IT201800006932A1

IT201800006932A1 - Macchina da caffè comprendente un innovativo meccanismo di leveraggio con una leva d’azionamento a ridotto numero di componenti e complessità.

Info

Publication number: IT201800006932A1
Application number: IT102018000006932A
Authority: IT
Inventors: Fernando Carbonelli
Original assignee: Fernando Carbonelli
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2018-10-06
Also published as: WO2019035150A1

Description

Titolo

Macchina da caffè comprendente un innovativo meccanismo di leveraggio con una leva d’azionamento a ridotto numero di componenti e complessità.

Title

Coffee machine comprising an innovative linkage mechanism with an actuating lever with a reduced number of components and complexity.

DESCRIZIONE

La presente innovazione riguarda il campo delle macchine da caffè espresso per la produzione di bevande (Caffè, thè, infusi in generale), applicabile anche in campo navale, automotive, aeronautico e ferroviario, ed in dettaglio riguarda un innovativo meccanismo di leveraggio con una leva d’azionamento a ridotto numero di componenti e complessità da utilizzare nei più svariati settori, che per le sue ridotte dimensioni ed il suo basso numero di componenti, può considerarsi unica nel suo genere. L’infuso ed in particolare il caffè può essere raccolto in cialde, capsule o sfuso. Tale macchina da caffè espresso, per il suo particolare leverismo di chiusura, che ne riduce notevolmente il numero di componenti, la complessità e le dimensioni e per la sua caldaia integrata priva di serpentine che ne riduce notevolmente il volume, può essere adatta a piccoli spazi ed inserita agevolmente su scrivanie d’ufficio o in spazi ad essa dedicati.

Sono note macchine da caffè espresso costituite da: - un termoblocco, che ha il compito di innalzare la temperatura dell’acqua fino a circa 90°;

- un portacialde generalmente fatto di materiale plastico non strutturale, sul quale è posizionata la cialda, la capsula e/o l’infuso;

- un sistema di leverismo, che garantisce la chiusura ermetica del gruppo ad alti valori di pressioni e temperatura.

Tali macchine sono destinate ad uffici, bar ed ad uso casalingo e sono realizzate per mezzo di iniezione di materiali plastici e/o metallici come (acciaio, ottone, bronzo, alluminio, etc..), lavorati a CNC, tornio, fresa, piegatrice, trapani a colonna etc.. .

US D755,000S insegna ad esempio che una macchina da caffè espresso è composta da una molteplicità di componenti, alcuni plastici ed ottenuti per iniezione e che ne costituiscono per lo più la parte estetica e/o strutturale con l’aggiunta di nervature. In essa, il meccanismo di chiusura è formato da non meno di tre parti distinte:

- una leva di azionamento;

- una biella;

- una manovella;

collegate al termoblocco ed ai montanti di sostegno per mezzo di spine, viti e/o bulloni che ne garantiscono la movimentazione e la chiusura ermetica con il porta-cialde.

Per quanto concerne invece la macchina espresso, il documento US 2010132565 A1,

illustra anch’esso un meccanismo di chiusura, in cui più parti, con minimo tre componenti:

- una leva;

- una biella;

- una manovella,

collegate tra loro ed al termoblocco mobile, trasformano il moto rotatorio, applicato dall’esterno per mezzo della leva, in moto rettilineo necessario al cinematismo dello stesso, garantendo così la chiusura ermetica durante la fase di infusione, ed ad alti valori di pressione e temperatura.

E’, inoltre noto, che l’assieme delle parti di una macchina per espresso debba rispondere a normative in termini di resistenza alla pressione, alla forza sopportabile ed agli incrementi termici, specie nei punti in cui si vanno ad accumulare ed incrementare tali valori, ed a normative di sicurezza in campo elettrico.

In particolare, una macchina da caffè espresso comprende almeno 5 parti distinte:

- un termoblocco con resistenze e termostati;

- un sistema di azionamento costituito da bielle, manovelle, leva e spine;

- un portacialde su cui è inserito un filtro;

- una pompa di almeno 9 bar;

- una vaschetta di raccolta dell’acqua;

- una serie di tubi, raccordi ed interruttori;

alle quali possono essere aggiunti ulteriori componenti al fine di ottimizzare e migliorare le possibili regolazioni, il confort e l’estetica (manopole, valvole, azionamenti, regolazione, scocche , raffigurazioni etc..).

