“GRUPPO EROGATORE PER CAPSULE PER LA PREPARAZIONE DI
BEVANDEâ€
* ;;DESCRIZIONE ;La presente invenzione ha per oggetto un gruppo erogatore per capsule contenenti una sostanza in polvere per la preparazione di bevande, come ad esempio caffà ̈, cappuccini, infusi, cioccolata in polvere, caffà ̈ d’orzo, zuppe concentrate e simili. Nel prosieguo si farà riferimento esplicito al caffà ̈ quale bevanda, senza tuttavia limitare l’applicazione della presente invenzione al solo caffà ̈. ;Come à ̈ noto, le capsule sono particolarmente apprezzate in quanto esse, oltre ad offrire pulizia e semplicità di operazione, offrono anche una buona capacità di conservazione dell’aroma del caffà ̈ garantita dal confezionamento e dalla sigillatura in atmosfera inerte di quantità di caffà ̈ macinato calibrate per la preparazione di una dose singola o doppia di caffà ̈ espresso. ;Sono stati pertanto sviluppati gruppi erogatori specifici per capsule che consentono l’introduzione nella camera di percolazione della capsula per permettere l’estrazione del caffà ̈ a seguito del passaggio di acqua calda in pressione attraverso il contenuto della capsula e per espellere la capsula esausta dalla camera di percolazione prima dell’inserimento di una nuova capsula. ;Uno dei problemi che si riscontrano nei gruppi erogatori per capsule à ̈ il controllo della capsula durante il suo inserimento nella camera di percolazione. ;Infatti, per evitare malfunzionamenti del gruppo erogatore, occorre garantire che la capsula segua con esattezza un percorso predeterminato, evitando accidentali traslazioni o rotazioni anche minime della capsula prima o durante il suo inserimento nella camera di percolazione. ;Un gruppo erogatore che consente un buon controllo della capsula durante l’inserimento dalla camera di percolazione à ̈ descritto nel documento WO2010103044. ;Questo gruppo erogatore prevede uno scivolo che può ruotare attorno ad un perno da una posizione orizzontale ad una posizione inclinata verso il basso di circa 30° rispetto alla verticale. Al di sotto dello scivolo à ̈ posizionata la camera di percolazione. ;La distanza tra la punta dello scivolo in posizione inclinata ed il bordo esterno della camera di percolazione à ̈ inferiore all’altezza della capsula. ;Quando una capsula viene inserita nel gruppo erogatore, essa scivola lungo lo scivolo inclinato e si ferma contro il bordo esterno della camera di percolazione, sorretta dallo scivolo inclinato. ;A questo punto, un pistone trasla verso la camera di percolazione per chiuderla a tenuta. Durante la traslazione, il pistone intercetta lo scivolo che sollevandosi raddrizza la capsula. Il pistone prosegue quindi la sua corsa sollevando completamente lo scivolo e spingendo la capsula dentro la camera di percolazione. Sebbene il gruppo erogatore descritto in questo documento consenta un buon controllo della capsula, tale controllo non à ̈ totale, in quanto sia durante lo scorrimento della capsula lungo lo scivolo e sia quando la capsula à ̈ appoggiata al bordo esterno della camera di percolazione (vale a dire nella fase precedente alla chiusura della camera di percolazione da parte del pistone) eventuali movimenti accidentali dell’intero gruppo di erogazione potrebbero causare spostamenti indesiderati della capsula con conseguenti malfunzionamenti durante la successiva introduzione della stessa nella camera di percolazione. ;In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre un gruppo erogatore per capsule o cialde per la preparazione di bevande calde da infusione che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. ;In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione mettere a disposizione un gruppo erogatore per capsule per la preparazione di bevande che garantisca un ottimale controllo della capsula durante la sua introduzione in camera di percolazione. ;Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre un gruppo