IT201600114980A1 - Gruppo di infusione per macchina da caffè - Google Patents

Gruppo di infusione per macchina da caffè

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IT201600114980A1 IT102016000114980A IT201600114980A IT201600114980A1 IT 201600114980 A1 IT201600114980 A1 IT 201600114980A1 IT 102016000114980 A IT102016000114980 A IT 102016000114980A IT 201600114980 A IT201600114980 A IT 201600114980A IT 201600114980 A1 IT201600114980 A1 IT 201600114980A1
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Longhi Giuseppe De'
Davide Marcon
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    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/24—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure
    • A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
    • A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
    • A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
    • A47J31/3609—Loose coffee being employed
    • A47J31/3619—Means to remove coffee after brewing

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Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un gruppo di infusione per una macchina da caffè.
Il gruppo di infusione a cui si fa riferimento è del tipo presentante un cilindro di infusione assoggettabile ad uno spostamento rototraslatorio reversibile da una posizione di disimpegno ad una posizione di impegno con un pistone di chiusura per la creazione di una camera di infusione in cui viene convogliata l’acqua di infusione riscaldata da una caldaia e convogliata attraverso una apposita canalizzazione interna al pistone di chiusura.
Il cilindro di infusione presenta al suo interno un pistone di espulsione che si muove in modo coordinato con un elemento raschiatore per lo scarico della carica di caffè esausta.
In alcune versioni di gruppi di infusione la camera di infusione presenta una profondità incrementata per poter alloggiare una carica di caffè più grande.
Uno degli inconvenienti che può capitare in questo caso è dato dal limite massimo della corsa del pistone di espulsione che può talvolta essere non sufficiente a garantire un corretto caricamento della carica di caffè nella camera di infusione per l’esecuzione di un ciclo di erogazione e/o una corretta espulsione della carica di caffè al termine del ciclo di erogazione.
I gruppi di infusione noti inoltre possono talvolta lamentare un ingombro eccessivo unitamente ad una eccessiva complicazione strutturale dovuta tra l’altro proprio ai vari meccanismi utilizzati per la movimentazione del pistone di espulsione nel cilindro di infusione.
Il compito tecnico che si propone la presente invenzione è, pertanto, quello di fornire un gruppo di infusione per macchina da caffè che consenta di eliminare gli inconvenienti tecnici lamentati della tecnica nota.
Nell’ambito di questo compito tecnico uno scopo dell’invenzione è quello di fornire un gruppo di infusione di macchina da caffè che possa funzionare correttamente anche con una camera di infusione di notevole profondità idonea.
Altro scopo dell’invenzione è quello di fornire un gruppo di infusione di macchina da caffè che risulti strutturalmente semplice e compatto.
Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un gruppo di infusione per macchina da caffè, comprendente un pistone di chiusura, un cilindro di infusione assoggettabile ad una corsa rototraslatoria reversibile tra una posizione di carico di una carica di caffè, in cui è disimpegnato dal pistone di chiusura e presenta l’asse inclinato rispetto all’asse del pistone di chiusura, ed una posizione di infusione in cui è impegnato con il pistone di chiusura e presenta l’asse nella direzione dell’asse del pistone di chiusura, un pistone di espulsione della carica di caffè esausta, scorrevole all’interno del cilindro di infusione nella direzione dell’asse del cilindro di infusione tra una posizione ritratta ed una posizione protratta per l’espulsione della carica di caffè esausta, ed un bilanciere oscillante di spostamento di detto pistone di espulsione, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di amplificazione dello spostamento di detto pistone di espulsione colleganti detto pistone di espulsione a detto bilanciere oscillante.
Preferibilmente detti mezzi di amplificazione dello spostamento comprendono una biella che presenta un primo collegamento snodato con detto pistone di espulsione ed un secondo collegamento snodato con detto bilanciere.
Altre caratteristiche importanti dell’invenzione sono evidenziate nelle rivendicazioni dipendenti di seguito riportate.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del gruppo di infusione secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:
figura 1 mostra un esploso del gruppo di infusione;
figura 2 mostra una vista prospettica del carrello, del cilindro di infusione separato da carrello, e dei mezzi di amplificazione dello spostamento del pistone di espulsione;
figura 3 mostra una parte del gruppo di infusione che illustra il motoriduttore per la movimentazione del carrello che supporta il cilindro infusore;
figure da 4 a 7 mostrano la sequenza delle posizione assunte dal gruppo di infusione durante un ciclo completo di infusione, in cui figura 4 mostra il cilindro di infusione in posizione di carico di una carica di caffè, figura 5 mostra il cilindro di infusione dopo l’oscillazione che lo allinea al pistone di chiusura, la figura 6 mostra la chiusura della camera di infusione al termine della traslazione in salita del cilindro di infusione, figura 7 mostra l’estrazione del pistone di espulsione durante il tratto finale della traslazione in discesa del cilindro di infusione.
