FR3096250A3 - Unité de distribution actionnée par piston pour machines expresso - Google Patents

Unité de distribution actionnée par piston pour machines expresso Download PDF

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Abstract

Unité de distribution (1) destinée à être utilisée dans des machines expresso, comprenant un boîtier cylindrique (2) s’étendant principalement le long d’un axe vertical (A–A) entre une base inférieure (3) et une extrémité fermée supérieure (4) ; une première ouverture (8) formée dans la base inférieure (3) du boîtier, l’extrémité inférieure (7) du corps de piston (5) s’étendant à travers la première ouverture (8) au–dessous de la base (3) dans un corps cylindrique (9) correspondant ayant une ouverture axiale (10) formée dans une extrémité inférieure (11) et s’étendant de manière coaxiale avec le boîtier cylindrique (2) ; une première ouverture (8) formée dans la base inférieure (3) du boîtier, l’extrémité inférieure (7) du corps de piston (5) s’étendant à travers une première ouverture (8) au–dessous de la base (3) dans un corps cylindrique (9) correspondant ayant une ouverture axiale (10) formée dans une extrémité inférieure (11) et s’étendant de manière coaxiale avec le boîtier cylindrique (2). Figure 1

Description

Description Titre de l'invention : Unité de distribution actionnée par piston pour machines expresso Description de l'invention
[0001] La présente invention concerne une unité de distribution améliorée actionnée par piston destinée à être utilisée sur les machines express°.
Description de l'art connexe
[0002] Les unités de distribution actionnées par piston pour machines express° sont connues depuis longtemps dans l'art et ont été commercialement introduites avec la machine classique actionnée par levier dans laquelle l'actionnement manuel d'un levier par son déplacement ascendant angulaire provoque la levée du piston à l'intérieur d'une chambre cylindrique et en même temps, la compression d'un ressort à l'intérieur de la même chambre cylindrique et l'ouverture d'un trou dans la paroi de cylindre pour recevoir l'eau chaude.
[0003] Lorsque le piston est libéré, il revient à sa position de départ sous l'action du ressort et en même temps, le piston est abaissé et fait sortir l'eau de force de la chambre cylindrique vers le porte-filtre contenant la dose de café moulu, distribuant ainsi la boisson.
[0004] 111 faut noter que, étant donné que l'unique force de génération de pression d'eau est exercée par le ressort, elle diminue d'une valeur maximum, lorsque le piston est levé, jusqu'à une valeur minimum, lorsque le piston est abaissé.
100051 Par conséquent, avec une machine classique actionnée par piston dont les dispositifs d'actionnement sont un levier et un ressort, il n'y a pas moyen d'obtenir une distribution d'eau avec une pression constante ou une pression variant selon un profil de pression donné à mettre en oeuvre pendant l'intervalle de distribution de café. 100061 11 y a un inconvénient spécifique dans les unités de distribution classiques à piston actionné par levier, qui s'ajoute aux inconvénients mécaniques et de sécurité provenant de la présence du levier en tant qu'élément de commande.
Résumé de l'invention
[0007] L'objet de la présente invention est de proposer une unité de distribution actionnée par piston qui n'est pas affectée par les inconvénients des unités de distribution actionnées par ressort et levier, concernant la sécurité pendant le mouvement du levier et le type de profil de pression d'eau chaude pour distribuer la boisson.
[0008] En particulier, l'objet de l'invention est de proposer une unité de distribution actionnée par piston qui peut distribuer la boisson avec des profils de pression d'eau de différents types, facultativement sélectionnés parmi une pluralité de profils prédé- 2 terminés, préalablement stockés dans une unité de commande électronique.