erogatore per capsule per la preparazione di bevande che consenta un ottimale controllo della capsula dalla sua introduzione nel gruppo erogatore fino alla sua espulsione dallo stesso. ;Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un gruppo erogatore per capsule per la preparazione di bevande, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. ;Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un gruppo erogatore per capsule per la preparazione di bevande, come illustrato negli uniti disegni in cui: ;- le figure da 1 a 6 mostrano un gruppo erogatore per capsule per la preparazione di bevande in accordo con la presente invenzione in diverse posizioni operative; e - la figura 7 à ̈ una vista prospettica di un particolare del gruppo erogatore di cui alle figure precedenti. ;Con riferimento alle unite figure, un gruppo erogatore per capsule per la preparazione di bevande in accordo con la presente invenzione à ̈ stato complessivamente indicato con il numero 1. ;Nel prosieguo della presente descrizione il gruppo erogatore 1 verrà esplicitamente riferito all’estrazione del caffà ̈ espresso anche se detto gruppo à ̈ utilizzabile, con opportune modifiche non sostanziali, all’estrazione di altre polveri diverse dal caffà ̈. ;Esempi di possibili ulteriori applicazioni si hanno nella preparazione di infusi, come cioccolata in polvere, caffà ̈ d’orzo, zuppe concentrate. ;Per comodità espositiva nel seguito verranno considerati contenitori tipo capsule, vale a dire contenitori rigidi o semirigidi, preferibilmente realizzati in materiale lastriforme metallico o in materiale plastico o simile contenenti prodotto macinato. Tuttavia il gruppo erogatore 1 à ̈ utilizzabile, apportandovi correzioni tecniche alla portata del tecnico del ramo, anche a diversi tipi di contenitori contenenti sostanze in polvere il cui aroma necessita di essere estratto per la preparazione di una bevanda. Un esempio di tali diversi tipi di contenitore à ̈ dato dalla cialda, un contenitore semirigido o floscio, preferibilmente in materiale cartaceo o simile contenente prodotto macinato. ;Il gruppo 1 comprende una camera di percolazione 2 predisposta a ricevere una capsula 100 per la preparazione di caffà ̈ espresso. ;La camera di percolazione 2 à ̈ sostanzialmente conformata a tazza e presenta un’apertura atta a consentire l’inserimento della capsula 100. ;Da parte opposta rispetto all’apertura, la camera di percolazione 2 comprende organi di espulsione 3 (che saranno maggiormente dettagliati nel prosieguo) attivabili sulla capsula 100 per estrarre la capsula esausta (vale a dire già utilizzata per preparare un caffà ̈) dalla camera di percolazione 2. ;Una testata di chiusura 4 à ̈ scorrevole tra una posizione di chiusura (si vedano figure 5 e 6) nella quale chiude a tenuta di fluido la camera di percolazione 2 impegnando l’apertura di quest’ultima, ed una posizione di apertura (si veda ad esempio figura 1) in cui à ̈ distale dalla camera di percolazione 2. ;Lo scorrimento della testata di chiusura 4 avviene all’interno di un cilindro 5 avente uno sviluppo sostanzialmente rettilineo e preferibilmente orizzontale. ;Lo scorrimento della testata di chiusura 4 all’interno del cilindro 5 avviene in modo guidato, ad esempio vincolando la testata di chiusura 4 al cilindro 5 in modo tale che la testata di chiusura 4 presenti un solo grado di libertà (la traslazione lungo il cilindro 5) rispetto al cilindro 5. ;Il movimento della testata di chiusura 4 à ̈ impartito da un motore elettrico 6 avente un albero motore ruotante intorno ad un asse di rotazione R. ;Tra l’asse di rotazione R del motore elettrico 6 e la testata di chiusura 4 à ̈ previsto un cinematismo 7 preferibilmente del tipo biella 7a manovella 7b. ;In questo modo, il moto della testata di chiusura 4 à ̈ di tipo rettilineo alternato. ;In particolare, tale moto prevede che il motore elettrico 6 venga dapprima azionato