IT201800003883A1 - Gruppo erogatore a leva per macchine da caffè. - Google Patents

Description

Titolo: "Gruppo erogatore a leva per macchine da caffè"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo erogatore a leva per macchine da caffè espresso nonché ad una macchina per caffè espresso comprendente uno o più gruppi erogatori a leva.

Gli erogatori a leva, o altrimenti denominati a pistone, sono noti nel settore delle macchine per la preparazione del caffè espresso in quanto sono quelli che hanno consentito la nascita e l’evolversi del caffè espresso, tanto è vero che una macchina, provvista con tale tipo di erogatore, è tutt’oggi riconosciuta da molti operatori del settore, come la vera macchina per il caffè espresso all’italiana.

Con il nome di gruppo erogatore a leva per macchina da caffè espresso, si intende un dispositivo comprendente un alloggiamento, con prevalente estensione verticale, esteso tra un basamento inferiore ed una traversa superiore, un albero posizionato entro detto alloggiamento e libero di traslare lungo la detta estensione verticale. L’albero è provvisto di una estremità superiore e di una estremità inferiore. Una prima apertura è ricavata in detto basamento inferiore dell’alloggiamento e detta estremità inferiore dell’albero, passando attraverso detta apertura, si estende al di sotto del basamento. Un piattello, svolgente funzione di pistone, è fissato alla estremità inferiore del detto albero perpendicolarmente all’asse verticale dello stesso. Una seconda apertura, ricavata nella traversa superiore del detto alloggiamento, è allineata con la estremità superiore di detto albero che fuoriesce da essa.

Un elemento elastico, praticamente una molla elicoidale, è inserita coassialmente all’albero tra il detto piattello portato dalla estremità inferiore dell’albero e la detta traversa superiore dell’alloggiamento. Una leva, in forma di asta, è funzionalmente collegata, con una sua estremità, alla detta estremità superiore del detto albero con la interposizione di un meccanismo a camma montato su un perno il cui asse è disposto perpendicolarmente all’asse verticale dell’albero.

Il dispositivo è infine provvisto di mezzi di aggancio, posti in corrispondenza di detta prima apertura del basamento dell’alloggiamento, atti ad accogliere e trattenere un portafiltro per una determinata dose di caffè macinato, nonché di mezzi atti ad azionare la alimentazione di acqua calda entro il portafiltro, quando questo è posizionato contro l’apertura del basamento.

Per la preparazione del caffè con il tipo di erogatore a leva sopra menzionato, dopo aver posizionato il portafiltro, con la prescritta dose di caffè macinato, al di sotto dell’apertura del basamento dell’alloggiamento, l’operatore provvede ad abbassare manualmente la leva conferendo a questa uno spostamento angolare rispetto all’alloggiamento.

La leva, tramite i meccanismi a camma cui si è fatto cenno, provvede a sollevare l’albero la cui estremità è munita di piattello. Questo provvede a comprimere l’elemento elastico, presente nell’alloggiamento, tra lo stesso piattello e la traversa superiore dell’alloggiamento a gabbia.

Lo spostamento angolare della leva viene fermato dal meccanismo a camma quando la compressione dell’elemento elastico ha raggiunto un predeterminato valore ed il meccanismo a camme ha raggiunto un tratto di profilo corrispondente ad una posizione di stallo per la leva.

A questo punto, provvedendo a conferire alla leva un leggero spostamento angolare, l’operatore determina l’uscita dalla posizione di stallo e quindi l’avvio della erogazione della bevanda.

Questa avviene grazie all’attivazione automatica dei mezzi di alimentazione dell’acqua calda verso il porta filtro ed in seguito all’espansione dell’elemento elastico che provvede a scaricare sul piattello, che ora assume la funzione di un pistone, l’energia accumulata durante la fase di compressione.

Contemporaneamente alla erogazione della bevanda, l’espansione dell’elemento elastico determina anche il ritorno della leva alla sua posizione iniziale o di attesa.

La presenza della dose di caffè macinato nel portafiltro ed il passaggio dell’acqua calda attraverso la dose per la formazione della bevanda, quindi nelle condizioni di normale funzionamento dell’erogatore, il movimento angolare di ritorno della leva avviene gradualmente e lentamente senza generare pericoli di sorta per l’operatore che si trova nei pressi della macchina.

In pratica si è invece constatato che, particolarmente quando diversi operatori si alternano alla macchina da caffè, può accadere che la leva venga spostata e quindi l’elemento elastico venga caricato in compressione, senza che una adeguata dose di caffè macinato si trovi all’interno del portafiltro oppure senza che quest’ultimo sia stato correttamente agganciato sotto l’apertura del basamento dell’alloggiamento.

