ITPR20130079A1

ITPR20130079A1 - COFFEE CAPSULATOR AND COFFEE DOSING METHOD

Info

Publication number: ITPR20130079A1
Application number: IT000079A
Authority: IT
Inventors: Massimo Renda
Original assignee: Mapster S R L
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-04-18

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

“Capsulatrice di caffè e metodo di dosatura di caffè” "Coffee capsulator and coffee dosing method"

Oggetto della presente invenzione è una capsulatrice di caffè e un metodo di dosatura di caffè all’interno di capsule. The subject of the present invention is a coffee capper and a method for dosing coffee inside capsules.

Sono note capsulatrici di caffè comprendenti: Coffee capsulators are known comprising:

-un erogatore che rilascia una quantità preselezionata di caffè all’interno di una capsula sottostante; - a dispenser that releases a pre-selected amount of coffee into an underlying capsule;

-una cella di carico a valle dell’erogatore che misura il peso della capsula riempita con il caffè; - a load cell downstream of the dispenser that measures the weight of the capsule filled with coffee;

-mezzi di scarto delle capsule che non soddisfano i parametri di peso richiesti. - capsule waste means that do not meet the required weight parameters.

Un inconveniente di tale soluzione costruttiva è legato al fatto che l’esecuzione di una misurazione del peso delle capsule è lenta dal momento che dopo aver posizionato la capsula sulla cella di carico bisogna attendere un intervallo preimpostato per evitare che la misura sia falsata da vibrazioni che accompagnano i transitori (quale appunto il posizionamento della capsula sulla cella). A drawback of this constructive solution is linked to the fact that the execution of a measurement of the weight of the capsules is slow since after positioning the capsule on the load cell it is necessary to wait for a preset interval to prevent the measurement from being distorted by vibrations that accompany the transients (such as the positioning of the capsule on the cell).

Un ulteriore inconveniente è legato al fatto che un controllo sul peso non permette di individuare capsule aventi una disuniforme distribuzione del caffè (ad esempio capsule in cui la polvere di caffè definisca una superficie superiore non orizzontale), e questo potrebbe avere indesiderate conseguenze sull’aroma della bevanda erogata. A further drawback is linked to the fact that a weight control does not allow to identify capsules having an uneven distribution of the coffee (for example capsules in which the coffee powder defines a non-horizontal upper surface), and this could have undesirable consequences on the aroma. of the beverage dispensed.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre una capsulatrice che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. In this context, the technical task underlying the present invention is to propose a capping machine which overcomes the drawbacks of the known art mentioned above.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione una capsulatrice che permetta una maggiore velocità di produzione. In particular, it is an object of the present invention to provide a capping machine which allows a higher production speed.

Inoltre, è scopo della presente invenzione rendere disponibile una capsulatrice che permetta un dosaggio finalizzato ad ottimizzare la successiva erogazione del caffè. Furthermore, it is an object of the present invention to make available a capper which allows a dosage aimed at optimizing the subsequent dispensing of the coffee.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una capsulatrice, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. The specified technical task and the specified purposes are substantially achieved by a capping machine, comprising the technical characteristics set out in one or more of the appended claims.

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 una capsulatrice, come illustrata negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the indicative, and therefore non-limiting, description of a preferred but not exclusive embodiment of a capper, as illustrated in the accompanying drawings in which:

-figura 1 mostra una vista schematica di una prima zona di detta capsulatrice; figure 1 shows a schematic view of a first zone of said capper;

-figure 2 e 3 mostrano in sezione e in due configurazioni operative differenti una seconda zona di detta capsulatrice; Figures 2 and 3 show in section and in two different operating configurations a second zone of said capper;

-figura 4 mostra un ingrandimento di un dettaglio di figura 3 con, in aggiunta, la rappresentazione della capsula. - figure 4 shows an enlargement of a detail of figure 3 with, in addition, the representation of the capsule.