in modo tale che l’albero motore ruoti in un primo verso (orario guardando le figure); il cinematismo 7 provvede a far muovere la testata 4 lungo il cilindro 5 verso la camera di percolazione 2. ;Quando la testata di chiusura 4 raggiunge la camera di percolazione 2, la biella 7a e la manovella 7b sono perfettamente allineate. L’albero motore del motore elettrico 6 continua la sua rotazione nel primo verso facendo arretrare leggermente la testata 4 rispetto alla camera di percolazione 2 (figura 6), garantendo comunque la perfetta chiusura a tenuta della camera di percolazione 2 (ottenuta per effetto dell’elasticità di una o più guarnizioni, non illustrate, poste sulla testata e/o sull’apertura della camera di percolazione). ;Vantaggiosamente, il moto del cinematismo 7 viene interrotto nella posizione raggiunta ed un fine corsa meccanico 7c (per esempio un nottolino di arresto schematicamente illustrato in figura 5) impedisce che il cinematismo 7 possa ulteriormente allontanare la testata 4 dalla camera di percolazione 2 per effetto di un’ulteriore rotazione nel primo verso dell’albero motore del motore elettrico 6. ;In questa configurazione, l’angolo α formato tra la biella 7a (o la manovella 7b) e la direzione di allineamento tra biella e manovella à ̈ compreso tra 1° e 10°, preferibilmente compreso tra 1,5° e 5°, ancor più preferibilmente compreso tra 2,5° e 3,5°(figura 5). ;In questa configurazione la capsula 100 à ̈ all’interno della camera di percolazione 2 (come sarà chiarito nel prosieguo) ed avviene l’erogazione del caffà ̈. ;Si noti che la spinta idrostatica generata dall’acqua in pressione nella camera di percolazione 2 viene perfettamente contrastata dalla testata di chiusura 4 che, come detto, non può ulteriormente arretrare per effetto del fine corsa meccanico 7c agente sul cinematismo 7. ;Per consentire l’erogazione di acqua calda in pressione (per esempio prodotta da una caldaia convenzionale e alimentata tramite una pompa convenzionale), la testata di chiusura 4 à ̈ posta in comunicazione di fluido con una sorgente di acqua calda in pressione attraverso un raccordo idraulico 4a. La testata 4 à ̈ inoltre dotata, sulla sua superficie rivolta verso la camera di percolazione 2, di una pluralità di perforatori 8 che hanno la funzione di bucare la capsula 100 per raggiungere il prodotto da infusione in essa contenuto. L’acqua calda che fuoriesce dalla testata 4 invade l’interno della capsula 100 attraverso i buchi su di essa realizzati dai perforatori 8. Si noti che anche il fondo della camera di percolazione 2 à ̈ dotato di perforatori, preferibilmente cavi, per permettere all’acqua calda che entra nella capsula 100 di uscirne e di raggiungere un condotto di erogazione 9 che mette in comunicazione di fluido la camera di percolazione con l’ambiente esterno. Tale condotto di erogazione 9 à ̈ posto in prossimità del fondo della camera di percolazione 2. ;Ad erogazione del caffà ̈ ultimata, il motore elettrico 6 aziona il proprio albero motore in modo tale che quest’ultimo ruoti in un secondo verso (antiorario guardando le figure) opposto al primo. ;Il moto della testata di chiusura 4 si inverte riportando la testata 4 in posizione distale dalla camera di percolazione 2. ;Durante tale movimento, gli organi di espulsione 3 espellono la capsula esausta dalla camera di percolazione. ;In particolare, gli organi di espulsione 3 comprendono uno spintore 10 mobile tra una posizione arretrata nella quale à ̈ allontanato dalla camera di percolazione 2 ed una posizione avanzata nella quale penetra all’interno della camera di percolazione 2. Gli organi di espulsione 3 comprendono inoltre una slitta 11 posta tra lo spintore 10 e la testata di chiusura 4 in modo tale che quest’ultima trasmetta quantità di moto allo spintore 10. ;Tale slitta 11 (schematicamente illustrata in figura 1) à ̈ vincolata allo spintore 10 ed à ̈ scorrevolmente impegnata