Con riferimento alle figure citate, viene mostrato un gruppo infusore di una macchina da caffè, indicato complessivamente con il numero di riferimento 1.
Il gruppo infusore 1 comprende un cilindro di infusione 2 cavo presentante una bocca di accesso 8 impegnabile da un pistone di chiusura 3 per delimitare una camera di infusione 4 in cui è posizionabile una carica di caffè 30 alimentabile da un caricatore 6, ed un pistone 5 di espulsione della carica di caffè 30 esausta dalla camera di infusione 4.
Il cilindro di infusione 2 è assoggettabile ad una corsa rototraslatoria reversibile tra una posizione di carico di una carica di caffè 30, in cui è disimpegnato dal pistone di chiusura 3 e presenta l’asse inclinato rispetto all’asse del pistone di chiusura 3, ed una posizione di infusione in cui è impegnato con il pistone di chiusura 3 e presenta l’asse nella direzione dell’asse del pistone di chiusura 3.
Il pistone di espulsione 5 è movimentabile da un bilanciere oscillante 32 così da scorrere all’interno del cilindro di infusione 2 nella direzione dell’asse del cilindro di infusione 2 tra una posizione ritratta ed una posizione protratta per l’espulsione della carica di caffè 30 esausta.
In particolare ma non necessariamente, il bilanciere oscillabile 32 è fulcrato tramite perno di oscillazione 41 ad un prolungamento inferiore 42 del cilindro di infusione 2.
Vantaggiosamente sono previsti mezzi di amplificazione dello spostamento del pistone di espulsione 5 colleganti il pistone di espulsione 5 al bilanciere oscillante 32.
I mezzi di amplificazione dello spostamento comprendono nella forma realizzativa illustrata una biella 100 che presenta un primo collegamento snodato con il pistone di espulsione 5 ed un secondo collegamento snodato con il bilanciere 32.
Il primo collegamento snodato comprende un primo perno 101 impegnato in una asola 39.
Il primo perno 101 è sostenuto da una prima estremità della biella 100.
L’asola 39 è ricavata su uno stelo 40 del pistone di espulsione 5. L’asola 39 si sviluppa trasversalmente all’asse del pistone di espulsione 5.
Vantaggiosamente è prevista una guida di scorrimento 102 per il primo perno 101 lungo la direzione assiale del pistone di espulsione 5.
La guida di scorrimento 102 è ricavata nel corpo di un carrello 11 che supporta il cilindro di infusione 2.
In particolare il cilindro di infusione 4 è agganciato in modo sganciabile al carrello 11.
Il carrello 11 è scorrevole nella direzione dell’asse del pistone di chiusura 3 ed oscillabile con un asse di oscillazione orientato nella direzione dell’asse di oscillazione del bilanciere 32.
La previsione della guida di scorrimento 102 vantaggiosamente consente di mantenere in direzione puramente assiale la spinta o la trazione sul pistone di espulsione 5 ad opera della biella 100 scaricando così le componenti di forza trasversali direttamente sul carrello 11.
Lo stelo 40 del pistone di espulsione 5 è quindi esente da sollecitazioni flettenti che potrebbero complicarne il corretto funzionamento.
Il secondo collegamento snodato è sotto forma di una cerniera. La cerniera presenta un secondo perno 103 sostenuto da una seconda estremità di della biella 100.
Il secondo perno 103 è parallelo all’asse di oscillazione del bilanciere 32.
Il secondo perno 103 vincola la seconda estremità della biella 100 ad un primo braccio 33 del bilanciere 32 avente a sua volta un secondo braccio 35 munito di organo 36 di presa del movimento oscillatorio.
Il gruppo di infusione 1 presenta preferibilmente un guscio 9 formato in particolare ma non necessariamente da due semiparti 9a, 9b tra di loro associate che delimitano un vano 13 per la movimentazione reversibile del cilindro di infusione 2.
