresso disponibles comercialmente, para uso en el hogar o en bares, restaurantes y hoteles. El tipo de máquina que es apropiado en un entorno particular, por ejemplo, depende de la cantidad de uso y el presupuesto.

En una máquina de espresso manual, un usuario llena un recipiente receptor de café, conocido como portafiltro, con café molido. Luego, el usuario debe apisonar el café molido dentro del portafiltro con suficiente presión, como alrededor de 200 N, para crear el llamado disco. Luego, el portafiltro se monta en la máquina de café, generalmente a través de una conexión de tipo bayoneta. A continuación, la máquina de café impulsa agua caliente a través del disco en el portafiltro y el café resultante se dispensa a través de un pico que normalmente está integrado en el portafiltro. Después de la preparación, el usuario debe desconectar y vaciar el portafiltro, desechando el café molido usado.

En un entorno de barra, el proceso manual lo lleva a cabo un barista. En un entorno doméstico, las etapas manuales del proceso pueden hacer que el usuario se sienta más involucrado en el proceso de preparación del café y, por lo tanto, puede dar la sensación de desempeñar el papel de un barista.

También existen máquinas de espresso manuales con molinillo integrado. Un usuario cambia el portafiltro entre una primera posición en la que recibe café molido y una segunda posición en la que se prepara el café. El apisonamiento se puede realizar manualmente o mediante una palanca accionada manualmente.

En una máquina de espresso completamente automática, todas las etapas mencionadas anteriormente se realizan automáticamente, en una misma máquina. La máquina está compuesta por un depósito de granos y un molinillo, para hacer el café molido. Estos posos se transportan a una cámara de preparación y se apisonan automáticamente mediante un pistón que puede accionarse hidráulicamente o mediante un electromotor. A continuación, se conduce agua caliente a través del café molido en la cámara de preparación, se prepara y dispensa café, y el café molido usado se descarga de la cámara de preparación a un contenedor de residuos dentro de la máquina.

Esto elimina las etapas manuales requeridas por una máquina de espresso manual y, por lo tanto, ahorra tiempo, además de garantizar resultados más uniformes.

Se puede producir una máquina de café espresso manual a un costo más bajo que una máquina de café espresso completamente automática, ya que muchas de las etapas de transporte no necesitan ser automatizadas. Sin embargo, los resultados pueden ser menos uniformes, como resultado de la participación del usuario en el proceso de llenado y apisonamiento, en particular la participación del usuario en el ajuste del volumen o peso del café molido, y la fuerza y uniformidad (rectitud) del apisonamiento del café molido en un disco. Una máquina de espresso manual necesita menos mantenimiento ya que el consumidor retira el disco de café después de cada preparación como parte del proceso de preparación.

Una máquina completamente automática da resultados más consistentes, pero es más costosa. También elimina la sensación de barista de usar una máquina de espresso manual. La máquina de café totalmente automática también necesita más mantenimiento (llenado de granos de café, llenado de agua, eliminación de aguas residuales y deshacerse de los residuos de café en la papelera). La máquina de café completamente automática también puede ser más grande.

Se ha propuesto un tercer tipo de máquina de café que combina elementos de los dos tipos descritos anteriormente. Esto se describe en este documento como una máquina de espresso híbrida.

Por ejemplo, el documento US 9125519 divulga una máquina de café con un portafiltro extraíble como el que se usa en una máquina de espresso manual, pero que también incluye un depósito de granos y un molinillo de café para suministrar café en polvo a un portafiltro insertado. El portafiltro funciona como la cámara de preparación, y se utiliza un filtro de distribución (que forma un émbolo) para apisonar automáticamente y por lo tanto compactar el café en polvo en el portafiltro antes de que se suminis

El documento WO 02/058523 A1 es la técnica anterior más cercana a la invención y divulga una máquina de café, que comprende: un depósito de agua; un calentador de agua; una bomba de agua; un recipiente de café; un sistema de suministro de agua que tiene un cabezal de suministro de agua para suministrar agua calentada al recipiente de café.

Esta máquina de café exprés híbrida combina así elementos de una máquina de café exprés manual y de una máquina de café exprés totalmente automática. En este tipo de máquina, el usuario solo necesita conectar el portafiltro vacío a la máquina. La molienda, la dosificación del café molido en el portafiltro, el apisonamiento del café molido, el suministro de agua caliente y la distribución del café se automatizan como en una máquina totalmente automática. Después de la preparación, el usuario debe desconectar el portafiltro y descargar los residuos de café, de forma similar a como se utiliza una máquina de espresso manual.

Algunos ejemplos en esta solicitud pueden aplicarse a una máquina de café exprés o de café manual, completamente automática y/o híbrida. Otros ejemplos se relacionan más específicamente con el tipo híbrido de máquina de café, que incluye un portafiltro extraíble o recipiente de café que funciona como cámara de preparación, un depósito de granos de café, un molinillo y una disposición de apisonamiento automático.

Aunque una máquina de café híbrida puede ser mucho menos compleja que una máquina de café completamente automática, el proceso de cierre y/o apisonamiento aún complica el diseño de la máquina de café, en particular con un émbolo que necesita ser introducido en el portafiltro o recipiente de café montado. También existe el deseo de simplificar los diseños de diseños manuales y completamente automáticos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención se define por las reivindicaciones.

Esta máquina de café hace uso de una bomba de agua tanto para el suministro de agua (preparación) como para la presurización para el proceso de cierre y/o apisonamiento. Esto reduce el número de componentes y, por lo tanto, reduce el costo. También puede reducir el tamaño de la máquina.

Una válvula en línea pasiva es una válvula que solo se abre cuando se ha alcanzado una presión deseada. Permanece cerrado mientras no se alcance la presión deseada. La presión deseada se puede seleccionar, por ejemplo, para que corresponda a la presión de cierre, es decir, la presión necesaria para cerrar el recipiente de café. Si la máquina de café comprende una función de apisonamiento, se puede seleccionar la presión deseada para que corresponda a la presión de apisonamiento deseada.

Por lo tanto, la válvula en línea pasiva puede funcionar como un interruptor controlado por presión, para cambiar automáticamente a la presión deseada entre cerrar y/o apisonar por un lado y preparar café por otro lado. En otras palabras, la válvula pasiva se abre cuando se ha alcanzado la presión deseada, por ejemplo, la presión deseada de cierre o apisonamiento. A continuación, se lleva a cabo el suministro de agua. La válvula pasiva en línea evita la necesidad de interacción del usuario para cambiar en el momento adecuado. También evita la necesidad de dispositivos controlados complejos y/o costosos, sensores (de presión), válvulas activas, etc. Sin embargo, permite el uso de la misma bomba para preparar y cerrar/apisonar. También permite un enfoque de control de presión que puede contribuir a obtener resultados de preparación confiables y repetibles, porque la presión de preparación y el apisonamiento correctos se establecerán automáticamente, independientemente de la cantidad de café molido en el recipiente de café y/o el tipo de café, el tamaño de la molienda, etc.

Este concepto puede aplicarse a cualquier máquina de café con funcionalidad de cierre y/o apisonamiento automático, y por lo tanto puede aplicarse a máquinas de café espresso o de café manuales, totalmente automáticas o de tipo híbrido.

En un ejemplo, el primer acoplamiento fluido puede ser entre el depósito de agua o más particularmente la bomba de agua, y el actuador hidráulico sin pasar por el calentador de agua. Así, se puede utilizar agua fría para cerrar y/o apisonar, lo que puede ayudar a reducir el consumo de energía de la máquina.