In tale caso, lo spostamento della leva fuori dalla sua posizione di stallo che automaticamente fa iniziare la fase di erogazione della bevanda, provoca un improvviso e veloce ritorno della leva stessa verso la sua posizione iniziale dal momento che la sua corsa non può venire rallentata dalla contrapposizione sul piattello-pistone del flusso di acqua calda attraversante la dose di formazione della bevanda.

Si verifica pertanto una situazione di potenziale pericolo per l’operatore che può subire un forte colpo da parte della estremità libera della leva durante il suo repentino ritorno alla condizione iniziale o di attesa.

Ciò premesso, uno scopo della presente invenzione è quello di presentare un gruppo erogatore a leva o a pistone per macchine da caffè espresso, che non generi il pericolo sopra menzionato in caso di assenza di dose di caffè macinato nel portafiltro oppure in caso di mancato od errato posizionamento del portafiltro stesso sull’erogatore.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di presentare un gruppo erogatore a leva o a pistone per macchina da caffè espresso che offra all’operatore una forza ausiliare, se richiesta, nell’effettuare la manovra di caricamento dell’elemento elastico attuando uno spostamento angolare servo assistito della leva.

Questi ed altri scopi, che meglio appariranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti da un gruppo erogatore a leva per macchine da caffè espresso, il quale si caratterizza in accordo con la rivendicazione 1 che seguirà.

L’invenzione verrà ora maggiormente descritta con riferimento ad una sua forma preferita di attuazione mostrata in via di esempio indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 mostra una vista schematica in prospettiva dell’insieme di un gruppo erogatore a leva, secondo l’invenzione, senza portafiltro, con la leva in posizione di attesa;

- la Figura 2 mostra una vista schematica in prospettiva dell’insieme di un gruppo erogatore a leva, secondo l’invenzione, senza portafiltro, con la leva in posizione di stallo;

- la Figura 3 mostra una vista schematica in prospettiva esplosa dell’insieme degli elementi componenti il gruppo erogatore a leva senza il portafiltro;

- la Figura 4 mostra una sezione trasversale schematica del gruppo a leva secondo l’invenzione con la leva in posizione di stallo e portafiltro agganciato al gruppo;

- la Figura 5 mostra una vista laterale schematica di una macchina per caffè espresso con gruppo erogatore a leva mostrante la traiettoria angolare coperta dalla leva nel passare dalla posizione di stallo a quella di attesa e viceversa.

Con riferimento alle suddette figure, ed in particolare alle figure 1, 2 e 3, il gruppo erogatore a leva è complessivamente indicato con 1. Esso comprende un alloggiamento 2, con prevalente estensione verticale, ad esempio in forma di una gabbia, con il contorno laterale aperto, esteso tra un basamento inferiore 3 ed una traversa superiore 4.

Entro detto alloggiamento 2, libero di traslare lungo la detta estensione verticale, è posizionato un albero 5, provvisto di una estremità superiore 6 e di una estremità inferiore 7. Una prima apertura 8 è ricavata in detto basamento inferiore 3 dell’alloggiamento 2. L’estremità inferiore 7 dell’albero 5, passando attraverso la detta apertura 8, si estende al di sotto del basamento 3 penetrando in una camera 9, provvista di passaggio 10 in allineamento con l’apertura 8 del basamento 3.

Un piattello 11, svolgente anche la funzione di un pistone, è fissato alla estremità inferiore 7 dell’albero 5, tramite un tratto filettato 12, perpendicolarmente all’asse verticale dello stesso albero. Il piattello pistone 11 è provvisto di anelli di tenuta convenzionali 13, atti a cooperare con la parete cilindrica interna della camera 9, durante la erogazione della bevanda, come verrà maggiormente descritto nel seguito.

Una seconda apertura 14, ricavata nella traversa superiore 4 del detto alloggiamento 2, è allineata con la estremità superiore 6 dell’albero 5 che fuoriesce da essa.

Un elemento elastico, praticamente una molla elicoidale 15, è posto coassialmente all’albero 5, tra il detto piattello 11, portato dalla estremità inferiore 7 dell’albero 5 e la detta traversa superiore 4 dell’alloggiamento 2. Una leva, in forma di asta 16, con estremità libera 16a ed estremità contrapposta a forchetta 17, è montata sull’alloggiamento 2 tramite un perno 18 ed è atta a venire spostata angolarmente attorno all’asse X-X, coincidente con il detto perno 18, tra una prima posizione di attesa “A”, mostrata in figura 1, ed una seconda posizione di stallo “S”, mostrata in figura 2, come verrà maggiormente descritto nel seguito.

Sullo stesso perno 18 sono montate le camme 19 e 20 i cui profili 21 e 22 sono scorrevolmente in impegno con rispettivi cuscinetti a sfere 23 e 24 portati dal perno 25 che si impegna trasversalmente nel foro 25a, dell’estremità 6 dell’albero 5.