Il guscio 9 è fissato alla incastellatura 10 che supporta la carrozzeria e gli altri componenti della macchina da caffè, o in una differente realizzazione non mostrata costituisce esso stesso direttamente l’incastellatura che supporta la carrozzeria e gli altri componenti della macchina da caffè.
Il pistone di chiusura 3 è fissabile al guscio 9 o alla incastellatura 10 e si proietta nel vano 13 con orientazione del proprio asse inclinata rispetto al piano di appoggio della macchina da caffè. Il guscio 9 o l’incastellatura 10 supportano anche il caricatore 6 e un raccoglitore 12 delle cariche di caffè esauste.
Il gruppo infusore 1 comprende inoltre un elemento raschiatore 7 della bocca di accesso 8 del cilindro di infusione azionabile per asportare la carica di caffè esausta quando il pistone di espulsione 5 è in posizione protratta.
Il guscio 9 è preferibilmente ma non necessariamente munito in particolare nella sua semiparte 9a di una finestra 20 attraverso cui il cilindro di infusione 2 è estraibile dal vano 13 una volta che è stato rimosso dal carrello 11. La finestra 20 è accessibile direttamente dall’esterno della macchina.
Il carrello 11 è supportato in modo oscillabile da un perno 15 che a sua volta è supportato da un cursore 16 presentante internamente una madrevite 31 impegnata con una vite senza fine 17 orientata nella direzione dell’asse del pistone di chiusura 3 e movimentabile da un motoriduttore 18.
Per l’esecuzione dell’oscillazione del carrello 11 la semiparte 9b del guscio 9 presenta una camma sotto forma di asola 51 in cui si impegna un perno 52 portato da una propaggine 53 del carrello 11. L’asola 51 presenta un tratto rettilineo 54 orientato nella direzione dell’asse del pistone di chiusura 3 ed un tratto curvilineo 55.
Il gruppo di movimentazione del cursore 16, comprendente il motoriduttore 18 e la vite senza fine 17, è supportato dall’incastellatura 10 esternamente al guscio 9.
Il cursore 16 è disposto attraverso una feritoia rettilinea 19 ricavata attraverso lo spessore di parete della semiparte 9b del guscio 9 e orientata nella direzione dell’asse del pistone di chiusura 3.
L’organo di presa 32 del movimento sul secondo braccio 35 del bilanciere 32 coopera selettivamente con una prima camma di comando 37 configurata e disposta in modo tale da generare una oscillazione del bilanciere 32 nel senso che corrisponde allo spostamento verso la posizione protratta del pistone di espulsione 5 o con una seconda camma di comando 38 configurata e disposta in modo tale da generare una oscillazione del bilanciere 32 nel senso che corrisponde allo spostamento verso la posizione ritratta del pistone di espulsione 5.
La distanza del secondo perno 103 della biella 100 dal perno di oscillazione 41 del bilanciere 32 è maggiore della distanza dell’organo di presa del movimento 36 dal perno di oscillazione 41 del bilanciere 32.
In questo modo lo spostamento del secondo perno 103 della biella 100 è amplificato rispetto allo spostamento dell’organo di presa del movimento 36.
La prima camma di comando 37 è ricavata su un elemento longitudinale 43 oscillabile in contrasto e per azione di un elemento elastico (non mostrato) tra una posizione di appoggio contro una battuta di arresto 44 ed una posizione di disimpegno dalla battuta di arresto 44.
L’elemento elastico è configurato e disposto in modo tale da mantenere l’elemento longitudinale 43 normalmente premuto contro la battuta di arresto 44.
L’elemento longitudinale 43 è fulcrato al guscio 9, ed in particolare alla sua semiparte 9b, tramite un perno di oscillazione 45 orientato nella direzione dell’asse di oscillazione del bilanciere 32.
La seconda camma di comando 38 è ricavata da un piano inclinato 46 presente nel guscio 9, ed in particolare nella sua semiparte 9b. Il guscio 9, ed in particolare la sua semiparte 9b, presenta una guida per il perno di presa 36 definita dalla parete di delimitazione laterale 47 di un ribasso 48 presente nel lato interno della semiparte 9b guscio 9.
Anche l’elemento allungato 43 è interamente posizionato nel ribasso 48.
La seconda camma di comando 38 e la battuta di arresto 44 sono ricavate da porzioni sagomate della superficie di delimitazione laterale 47 del ribasso 48.