El segundo acoplamiento de fluido puede pasar por el calentador de agua, de modo que se pueda usar agua caliente para la preparación. El segundo acoplamiento de fluido puede estar ubicado, por ejemplo, entre el depósito de agua, o más particularmente la bomba de agua, y el cabezal de suministro de agua. En tal caso, puede haber dos conductos paralelos desde el depósito de agua, o más particularmente desde la bomba de agua, de los cuales sólo uno incluye el calentador de agua. La bomba de agua se utiliza en ambos acoplamientos de fluido y este acoplamiento compartido se ramifica en los dos acoplamientos paralelos en un punto de ramificación, aguas abajo de la bomba de agua, pero aguas arriba del calentador de agua.

En otro ejemplo, el segundo acoplamiento de fluido puede estar ubicado entre el actuador hidráulico y el cabezal de suministro de agua. El calentamiento puede entonces tener lugar entre el actuador hidráulico y el cabezal de suministro de agua o, en otras palabras, el calentador de as abajo del actuador hidráulico. Esto ayuda a evitar el enfriamiento del agua durante el proceso de cierre y/o apisonamiento y puede reducir el uso de energía.

En otro ejemplo, el punto de ramificación del primer y segundo acoplamiento de fluido puede estar aguas abajo del calentador de agua. En tal caso, preferiblemente el calentador de agua se controla de modo que se use agua fría para cerrar y/o apisonar y se use agua caliente para la preparación.

En todos los ejemplos, la máquina de café puede comprender además un controlador. El controlador puede estar adaptado para apagar el calentador de agua durante la actuación del accionador hidráulico y encender el calentador de agua durante el suministro de agua al cabezal de suministro de agua. Generalmente, esto puede ahorrar energía. En los ejemplos en los que tanto el primer como el segundo acoplamiento de fluido pasan a través del calentador de agua, el controlador puede evitar el calentamiento del agua utilizada para el control del actuador hidráulico. También puede evitar que el agua dentro del calentador de agua se convierta en vapor. Por ejemplo, si el calentador de agua se mantiene encendido mientras no pasa agua, puede calentarse tanto que el agua que eventualmente pasa alcanzará temperaturas de ebullición, incluso a alta presión, y se convertirá en vapor. Debe evitarse el uso de vapor para preparar café porque normalmente reduce la calidad del café. También puede provocar que salga vapor por el pico dispensador.

La válvula pasiva puede tener un sistema de detección de estado, para detectar si la válvula está abierta o cerrada. En tal caso, el controlador puede recibir información del estado de la válvula desde el sistema de detección de estado. Esta información del estado de la válvula se puede usar para controlar el tiempo de operación del calentador de agua y/o la bomba y/u otras funciones de control.

La máquina de café puede comprender además un sistema de estabilización adaptado para retener la presión de cierre y/o apisonamiento durante el suministro de agua al cabezal de suministro de agua. Por lo tanto, se puede mantener una presión establecida o presión de preparación en el recipiente de café (es decir, la cámara de preparación) durante la preparación.

El sistema de estabilización puede comprender, por ejemplo, una válvula de cierre o un bloqueo mecánico.

El cabezal de suministro de agua, por ejemplo, comprende un disco de distribución de agua. El disco de distribución de agua proporciona un área de suministro de agua al suelo y posiblemente al café compactado. El cabezal de suministro de agua puede comprender además un filtro. El filtro permite el paso del agua a la vez que retiene el café molido para que se compacte.

El cabezal de suministro de agua está, por ejemplo, fijo en posición con respecto a un alojamiento principal de la máquina de café, y el actuador hidráulico del sistema de cierre y/o apisonamiento es para desplazar el recipiente de café con respecto al cabezal de suministro de agua fijo para proporcionar el cierre del recipiente de café y/o el apisonamiento del café molido contenido en él.

Esta característica puede aplicarse ventajosamente a cualquier máquina de café con sistema de cierre y/o apisonamiento, sin las limitaciones de la presente reivindicación 1. Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto de la invención, se puede proporcionar una máquina de café que comprende

un recipiente de café;

un calentador de agua;

un sistema de suministro de agua que tiene un cabezal de suministro de agua para suministrar agua caliente al recipiente de café; y

un sistema de cierre y/o apisonamiento;

en el que el cabezal de suministro de agua está fijado en posición, por ejemplo, con respecto a un alojamiento de la máquina de café, y el sistema de cierre y/o apisonamiento comprende una disposición de accionamiento para desplazar el recipiente de café o una parte del recipiente de café con respecto al cabezal de suministro de agua para proporcionar el cierre del recipiente de café y/o apisonar el café molido contenido en el recipiente de café.

De esta manera, el recipiente de café se desplaza en lugar del cabezal de suministro de agua para implementar el proceso de cierre del recipiente de café y el proceso de apisonamiento. Esto significa que no se necesita movimiento de los conductos de fluidos en la máquina, lo que simplifica la construcción.

Preferiblemente, el desplazamiento del recipiente de café o parte del mismo es visible, de modo que el proceso de cierre y/o apisonamiento se convierte en una parte visible del proceso de elaboración del café.

El desplazamiento del recipiente de café o parte del mismo puede ser un desplazamiento hacia arriba y hacia abajo. Esto puede ser simplemente una traslación lineal del recipiente de café hacia y desde el cabezal de suministro de agua estático. Sin embargo, son posibles otros desplazamientos, por ejemplo, un movimiento pivotante o incluso un movimiento lateral. La disposición de accionamiento puede ser cualquier disposición de accionamiento adecuada, por ejemplo, un motor eléctrico o el accionador hidráulico descrito anteriormente

En todos los ejemplos, la máquina de café puede comprender un alojamiento principal que tiene un puerto de montaje exterior, en el que el recipiente de café es para montaje desmontable en el puerto de montaje exterior.

El recipiente de café funciona como cámara de preparación, pero es externo a la máquina (se explica más adelante). Puede ser rellenado por la máquina (máquina de tipo híbrido) o por un usuario (máquina de tipo manual). El usuario lo retira y lo vacía después de la preparación. La máquina de café puede ser así una máquina manual o híbrida, como se explicó anteriormente, pero con un sistema de cierre y/o apisonamiento incorporado para que el cierre y/o el apisonamiento se pueda realizar de forma fiable y repetible, mediante el movimiento relativo entre el cabezal de suministro de agua y el recipiente de café. Por lo tanto, la máquina realiza automáticamente las etapas críticas (apisonado, preparación y, opcionalmente, molienda). Solo la etapa no crítica de descargar el café molido debe ser realizado manualmente por un usuario. Como resultado, se puede preparar un café de buena y constante calidad de manera infalible, pero con una máquina menos compleja y, por lo tanto, más asequible que una máquina de espresso completamente automática, porque el usuario descarga los residuos de café él mismo. Por lo tanto, no hay necesidad de una disposición de descarga compleja o un movimiento automatizado de la cámara de preparación.

El recipiente de café, por ejemplo, comprende un filtro o cesta de filtro. El recipiente de café puede comprender además un soporte para alojar el filtro o la cesta del filtro. El filtro o la cesta del filtro se pueden desplazar con respecto al soporte o se pueden desplazar juntos.

El soporte puede tener un asa. Esto puede ayudar en la conexión del recipiente de café al puerto de montaje.

Otra opción es que el filtro o la cesta del filtro esté separado del recipiente de café, por ejemplo, insertado en el alojamiento de la máquina antes de que se monte el recipiente de café. Por lo tanto, hay diferentes opciones para el recipiente de café. Define la cámara de preparación y almacena el café molido para compactar y preparar, pero puede o no incorporar un filtro.

En todos los ejemplos, la máquina de café puede comprender además un depósito de granos y un molinillo de café que tiene una salida de café molido.

La disposición de accionamiento, o más particularmente, el actuador hidráulico puede adaptarse para desplazar el recipiente de café entre una primera posición durante la entrega de café molido por debajo de la salida de café molido y una segunda posición con la parte superior del recipiente de café por encima de la salida de café molido durante la suministro de agua calentada al recipiente de café.