Nelle unite figure con il numero di riferimento 1 si è indicata una capsulatrice di caffè. Tale capsulatrice 1 consente il posizionamento di caffè in polvere all’interno di capsule. Opportunamente nel corso della presente descrizione quando si parla genericamente di caffè si intende caffè allo stato polverulento (macinato). La capsulatrice 1 comprende un erogatore 2 del caffè in polvere in una capsula. Opportunamente tale erogatore 2 eroga per gravità il caffè in una capsula posta al di sotto. In the accompanying figures, the reference number 1 indicates a coffee capper. This capper 1 allows the positioning of ground coffee inside capsules. Conveniently in the course of the present description, when we speak generically of coffee we mean coffee in a powdery state (ground). The capper 1 comprises a dispenser 2 of the ground coffee in a capsule. This dispenser 2 conveniently delivers the coffee by gravity into a capsule placed underneath.

La capsulatrice 1 comprende inoltre mezzi 3 di controllo del volume di caffè in polvere introdotto in una capsula dall’erogatore 2. Per semplicità di rappresentazione la capsula è raffigurata schematicamente in figure 1 e 4 ed è identificata dalla lettera di riferimento “C”. The capper 1 also comprises means 3 for controlling the volume of ground coffee introduced into a capsule by the dispenser 2. For simplicity of representation, the capsule is schematically depicted in figures 1 and 4 and is identified by the reference letter "C".

Opportunamente i mezzi 3 di controllo comprendono un pressore 30 mobile lungo una corsa di inserimento in-estrazione da una capsula. Il pressore 30 esplica una predeterminata pressione sulla polvere di caffè presente in una capsula. Nel corso della presente trattazione tale pressore 30 è anche definibile tastatore. Tale pressione predeterminata è regolabile. Una volta impostata essa rimane costante fino ad una nuova regolazione. Conveniently, the control means 3 comprise a presser 30 movable along an insertion and extraction stroke from a capsule. The presser 30 exerts a predetermined pressure on the coffee powder present in a capsule. In the course of the present discussion, this presser 30 can also be defined as a feeler. This predetermined pressure is adjustable. Once set, it remains constant until a new setting is made.

I mezzi 3 di controllo comprendono inoltre un sistema 31 che confronta: - la posizione del pressore 30 al termine della corsa di inserimento in una capsula; e The control means 3 further comprise a system 31 which compares: - the position of the presser 30 at the end of the insertion stroke in a capsule; And

- un intervallo di posizioni obiettivo preimpostate da raggiungersi al termine della corsa di inserimento. - a range of preset target positions to be reached at the end of the insertion stroke.

Tale intervallo di posizioni obiettivo preimpostate corrisponde alle posizioni di corretto riempimento della capsula. This range of preset target positions corresponds to the correct filling positions of the capsule.

Conseguentemente il pressore 30 comprime la polvere di caffè esercitando una pressione predeterminata e tale pressione determina solitamente una diminuzione del livello della polvere di caffè. Al diminuire del livello aumenta la compattezza del caffè fino a che la pressione esercitata dal pressore 30 e la resistenza offerta dal caffè trovano un punto di equilibrio. Consequently, the presser 30 compresses the coffee powder by exerting a predetermined pressure and this pressure usually causes a decrease in the level of the coffee powder. As the level decreases, the compactness of the coffee increases until the pressure exerted by the presser 30 and the resistance offered by the coffee find a point of equilibrium.

La capsulatrice 1 comprende inoltre una linea 4 di avanzamento che dall’erogatore 2 si protende verso una zona di uscita dalla capsulatrice delle capsule finite (la linea 4 di avanzamento è illustrata schematicamente in figura 1; nelle figure 2, 3, 4, tale linea di avanzamento è ortogonale al piano della figura). Opportunamente il pressore 30 si trova a valle dell’erogatore 2 lungo tale linea 4 di avanzamento. Il sistema 31 di confronto è solitamente integrato in una scheda elettronica di comando (ad esempio una centralina di comando). Opportunamente la capsulatrice 1 comprende mezzi di sostegno di capsule che sono mobili lungo detta linea 4 di avanzamento. Ad esempio i mezzi di sostegno potrebbero comprendere una catenaria a passo. The capper 1 also comprises a feed line 4 which extends from the dispenser 2 towards an exit area from the capper of the finished capsules (the feed line 4 is schematically illustrated in figure 1; in figures 2, 3, 4, this line feed is orthogonal to the plane of the figure). Conveniently, the presser 30 is located downstream of the dispenser 2 along this advancement line 4. The comparison system 31 is usually integrated in an electronic control card (for example a control unit). Conveniently, the capper 1 comprises capsule support means which are movable along said feed line 4. For example, the support means could comprise a step catenary.