Il gruppo di infusione 1 è particolarmente ma non necessariamente del tipo noto presentante un sistema di convogliamento dell’infuso di caffè verso un erogatore remoto (non mostrato).
Il sistema di convogliamento presenta un primo tubo flessibile 63 ed un secondo tubo flessibile 64 in comunicazione tra di loro attraverso una camera 65 ricavata in un blocchetto 66 supportato lateralmente dal pistone di chiusura 3.
Il primo tubo 63 è collegato all’erogatore remoto mentre il secondo tubo 64 è collegato ad un foro (non mostrato) di uscita dell’infuso di caffè dal cilindro di infusione 2.
Per lo scarico dell’infuso di caffè rimanente all’interno dei tubi 63 e 64 viene previsto in modo noto un otturatore 67 di un foro 68 atto a mettere i tubi 63 e 64 in comunicazione diretta con l’atmosfera. L’otturatore 67 è mobile in contrasto e per l’azione di una molla 69 tra una posizione di chiusura del foro 68 durante l’infusione ed una posizione di apertura stanziata per l’apertura del foro 68 al termine dell’infusione per lo scarico per gravità dell’infuso di caffè residuo. Il funzionamento del gruppo di infusione 1 è il seguente.
Il cilindro di infusione 2 si trova ad inizio corsa al di sotto del caricatore 6 con asse in direzione verticale o di poco inclinato rispetto alla direzione verticale. Il pistone di espulsione 5 è in posizione ritratta.
Al termine del caricamento della polvere di caffè nel cilindro di infusione 2, il motoriduttore 18 aziona in rotazione la vite senza fine 17 lungo cui trasla il cursore 16 per effetto dell’accoppiamento con la vite senza fine 17 tramite la madrevite 31.
Il carrello 11 fulcrato al cursore 16 comincia a trascinare in salita il cilindro di infusione 2.
Durante la parte iniziale del trascinamento in salita il perno 52 percorre il tratto curvilineo 55 della camma 51 che causa l’oscillazione (antioraria nelle figure) del carrello 11 e conseguentemente del cilindro di infusione 2 fino a che l’asse di questo ultimo si allinea all’asse del pistone di chiusura 3.
Nel successivo movimento in salita il cilindro di infusione 2 mantiene lo stesso orientamento angolare dato che il perno 52 percorre il tratto rettilineo 54 della camma 51.
Durante la salita del cilindro di infusione 2 il perno di presa 36 scorre lungo la guida 47 e si incunea tra la battuta di arresto 44 e l’elemento allungato 43 che cede comprimendo l’elemento elastico da cui è azionato permettendo il passaggio del perno di presa 36. Dopo il passaggio del perno di presa 36 l’elemento allungato 43 si riporta contro la battuta di arresto 44 per effetto della distensione dell’elemento elastico contro cui si era precedentemente compresso.
Il cilindro di infusione 2 va quindi ad impegnarsi con il pistone di chiusura 3.
Il cilindro di infusione 2 si arresta in questa posizione con il pistone di espulsione 5 ancora in posizione ritratta.
Per l’infusione un condotto interno 70 del pistone di chiusura 3 viene alimentato con un flusso di acqua appositamente riscaldata da una apposita caldaia (non mostrata). L’acqua calda di infusione è iniettata nella camera di infusione e l’infuso risultante è estratto tramite l’apposito foro di uscita previsto nel cilindro di infusione 2. Al termine dell’infusione inizia il movimento di discesa del cilindro di infusione 2 reso possibile dall’inversione del movimento trasmesso dal motoriduttore 18.
Durante l’esecuzione della iniziale traslazione in discesa il cilindro di infusione 2 si disimpegna dal pistone di chiusura 3 ed il perno di presa 36 va ad impegnarsi con la prima camma di comando 37 che rimane bloccata contro la battuta di arresto 44. Per effetto dello scorrimento lungo la prima camma di comando 37, il perno di presa 36 viene assoggettato ad una forza di spostamento che provoca l’oscillazione del bilanciere 32 (in senso orario nei disegni) attorno al perno di oscillazione 41. L’oscillazione del bilanciere 32 viene amplificata dalla biella 100 e si trasforma così in uno spostamento di notevole entità del pistone di espulsione 5 verso la posizione di estrazione.
Il cilindro di infusione 2 conclude la sua discesa con una oscillazione contraria a quella iniziale, per effetto dell’impegno del perno 52 con il tratto curvilineo 55 della asola 51, con cui si riporta nella posizione di carico di una nuova carica di caffè 30.