dalla testata di chiusura 4 in modo tale da essere trascinata in movimento dalla testata di chiusura 4 durante il moto di quest’ultima verso la posizione di apertura. In questo modo, quando la testata di chiusura 4 si porta verso la posizione di apertura, la slitta 11 muove lo spintore 10 all’interno della camera di percolazione 2 espellendo la capsula esausta. Una molla 10a (figura 2) attiva tra la camera di percolazione 2 e la slitta 11 provvede a posizionare lo spintore 10 fuori dalla camera di percolazione 2 quando la testata di chiusura 4 compie la sua corsa per portarsi nella posizione di chiusura. In altre parole, la molla 10a consente di mantenere in posizione arretrata lo spintore 10 quando la testata di chiusura 4 à ̈ in posizione di chiusura e non à ̈ in contatto diretto con la slitta 11. ;Per consentire l’introduzione di una capsula 100 all’interno del gruppo erogatore, quest’ultimo comprende un canale di carico 12 che si sviluppa lungo una direzione X di introduzione. ;Tale direzione X di introduzione à ̈ preferibilmente rettilinea ed inclinata rispetto alla direzione di scorrimento della testata di chiusura 4. ;In particolare, l’angolo B (figura 5) formato tra la direzione X di introduzione e la direzione di scorrimento della testata di chiusura 4 (anch’essa rettilinea), quando misurato dalla parte rivolta verso la camera di percolazione 2, à ̈ compreso tra 95° e 150°, preferibilmente compreso tra 100° e 130°, ancor più preferibilmente di circa 110°. ;Il canale di carico 12 à ̈ predisposto a convogliare la capsula 100 (in particolare una porzione della superficie laterale della stessa) contro un bordo 2a della camera di percolazione 2, vale a dire contro il bordo che circoscrive l’apertura della camera di percolazione 2. ;Vantaggiosamente, il canale di carico 12 comprende una parte fissa 13 non interferente con lo scorrimento della testata 4 e dotata di prime guide di scorrimento 14 che si sviluppano sostanzialmente parallele alla direzione X di introduzione e che sono predisposte ad impegnare scorrevolmente un collare 101 della capsula 100. ;Per collare 101 della capsula 100 si intende la parte superiore della capsula che presenta un bordo anulare sul quale à ̈ solitamente applicato un foglio o una pellicola di chiusura atta a mantenere integre le proprietà organolettiche del caffà ̈ macinato contenuto nella capsula. ;In ogni caso, qualsiasi sporgenza o protuberanza che aggetta dalla superficie laterale della capsula ed inseribile nelle guide di scorrimento (nel modo che verrà più avanti specificato) può essere assimilata al collare 101. ;Le prime guide di scorrimento 14 comprendono almeno una scanalatura 15a (visibile in figura 7) che si sviluppa parallela alla citata direzione X di scorrimento. ;Nella forma realizzativa preferita dell’invenzione, le scanalature 15a delle prime guide di scorrimento 14 sono due e sono tra di loro affacciate lungo la parte fissa 13 del canale di scorrimento 12. ;Ciascuna scanalatura 15a à ̈ definita da due pareti laterali sostanzialmente rettilinee ed una parete di fondo che raccorda le due pareti laterali. Tra le due pareti laterali, da parte opposta rispetto alla parete di fondo, ciascuna scanalatura presenta un’apertura, in modo tale che la scanalatura 15a presenti una sezione sostanzialmente a “U†. ;Le aperture delle scanalature 15a sono tra di loro affacciate, in modo tale da impegnare porzioni del collare 101 della capsula 100 tra di loro sostanzialmente diametralmente opposte. ;Le prime guide di scorrimento 14, ed in particolare le scanalature 15a, vincolano la capsula 100 in modo scorrevole lungo il canale 12, vale a dire impediscono alla capsula di compiere traslazioni e rotazioni fuori da un piano contenente il collare 101. ;In altre parole, le prime guide di scorrimento 14 consentono alla capsula 100 di scendere lungo il canale scorrendo all’interno delle scanalature 15a. ;Vantaggiosamente, il