Opportunamente la capsulatrice 1 comprende mezzi di rimozione dalla linea 4 di avanzamento di una capsula per la quale il sistema 31 di confronto rilevi che il pressore 30, al termine della corsa di inserimento, non si trova in detto intervallo di posizioni obiettivo preimpostate. Infatti tali capsule vengono scartate non avendo superato il controllo qualità previsto. Conveniently, the capper 1 comprises means for removing a capsule from the feed line 4 for which the comparison system 31 detects that the presser 30, at the end of the insertion stroke, is not in said range of preset target positions. In fact, these capsules are rejected having failed to pass the required quality control.

I mezzi di rimozione si trovano lungo la linea 4 di avanzamento a valle dell’erogatore 2 e preferibilmente anche a valle del pressore 30. I mezzi di rimozione possono ad esempio comprendere un elemento mobile che se attivato spinge una capsula fuori dalla linea 4 di avanzamento (ad esempio in un serbatoio di stoccaggio delle capsule di scarto). The removal means are located along the feed line 4 downstream of the dispenser 2 and preferably also downstream of the presser 30. The removal means can for example comprise a movable element which, when activated, pushes a capsule out of the feed line 4 (for example in a storage tank for waste capsules).

La capsulatrice 1 comprende inoltre mezzi 6 di regolazione della quantità di polvere di caffè erogata dall’erogatore 2 e comandati retroattivamente dal sistema 31 di confronto della posizione del pressore 30 al termine della corsa di inserimento in una capsula. In pratica se il pressore 30 si accorge che una volta giunto a fine corsa il livello della polvere del caffè non è al livello desiderato allora interviene sui mezzi 6 di regolazione per evitare che tale inconveniente interessi anche le capsule successive. I mezzi 6 di regolazione comprendono tipicamente almeno una coclea di dosatura della polvere di caffè posta a monte dell’erogatore 2. I mezzi 6 di regolazione sono inoltre almeno in parte integrati in detta centralina di controllo (ad esempio una scheda principale di controllo). The capper 1 also comprises means 6 for adjusting the amount of coffee powder dispensed by the dispenser 2 and retroactively controlled by the system 31 for comparing the position of the presser 30 at the end of the insertion stroke in a capsule. In practice, if the presser 30 notices that once it reaches the end of its stroke the level of the coffee powder is not at the desired level, then it intervenes on the adjustment means 6 to prevent this problem from affecting the subsequent capsules as well. The adjustment means 6 typically comprise at least one screw for dosing the coffee powder located upstream of the dispenser 2. The adjustment means 6 are also at least partially integrated in said control unit (for example a main control board).

Opportunamente la capsulatrice 1 comprende un pistone 300 fluidodinamico presentante ad una prima estremità il pressore 30. Il pistone 300 è collegabile mediante una elettrovalvola 301 ad un ambiente a pressione costante. In una configurazione di apertura della elettrovalvola 301 detto ambiente a pressione costante è in comunicazione con una camera 302 di spinta che, se posta in pressione, spinge il pistone 300 determinando una corsa di inserimento del pressore 30 in una capsula. La capsulatrice 1 comprende un trasduttore 7 che misura la posizione del pressore 30 lungo la corsa di inserimento in/rimozione da detta capsula. Opportunamente tale trasduttore 7 ha una precisione di 5 micrometri. Tale trasduttore 7 è ad esempio un misuratore della distanza basato sul tempo di riflessione di radiazioni elettromagnetiche (tipicamente raggi infrarossi). Opportunamente il trasduttore 7 misura la distanza tra un emettitore di radiazioni elettromagnetiche e una seconda estremità del pistone 300. Vantaggiosamente la capsulatrice 1 comprende un motore elettrico che pone in rotazione detto pressore 30. Il movimento rotatorio agevola infatti il livellamento della polvere di caffè all’interno della capsula. Opportunamente il pistone 300 può scorrere lungo una camicia 304. Vantaggiosamente il motore elettrico pone in rotazione detta camicia 304 e detto pistone 300 determinando così la rotazione del pressore 30. Opportunamente tra il motore elettrico e detta camicia 300 è interposto un ingranaggio (tipicamente dentato). Conveniently, the capping machine 1 comprises a fluid-dynamic piston 300 having the presser 30 at a first end. The piston 300 can be connected by means of a solenoid valve 301 to a constant pressure environment. In an opening configuration of the solenoid valve 301 said constant pressure environment is in communication with a thrust chamber 302 which, if pressurized, pushes the piston 300, causing an insertion stroke of the presser 30 in a capsule. The capper 1 comprises a transducer 7 which measures the position of the presser 30 along the stroke of insertion into / removal from said capsule. Conveniently, this transducer 7 has an accuracy of 5 micrometers. This transducer 7 is for example a distance meter based on the reflection time of electromagnetic radiations (typically infrared rays). Conveniently, the transducer 7 measures the distance between an emitter of electromagnetic radiation and a second end of the piston 300. Advantageously, the capper 1 comprises an electric motor which rotates said presser 30. The rotary movement in fact facilitates the leveling of the coffee powder at the inside of the capsule. Conveniently, the piston 300 can slide along a jacket 304. Advantageously, the electric motor rotates said jacket 304 and said piston 300 thus causing the rotation of the presser 30. Conveniently a gear (typically toothed) is interposed between the electric motor and said jacket 300. .