De esta manera, el vapor que sube desde el recipiente de café durante el proceso de preparación no fluye hacia el café en el molinillo y el depósito, preservando así la frescura de los granos de café. Al proporcionar esta función como parte de un movimiento ascendente del recipiente de café para el proceso de cierre y/o apisonamiento, el movimiento del recipiente de café logra múltiples ventajas.

El recipiente de café o la disposición de accionamiento pueden, por ejemplo, bloquear físicamente o cerrar de otro modo la salida de café molido durante el suministro de agua caliente al recipiente de café. Esto proporciona un mayor aislamiento del café en el molinillo y el depósito de café del vapor producido durante la preparación.

La válvula en línea pasiva con detección de estado mencionada anteriormente puede comprender:

un canal de entrada;

un canal de salida;

un miembro de válvula entre los canales de entrada y salida que está cargado para aislar los canales de entrada y salida y está adaptado para acoplar los canales de entrada y salida en respuesta a una presión presente en el canal de entrada; y

un detector de estado de válvula integrado para proporcionar información sobre el estado de la válvula.

Esto proporciona una válvula pasiva para uso en un circuito hidráulico de máquina de café con un detector de estado de válvula integrado y, por lo tanto, compacto y de bajo coste. Esto permite monitorear el estado de la válvula, de modo que se puedan tomar acciones de control que dependan del estado de la válvula.

La válvula pasiva (en lo sucesivo denominada también disposición de válvula pasiva) puede comprender un primer y un segundo terminal de sensor adaptados para moverse juntos y separados en respuesta al movimiento del elemento de válvula. Esto permite formar un sensor de contacto o un sensor de capacitancia.

El elemento de válvula, por ejemplo, comprende una membrana de válvula entre el canal de entrada y el canal de salida y que tiene un estado abierto y un estado cerrado, en el que la disposición de válvula pasiva comprende, además:

un miembro impulsor que es accionado a lo largo del eje del miembro impulsor por la fuerza de un resorte para empujar la membrana de la válvula al e ra moverse al estado abierto contra la fuerza del resorte en respuesta a la presión presente en el canal de entrada; una leva en el miembro de accionamiento;

el primer y segundo terminales de sensor montados cada uno en una misma posición a lo largo del eje del miembro de accionamiento, donde uno del primer y segundo terminales de sensor está adaptado para deformarse o ser movido ortogonalmente al eje del miembro de accionamiento por la leva, para así cambiar un espacio entre el primer y segundo terminales de sensor, donde el primer y segundo terminales de sensor definen juntos el detector de estado de la válvula.

La leva permite que el detector de estado de válvulas funcione con movimiento lateral, limitando así el espacio ocupado por el detector.

Una alternativa es un sensor de presión diferencial en el que los pasadores del sensor son movidos por dos elementos impulsores diferentes.

La leva proporciona así un actuador externo que se mueve con el funcionamiento de la válvula, de manera que el funcionamiento interno de la válvula no se ve comprometido al agregar el detector de estado de la válvula. Los terminales del sensor están fuera de las rutas de fluido.

El primer y segundo terminales de sensor están montados cada uno, por ejemplo, en una posición fija a lo largo del eje del elemento de accionamiento. Esto proporciona una disposición compacta.

El primer y segundo terminales de sensor están adaptados, por ejemplo, para hacer y romper contacto por la acción de la leva. El detector de estado de la válvula es, por tanto, un sensor de contacto/sin contacto, que proporciona una salida binaria que representa el estado de la válvula. Una alternativa es proporcionar una señal analógica, por ejemplo, basada en un cambio de capacitancia o resistencia en función del desplazamiento.

El primer y segundo terminales de sensor están adaptados, por ejemplo, para hacer contacto en el estado abierto y romper el contacto en el estado cerrado. Por lo tanto, la válvula normalmente está cerrada (es decir, en ausencia de una presión de entrada). El contacto roto proporciona un consumo de corriente cero en este estado normalmente cerrado y esto también protege los contactos contra la corrosión.

El primer terminal del sensor puede comprender un brazo de contacto que está presionado hacia adentro para hacer contacto con el segundo terminal del sensor cuando el brazo de contacto no está enganchado por la leva, y se mueve hacia afuera alejándose del segundo terminal del sensor, contra la carga del brazo de contacto, cuando el brazo de contacto está enganchado por la leva. Por lo tanto, la leva mueve el brazo de contacto contra el sesgo cuando la lengüeta se empuja hacia afuera, y los brazos de contacto retroceden cuando se retira la leva.

El primer terminal de sensor, por ejemplo, comprende un brazo de base conectado al brazo de contacto mediante un codo con resorte. De este modo, la leva une los dos brazos contra la inclinación de la curva cuando se empuja la lengüeta hacia fuera, y los dos brazos se separan cuando se retira la leva. Esto proporciona un componente de una pieza para cada terminal del sensor. Los mismos terminales pueden formar un conector macho en un borde exterior lateral de la disposición de válvula.

El brazo de contacto puede comprender una lengüeta inclinada para acoplarse con la leva para empujar el brazo de contacto hacia afuera.

En todos los ejemplos anteriores, la máquina de café puede comprender un controlador, adaptado para controlar al menos uno de:

el calentamiento del agua;

la molienda de granos de café;

la dosificación de café molido al recipiente de café;

el desplazamiento del recipiente de café con respecto al cabezal de suministro de agua; y

la suministro de agua caliente.

Por lo tanto, el proceso de elaboración del café se puede automatizar total o parcialmente. En particular, las etapas críticas (apisonamiento, preparación y, opcionalmente, molienda) pueden automatizarse.

Algunos ejemplos anteriores hacen uso de un puerto de montaje externo para el recipiente de café. El recipiente de café se instala en el puerto de montaje externo y el usuario puede retirarlo del puerto de montaje, por lo que el recipiente de café puede considerarse una parte externa de la máquina de café. Con esto se quiere decir que el recipiente de café se puede montar y desmontar del cuerpo principal de la máquina de café manualmente y sin herramientas. La inserción y extracción posterior del recipiente de café es entonces una parte normal del proceso del usuario en el funcionamiento de la máquina de café, para cada operación de preparación.

Estos y otros aspectos de la invención serán e s) a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión de la invención, y para mostrar más claramente cómo se puede llevar a la práctica, se hará ahora referencia, a modo de ejemplo únicamente, a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra el diseño general de una máquina de café a la que se pueden aplicar varias realizaciones; las figuras 2A a 2C muestran tres ejemplos de posible circuito hidráulico;

la figura 3 muestra las etapas de un proceso de cierre y apisonamiento;

la figura 4 muestra un ejemplo de un movimiento alternativo de cierre y apisonamiento;

las figuras 5 a 8 muestran cómo se implementa el enfoque de cierre y apisonamiento de la figura 3 utilizando el circuito hidráulico de la figura 2;

la figura 9 muestra en forma esquemática una válvula pasiva con un detector de estado de la válvula;

la figura 10 muestra un diseño de válvula pasiva en más detalle;

la figura 11 muestra los terminales del sensor.

La figura 12 muestra cómo se establece el contacto (imagen de la izquierda) y cómo se rompe (imagen de la derecha);

la figura 13 muestra tres diseños posibles para la protuberancia de contacto en vista en planta y en sección transversal;

la figura 14 muestra la leva del elemento de accionamiento;

la figura 15 muestra una vista superior del alojamiento de la válvula y muestra el conector macho lateral formado por los dos terminales del sensor;

la figura 16 muestra el conector macho con más detalle; y

la figura 17 muestra cómo se empujan los terminales del sensor a través de las aberturas para formar el conector macho.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

La invención se describirá con referencia a las figuras.

Debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones ejemplares del aparato, los sistemas y los métodos, están destinados únicamente a fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la invención. Estas y otras características, aspectos y ventajas del aparato, los sistemas y los métodos de la presente invención se entenderán mejor a partir de la siguiente descripción, las reivindicaciones y los dibujos adjuntos. Debe entenderse que las figuras son meramente esquemáticas y no están dibujadas a escala. También debe entenderse que se utilizan los mismos números de referencia en todas las figuras para indicar partes iguales o similares.