canale 12 comprende una parte mobile 16 dotata di seconde guide di scorrimento 17 predisposte ad impegnare scorrevolmente il collare 101 della capsula 100. ;La parte mobile 16 à ̈ ruotabile tra una posizione di guida (illustrata in figura 2, 3 e 7), in cui interferisce con lo scorrimento della testata di chiusura 4 ed in cui le seconde guide di scorrimento 17 sono sostanzialmente allineate alle prime guide di scorrimento 14, ed una posizione di carico (figure 4 e 5) in cui non interferisce con lo scorrimento della testata di chiusura 4 ed in cui le seconde guide di scorrimento 17 sono disallineate dalle prime guide di scorrimento 14. ;Le seconde guide di scorrimento 17, nella posizione di guida, conferiscono continuità di trasporto alle prime guide di scorrimento 14 fin all’interno del cilindro 5 nel quale scorre la testata di chiusura 14, consentendo alla capsula 100 di essere trattenuta in posizione contro il bordo 2a della camera di percolazione 2 (figura 4). ;Vantaggiosamente, il passaggio delle seconde guide di scorrimento 17 dalla posizione di guida alla posizione di carico à ̈ attuata dalla testata di chiusura 4 nel suo movimento tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura della camera di percolazione 2. ;In particolare, la testata di chiusura 4 durante la sua traslazione in avvicinamento alla camera di percolazione 2 intercetta le seconde guide di scorrimento 17 e, proseguendo nella sua corsa, ne causa la commutazione dalla posizione di guida a quella di carico (figure 3 e 4). ;Si noti che la testata 4 continuando la sua corsa spinge la capsula 100, non più trattenuta dalle seconde guide di scorrimento 17, all’interno della camera di percolazione 2 (figura 5). ;A tale proposito, la parte mobile 16 comprende una coppia di alette 18 sulle quali sono ricavate le citate seconde guide di scorrimento 17. ;Ciascuna aletta 18 à ̈ ruotabile intorno ad un asse X1, sostanzialmente parallelo alla direzione X di introduzione, tra le citate posizioni di guida e di carico (figura 7). Le alette 18 sono poste lungo il cilindro 5 in posizioni sostanzialmente diametralmente opposte rispetto al cilindro. ;Le alette 18 si sviluppano su un piano sostanzialmente parallelo alla direzione X di introduzione. ;Analogamente a quanto già descritto in relazione alle prime guide di scorrimento, le seconde guide di scorrimento 17 comprendono almeno scanalatura 15b (illustrata in figura 7) sostanzialmente identica nella forma alla scanalatura 15a più sopra citata. ;Le scanalature 15b delle seconde guide di scorrimento 17 sono due e sono tra di loro affacciate quando le seconde guide di scorrimento sono in posizione di guida. ;In particolare, le scanalature 15b sono ricavate su un bordo libero di ciascuna aletta 18, come illustrato in figura 7. ;In questo modo, le scanalature delle prime guide di scorrimento trovano un prolungamento nelle scanalature delle seconde guide di scorrimento, garantendo continuità alla conduzione della capsula all’interno del canale 12. ;Preferibilmente, la distanza tra le pareti di fondo delle scanalature 15b (quando misurata con la parte mobile in posizione di guida) à ̈ uguale o leggermente superiore al diametro massimo della capsula 100 (vale a dire al diametro del collare 101). Si noti che la capsula 100, quando trattenuta dalle seconde guide di scorrimento nella posizione di guida, à ̈ appoggiata al bordo 2a della camera di percolazione 2 e trattenuta, attraverso il collare 101, nelle scanalature 15b (come illustrato in figura 3 e 7). ;Durante la rotazione delle alette 18 attuata dalla testata 4, il collare 101 si disimpegna progressivamente dalle scanalature 15b e la capsula 100 viene supportata, oltre che dal bordo 2a della camera di percolazione 2, dalla testata 4. ;Il gruppo 1 comprende un organo elastico 19, preferibilmente una molla, predisposto a trattenere la parte mobile 16 nella posizione di guida. ;In