Le camme 19 e 20 montate sul perno 18, e solidali con esso, ed i cuscinetti 23 e 24, portati dall’albero 25, costituiscono un meccanismo a camma e seguitore di camma che consente il collegamento funzionale tra la leva 16 e la estremità superiore 6 del detto albero 5.

In accordo con l’invenzione, sullo stesso asse X-X del perno 18 è calettato il rotore di un motore elettrico, del tipo a corrente continua, indicato complessivamente con 26 in figura 1, con la interposizione di un dispositivo di accoppiamento assiale 27 che, in accordo con una modalità di attuazione dell’invenzione, consente l’accoppiamento rotatorio tra il rotore del motore ed il perno 18 in una sola direzione di rotazione, come meglio si vedrà dal seguito della descrizione.

In accordo con una forma realizzativa non esclusiva, il suddetto rotore è del tipo comprendente magneti permanenti.

Con riferimento alle figure 4 e 5, si rileva che la preparazione di un caffè espresso, facendo uso di un gruppo a leva secondo l’invenzione, prevede il posizionamento di un portafiltro 28, con al suo interno una predeterminata dose 29 di caffè macinato, sotto la camera di erogazione 9, utilizzando, per mantenerlo nella corretta posizione, convenzionali mezzi di aggancio 8a.

La camera 9 è in comunicazione con una sorgente di acqua calda 30, tramite un condotto 31 intercettato da una valvola comandabile 32.

L’erogazione viene impostata dall’operatore spostando angolarmente la leva 16 attorno all’asse X-X, a partire dalla sua posizione di attesa A, mostrata nelle figure 1 e 5, sino a portala nella sua posizione di stallo S, mostrata in figura 2 ed in figura 5. Tale spostamento angolare della leva 16, determina, tramite le camme 21 e 22 in contatto con i cuscinetti a sfere 23 e 24, il sollevamento dell’albero 5 con relativo piattello - pistone 11.

Quest’ultimo provoca la compressione della molla elicoidale 15 contro la traversa 4 dell’alloggiamento 2. La molla rimane in tale posizione compressa sino a che la leva 16 rimane nella sua posizione di stallo S determinata da un particolare tratto dei profili 21 e 22 delle camme 19 e 20.

Quando si desidera preparare la bevanda, una piccola spinta, esercitata sulla leva 16, la fa uscire dalla posizione di stallo con la conseguenza che la molla 15 viene liberata dal suo stato di compressione, determina la discesa del piattello 11 entro la camera 9 e provoca la spinta dell’acqua calda attraverso la dose di caffè macinato che si trova nel sottostante portafiltro 28. La bevanda erogata viene raccolta nella tazza 33.

Contemporaneamente alla discesa del piattello - pistone 11, la leva 16 si sposta angolarmente ritornando alla posizione di attesa A con un movimento rallentato a causa della contrapposizione sul piattello 11 del flusso di acqua calda che sta formando la bevanda entro la camera 9.

In tali condizioni di movimento, la estremità libera 16a della leva 16 che si sta spostando angolarmente, non determina situazioni pericolose per l’operatore.

Al contrario, nella eventualità in cui il portafiltro 28 sia stato posizionato in modo scorretto oppure senza la dose di caffè macinato al suo interno, lo spostamento della leva 16 dalla posizione di stallo “S” effettuato con l’intento di provocare l’erogazione della bevanda, provocherebbe un suo ritorno veloce verso la posizione di attesa “A”, in conseguenza del fatto che, sul piattello-pistone 11, non agisce alcuna forza di contrasto.

In accordo con l’invenzione, in tali circostanze, lo spostamento della leva 16 viene frenato dal motore a corrente continua 26, il cui statore, se la selezione operativa è stata solamente manuale, si trova in condizioni di cortocircuito. Infatti, il rotore, calettato sul perno 18, viene posto in rotazione dalla salita dell’albero 5 e dal movimento delle camme 19, 20, i cui profili si trovano in impegno con i seguitori di camma costituiti dai cuscinetti a sfere 23 e 24, e genera un campo magnetico che viene contrastato da quello indotto nello statore che si trova in corto circuito.

Le condizioni di sicurezza per l’operatore vengono quindi garantite anche in questo caso di errata predisposizione del gruppo.

In accordo con una realizzazione alternativa dell’invenzione, il motore 26 anziché svolgere unicamente la funzione di freno per contrastare la risalita veloce della leva 16, in caso di errata applicazione del portafiltro 28 oppure in caso di assenza della dose di caffè macinato, in base ad una selezione effettuata dall’operatore, ad esempio tramite un selettore 26a, posizionato sulla stessa leva 16, può svolgere, venendo alimentato, la funzione di servo motore agente sulla leva 16 durante il suo abbassamento per la carica della molla elicoidale 15. In questo caso il dispositivo di accoppiamento assiale 27 dovrà consentire l’accoppiamento rotatorio in entrambi i sensi di rotazione.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione alternativa dell’invenzione, la leva 16 può includere un sensore di sforzo che rileva l’entità di forza applicata alla leva per effettuarne il suo spostamento angolare con emissione di un relativo segnale, una unità di ricezione del segnale corrispondente alla entità di sforzo rilevata, un’unità di elaborazione e di emissione di un segnale di comando della alimentazione elettrica del detto motore proporzionale alla entità del segnale di sforzo rilevato.