[0009] Ces objets ainsi que les autres, comme mieux expliqués ci-après, sont satisfaits par une unité de distribution actionnée par piston pour machines expresse comprenant : un boîtier cylindrique, s'étendant principalement le long d'un axe vertical, entre une base inférieure et une extrémité fermée supérieure ; un corps de piston positionné à l'intérieur du boîtier cylindrique et pouvant effectuer un mouvement de translation le long de l'axe vertical, le corps de piston ayant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure ; une première ouverture formée dans la base inférieure du boîtier, l'extrémité inférieure du corps de piston s'étendant à travers la première ouverture au-dessous de la base dans un corps cylindrique correspondant ayant une ouverture axiale formée dans une extrémité inférieure et s'étendant de manière coaxiale avec le boîtier cylindrique ; un arbre coaxial avec l'axe vertical du boîtier cylindrique et le corps de piston, l'arbre étant raccordé à l'extrémité supérieure du corps de piston par des moyens de vis et d'écrou ; une deuxième ouverture formée dans l'extrémité fermée supérieure du boîtier cylindrique et alignée avec une extrémité supérieure de l'arbre qui fait saillie hors de la deuxième ouverture ; l'unité de distribution comprenant en outre : un dispositif d'actionneur raccordé, de manière opérationnelle, à l'extrémité supérieure de l'arbre via des moyens cinématiques configurés pour faire tourner, de manière alternée, l'arbre dans une direction afin de lever le corps de piston vers l'extrémité fermée supérieure, et dans la direction opposée vers le corps cylindrique coaxial avec le boîtier cylindrique ; une troisième ouverture étant prévue dans la paroi du corps cylindrique et étant configurée pour permettre à l'eau formant la boisson de s'écouler dans le corps cylindrique, et des moyens de couplage agencés autour du corps cylindrique, et configurés pour retenir un porte-filtre contenant une dose de café moulu pour former une boisson.
[0010] Dans un autre aspect de l'invention, le dispositif d'actionneur peut être agencé le long d'un axe qui s'étend transversalement par rapport à l'axe vertical le long duquel le corps de piston se déplace.
[0011] Dans un autre aspect de l'invention, l'unité de distribution peut en outre comprendre un transducteur de pression raccordé à une ouverture formée dans l'extrémité inférieure du corps de piston, et configuré pour détecter, de manière continue, la valeur de pression dans la chambre du corps cylindrique et l'envoyer à une unité de commande dans laquelle une pluralité de valeurs de pression de référence sont stockées. 3
[0012] Dans un autre aspect de l'invention, l'unité de distribution peut en outre comprendre un régulateur électronique, pour réguler la vitesse, la puissance et la position de r actionneur, raccordé à l'unité de commande qui peut être configurée pour modifier les paramètres de commande de l'actionner selon l'écart entre les valeurs de pression détectées par le transducteur de pression et une valeur de pression de référence prédéterminée sélectionnée parmi la pluralité de valeurs de pression stockées dans l'unité de commande.
[0013] Dans un autre aspect de l'invention, l'unité de distributeur peut en outre comprendre une interface utilisateur configurée pour relier un élément de commande de l'interface à une valeur de pression respective de la pluralité de valeurs de référence stockées dans l'unité de commande.
[0014] Dans un autre aspect de l'invention, l'élément de commande peut comprendre une pluralité de boutons ; chaque bouton étant corrélé à un profil de pression respectif de la pluralité de profils de référence stockés dans l'unité de commande.
[0015] Dans un autre aspect de l'invention, l'élément de commande peut comprendre un levier claveté à un arbre qui peut être configuré pour adopter une pluralité de positions angulairemcnt déplacées, et un actionneur électronique claveté au même arbre de déplacement angulaire du levier, chaque position angulaire du levier étant corrélée à une valeur de pression respective de la pluralité de valeurs de référence stockées dans l'unité de commande, via l'actionneur électronique.
[0016] Dans un autre aspect de l'invention, l'élément de commande peut comprendre un levier claveté à un arbre qui peut être configuré pour adopter une pluralité de positions angulairement déplacées, et un dispositif d'encodeur claveté au même arbre, associé au dispositif d'actionneur pour commander les mouvements de levage et d'abaissement du piston, le dispositif d'encodeur étant configuré pour corréler la position angulaire du levier à la position du piston communiquant ainsi une fonction classique au levier.
[0017] Dans un autre aspect de l'invention, le levier peut être configuré pour avoir la fonction consistant à démarrer l'opération de distribution.
[0018] Dans un autre aspect de l'invention, l'actionneur électronique peut être configuré pour amener le levier à reproduire la résistance à laquelle le même levier s'oppose vraiment, lorsqu'il est actionné par un utilisateur, dans une machine classique à levier et piston.
[0019] Dans un autre aspect de l'invention, l'unité de distribution peut être configurée de sorte que, en détectant de manière continue les valeurs de pression et leur courbe de temps, l'unité de commande peut détecter le moment auquel la dosette de marc de café dans le porte-filtre a été séchée et peut déterminer le moment optimal pour retirer le porte-filtre de la machine.