Esta invención se refiere en particular a una máquina de café que comprende un depósito de agua, un calentador de agua, una bomba de agua, un recipiente de café para recibir café molido y un sistema de suministro de agua que tiene un cabezal de suministro de agua para suministrar agua caliente al recipiente de café. Un sistema de cierre y/o apisonamiento sirve para cerrar el recipiente de café y/o compactar el café molido en el recipiente de café proporcionando un movimiento relativo entre el cabezal de suministro de agua y el recipiente de café. El sistema de cierre y/o apisonamiento comprende un actuador hidráulico, en el que la salida de agua de la bomba de agua está acoplada al actuador hidráulico mediante un primer acoplamiento de fluido y la salida de agua de la bomba de agua está acoplada al cabezal de suministro de agua mediante un segundo acoplamiento de fluido que incluye una válvula pasiva en línea. La válvula pasiva en línea se abre cuando la presión alcanza la presión de apisonamiento deseada.

La figura 1 muestra el diseño general de una máquina de café a la que se le puede aplicar la invención. El ejemplo de la figura 1 puede ser una máquina de café espresso manual o una máquina de café espresso híbrida, dependiendo de cómo se realice la molienda. La invención se puede aplicar alternativamente en una máquina completamente automática (no mostrada).

La máquina de café 10 comprende un alojamiento principal 12 que tiene un puerto de montaje exterior 14, para recibir un recipiente de café 16. La máquina ilustrada comprende además una boquilla de vapor 24.

El recipiente de café 16 puede comprender un filtro o cesta de filtro 17 (véanse las figuras 2 y 3). Puede incluir además un soporte 18, para alojar el filtro o cesta filtrante. El recipiente de café 16 puede comprender además un pico inferior 20 para dispensar café preparado. Puede comprender además un asa 19. El recipiente de café 16 puede así corresponder a un portafiltro convencional, como se ilustra en las figuras. En uso, el recipiente de café 16 se puede instalar en el puerto de montaje exterior 14, por ejemplo, mediante un acoplamiento de tipo bayoneta.

El término "recipiente de café" en esta descripción se usa generalmente para indicar un recipiente que se llena con café molido y posteriormente se cierra para formar una cámara de preparación en la que se prepara el café En el caso de una máquina manual, esta cámara de preparación puede considerarse "externa" ya que está formada por una parte externa, es decir, el recipiente de café extraíble (que puede tener la forma de un portafiltro convencional). En el caso de una máquina de tipo híbrido, la cámara de preparación puede considerarse al menos parcialmente externa, porque está formada por una parte externa desmontable. Sin embargo, el café molido se entrega internamente. Para ambos tipos de máquinas, la descarga del disco después de la preparación se realiza externamente por un usuario. En el caso de una máquina completamente automática, la cámara de preparación puede considerarse interna. El recipiente de café es una parte interna de la máquina, que no se retira antes y después de cada ciclo de preparación.

El término recipiente de café pretende cubrir todas estas posibilidades, por lo que el artículo real al que se hace referencia depende del tipo de máquina a la que se hace referencia. El recipiente de café incluirá una parte que contiene inmediatamente el café. Esto puede incluir, por ejemplo, un filtro o una cesta de filtro.

La alojamiento principal 12 contiene un circuito hidráulico que proporciona acoplamientos fluidos entre un suministro de agua (típicamente un depósito de agua), un calentador de agua interno y un sistema de suministro de agua que tiene un cabezal de suministro de agua para suministrar agua calentada al recipiente de café 16.

Las figuras 2A a 2C muestran tres ejemplos de posible circuito hidráulico. Se utilizan los mismos números de referencia en las diferentes figuras para indicar los mismos componentes. Las figuras 2A a 2C muestran ejemplos de circuito hidráulico con un molinillo interno pero un recipiente de café externo y, por lo tanto, todos son adecuados para usar en una máquina de café de tipo híbrido.

La figura 2A muestra un depósito de agua 30, un medidor de flujo 32 (para control de caudal y dosificación), un calentador de agua 34, una bomba de agua 36 y un controlador 38. El medidor de flujo 32 puede proporcionar una medición de flujo al controlador 38, y el controlador 38 puede controlar el calentador y la bomba para realizar el proceso de elaboración del café. El calentador de agua puede ser, por ejemplo, un calentador de flujo continuo, por ejemplo, un bloque térmico. El medidor de flujo 32 es opcional. La dosificación y el control del caudal se pueden realizar alternativamente mediante un control adecuado de la bomba 36 (por ejemplo, nivel de potencia y tiempo de bombeo).

El sistema de suministro de agua comprende un paso de fluido para entregar agua calentada al cabezal de suministro de agua 40, que a su vez entrega el agua calentada al recipiente de café 16. El cabezal de suministro de agua comprende un disco de distribución de agua. El disco de distribución de agua proporciona un área de suministro de agua al café molido. El cabezal de impulsión de agua puede comprender además un filtro que permita el paso del agua a la vez que retiene el café molido para que pueda ser compactado durante el apisonado.

Se proporciona un sistema de cierre y apisonamiento para compactar el café molido en el recipiente de café proporcionando un movimiento relativo entre el cabezal de suministro de agua 40 y el recipiente de café 16. Este desplazamiento relativo cierra el recipiente de café para formar una cámara cerrada, es decir, una cámara de preparación. Además, aplica fuerza al café molido para realizar el apisonamiento. En el ejemplo específico que se muestra, el movimiento relativo se logra moviendo el recipiente de café 16 en lugar de mover el cabezal de suministro de agua 40.

El sistema de cierre y apisonamiento incluye un actuador hidráulico 42, que comprende un pistón que es accionado por presión hidráulica. El accionador hidráulico puede comprender además un resorte de retorno (no mostrado), para ayudar a retraer el pistón después de la preparación.

Una salida de agua de la bomba de agua 36 está acoplada al actuador hidráulico 42 mediante un primer acoplamiento de fluido 44. La salida de agua de la bomba de agua también está acoplada al cabezal de suministro de agua 40 mediante un segundo acoplamiento de fluido 46. El segundo acoplamiento de fluido incluye una válvula pasiva en línea 48. La válvula en línea pasiva se abre cuando la presión en el lado de entrada del accionador hidráulico (es decir, en el punto de ramificación 50A) alcanza una presión deseada, por ejemplo, una presión de apisonamiento deseada.

Por debajo de esta presión, la válvula 48 permanece cerrada. Puede haber histéresis, de modo que la válvula 48 se abre a un primer umbral de presión (una presión de apertura), pero solo se vuelve a cerrar cuando se alcanza un segundo umbral de presión más bajo (una presión de cierre). Alternativamente, puede haber solo una presión de umbral.

De esta manera, la bomba de agua 36 se utiliza tanto para el suministro de agua para la preparación como para el suministro de agua para el cierre y apisonado. La válvula pasiva en línea 48 cambia automáticamente entre estas dos funciones de suministro de agua, sin necesidad de interacción del usuario o actuadores eléctricos. La válvula pasiva 48 se abre, por ejemplo, cuando se ha alcanzado una presión de apisonamiento, es decir, cuando se ha completado el apisonamiento. Luego se lleva a cabo el suministro de agua al cabezal de suministro de agua a través de la válvula abierta 48. Durante este suministro de agua al cabezal de suministro de agua, se mantiene la presión de apisonamiento.

En los casos en los que no se desea apisonar ar el recipiente de café 16. En tal caso, la válvula en línea pasiva 48 puede abrirse cuando se haya alcanzado una presión de cierre.

T ambién es concebible que el cierre del recipiente de café se realice a través de un mecanismo diferente, por ejemplo, manualmente. En tal caso, el sistema antes mencionado puede usarse simplemente para apisonar el café molido. La válvula pasiva en línea 48 puede abrirse de nuevo cuando se haya alcanzado una presión de apisonamiento adecuada, es decir, cuando se haya completado el apisonamiento.