In dettaglio, i sistemi di movimentazione del portacialda o del termoblocco necessitano di molteplici elementi prima di essere inseriti. Tali elementi comprendono almeno una biella, una manovella, una leva di azionamento ed una struttura di sostegno dove poi fissare con perni e/o spine l’assieme assemblato. Essi sono necessari per la trasformazione del moto da rotativo a traslatorio, mediante il cinematismo del suddetto gruppo di leverismo.

Un meccanismo per macchine da caffè espresso di tipo noto (Lavazza a modo mio) è illustrato in US D755,0005S ed US 2016150907(A1); il documento mostra una maniglia in acciaio sagomato collegata ad una biella in plastica, rinforzata da nervature ed attenuta per iniezione, a sua volta collegata ad una manovella anch’essa in plastica e che assieme ne costituiscono l’azionamento. Tale manovellismo è fissato al telaio in plastica, rinforzato da nervature.

Le macchine da caffè espresso di tipo noto presentano alcuni svantaggi. In particolare, per la realizzazione dei diversi componenti della scocca, della caldaia e del manovellismo oltre che per il fissaggio degli elementi elettrici ed idraulici, occorre realizzare numerosi stampi e soltanto in una fase successiva di lavorazione si provvede a realizzare l’assemblato definitivo, con notevole sforzo per le numerose parti in essere.

Non ultimo, all’ossatura di sostegno, debbono poi essere fissate, oltre quelle parti che permettono di effettuare il cinematismo ed il riscaldamento, anche le scocche esterne che ne assicurano l’estetica. Tipicamente, esse sono costituite in plastica o lamiere piegate, ancorata alla base e/o ai montanti mediante appositi elementi di fissaggio, spesso ad innesto rapido.

Queste lavorazioni sono onerose dal punto di vista temporale ed inefficiente dal punto di vista economico. La presenza di numerose parti o altri equivalenti mezzi di fissaggio (viti e bulloni) crea dei punti critici, nei quali si possono verificare eventi fortuiti di allentamento o distacco dei mezzi di fissaggio, con conseguenti malfunzionamenti o, peggio, rotture della macchina.

Scopo della presente innovazione è descrivere un sistema di leverismo, utilizzabile anche in altri settori diverso da quello attuale, con riduzione del numero di componenti e complessità, esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un innovativo sistema di leveraggio applicabile ad una qualunque macchina da caffè espresso o ad altro che nel caso specifico sarà costituita da:

- un termoblocco 1 formato da due parti principali 1^1 ed 1^2, avvitate mediante accoppiamento filettato e portate a filo tra loro in modo da ridurne notevolmente l’ingombro;

- un portacialde 2;

- una leva/maniglia 3 o 3’;

- quattro alberini 4;

- due montanti laterali 5 opportunamente asolati;

- una piastrina guida posteriore 6 o 6’;

- una base 7;

- un siluro ad elica 8;

- case-serbatoio 9 o 9’;

- top-case 10.

Troviamo pertanto che il gruppo S=K+5 (fig.27) costituente il sistema di leverismo, della presente invenzione, ed adottato per la movimentazione del portacialde 2 e/o del termoblocco 1, è costituito da: - una leva/maniglia 3 o 3’, con o senza barra (sistemi) di rimando, sulla quale sono inseriti, negli appositi fori praticati sulle facce laterali, degli alberini 4 opportunamente studiati nella sequenza dei diametri e che calzati nelle asole aperte lungo i montanti laterali 5 generano il moto del portacialde 2. In tal modo, si supera l’uso di viti e/o bulloni per la movimentazione dell’assieme K rispetto alle sedi-guida asolate 1D ricavate nei montanti laterali 5.

Pertanto, il sistema di azionamento completo S=K+5 (fig.27), formato dall’assieme mobile K (fig.26) e dai due montanti laterali 5 fissi e vincolati tra loro attraverso le guide asolate 1D ed i quattro alberini 4, è costituito da:

- una leva 3 o 3’;

- quattro alberini 4;

- due montanti 5 asolati da guide programmate(1D).

