ITMI20012386A1

ITMI20012386A1 - AUTOMATIC GROUP FOR THE PREPARATION OF ESPRESSO COFFEE

Info

Publication number: ITMI20012386A1
Authority: IT
Inventors: Massimo Sanna
Original assignee: Tecnolab Snc Di Sanna M & C
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-05-12

Description

DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE DESCRIPTION OF INDUSTRIAL INVENTION

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Il caffè è una bevanda molto apprezzata nel mondo e sebbene gli ingredienti indispensabili alla sua preparazione siano solo polvere di caffè ed acqua altresì sono stati sviluppati molti sistemi di preparazione. Tra i più noti si elencano: il caffè alla turca, il caffè alla napoletana, il caffè moka ed infine il caffè espresso. Coffee is a very popular drink in the world and although the essential ingredients for its preparation are only coffee powder and water, many preparation systems have also been developed. Among the best known are listed: Turkish coffee, Neapolitan coffee, mocha coffee and finally espresso coffee.

In modo particolare la preparazione del caffè espresso è la più complessa delle altre in quanto necessita di attrezzature idonee come caldaia e gruppo erogatore funzionanti a temperatura e pressione di acqua ben precise. In effetti esistono una moltitudine di macchine professionali e casalinghe che vengono commercializzate per preparare il caffè espresso, in particolare il settore dei gruppi automatici presenta una varietà di meccanismi originali e piu o meno validi allo scopo. In particular, the preparation of espresso coffee is the most complex of the others as it requires suitable equipment such as a boiler and brewing unit operating at precise water temperatures and pressures. In fact, there are a multitude of professional and home-made machines that are marketed to prepare espresso coffee, in particular the sector of automatic groups presents a variety of original and more or less valid mechanisms for this purpose.

Il gruppo automatico è la parte della macchina che si sostituisce all'operatore nel versare il caffè nel filtro pressarlo aprire l'acqua calda e buttare i fondi. The automatic group is the part of the machine that takes the place of the operator when pouring the coffee into the filter, press it, open the hot water and discard the grounds.

Tra i vari tipi di meccanismi noti consideriamo quello di figura 1 che si compone delle seguenti parti fondamentali: un supporto(1) che sostiene tutte le restanti parti e in particolare un motoriduttore che mette in rotazione la manovella(2) alla quale è imperniata la biella(3) che trasforma il moto rotatorio del motoriduttore in moto rettilineo alternato in grado di comandare l'asta(4) e il braccio(5) in su e in giu. Al braccio(5) è solidale un pistone(7) tornito e provvisto di sede con guarnizione O-RING che entra ed esce in una camera(9) secondo il movimento dell' asta(4). L'asta(4) è provvista all'altro capo di un cricchetto(6) che aggancia e trascina il gruppo fìltro(8) durante la corsa verso l'alto. Il cricchetto è regolato per sganciarsi quando il piano(8a) del filtro(8) arriva al piano(9a) della camera(9), in modo che il filtro(12) viene richiamato in basso eventualmente aiutato da una molla. Nello stesso istante una leva(10) mossa in sincrono rimuove ciò che è stato estratto dalla camera(9) durante il movimento in su del filtro(8). Among the various types of known mechanisms we consider that of figure 1 which consists of the following fundamental parts: a support (1) which supports all the remaining parts and in particular a gearmotor which rotates the crank (2) to which the connecting rod (3) which transforms the rotary motion of the gearmotor into alternating rectilinear motion capable of driving the rod (4) and the arm (5) up and down. A turned piston (7) is integral with the arm (5) and is provided with a seat with O-RING gasket which enters and exits in a chamber (9) according to the movement of the rod (4). The rod (4) is provided at the other end with a ratchet (6) which engages and drags the filter assembly (8) during the upward stroke. The ratchet is adjusted to release when the surface (8a) of the filter (8) reaches the surface (9a) of the chamber (9), so that the filter (12) is pulled back downwards, possibly helped by a spring. At the same instant a lever (10) moved synchronously removes what has been extracted from the chamber (9) during the upward movement of the filter (8).

La ciclicità del movimento a biella presenta una semplicità di comando in quanto il motoriduttore deve fermarsi in 2 posizioni note, precise e stabili rispetto a forze esterne agenti sull'asse del pistone(7): The cyclic nature of the connecting rod movement is simple to operate as the gearmotor must stop in 2 known, precise and stable positions with respect to external forces acting on the piston axis (7):

a)posizione di attesa a) waiting position

b)posizione di erogazione. b) dispensing position.