La válvula pasiva 48 funciona como un sistema controlado por presión porque responde a la presión predominante. Por tanto, el cierre y/o apisonamiento es fiable y repetible. Al implementar el control de presión, la presión de cierre y/o apisonamiento deseada puede aplicarse a cualquier volumen de café dentro del recipiente de café, lo que no es fácil de lograr si se emplea el control de posición.

En el ejemplo que se muestra en la figura 2A, el primer y el segundo acoplamiento de fluido 44, 46 se encuentran en el punto de ramificación 50A aguas abajo del calentador 34. El agua se dirige desde el mismo punto de ramificación 50A al actuador hidráulico 42 o al cabezal de suministro de agua 40. Para evitar el uso de agua caliente para el proceso de cierre y/o apisonamiento, el controlador 38 puede apagar el calentador de agua 34 durante la actuación del actuador hidráulico 42 y encender el calentador de agua durante el suministro de agua al cabezal de suministro de agua 40.

Para saber cuándo encender y apagar el calentador, la válvula pasiva 48 puede incluir un sistema de detección de estado (abierta/cerrada), y el controlador 38 puede recibir información de estado de la válvula (abierta/cerrada) 52 desde el sistema de detección de estado. Más adelante se describe un ejemplo adecuado de una válvula pasiva con un sistema de detección de estado. Alternativamente, el accionador hidráulico 42 puede estar provisto de un medio de detección, para distinguir entre cerrar/apisonar por un lado y preparar por el otro, por ejemplo, en base a una posición del pistón dentro del accionador hidráulico.

La figura 2B muestra una modificación del circuito hidráulico de la figura 2A, en la que el primer acoplamiento de fluido 44 está en cambio entre el depósito de agua 30 (o más particularmente, la bomba de agua 36) y el actuador hidráulico 42 sin pasar el calentador de agua 34, ya que no se necesita agua caliente para accionar el actuador hidráulico 42. Sin embargo, el segundo acoplamiento de fluido 46 está entre el depósito de agua 30 (o más particularmente, la bomba de agua 36) y el cabezal de suministro de agua 40 que pasa por el calentador de agua 34.

En la figura 2B, el agua se dirige así desde diferentes puntos en el circuito hidráulico. El primer acoplamiento de fluido 44 incluye la bomba 36 pero está entre el depósito de agua 30 y el actuador hidráulico 42 sin pasar por el calentador de agua 34. El segundo acoplamiento de fluido 46 también incluye la bomba 36, pero está entre el depósito de agua 30 y el cabezal de suministro de agua 40 y pasa por el calentador de agua 34. Por lo tanto, hay dos acoplamientos de fluido paralelos desde el depósito de agua 30, solo uno de los cuales incluye el calentador de agua 34. La bomba de agua 36 se usa en ambos acoplamientos de fluido, y esta sección de acoplamiento de fluido compartida se ramifica en los dos acoplamientos de fluido paralelos en un punto de ramificación 50B, aguas abajo de la bomba de agua, pero aguas arriba del calentador de agua.

En la figura 2C, el primer acoplamiento de fluido 44 está entre el depósito de agua 30 y el actuador hidráulico 42 sin pasar por el calentador de agua 34 e incluye la bomba 36. El segundo acoplamiento de fluido 46 está entre el actuador hidráulico 42 y el cabezal de suministro de agua 40 y pasa por el calentador de agua 34. Por lo tanto, los dos acoplamientos de fluido están en serie, uno a cada lado del actuador hidráulico 42. La bomba 36 está en el primer acoplamiento de fluido 44 y el calentador 34 está en el segundo acoplamiento de fluido 46.

Se puede usar de nuevo agua fría para cerrar y/o apisonar y se puede usar agua caliente para la preparación. El calentamiento tiene lugar entre el actuador hidráulico y el cabezal de suministro de agua. Esto evita el enfriamiento del agua durante el proceso de cierre y/o apisonamiento y reduce el consumo de energía.

Como se mencionó anteriormente, después de abrir la válvula 48, la presión de cierre o apisonamiento debe mantenerse durante el suministro de agua al cabezal de suministro de agua 40. Para este fin se puede utilizar un sistema estabilizador. Como se explicará más adelante con más detalle, este sistema estabilizador puede comprender varios componentes de flujo activos y/o pasivos, por ejemplo, una válvula de cierre, un bloqueo mecánico, una válvula de retención 51 y/o una restricción de flujo 53. Además, la relación de área del pistón puede desempeñar un papel, como se explicará a continuación. Todos los componentes estabilizadores se pueden ajustar para mantener, por ejemplo, una fuerza de apisonamiento (o cierre) deseada, mientras se permite que fluya suficiente agua hacia y a través de la cámara de preparación. Algunas de las válvulas antes mencionadas pueden realizarse como válvula de sobrepresión, para funcionar como dispositivo de seguridad y limitar la cantidad de fuerza ejercida durante el cierre, el apisonamiento y/o la preparación.

Cuando se bombea agua al accionador hidráulico 42, el accionador se cierra para que pueda acumularse presión y mover el pistón hacia arriba. Al final del ciclo de preparación, esta agua debe drenarse del actuador para permitir que el pistón se retraiga. Opcionalmente, se puede proporcionar un resorte de retorno (no mostrado) para ayudar al pistón a retraerse.

Para drenar el agua del actuador hidráulico, se puede proporcionar un camino de retorno entre el actuador hidráulico 42 y el depósito de agua 30, como se muestra en las figuras 2A-C. Para abrir o cerrar el camino de retorno, se puede proporcionar una válvula 60. La válvula 60 puede comprender, por ejemplo, una válvula de cierre electrónica. Sin embargo, una válvula de este tipo es relativamente cara. Por lo tanto, preferiblemente, la válvula 60 se implementa como un bloqueo mecánico que puede ser accionado por un asa separada o por la acción de unir/desconectar el recipiente de café 16. Más particularmente, la válvula 60 puede cerrarse cuando el recipiente de café 16 está unido y abrirse cuando el recipiente de café está separado. Por lo tanto, la apertura y el cierre de la válvula 60 pueden controlarse en respuesta a o a través de un usuario que conecta/desconecta el recipiente de café. Dado que esta acción del usuario ya es una parte requerida del proceso de elaboración del café, en realidad no se requiere ninguna acción adicional del usuario.

En todos los ejemplos de las figuras 2A a 2C, además de la válvula pasiva en línea 48, solo hay una válvula activa 60. Esta válvula activa puede accionarse mediante la inserción y extracción del recipiente de café, como se ha descrito anteriormente. Los circuitos hidráulicos de las figuras 2A a 2C pueden incluir además una o más partes pasivas, en particular una o más válvulas de retención (válvulas unidireccionales) 51 y/o restricciones de flujo 53, como se indica en líneas de puntos.

La(s) válvula(s) de retención ilustrada(s) 51 está(n) dispuesta(s) para evitar el flujo inverso del actuador hidráulico 42. Dicho flujo inverso permitiría que el pistón descienda y se abra la cámara de preparación. El flujo inverso puede ocurrir, por ejemplo, en máquinas de café que incluyen un paso de preparación previa. Durante dicho paso de preparación previa, la bomba de agua 36 se enciende brevemente para dosificar una pequeña cantidad de agua en el café molido, luego se apaga para permitir que el café molido florezca y luego se vuelve a encender para comenzar el proceso de preparación real. Durante el tiempo que la bomba está desconectada, la presión puede caer y puede producirse un flujo inverso desde el accionador hidráulico 42. En los ejemplos ilustrados, esto se evita mediante la(s) válvula(s) de retención 51.