Il sottogruppo K (Fig.26) è montato dall’alto e/o dal basso e prima di fissare attraverso viti il termoblocco 1 alle pareti laterali dei montanti 5 utilizzando i fori 2D in essi praticati, e senza l’aggiunta di ulteriori elementi di fissaggio quali viti e/o bulloni, ma utilizzando esclusivamente i particolari alberini 4 (fig.20), inseriti e guidati dal percorso programmato 1D ricavato nei montanti laterali 5.

Tale sistema accoppia in modo ermetico il termoblocco 1 al porta-cialde 2 e trasforma il moto rotatorio della leva 3 o 3’ in traslazione del portacialde 2 e/o termoblocco 1.

Con tale configurazione si evita l’inserimento di montanti a C per il sostegno dell’intero gruppo K, risparmiando notevolmente sui processi di lavorazione, sul peso e sui sistemi di fissaggio.

In più, si velocizza il processo di assemblaggio, avendo un notevole ritorno economico. L’inserimento dall’alto dell’intero sotto-gruppo mobile K, guidato attraverso il percorso asolato e programmato 1D, opportunamente studiato, incrementa ulteriormente l’innovazione, risparmiando sulle procedure in fase di assemblaggio.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

• la figura 1 illustra un termoblocco 1 di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione;

• la figura 2 illustra un portacialde 2 di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione;

• la figura 3 illustra la leva di azionamento 3 o 3’ di una macchina di caffè secondo la presente invenzione, in una prima o seconda forma di realizzazione;

- la figura 4 illustra gli alberini di collegamento posti fra la leva di azionamento 3 o 3’ ed i montanti 5 di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione.

- la figura 5 illustra una struttura di sostegno formata da due montanti laterali 5 di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione.

- la figura 6 illustra la piastra guida posteriore 6 o 6’ di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima o seconda forma di realizzazione.

- la figura 7 illustra la base 7 di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione.

- la figura 8 illustra il siluro ad elica 8 di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione.

- la figura 9 illustra il case-serbatoio 9 o 9’ di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima o seconda forma di realizzazione.

- la figura 10 illustra il top-case 10 di una macchina da caffè secondo la presente invenzione, in una prima forma di realizzazione.

In particolare, con riferimento alla figura 3, si prevede il taglio secondo la forma prevista 1C di una lastra in metallo, che successivamente forata 2C e piegata con la forma 3C, formerà la maniglia 3 avente un’unica leva di azionamento esterna 4C (dx o sx) e con collegamento al lato opposto mediante barra di rimando interno 5C; potendo comunque prevederne una in una seconda forma di realizzazione 3’ (fig.3) con maniglia formata da due leve esterne 6C collegate tra loro mediante parte centrale esterna 7C ad evitare il rimando interno 5C come per la maniglia 3; le leve 3 o 3’ accolgono negli appositi fori laterali 2C e 8C gli alberini 4 che innestati ai montanti 5, costituiscono l’azionamento ed il sostegno per le parti precedentemente descritte (fig.14;20).

La fase successiva, mostrata in figura 5, prevede la creazione di asole programmate simmetriche 1D sui due montanti laterali 5, ricavate da una lastra metallica di spessore definito; Il profilo 1D può essere di forma qualunque tale però da garantire ugualmente le funzionalità ed il corretto cinematismo di chiusura tra termoblocco 1 e portacialde 2.

In una seconda fase di lavorazione, le piastre 5 sono forate secondo lo schema 2D, fissate ed isolate al termoblocco 1 mediante perni e boccole in teflon Q (fig.21); i montanti 5 sul lato corto prospiciente la base 7 presentano degli innesti 3D necessari al centraggio ed al fissaggio con la base 7 (fig.14).