Brève description des figures
[0020] L'invention est décrite maintenant de manière plus détaillée en référence à son mode de réalisation, qui est donné à titre d'illustration exemplaire et sans limite, et est représenté dans les dessins joints dans lesquels :
[0021] [fie.11 La figure 1 représente une vue schématique d'une unité de distribution pour machines expresso selon l'invention, avec ses dispositifs de commande et de surveillance ;
[0022] [fie.21 La figure 2 représente une vue en coupe du mode de réalisation de l'unité de distribution actionnée par piston de la figure 1, avec le piston dans la position abaissée à la fin d'une opération de distribution de boisson ;
[0023] [fig.3] La figure 3 représente une vue schématique dc face d'une machine à café express° équipée avec deux unités de distribution actionnées par piston selon la figure Description détaillée des modes de réalisation
[0024] En référence aux figures ci-dessus et en particulier à la figure 1, le numéro de référence 1 désigne généralement l'unité de distribution actionnée par piston.
L'unité de distribution actionnée par piston 1 comprend un boîtier cylindrique 2, s'étendant principalement le long d'un axe vertical A-A entre une base inférieure 3 et une extrémité fermée supérieure 4.
100251 Un corps de piston 5 est positionné dans le boîtier cylindrique 2 et peut effectuer une translation le long dudit axe vertical A-A.
100261 Le corps de piston 5 a une extrémité supérieure 6 et une extrémité inférieure 7 qui est configurée pour s'étendre à travers une ouverture 8 formée dans ladite hase inférieure 3 du boîtier cylindrique 2.
100271 Un corps cylindrique 9 est agencé au-dessous de ladite ouverture 8 et au-dessous de la base 3, et a une ouverture axiale 10 formée dans l'extrémité inférieure 11.
100281 Un arbre 12 s'étendant de manière coaxiale avec l'axe vertical A-A du boîtier 2, est raccordé à l'extrémité supérieure 6 du corps de piston 5 via des moyens cinématiques comprenant une vis hélicoïdale 13 mise en prise dans un écrou 14 correspondant L'écrou 14 est logé à l'intérieur d'un évidement 106 de l'extrémité supérieure 6 du corps de piston 5, qui accepte de petits mouvements articulés entre l'écrou et l'extrémité 6, réduisant ainsi l'usure du joint d'étanchéité.
L'arbre 12 s'étend au-delà de la fermeture supérieure 4 du boîtier 2 par l'ouverture 15, avec l'interposition de paliers de butée 112 classiques agencés dans la fermeture supérieure 4.
L'arbre 12 fait saillie hors de la fermeture supérieure 4 par son extrémité 16.
[0029] L'extrémité 16 de l'arbre 12 est raccordée à un actionneur 17, en pratique un moteur électrique, via des moyens mécaniques classiques, non représentés, qui permettent son positionnement opérationnel le long d'un axe B-B s'étendant transversalement par rapport à l'axe vertical A-A le long duquel le corps de piston 5 est déplacé.
[0030] Le dispositif d'actionneur 17 mentionné précédemment, comme expliqué ci-dessous, avec ses moyens cinématiques pour le coupler à l'extrémité 16 de l'arbre 12, est configuré pour entraîner, en rotation, l'arbre 12 de manière alternée, dans une direction pour lever le corps de piston 5 vers l'extrémité fermée supérieure 4 du boîtier 2 et dans la direction opposée, vers le corps cylindrique 9 mentionné précédemment, coaxial avec le boîtier 2.
[0031] Une ouverture 18 formée dans la paroi cylindrique du corps 9 est raccordée de manière classique à la source d'eau chaude de la machine à café et permet d'introduire une dose d'eau chaude dans le corps cylindrique 9 lorsque le corps de piston 5 est levé et sa partie inférieure 7 découvre une telle ouverture 18.
[0032] Les moyens de couplage classiques 19 sont agencés autour de l'extrémité inférieure 11 du corps cylindrique 9, pour le raccordement d'un porte-filtre 119 contenant la dose de café moulu, et pour la distribution de la boisson par son bec verseur 219.
[0033] Un orifice de pression est prévu dans le fond 7 du corps de piston 5 et se compose d'une ouverture 20 qui s'ouvre dans la chambre 21.