La(s) válvula(s) de retención 51 también puede(n) ser ventajosa(s) en caso de que la relación del área del pistón sea subóptima, es decir, la relación entre el área de la sección transversal dentro del actuador hidráulico 42 que está sujeta a la presión del agua suministrada por la bomba, y el área de la sección transversal dentro de la cámara de preparación, que está sujeta a la presión de la preparación durante la preparación. Si esta relación de área no es adecuada, la fuerza ejercida sobre el pistón por la presión de preparación (y, opcionalmente, el resorte de retorno) puede ser mayor que la fuerza ejercida sobre el pistón por la presión del agua suministrada por la bomba. Evitando que salga agua del actuador hidráulico 42 por medio de una válvula de retención 51 como se explicó anteriormente, se puede evitar que el pistón comience a retraerse. En tal caso, también se puede proporcionar preferiblemente una válvula de sobrepresión, para actuar como válvula de seguridad evitando que la presión dentro del actuador hidráulico 42 alcance valores demasiado altos.

Alternativa o adicionalmente, la relación de área puede optimizarse. Ahora se explica la importancia de esta relación de área. Durante el apisonado, el café molido se comprime. Cuanto más se comprime el café, más contrapresión genera cuando se bombea el agua. Como todo el sistema está conectado a la misma bomba, un aumento en la presión de preparación (creada por el café molido a medida que pasa el agua) también aumentará la presión en el actuador hidráulico que se usa para apisonar el café. Esto hace que se ejerza más fuerza sobre el café molido, comprimiéndolo aún más. Esto, a su vez, aumentará la presión de preparación, lo que aumenta la presión de apisonamiento, etc. Esto puede provocar que el sistema se bloquee solo con el tiempo suficiente.

Ajustando la relación de área, se puede adaptar una relación de las fuerzas contrapuestas mencionadas anteriormente, permitiendo que el pistón se mueva ligeramente durante la preparación. Esta es una forma de evitar que el sistema se bloquee. En tal caso, también se puede proporcionar preferiblemente un bloqueo de seguridad para evitar que la cámara de preparación se abra accidentalmente debido al movimiento del pistón.

De manera alternativa o adicional, se puede agregar una restricción hidráulica (resistencia) 53 en el circuito, como se ilustra en la figura 2B en líneas de puntos. Esta restricción 53 crea un diferencial de presión que depende de la cantidad de agua que fluye por allí. Cuanto mayor sea el flujo, mayor será la diferencia de presión entre la presión en la cámara de preparación y la presión en el accionador hidráulico 42 (siendo mayor la presión en el accionador hidráulico 42). Si las áreas del pistón son iguales, la fuerza ejercida por la presión del agua en el actuador hidráulico será mayor que la fuerza ejercida por la presión de la cámara de preparación. Esto crearía un movimiento ascendente neto del pistón, lo que haría que el café molido se comprimiera aún más. Esto, a su vez, haría que la presión en el actuador hidráulico y la cámara de preparación aumentaran, ya que la bomba necesita trabajar más para empujar el agua a través del café molido. Como las bombas en un aparato de café tienen un flujo más bajo a una presión más alta (y viceversa), al aumentar la presión se creará un flujo más bajo. Como resultado, el flujo a través de la restricción 53 también será menor, lo que hará que disminuya el diferencial de presión y la fuerza ascendente resultante sobre el pistón. Por lo tanto, la restricción de flujo 53 puede ayudar a igualar un diferencial de presión que pueda existir sobre el pistón con una relación de área dada.

De lo anterior, está claro que las presiones en equilibradas, pueden hacer que la cámara de preparación se abra inadvertidamente durante la preparación o hacer que el pistón proporcione tal fuerza que el agua no pueda pasar a través del café molido, bloqueando así el sistema. Las presiones, fuerzas y caudales que prevalecen en el sistema pueden depender además de la cantidad de café molido en la cámara de preparación y/o del tamaño de la molienda.

Las presiones, las fuerzas y los caudales se pueden equilibrar ajustando la relación del área del pistón, la fuerza del resorte de retorno del pistón (si está presente) y/o el tamaño de la restricción 53. Además, pueden añadirse válvulas de retención 51 para evitar el flujo inverso del actuador.

Las figuras 2A a 2C también muestran un depósito de granos 54 y un molinillo de café 56 que tiene una salida de café molido 58. Las figuras 2A a 2C muestran así un diseño de tipo híbrido, con un molinillo de café interno y una cámara de preparación en forma de un recipiente de café 16 que está montado de forma extraíble en un puerto de montaje externo 14 y el usuario lo vacía externamente como parte del funcionamiento normal de la máquina de café.

La figura 3 muestra las etapas del proceso de cierre y apisonamiento.

En la figura 3A, el recipiente de café 16 se ilustra como un portafiltro, con un soporte 18, un filtro 17 y un asa 19. El recipiente de café 16 es montado en el puerto de montaje 14 por el usuario. Luego, el café molido se entrega al recipiente de café mediante el molinillo 56, que puede ser controlado por el controlador 38.

En la figura 3B, la disposición de accionamiento desplaza el recipiente de café 16 hacia el cabezal de suministro de agua 40. Esto proporciona el cierre del recipiente de café y la compactación del café molido. Como mínimo, se desplaza el filtro 17, es decir, el recipiente que rodea inmediatamente al café retenido, como se muestra en la figura 3. Sin embargo, alternativamente, todo el recipiente de café 16 (correspondiente al portafiltro en el caso de la figura 3) puede ser desplazado.

El cabezal de suministro de agua 40 puede comprender un filtro de entrada para el recipiente de café y el filtro 17 forma o comprende un filtro de salida. El apisonamiento ocurre entre estos dos filtros. El recipiente de café puede incluso no incluir un filtro, ya que ambos filtros pueden implementarse como elementos separados, por ejemplo, montados por separado en el alojamiento principal de la máquina. Por lo tanto, son posibles muchas configuraciones diferentes.

En la figura 3C, la preparación del café tiene lugar con agua caliente suministrada al cabezal de suministro de agua 40 bajo presión.

En la figura 3D, la disposición de accionamiento devuelve el filtro 17 a su posición inicial, de modo que el recipiente de café 16 se puede quitar para desechar el café en disco.

Al desplazar el recipiente de café en lugar del cabezal de suministro de agua para implementar el proceso de cierre y/o apisonamiento, no se necesita movimiento de los conductos de fluido en la máquina, lo que simplifica la construcción. En el caso de que el recipiente de café sea visible desde el exterior, como suele ser el caso en una máquina de espresso híbrida y manual, el proceso de cierre y/o apisonamiento puede convertirse en una parte visible del proceso de preparación del café, porque el movimiento del recipiente de café externo puede ser visible o hacerse visible fácilmente.

En el ejemplo mostrado, la disposición de accionamiento desplaza el recipiente de café hacia arriba y hacia abajo. Esto se muestra como una simple traslación lineal del recipiente de café hacia y desde el cabezal de suministro de agua estático 40. Sin embargo, son posibles otros desplazamientos, por ejemplo, un movimiento pivotante o incluso un movimiento lateral.

La figura 4 muestra un ejemplo de movimiento alternativo, con disposición pivotante. Son posibles otros desplazamientos, tanto horizontales como verticales.

Sin embargo, existe una ventaja adicional que se puede lograr al desplazar el recipiente de café hacia arriba y hacia abajo. Esta ventaja adicional puede verse en la figura 3, en particular en las figuras 3B y 3C.

La disposición de accionamiento desplaza el recipiente de café entre una primera y una segunda posición. La primera posición es durante la entrega de café molido como se muestra en la figura 3A. En este momento, la parte superior del recipiente de café 16 está por debajo de la salida de café molido 58 para que el café molido pueda distribuirse por gravedad. La segunda posición es durante el suministro de agua caliente al recipiente de café a través del cabezal de suministro de agua, como se muestra en la figura 3C. En este momento, la parte superior del recipiente de café está por encima de la salida de café molido 58.