Queste posizioni si trovano sfasate esattamente di 180° e sono intercettate da microinterruttori. These positions are exactly 180 ° out of phase and are intercepted by microswitches.

Il punto negativo di questo meccanismo risiede nella impossibilità di variare il volume della camera per adattarlo alla dose di caffè introdotta, cioè il sistema non tollera aumenti nel volume di polvere di caffè immesso nella camera(9). The negative point of this mechanism lies in the impossibility of varying the volume of the chamber to adapt it to the dose of coffee introduced, i.e. the system does not tolerate increases in the volume of coffee powder introduced into the chamber (9).

Per evitare di inceppare il movimento si deve riempire poco la camera(9) ciò determina una scarsa pressatura del caffè e come risultato si ottengono fondi di caffè umidi e poco sfruttati, quindi per migliorare la resa si fà ricorso ad una macinatura del caffè più fine che peraltro determina un lavoro più gravoso del macinacaffè e un precoce intasamento del filtro di erogazione. To avoid jamming the movement, the chamber (9) must be filled a little, this determines a poor pressing of the coffee and as a result damp and little used coffee grounds are obtained, therefore to improve the yield a finer coffee grinding is used which, moreover, causes a heavier work of the coffee grinder and an early clogging of the dispensing filter.

Di seguito viene proposto un miglioramento al sistema che impedisce il blocco del movimento il conseguente guasto e quindi un migliore sfruttamento globale del caffè. An improvement to the system is proposed below which prevents the blocking of the movement and the consequent failure and therefore a better global exploitation of the coffee.

Il nuovo meccanismo si compone quindi delle seguenti parti: il supporto(1) sostenente il motore(2) al cui albero è fissata la vite(3) che si avvita o svita nel braccio(5) secondo la rotazione oraria o antioraria del motore(2). Il braccio(5) è solidale all'asta(4) che scorre su apposite guide(12). Il braccio(5) trasporta anche il pistone(7) munito di 0-RING(13) che entra ed esce nella camera(9) dimensionata allo scopo di tenere alla pressione dell'acqua che verrà introdotta tramite il condotto(15) all'atto dell'infusione del caffè. The new mechanism therefore consists of the following parts: the support (1) supporting the motor (2) to whose shaft is fixed the screw (3) which is screwed or unscrewed in the arm (5) according to the clockwise or anticlockwise rotation of the motor ( 2). The arm (5) is integral with the rod (4) which slides on special guides (12). The arm (5) also carries the piston (7) equipped with 0-RING (13) which enters and exits in the chamber (9) sized in order to keep the pressure of the water that will be introduced through the duct (15) to the act of brewing coffee.

Il gambo del pistone(7) scorre nel foro(16) ricavato nel braccio(5) ed è spinto verso il basso dalla molla(14), un microinterruttore(H) è fissato al braccio(5) ed è posizionato in modo da essere azionato dal gambo del pistone(7) quando questi viene sottoposto ad una forza atta a comprimere la molla(14). The piston stem (7) slides into the hole (16) obtained in the arm (5) and is pushed downwards by the spring (14), a microswitch (H) is fixed to the arm (5) and is positioned so as to be driven by the piston stem (7) when the latter is subjected to a force capable of compressing the spring (14).

L'asta(4) è provvista all'altro capo di un cricchetto(6) che trascina verso l'alto il filtro(8) e quindi lo sgancia a ime corsa, mentre lo aggancia durante la corsa verso il basso. The rod (4) is provided at the other end with a ratchet (6) which drags the filter (8) upwards and then releases it in one stroke, while it engages it during the downward stroke.

La leva(10) imperniata alla strutturaci ) viene comandata dal braccio(5) in modo da spazzare il piano della camera(9) un attimo prima che il cricchetto(6) sganci il filtro(8). The lever (10) hinged to the structure) is controlled by the arm (5) so as to sweep the surface of the chamber (9) just before the ratchet (6) releases the filter (8).

Dalla figura 2 si comprende che il pistone(7) può fermarsi stabilmente in qualsiasi posizione all'interno della camera(9) infatti la vite(3) impedirà ulteriori movimenti del braccio(5) a meno di strappare il filetto della vite stessa. From figure 2 it can be understood that the piston (7) can stop stably in any position inside the chamber (9) in fact the screw (3) will prevent further movements of the arm (5) unless the thread of the screw itself is torn off.