particolare, su ciascuna aletta 18 à ̈ attivo un rispettivo organo elastico 19 che mantiene l’aletta 18 ruotata all’interno del cilindro 5 in posizione di interferenza con la corsa della testata 4 (figura 7). ;Quando la testata 4 raggiunge le alette 18, esse vengono ruotate vincendo la forza elastica delle molle e si posizionano all’esterno del cilindro 5. ;In questa configurazione, un cursore 20 (schematicamente illustrato in figura 6) blocca le seconde guide di scorrimento 17 (vale a dire le alette) nella posizione di carico fino a che una nuova capsula à ̈ pronta per essere alimentata lungo il canale 12. Per consentire il caricamento di una capsula 100 all’interno del canale 12, il gruppo 1 comprende un portello 21 attivo sulla parte fissa 13 del canale di carico. ;Il portello 21 à ̈ mobile tra una posizione di apertura (figura 1) in cui consente l’inserimento di una capsula nel canale 12 ed una posizione di chiusura (figura 2) in cui impedisce l’introduzione di cialde nel canale 12. ;L’apertura del portello 21 determina l’azionamento di una serie di leverismi (non illustrati nel dettaglio) che provocano il rilascio del cursore 20 che blocca le seconde guide di scorrimento 17 nella posizione di carico, in modo tale che queste ultime, per effetto degli organi elastici 19, si posizionino all’interno del cilindro 5 assumendo la posizione di guida. ;Si noti che per evitare l’accidentale introduzione di due capsule 100 nel canale 12 durante uno stesso ciclo di erogazione, à ̈ previsto, oltre al portello 21, un organo di arresto 22 attivo nel canale 12 di carico e mobile tra una prima posizione in cui trattiene una capsula 100 in una porzione superiore della parte fissa 13 del canale 12 ed una seconda posizione in cui disimpegna la capsula 100 consentendone la discesa lungo il canale 12. ;Nella forma realizzativa preferita dell’invenzione, l’organo di arresto 22 à ̈ una staffa ruotabile intorno ad una sua prima estremità 22a. ;La seconda estremità della staffa 22 à ̈ dotata di una mensola 22b atta ad impegnare e a sorreggere la capsula 100 all’interno del canale 12 (figura 1). ;Attraverso un cinematismo (non illustrato) il movimento della testata 4, ed in particolare l’avanzamento della stessa verso la camera di percolazione 2, determina l’arretramento della seconda estremità della staffa 22 provocando il rilascio della capsula 100 che, per gravità , scende lungo il canale 12. ;L’arretramento della testata di chiusura 4 verso la posizione di apertura determina il riarmo della staffa 22, vale a dire riporta la mensola 22b della staffa all’interno del canale 12 per sorreggere una nuova capsula da inserire. ;La partenza del ciclo di erogazione, vale a dire la partenza della testata 4 dalla posizione distale dalla camera di percolazione 2 verso la stessa, avviene in seguito alla chiusura del portello 21 che aziona un microinterruttore 23 atto a generare un segnale di inizio ciclo. ;È inoltre previsto un organo di blocco (non illustrato) atto ad impedire l’apertura del portello 21 durante il ciclo di funzionamento del gruppo 1. In particolare, tale organo di blocco interferisce meccanicamente con il portello 21 quando quest’ultimo à ̈ nella posizione di chiusura. L’organo di blocco viene intercettato dalla testata di chiusura 4 durante il suo movimento verso la posizione di apertura e viene spostato in una posizione in cui non interferisce meccanicamente con il portello 21. In questo modo il portello 21 può essere aperto soltanto quando la testata di chiusura 4 à ̈ nella posizione di apertura, vale a dire nella posizione di inizio ciclo. Nelle altre posizioni assunte dalla testata di chiusura 4 (vale a dire durante il ciclo di funzionamento del gruppo 1) l’organo di blocco impedisce l’apertura del portello 21. ;Da quanto sopra emerge chiaramente come il controllo della capsula 100 sia ottimale durante tutte le fasi operative del gruppo erogatore. *