De esta manera, el vapor que sube desde el recipiente de café durante el proceso de preparación de la figura 3C no puede fluir hacia el café en el molinillo 56 o en el depósito de granos de café preservando así la frescura de los granos de café. También previene el bloqueo que pue te de café durante el cierre y/o apisonamiento consigue así múltiples ventajas.

El recipiente de café o la disposición de accionamiento también pueden estar adaptados para cerrar físicamente la salida de café molido 58 durante el suministro de agua caliente al recipiente de café a través del cabezal de suministro de agua. Esto proporciona un mayor aislamiento del café en el molinillo y el depósito del vapor producido durante la preparación.

Las figuras Las figuras 5 a 8 muestran cómo se implementa la etapa de cierre y apisonamiento utilizando el circuito hidráulico de la figura 2A, simplemente a modo de ejemplo.

La figura 5 muestra la inserción del recipiente de café 16. No hay flujo de fluido en el circuito y la válvula 60 está cerrada.

La figura 6 muestra el proceso de cierre y apisonamiento. El actuador hidráulico 42 en este ejemplo levanta todo el recipiente de café 16. La bomba funciona para presurizar el accionador hidráulico 42 pero el calentador 34 permanece apagado. La válvula 60 permanece cerrada.

En la figura 7 se alcanza la presión de apisonamiento. La válvula pasiva 48 se abre, el calentador se enciende (por ejemplo, en base a la detección de que la válvula 48 se ha abierto) y tiene lugar la preparación. Así se llena una taza de café.

En la figura 8, la válvula 60 está abierta. Esto puede realizarse como una acción manual del usuario, por ejemplo, a través de un interruptor operado manualmente, o realizando un paso inicial de extracción del recipiente de café 16, por ejemplo, una rotación en su acoplamiento de bayoneta, como se explicó anteriormente. Por lo tanto, el agua del actuador hidráulico 42 puede regresar al depósito de agua 30 a través de la válvula 60. El drenaje del actuador hidráulico hace que el pistón y el recipiente de café 16 bajen y se abra la cámara de preparación. Entonces puede escapar algo de vapor de agua. Este vapor de agua viaja hacia arriba, alejándose de los residuos de café molido en el molinillo.

Una vez bajado completamente, el recipiente de café puede ser retirado y vaciado por el usuario.

En todos los ejemplos anteriores, el cabezal de suministro de agua 40 está fijado en posición con respecto a la alojamiento principal 12, y el actuador hidráulico 42 del sistema de cierre y/o apisonamiento desplaza el recipiente de café 16 (o parte del mismo) con respecto al cabezal de suministro de agua 40 para proporcionar el cierre de la cámara de preparación y el apisonamiento. En otros ejemplos (no mostrados), el recipiente de café 16 puede ser fijo o estacionario, y el actuador hidráulico 42 puede estar dispuesto para desplazar el cabezal de suministro de agua 40 o parte del mismo (por ejemplo, su filtro de entrada) con respecto al recipiente de café 16, para proporcionar cierre y/o apisonamiento.

En otros ejemplos, la máquina de café puede ser una máquina de café de tipo manual, sin depósito de granos 54 y molinillo 56.

En otros ejemplos, la máquina de café puede ser una máquina de café de tipo totalmente automática, con un recipiente de café que está montado internamente, en lugar de montarse de forma extraíble en un puerto de montaje exterior 14.

La figura 9 muestra en forma esquemática una válvula pasiva con un detector de estado de válvula adecuado para usar como válvula 48 en los circuitos de ejemplo de las figuras 2A a 2C y 5 a 8.

La válvula pasiva ilustrada en la figura 9 se basa en el diseño de válvula descrito en detalle en el documento WO 2018/122055.

La disposición de válvula pasiva comprende una alojamiento 90a, 90b que define un canal de entrada 92 y un canal de salida 94.

Una membrana de válvula 96 está dispuesta entre el canal de entrada y el canal de salida y tiene un estado abierto y un estado cerrado. En el ejemplo mostrado, la membrana de la válvula 96 tiene forma de disco, con el canal de entrada 92 abriéndose hacia una parte central de la membrana de la válvula, y el canal de salida abriéndose hacia un área del borde de la membrana de la válvula.

Un miembro de accionamiento 98, en este ejemplo formado como un pistón, es impulsado a lo largo de un eje de miembro de accionamiento 100 por la carga de un resorte (no mostrado), para empujar la membrana de la válvula al estado cerrado. La membrana de la válvula se mueve al estado abierto contra la carga del resorte en respuesta a la presión presente en el canal de entrada 92.

En la medida descrita anteriormente, el diseño de la válvula es como se describe en el documento WO2018/122055 al que se hace referencia.

Este diseño puede modificarse mediante la incorporación de un mecanismo de detección, que puede basarse en la medición capacitiva, la detección óptica o la detección magnética, en función de la posición inferior y/o superior del miembro de accionamiento 98. El mecanismo de detección se elige para evitar cualquier influencia significativa en la presión de apertura de la válvula.

Un ejemplo de modificación adecuada al diseño del documento WO2018/122055 es proporcionar terminales de sensor primero y segundo, generalmente mostrados como 102. En este ejemplo, se mueven juntos y separados con el movimiento del elemento accionador 98.

Esto puede usarse para proporcionar detección de contacto/sin contacto para proporcionar una señal de detección binaria. Alternativamente, se puede emplear la medición de capacitancia para dar un rango de valores de detección para la distancia de apertura de la válvula.

La figura 10 muestra un enfoque basado en la detección por contacto/sin contacto con más detalle. El miembro impulsor 98 está cargado hacia la membrana 96 por un resorte 103. El miembro impulsor tiene una leva 104 en una superficie exterior. Esto se utiliza para acoplarse con la disposición del primer y segundo terminales de sensor.

Cada terminal de sensor puede montarse en una posición fija a lo largo del eje del miembro de accionamiento 100. Uno del primer y segundo terminales de sensor se deforma o se mueve ortogonalmente al eje del elemento de accionamiento por la acción de la leva. Esto cambia el espacio entre los terminales del primer y segundo terminales de sensor.

Esto proporciona una válvula pasiva con un detector de estado de válvula compacto y de bajo costo integrado. Esto permite monitorizar el funcionamiento de la válvula, de manera que se puedan realizar acciones de control que dependan del estado de la válvula, como se ha explicado anteriormente. La leva 104 permite que el detector de estado de válvulas funcione con movimiento lateral, limitando así el espacio ocupado por el detector.

La figura 11 muestra los terminales del sensor.

Un primer terminal de sensor 110 comprende un brazo de contacto 112 que está presionado hacia adentro (es decir, hacia el eje 100) para hacer contacto con un segundo terminal de sensor 120 cuando el brazo de contacto 112 no está enganchado por la leva, y se mueve hacia afuera alejándose del segundo terminal de sensor 120, contra la carga del brazo de contacto, cuando el brazo de contacto está enganchado por la leva. El brazo de contacto ilustrado 112 tiene una protuberancia de contacto 113 y una lengüeta 114. La leva se acopla con la lengüeta 114 para mover el brazo de contacto contra la inclinación cuando se empuja la lengüeta 114 hacia afuera, y el brazo de contacto salta hacia atrás cuando se retira la leva.

El primer terminal de sensor en el ejemplo que se muestra comprende un brazo de base 116 conectado al brazo de contacto 112 por un codo 118 con resorte. Así, la leva une los dos brazos 112, 116 del primer terminal de sensor contra la inclinación de la curva cuando se empuja la lengüeta hacia fuera, y los dos brazos se separan cuando se retira la leva. Esto permite un componente de una sola pieza para cada terminal del sensor.

Los extremos opuestos de los terminales del sensor 110, 120 forman un conector macho, con pines de conector integrados 122. Este conector macho está dispuesto preferentemente en un borde exterior lateral de la disposición de válvula.