Conseguentemente il dispositivo di accoppiamento 27, quando il motore 26 viene alimentato per svolgere una funzione di parziale servo assistenza all’azionamento manuale della leva 16, dovrà comprendere anche la possibilità di un funzionamento a frizione.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Gruppo erogatore (1) a leva (16), per macchina da caffè espresso, comprendente un alloggiamento (2), con prevalente estensione verticale, esteso tra un basamento inferiore (3) ed una traversa superiore (4), un albero (5) posizionato entro detto alloggiamento (2) e libero di traslare lungo la detta estensione verticale, detto albero (5) essendo provvisto di una estremità superiore (6) e di una estremità inferiore (7), una prima apertura (8) ricavata in detto basamento inferiore (3) dell’alloggiamento, detta estremità inferiore (7) dell’albero (5) passando attraverso detta apertura (8) ed estendendosi al di sotto del basamento (3), un piattello (11), fissato alla estremità inferiore (7) del detto albero (5) perpendicolarmente all’asse verticale dello stesso, una seconda apertura (14), ricavata nella traversa superiore (4) del detto alloggiamento (2) allineata con la estremità superiore (6) di detto albero (5) che fuoriesce da detta apertura (14), un elemento elastico (15), reagente tra il detto piattello (11) portato dalla estremità inferiore (7) dell’albero (5) e la detta traversa superiore (4) del detto alloggiamento (2), una leva (16), in forma di asta, con una estremità libera (16a) e con la estremità contrapposta(16b) funzionalmente collegata alla detta estremità superiore (6) del detto albero (5) con la interposizione di un meccanismo a camma (19, 20, 21, 22) e seguitore di camma (23, 24), detto basamento (3) dell’alloggiamento (2) essendo provvisto di mezzi di aggancio (8a), posti in corrispondenza di detta prima apertura, (8) atti ad accogliere e trattenere un portafiltro (28) per una determinata dose di caffè macinato, nonché di mezzi (32) per azionare la alimentazione di acqua calda entro il detto portafiltro (28), quando posizionato contro detta prima apertura (8), caratterizzato per il fatto che detta leva (16) è montata angolarmente spostabile attorno ad un perno (18) supportato da detto alloggiamento (2) con asse (X-X) disposto perpendicolarmente all’asse verticale di detto albero (5), che la camma (19,20,21,22), di detto meccanismo a camma, è montata su detto perno (18) ed è spostabile angolarmente insieme con la detta leva (16), e che il seguitore di camma (23, 24) è connesso con la detta estremità superiore (6) di detto albero (5).
2. 2) Gruppo erogatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per l fatto che include un motore elettrico (26) a corrente continua, il cui rotore è collegato al detto perno (18), e mezzi (26a) per connettere e disconnettere l’alimentazione elettrica a detto motore (26) selezionabili dall’operatore.
3. 3) Gruppo erogatore secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che detti mezzi (26a) per connettere e disconnettere l’alimentazione elettrica a detto motore (26) selezionabili dall’operatore, comprendono la chiusura in corto circuito dell’avvolgimento di statore del detto motore elettrico (26).
4. 4) Gruppo erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3 caratterizzato per il fatto che il rotore di detto motore elettrico è del tipo comprendente magneti permanenti.
5. 5) Gruppo erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzato per il fatto che il detto seguitore di camma (23, 24) connesso con la detta estremità superiore (6) del detto albero (5) comprende almeno un cuscinetto a sfere per il contatto con il profilo (21, 22) della camma (19, 20) del meccanismo a camma.
6. 6) Gruppo erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato per il fatto che detti mezzi (26a) per connettere e disconnettere l’alimentazione elettrica a detto motore (26) sono posizionati sulla detta leva (16).
7. 7) Gruppo erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato per il fatto che detti mezzi (26a) per connettere e disconnettere la alimentazione elettrica al detto motore (26) comprendono un sensore di sforzo che rileva l’entità di forza applicata alla detta leva (16) per effettuarne il suo spostamento angolare con emissione di un relativo segnale, una unità di ricezione del segnale corrispondente alla entità di sforzo rilevata, un’unità di elaborazione e di emissione di un segnale di comando della alimentazione elettrica del detto motore proporzionale alla entità del segnale di sforzo rilevato.