Soffermandoci sul sistema di leverismo S (fig.27), questo è formato da:

- una leva 3 o 3’;

- quattro alberini 4;e

- due montanti asolati 5.

esso regola la chiusura e la movimentazione del portacialde 2 rispetto al termoblocco 1 e viceversa. Il sistema S=K+5, mediante la rotazione della maniglia esterna 3 o 3’ imprime il corretto cinematismo, facendo seguire il percorso programmato dalle asole 1D ricavate sui montanti laterali 5 (fig.20) al sottogruppo K, su cui è fissato il portacialde 2 mediante due dei quattro alberini 4 (fig.20).

Nella fase di installazione, il sottogruppo K, viene inserito dall’alto, attraverso le asole 1D praticate sui montanti laterali 5 e prima che sia fissato il termoblocco 1 attraverso i quattro perni laterali ed isolati con boccole in teflon Q (fig.20) a formare il meccanismo di lerverismo completo S.

Con tale sistema di montaggio, che si avvale di quattro alberini 4 opportunamente studiati nella sequenza dei diametri, si evitano viti, bulloni e filettature garantendo così una riduzione dei tempi e dei costi di montaggio.

Una seconda forma di realizzazione della macchina da caffè 1’ secondo la presente invenzione è illustrata nelle figure 12 e 14.

In dettaglio la maniglia 3’ della seconda forma di realizzazione della macchina da caffè 1’ si differenzia da quella precedentemente illustrata 3, per la forma delle pareti laterali 6C (fig.3), che risultano collegate senza piastra di rimando interna 5C, ma attraverso la maniglia esterna 7C a formare una C ed in modo da permettere la presa a mo di cloche, necessaria per l’azionamento del sistema di chiusura (vedi fig.13).

Inoltre, la disposizione del termoblocco 1 e del portacialde 2, che nella prima forma di realizzazione erano posti uno sopra l’atro nella sequenza portacialde 2 sotto e termoblocco 1 sopra rispetto al verso positivo dell’asse Z+ (fig.11), sono ora disposti al contrario ossia invertiti secondo lo stesso asse positiva Z+, incontrando dal basso prima il termoblocco 1 e poi il portacialde 2 come in figura 12.

In tal modo se ne riduce l’ingombro e si ottimizza l’infusione.

In generale, per la realizzazione del sistema di leverismo S=K+5 della macchina da caffè (1) 0 (1’) secondo la presente invenzione è previsto l’utilizzo di qualsiasi tipo di metallo, plastica, vetro e compositi, lavorabili per asportazione di truciolo, stampaggio a freddo e/o a caldo, stampa 3D, sinterizzazione, iniezione e stratificazione. In dettaglio, è preferibile acciaio, alluminio, bronzo o ottone, garantendo questi una ottimale risposta in termini di resistenza.

Le asole, le scanalature, le forature dei montanti e della leva 3 o 3’ potendosi realizzare con differenti forme e numero, con diversa disposizione delle stesse sulla struttura, atte a garantire l’alleggerimento e la funzionalità volute.

I vantaggi di una macchina da caffè con leverismo ridotto S (fig.27) sono noti alla luce della descrizione che precede. In particolare, essa permette di ridurre il suo peso complessivo, giacché i componenti necessari al suo completamento sono minori rispetto a quanto noto.

In secondo luogo, una macchina da caffè secondo la presente invenzione, permette di semplificare il processo di costruzione, giacché i componenti sono in numero minore e sono realizzati ognuna senza saldature su di un singolo processo produttivo.

Una macchina da caffè secondo la presente invenzione non necessita quindi di componenti strutturali saldati o verniciati e consente un abbattimento notevole dei costi di produzione. Infatti, l’utilizzo di un singolo processo produttivo permette di ridurre rispetto a quanto noto sia il numero di macchinari o robots impiegati per la produzione della stessa, sia l’ottimizzazione delle tempistiche di produzione.

Una macchina da caffè realizzata secondo la presente invenzione è inoltre intrinsecamente più sicura.

Infatti, tramite l’eliminazione di viti e senza l’aggiunta di accessori, permette di controllare meglio eventuali falle nella produzione dando origine ad un prodotto privo di punti critici, giacché nessuna saldatura o mezzo di fissaggio è presente sia sui montanti 5 che sulla maniglia 3 o 3’.

L’unico elemento di unione tra la maniglia 3 o 3’, il portacialde 2 ed i montanti 5 sono i quattro alberini 4 (fig.20).