El primer y segundo terminales de sensor 110, 120 hacen y rompen contacto por la acción de la leva 104. El detector de estado de la válvula es, por lo tanto, un sensor de contacto/sin contacto en este ejemplo, que proporciona una salida binaria que representa el estado de la válvula. Una alternativa es proporcionar una señal analógica, por ejemplo, basada en un cambio de capacitancia o resistencia en función del desplazamiento y, por lo tanto, de la distancia entre los terminales del sensor.

La figura 12 muestra cómo se establece el contacto (imagen de la izquierda) y cómo se rompe (imagen de la derecha).

La figura 13 muestra tres diseños posibles para la protuberancia de contacto 113 en vista en planta y en sección transversal. Puede ser una pirámide truncada, un hemisferio con la parte superior plana o una cresta rectangular. La protuberancia de contacto se puede formar como una muesca (que luego sobresale desde un lado opuesto) o plegándola.

La figura 14 muestra la leva 104 del miembro de accionamiento 98. Puede haber un conjunto de elementos de leva alrededor de la periferia. Solo se necesita uno para conectar con los terminales del sensor. Sin embargo, múltiples levas permiten que el elemento de accionamiento se ajuste en diferentes posiciones angulares. Las levas se pueden usar como características de alineación para garantizar que una de las levas esté correctamente alineada con la lengüeta 114 del primer terminal del sensor 110 También se pueden usar como guías para que la posición angular del elemento de accionamiento quede fija cu es necesario si es circular). Por ejemplo, una pared de guía en el alojamiento 90a,b puede extenderse entre un par de levas.

La válvula pasiva normalmente está cerrada porque, en ausencia de una presión de entrada, el resorte desvía el elemento impulsor 98 contra la membrana de la válvula 96. El elemento impulsor es impulsado así hacia abajo (para la orientación utilizada en las figuras). Esto significa que la leva 104 se acopla con la lengüeta 114 de manera que se rompe el contacto entre los terminales del sensor. Esto proporciona un consumo de corriente cero del sensor en este estado normalmente cerrado de la válvula pasiva.

También significa que los contactos (golpe de contacto 113) normalmente están separados. Cuando está en contacto, la corrosión del material es más rápida. Por lo tanto, limitar la cantidad de tiempo de contacto limita la corrosión y limita la cantidad de esfuerzo de diseño necesario para garantizar la resistencia a la corrosión durante la vida útil del dispositivo. Por ejemplo, puede ser suficiente una capa más delgada de oro u otro metal pasivante.

La figura 15 muestra una vista superior de la alojamiento de la válvula 90a,b y muestra el conector macho lateral 150 con aberturas 152 para las clavijas del conector 122 de los dos terminales del sensor 110, 120. El conector macho 150 puede ser, por ejemplo, un conector JST. Un conector JST normalmente tiene pines sólidos. Sin embargo, los terminales de sensor 110, 120 están formados como láminas de metal. Para permitir que sus extremos 122 funcionen como clavijas de contacto cuadradas, se puede usar una sección transversal en forma de L para el eje de los terminales 110, 120, como se muestra en la figura 11. Esto resiste la flexión. Puede usarse un perfil plano para los brazos 112, 116.

La figura 16 muestra el conector macho 150 con más detalle, con las clavijas del conector 122 insertadas a través de las aberturas 152.

La figura 17 muestra cómo los extremos 122 de los terminales de sensor 110, 120 sobresalen a través de las aberturas 152 para formar el conector macho.

La descripción de los ejemplos de circuitos hidráulicos anteriores, y el uso de la válvula pasiva, se refieren a una máquina de café de tipo híbrido. Sin embargo, muchos de los conceptos anteriores se aplican también a las máquinas de café de tipo manual y completamente automáticas.

Los expertos en la técnica pueden entender y efectuar variaciones de las realizaciones divulgadas en la práctica de la invención reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgación siempre que estén incluida en las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. Un solo procesador u otra unidad puede cumplir las funciones de varios elementos enumerados en las reivindicaciones. El mero hecho de que determinadas medidas se mencionen en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que una combinación de estas medidas no pueda utilizarse con ventaja. Si el término "adaptado a" se usa en las reivindicaciones o descripción, se indica que el término "adaptado a" pretende ser equivalente al término "configurado para". Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debe interpretarse como una limitación del alcance.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una máquina de café, que comprende:

un depósito de agua (30);

un calentador de agua (34);

una bomba de agua (36);

un recipiente de café (16) adaptado para recibir café recién molido;

un sistema de suministro de agua que tiene un cabezal de suministro de agua (40) para suministrar agua caliente al recipiente de café; y

un sistema de cierre y/o apisonamiento (42) para cerrar el recipiente de café y/o compactar el café molido en el recipiente de café proporcionando un movimiento relativo entre el cabezal de suministro de agua y el recipiente de café;

en la que:

el sistema de cierre y/o apisonamiento comprende un actuador hidráulico (42);

la salida de agua de la bomba de agua está acoplada al actuador hidráulico mediante un primer acoplamiento de fluido (44); y

la salida de agua de la bomba de agua (36) está acoplada al cabezal de suministro de agua mediante un segundo acoplamiento de fluido (46) que incluye una válvula pasiva en línea (48), en la que la válvula pasiva en línea está adaptada para abrirse cuando la presión alcanza la presión deseada.

2. Una máquina de café de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el primer acoplamiento de fluido (44) está situado entre el depósito de agua y el accionador hidráulico sin pasar por el calentador de agua.

3. Una máquina de café de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que el segundo acoplamiento de fluido (46) está situado entre el depósito de agua y el cabezal de suministro de agua y pasa por el calentador de agua (34).

4. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el segundo acoplamiento de fluido (46) está ubicado entre el accionador hidráulico y el cabezal de suministro de agua.

5. Una máquina de café de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el primer y segundo acoplamiento de fluido se conectan entre sí en un punto de ramificación (50A) aguas abajo del calentador de agua.

6. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además un controlador (38), en el que el controlador está adaptado para apagar el calentador de agua durante el accionamiento del actuador hidráulico y encender el calentador de agua durante el suministro de agua al cabezal de suministro de agua.

7. Una máquina de café de acuerdo con la reivindicación 6, en la que la válvula pasiva (48) tiene un sistema de detección de estado y el controlador recibe información del estado de la válvula desde el sistema de detección de estado.

8. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además un sistema de estabilización adaptado para retener la presión de cierre o apisonamiento durante el suministro de agua al cabezal de suministro de agua.

9. Una máquina de café de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el sistema de estabilización comprende una válvula de cierre o un bloqueo mecánico.

10. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el cabezal de suministro de agua (40) está fijo en posición y el actuador hidráulico del sistema de cierre y/o apisonamiento está adaptado para desplazar el recipiente de café (16) o parte del mismo con respecto al cabezal de suministro de agua fijo, para proporcionar el cierre del recipiente de café y/o el apisonamiento del café molido contenido en el recipiente de café.

11. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el accionador hidráulico está adaptado para desplazar el recipiente de café (16) o parte del mismo hacia arriba y hacia abajo.

12. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende una alojamiento principal (12) que tiene un puerto de montaje exterior (14), en la que el recipiente de café se ajusta al puerto de montaje exterior y el usuario puede retirarlo del puerto de montaje.

13. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que el recipiente de café (16) comprende un filtro o cesta de filtro y un soporte (18) y en la que el actuador hidráulico es para desplazar el filtro o cesta de filtro con respecto al soporte o par

14. Una máquina de café de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende además un depósito de granos (54) y un molinillo de café (56) que tiene una salida de café molido.

15. Una máquina de café de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende un controlador (38), que está adaptado para controlar al menos uno de:

el calentamiento del agua;

la molienda de granos de café;

la dosificación de café molido al recipiente de café;

el desplazamiento del recipiente de café con respecto al cabezal de suministro de agua; y

la suministro de agua caliente.