Opportunamente la capsulatrice 1 comprende una pluralità di pressori 30 operanti in parallelo in corrispondenti capsule. Questo consente di incrementare la produttività. Conveniently, the capper 1 comprises a plurality of pressers 30 operating in parallel in corresponding capsules. This allows you to increase productivity.

Oggetto della presente invenzione è inoltre un metodo di dosatura di caffè in capsule comprendente le fasi di: The object of the present invention is also a method for dosing coffee in capsules comprising the steps of:

- erogare caffè in una capsula mediante almeno un erogatore 2; - delivering coffee into a capsule by means of at least one dispenser 2;

- comprimere il caffè posto nella capsula con un pressore 30 che esplica una pressione preimpostata, detta fase di comprimere il caffè avvenendo durante un inserimento del pressore 30 nella capsula; - compressing the coffee placed in the capsule with a presser 30 which exerts a preset pressure, said step of compressing the coffee occurring during insertion of the presser 30 into the capsule;

-eseguire un confronto tra una posizione misurata di fine inserimento del pressore 30 nella capsula e un intervallo di posizioni obiettivo preimpostate di fine inserimento del pressore 30 nella capsula. L’intervallo di posizioni obiettivo preimpostate corrisponde alle posizioni di corretto riempimento della capsula. -performing a comparison between a measured position of the end of insertion of the presser 30 in the capsule and an interval of preset target positions for the end of insertion of the presser 30 into the capsule. The range of preset target positions corresponds to the correct filling positions of the capsule.

Opportunamente il metodo comprende la fase di scartare la capsula qualora detto confronto metta in evidenza che la posizione di fine inserimento del pressore 30 nella capsula non è all’interno dell’intervallo di posizioni obiettivo preimpostate. Questo significa infatti che nella capsula o vi era un eccesso di caffè oppure che ve ne era troppo poco. Conveniently, the method includes the step of discarding the capsule if said comparison highlights that the position of end insertion of the presser 30 in the capsule is not within the range of preset target positions. This in fact means that in the capsule there was either an excess of coffee or that there was too little.