Avec un raccordement 120 et un transducteur de pression 22, la valeur de pression est détectée de manière continue et entrée dans une unité de commande (CPU) 23, dans laquelle les différents profils de pression peuvent être stockés pour commander le dispositif d'actionneur 17 en les reproduisant via le corps de piston 5 pendant la distribution de boisson.
[0034] La détection continue de pression et ses variations avec le temps permet à l'unité de commande 23 de détecter le moment auquel la dosette de marc de café dans le porte-filtre a été séchée et de déterminer le moment optimal pour retirer le porte-filtre de la machine.
[0035] L'unité de distribution 1 de l'invention est complétée par une interface utilisateur 24 positionnée sur la machine à café, comme schématiquement représenté sur la figure 3, qui a des éléments de commande, par exemple se présentant sous la forme de boutons 25, chaque bouton étant configuré pour être corrélé à un profil de pression respectif de la pluralité de profils de référence stockés dans ladite unité de commande 23.
[0036] Un régulateur électronique 117, pour réguler la vitesse, la puissance et la position de l'actionneur 17 mentionné précédemment, est raccordé à l'unité de commande 23 mentionnée précédemment et est configuré pour modifier les paramètres de commande de l'actionneur 17 mentionné précédemment selon l'écart entre les valeurs de pression détectées par ledit transducteur de pression 22 et une valeur de pression de référence prédéterminée sélectionnée parmi la pluralité de valeurs de pression stockées dans l'unité de commande 23 mentionnées précédemment.
[0037] A titre de variante aux boutons 25, l'interface utilisateur 24 peut être raccordée à un 6 levier 26 claveté à un arbre de support 27 correspondant et pouvant adopter une pluralité de positions angulaircment décalées, chaque position étant interconnectée à un actionneur électronique 28 respectif qui est configure pour transférer l'information correspondante concernant le profil de pression à utiliser, à l'interface utilisateur 24.
[0038] L'actionneur électronique 28 mentionné précédemment, dans son mode de réalisation en variante, est également configure pour amener le levier 26 à reproduire la résistance à laquelle le même levier 26 s'oppose vraiment, lorsqu'il est actionné par un utilisateur, dans une machine classique à levier et piston.
[0039] Finalement, l'unité de distribution ou la machine à café sur laquelle elle est montée, a un affichage de données 29 sur lequel les valeurs de pression utilisées par le distributeur 1 sont affichées pour l'utilisateur en fonction du temps de distribution de boisson.
[0040] Dans un mode de réalisation en variante, le levier 26 est raccordé à un dispositif d'encodeur, non représenté, associé au dispositif d'actionneur 17 qui commande les mouvements de levage et d'abaissement du piston 5.
Par conséquent, le dispositif d'encodeur est adapté pour corréler la position angulaire du levier 26 avec la position du piston 5, offrant ainsi une opération classique du levier 26.
[0041] Néanmoins, dans toutes les variantes de fonctionnement, le levier 26 est conçu pour avoir la fonction consistant à démarrer l'opération de distribution.