Infine, la macchina da caffè secondo la presente invenzione:

- permette di ottenere un maggiore resa estetica;

- occupa minor spazio;

- è priva di numerosi elementi, abbattendone il numero di complessità;

- è più compatta.

Alla macchina da caffè fin qui descritta ed in particolare per il gruppo di leverismo S, possono essere applicate alcune varianti. Più in dettaglio le forme delle parti fin qui illustrate possono variare, così come la loro dislocazione, le dimensioni dei fori di alleggerimento, di allestimento e di montaggio.

Tale soluzione, risulta particolarmente conveniente per quelle sedi dove si necessita di spazio ed a valore anche estetico, ad esempio: scrivanie d’uffici, barche, aeri, auto, treni etc...

Tale progetto risulta essere innovativo in termini di innovazione, progetto, design e compattezza.

Ingegnere Fernando Carbonelli, Napoli.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Macchina da caffè (1)(1’) con meccanismo di azionamento 1’’ detto S, formato da tre elementi separati, comprendente almeno: - una leva di azionamento 3 o 3’; - due montanti laterali ed asolati 5; e - quattro alberini con diversi diametri 4; in cui il suddetto meccanismo di azionamento 1’’ è vincolato ai montanti asolati 5 ed al portacialde 2 mediante i quattro alberini 4, opportunamente studiati nella sequenza dei diametri ed in modo da permettergli l’inserimento e lo scorrimento nelle apposite sedi asolate ricavate nei montanti 5, senza l’aggiunta di viti e/o bulloni . Tale meccanismo di azionamento 1’’ genera la corretta traslazione e rotazione del portacialde 2, necessario a garantire una chiusura ermetica del gruppo formato dal termoblocco 1 con il portacialde 2; la detta macchina da caffè (1)(1’) è caratterizzata dal fatto che la leva di azionamento 3 o 3’ è ottenuta da un'unica piastra metallica o altro materiale, mediante piega e taglio.
2) Macchina da caffè (1)(1’) secondo la rivendicazione uno (1), in cui su detta leva di azionamento 3 sono presenti quattro fori simmetrici 2C , una barra di rimando 5C interna per il trasferimento del moto al lato opposto ed una leva di azionamento esterna destra o sinistra 4C. La leva di azionamento 3 ha origine da un’unica piastra, ottenuta dal taglio e piega e senza l’aggiunta di saldature ed altre parti.
3) Macchina da caffè (1)(1’) secondo la rivendicazione uno (1), in cui su detta leva di azionamento 3’ sono presenti quattro fori simmetrici 8C , una barra di rimando esterna 7C che funge da maniglia a mo di cloche e due leve di azionamento 6C necessarie per il trasferimento del moto al gruppo. La leva di azionamento 3’ ha origine da un’unica piastra, ottenuta dal taglio e piega e senza l’aggiunta di saldature ed altre parti.
4) Macchina da caffè (1)(1’) secondo la rivendicazione uno (1), in cui i quattro alberini 4 (fig.4) sono costruiti con diversi diametri, che garantiscono l’accoppiamento e la movimentazione programmata tra il portacialda 2 ed il termoblocco 1 attraverso le asole 1D. Gli alberini 4 inserendosi nelle asole consentono l’accoppiamento dall’esterno dell’intero gruppo K senza l’uso di viti e/o bulloni e prima dell’inserimento del termoblocco 1. Nello specifico, il tratto cilindrico 4’ vincola la traslazione laterale y per mezzo del contatto tra le pareti con i montanti
5. Il tratto 4’’ è inserito ed accoppiato con precisione alla asole 1D che fanno da guida allo scorrimento ed alla rotazione del gruppo K. Il tratto 4’’’ è inserito nel portacialde 2 e fa da sostegno strutturale e da vincolo, inoltre permette la rotazione e la traslazione durante la chiusura grazie alle asole 1D. Il tratto 4’’’’ è inserito nei fori praticati sulla parete laterale della leva di azionamento 3 o 3’ e garantisce il trasferimento del moto al gruppo K ed il trasferimento dei carichi ai montanti 5.