Durante l’oscillazione del cilindro di infusione 2 il perno di presa del movimento 36 si impegna con la seconda camma di comando 38 da cui riceve una forza di spostamento che provoca l’oscillazione del bilanciere 32 (in senso antiorario nei disegni). L’oscillazione del bilanciere 32 causa il trascinamento del pistone di espulsione 5 ad opera della biella 100 verso la posizione di ritrazione.
L’invenzione si adatta particolarmente per una macchina da caffè a sviluppo prevalente verticale in cui il cilindro di infusione è posto al di sotto del pistone di chiusura e presenta una componente di movimentazione traslatoria inclinata rispetto al piano di appoggio della macchina da caffè.
L’aspetto particolarmente vantaggioso dell’invenzione consiste nel prevedere una costruzione del gruppo di infusione capace di amplificare lo spostamento del pistone di espulsione 5 a parità di corsa del cilindro di infusione 4 in modo tale da poter aumentare la capacità volumetrica del cilindro di infusione senza dover incrementare l’ingombro complessivo del gruppo di infusione stesso.
La macchina da caffè potrà quindi erogare correttamente dosi più elevate con un cinematismo di movimentazione del cilindro di infusione e del pistone di espulsione compatto ed allo stesso tempo estremamente solido ed efficace.
Il gruppo di infusione così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè, comprendente un pistone di chiusura (3), un cilindro di infusione (2) assoggettabile ad una corsa rototraslatoria reversibile tra una posizione di carico di una carica di caffè (30), in cui è disimpegnato dal pistone di chiusura (3) e presenta l’asse inclinato rispetto all’asse del pistone di chiusura (3), ed una posizione di infusione in cui è impegnato con il pistone di chiusura (3) e presenta l’asse nella direzione dell’asse del pistone di chiusura (3), un pistone di espulsione (5) della carica di caffè (30) esausta, scorrevole all’interno del cilindro di infusione (2) nella direzione dell’asse del cilindro di infusione (2) tra una posizione ritratta ed una posizione protratta per l’espulsione della carica di caffè (30) esausta, ed un bilanciere oscillante (32) di spostamento di detto pistone di espulsione (5), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di amplificazione dello spostamento di detto pistone di espulsione (5) colleganti detto pistone di espulsione (5) a detto bilanciere oscillante (32).
  2. 2. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di amplificazione comprendono una biella (100) che presenta un primo collegamento snodato con detto pistone di espulsione (5) ed un secondo collegamento snodato con detto bilanciere (32).
  3. 3. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto primo collegamento snodato comprende un primo perno (101) impegnato in una asola (39).
  4. 4. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta asola (39) è ricavata su uno stelo (40) di detto pistone di espulsione (5).
  5. 5. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta asola (39) si sviluppa trasversalmente all’asse di detto pistone di espulsione (5).
  6. 6. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo una qualunque rivendicazione da 3 a 5, caratterizzato dal fatto di prevedere una guida di scorrimento (102) per detto primo perno (101) lungo la direzione assiale di detto pistone di espulsione (5).
  7. 7. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo una qualunque rivendicazione da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che detto primo perno (101) è sostenuto da una prima estremità di detta biella (100).
  8. 8. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo una qualunque rivendicazione 6 e 7, caratterizzato dal fatto che detta guida di scorrimento (102) è ricavata nel corpo di un carrello (11) che supporta detto cilindro di infusione (2), detto carrello (11) essendo scorrevole nella direzione dell’asse del pistone di chiusura (3) ed oscillabile con un asse di oscillazione orientato nella direzione dell’asse di oscillazione del detto bilanciere (32).
  9. 9. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo una qualunque rivendicazione da 2 a 8, caratterizzato dal fatto che detto secondo collegamento snodato comprende una cerniera.
  10. 10. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta cerniera presenta un secondo perno (103) sostenuto da una seconda estremità di detta biella (100).
  11. 11. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto secondo perno (103) è parallelo all’asse di oscillazione di detto bilanciere (32).
  12. 12. Gruppo di infusione (1) per macchina da caffè secondo una qualunque rivendicazione 10 e 11, caratterizzato dal fatto che detto secondo perno (103) vincola detta seconda estremità di detta biella (100) ad un primo braccio (33) di detto bilanciere (32) avente a sua volta un secondo braccio (35) munito di organo (36) di presa del movimento oscillatorio.
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