In particolare la vite(3) ha un passo fine in modo di ottenere una forza assiale notevole unita ad una ottima sensibilità di posizione. In particular, the screw (3) has a fine pitch in order to obtain a considerable axial force combined with an excellent position sensitivity.

Quando dimensionato allo scopo questo meccanismo può preparare sia 1 che 2 caffè espresso con la stessa camera(9) se ad esempio prevista per dosi da 5 a 15 grammi di polvere. Questo dispositivo è comandato da una centralina che funziona nel seguente modo: When dimensioned for this purpose, this mechanism can prepare both 1 and 2 espresso coffees with the same chamber (9) if for example provided for doses from 5 to 15 grams of powder. This device is controlled by a control unit which works as follows:

1) comanda il motore(2) per avvitare la vite(3) nel braccio(5) fino a quando il microinterruttore(11) scatta nel momento in cui il pistone(7) spinge sul caffè nella camera(9). Il sistema formato dal pistone(7), la molla(14) e il microinterruttore(11) è di fatto uno strumento che segnala quando il caffè è pressato con forza nella camera(9). 1) controls the motor (2) to screw the screw (3) into the arm (5) until the microswitch (11) clicks when the piston (7) pushes on the coffee in the chamber (9). The system formed by the piston (7), the spring (14) and the microswitch (11) is in fact an instrument that signals when the coffee is strongly pressed into the chamber (9).

Il microinterruttore(1 8) interrompe il comando del motore a fine corsa quando il dispositivo è azionato senza la presenza di caffè nella camera(9). The microswitch (1 8) interrupts the control of the motor at the end of the stroke when the device is activated without the presence of coffee in the chamber (9).

2)quindi il motore(2) si ferma e si immette l'acqua in pressione e in temperatura attraverso il condotto(15) quindi sul caffè entro la camera(9). 2) then the motor (2) stops and the water under pressure and temperature is introduced through the duct (15) and then onto the coffee inside the chamber (9).

3)quando è fluita l'acqua necessaria si interrompe il flusso. 4)dopo una breve attesa la centralina comanda il motore(2) nel senso di svitare la vite(3) dal braccio(5). Durante il movimento di ritorno il cricchetto(6) trascina il filtro(8) in alto assieme al fondo di caffè che viene buttato dal movimento repentino della leva(10) al termine del ciclo che avviene quando il braccio(5) aziona il microinterruttori(17) che interrompe il ciclo. 3) when the necessary water has flowed, the flow is interrupted. 4) after a short wait, the control unit commands the motor (2) in the direction of unscrewing the screw (3) from the arm (5). During the return movement, the ratchet (6) drags the filter (8) upwards together with the coffee ground which is thrown away by the sudden movement of the lever (10) at the end of the cycle which occurs when the arm (5) activates the microswitches ( 17) which interrupts the cycle.

Claims

CLAIMS 1) A mechanism shown in figure 2 where the alternating movement of the rod (4) and of the piston (7) occurs thanks to the screw (3) which is screwed and unscrewed in an arm (5) which transmits motion to all parts connected to them. In general, the screw must make several turns in both directions of rotation to generate all the displacement necessary for the rod (4) to complete the cycle. 2) the rotation of the screw takes place by a motor that can be operated in both clockwise and anticlockwise directions, possibly equipped with a system to vary the number of revolutions of the screw (3) regardless of the type of motor which can be in direct current, step by step or other. 3) A system suitable for controlling the pressing of the coffee in the chamber (9) and that is formed by the spring (14) the microswitch (11) and the piston (7) even if of different type or indirectly activated by means of a lever system provided that able to signal the presence of coffee or other obstacles during the downward stroke of the piston (7) 4) The asymmetrical work cycle regarding the stroke of the rod (4) which has a fixed upper limit switch thanks to the microswitch (17) and a variable lower limit switch depending on the quantity of coffee present in the chamber (9). 5) A mechanism as per claims 1), 2), 3), 4) constructed in such a way as to be considered a separate component that can be easily inserted and replaced in an espresso coffee machine. 6) A mechanism as per claims 1), 2), 3), 4) constructed in such a way as to be considered a separate component that can be easily inserted and replaced in an espresso coffee machine, with the exception of the chamber (9) and the filter (8), and with the piston (7) removable to be able to adapt to chambers (9) built as needed.