7 [Revendication I]

Claims (1)

  1. REVENDICATIONSUnité de distribution (I) destinée à être utilisée dans des machines express° comprenant : un boîtier cylindrique (2), s'étendant principalement le long d'un axe vertical (A-A), entre une base inférieure (3) et une extrémité fermée supérieure (4) ; un corps de piston (5) positionné à l'intérieur du boîtier cylindrique (2) et pouvant effectuer un mouvement de translation le long de l'axe vertical (A-A), le corps de piston (5) ayant une extrémité supérieure (6) et une extrémité inférieure (7) ; une première ouverture (8) formée dans la base inférieure (3) du boîtier, l'extrémité inférieure (7) du corps de piston (5) s'étendant à travers la première ouverture (8) au-dessous de la base (3) dans un corps cylindrique (9) correspondant ayant une ouverture axiale (10) formée dans une extrémité inférieure (11) et s'étendant de manière coaxiale avec le boîtier cylindrique (2) ; un arbre (12) coaxial avec l'axe vertical (A-A) du boîtier cylindrique (2) et le corps de piston (5), l'arbre (12) étant raccordé à l'extrémité supérieure (6) du corps de piston (5) par des moyens de vis (13) et d'écrou (14) ; une deuxième ouverture (15) formée dans l'extrémité fermée supérieure (4) du boîtier cylindrique (2) et alignée avec une extrémité supérieure (16) de l'arbre (12) qui fait saillie hors de la deuxième ouverture (15) ; l'unité de distribution (1) étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre : un dispositif d'actionneur (17) raccordé, de manière opérationnelle, à l'extrémité supérieure (16) de l'arbre (12) via des moyens cinématiques configurés pour faire tourner, de manière alternée, l'arbre (12) dans une direction afin de lever le corps de piston (5) vers l'extrémité fermée supérieure (4), et dans la direction opposée vers le corps cylindrique (9) coaxial avec le boîtier cylindrique (2) ; une troisième ouverture (18) étant prévue dans la paroi du corps cylindrique (9) et étant confieurée pour permettre à l'eau formant. la boisson de s'écouler dans le corps cylindrique (9), et des moyens de couplage (19) agencés autour du corps cylindrique (9), et configurés pour retenir un porte-filtre (119) contenant une dose de café moulu pour former une boisson, 8 [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] Unité de distribution selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif d'actionneur (17) est agence le long d'un axe (B-B) qui s'étend transversalement par rapport à l'axe vertical (A-A) le long duquel le corps de piston (5) se déplace. Unité de distribution selon la revendication 1 ou 2, comprenant un transducteur de pression (22) raccordé à une ouverture (20) formée dans l'extrémité inférieure (7) du corps de piston (5), et configure pour détecter de manière continue la valeur de pression dans la chambre (21) du corps cylindrique (9) et l'envoyer à une unité de commande (23) dans laquelle sont stockées une pluralité de valeurs de pression de référence. Unité de distribution selon la revendication 3, comprenant un régulateur électronique (117) pour réguler la vitesse, la puissance et la position de l'actionneur (17), raccordé à l'unité de commande (23) qui est configurée pour modifier les paramètres de fonctionnement de l'actionneur (17) selon l'écart entre les valeurs de pression détectées par le transducteur de pression (22) et une valeur de pression de reference prédéterminée sélectionnée parmi la pluralité de valeurs de pression stockées dans l'unité de commande (23). Unité de distribution selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, comprenant une interface utilisateur (24) configurée pour relier un élément de commande de l'interface (24) à une valeur de pression respective de la pluralité de valeurs de référence stockées dans l'unité de commande (23). Unité de distribution selon la revendication 5, dans laquelle l'élément de commande comprend une pluralité de boutons (25), chaque bouton étant corrélé à un profil de pression respectif de la pluralité de profils de référence stockés dans l'unité de commande (23). Unité de distribution selon la revendication 5, dans laquelle l'élément de commande comprend un levier (26) claveté à un arbre (27) qui est configuré pour adopter une pluralité de positions angulairement déplacées, et un actionneur électronique (28) claveté au même arbre de déplacement angulaire (27) du levier (26), chaque position angulaire du levier (26) étant corrélée à une valeur de pression respective de la pluralité de valeurs de référence stockées dans l'unité de commande (22), via l'actionneur électronique (28). Unité de distribution selon la revendication 5, dans laquelle l'élément de commande comprend un levier (26) claveté sur un arbre (27) qui est 9 [Revendication 9] configure pour adopter une pluralité de positions angulairemcnt déplacées, et un dispositif d'encodeur claveté au même arbre (27), associé au dispositif d'actionneur (17) pour commander les mouvements de levage et d'abaissement du piston (5), le dispositif d'encodeur étant configure pour corréler la position angulaire du levier (26) à la position du piston (5) communiquant ainsi une fonction classique au levier (26). Unité de distribution selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle le levier (26) est configure pour avoir la fonction consistant à démarrer l'opération de distribution. [Revendication 10] Unité de distribution selon la revendication 7, dans laquelle l'actionneur électronique (28) est configure pour amener le levier (26) à reproduire la résistance à laquelle le même levier (26) s'oppose vraiment, lorsqu'il est actionné par un utilisateur, dans une machine classique à levier et piston. [Revendication 11] Unité de distribution selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, configure de sorte que, en détectant de manière continue les valeurs de pression et leur courbe de temps, l'unité de commande (23) détecte le moment auquel la dosette de marc de café dans le porte-filtre a été séchée et détermine le moment optimal pour retirer le porte-filtre de la machine.
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