Opportunamente il metodo comprende anche una fase di regolazione della quantità di caffè erogata da detto almeno un erogatore qualora detto confronto metta in evidenza che la posizione di fine inserimento del pressore 30 nella capsula non sia all’interno dell’intervallo di posizioni obiettivo preimpostate. Il metodo prevede quindi di regolare la quantità di caffè da dosare in modo da variare la quantità di caffè introdotta nelle capsule successive (riempite dal medesimo erogatore 2). In particolare, qualora la posizione di fine inserimento del pressore 30 nella capsula sia al di sotto dell’intervallo di posizioni obiettivo preimpostate si ha un incremento della quantità di caffè erogato. Viceversa qualora la posizione di fine inserimento del pressore 30 nella capsula sia al di sopra dell’intervallo di posizioni obiettivo preimpostate si ha una diminuzione della quantità di caffè erogato. Tale incremento e tale diminuzione possono essere in misura fissa predefinita oppure regolate manualmente oppure funzione della distanza della posizione di fine inserimento del pressore 30 dall’intervallo di posizioni obiettivo. Conveniently, the method also includes a phase of adjusting the amount of coffee dispensed by said at least one dispenser if said comparison highlights that the position of end insertion of the presser 30 in the capsule is not within the range of preset target positions. The method therefore provides for adjusting the quantity of coffee to be dosed so as to vary the quantity of coffee introduced into the subsequent capsules (filled by the same dispenser 2). In particular, if the insertion end position of the presser 30 in the capsule is below the range of preset target positions, there is an increase in the quantity of coffee dispensed. Conversely, if the end position of insertion of the presser 30 in the capsule is above the range of preset target positions, there is a decrease in the quantity of coffee dispensed. This increase and decrease can be in a predefined fixed measure or adjusted manually or depending on the distance of the insertion end position of the presser 30 from the range of target positions.

Opportunamente il metodo comprende una fase di far ruotare il pressore 30 attorno ad un asse 303 di inserimento del pressore 30 nella capsula. La fase di far ruotare il pressore 30 interessa (è contemporaneo ad) almeno una parte della fase di comprimere il caffè. Conveniently, the method comprises a step of making the presser 30 rotate around an axis 303 for inserting the presser 30 into the capsule. The step of making the presser 30 rotate involves (is simultaneous to) at least a part of the step of compressing the coffee.

L’invenzione così concepita permette di conseguire molteplici vantaggi. In particolare l’invenzione permette di rendere più veloce il controllo che viene eseguito dopo l’introduzione della polvere di caffè eliminando difetti di misura determinati ad esempio da vibrazioni e transitori indesiderati. L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo che la caratterizza. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, tutti i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze. The invention thus conceived allows to achieve multiple advantages. In particular, the invention makes it possible to speed up the control that is performed after the introduction of the coffee powder by eliminating measurement defects caused for example by vibrations and unwanted transients. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept that characterizes it. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements. In practice, all the materials used, as well as the dimensions, may be any according to requirements.

Claims

CLAIMS 1. Coffee capsulator comprising a coffee powder dispenser (2) inside a capsule, said capper being characterized in that it comprises means (3) for controlling the volume of coffee powder introduced into a capsule by the dispenser, said control means (3) comprising: i) a presser (30) movable along an insertion-extraction stroke from a capsule and which exerts a predetermined pressure on the coffee powder present in a capsule; ii) a system (31) for comparing the position of the presser (30) at the end of the insertion stroke in a capsule with a range of preset target positions to be reached at the end of the insertion stroke, called the range of preset target positions corresponding to the positions correct filling of a capsule.

2. Capsuling machine according to claim 1, characterized in that it comprises: - a feed line (4) that extends from the dispenser (2) towards an area where the finished capsules exit from the capper; - means for removing from the feed line of a capsule for which the comparison system (31) has detected that the presser (30), at the end of the insertion stroke, is not in said range of preset target positions.

3. Capsuling machine according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises means (6) for adjusting the quantity of coffee powder dispensed by the dispenser (2) and retroactively controlled by the system (31) for comparing the position of the presser (30 ) at the end of the insertion stroke in a capsule.

4. Capsuling machine according to any one of the preceding claims, characterized in that said presser (30) comprises a fluid-dynamic piston (300) which can be connected by means of a solenoid valve (301) to a constant pressure environment; in an opening configuration of the solenoid valve (301) said constant pressure environment being in communication with a thrust chamber (302) of the piston (300) which, filling with a pressurized fluid, determines an insertion stroke of the presser (30) in a capsule.

5. Capsuling machine according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a transducer (7) which measures the position of the presser (30) along the stroke of insertion into / removal from a capsule.

6. Capsuling machine according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of pressers (30) operating in parallel in corresponding capsules.

7. Method for dosing coffee powder in capsules comprising the steps of: - dispense coffee powder inside a capsule using at least one dispenser (2); -compressing the coffee powder placed in the capsule with a presser (30) which exerts a preset pressure, said step of compressing the coffee powder occurring during insertion of the presser (30) into the capsule; -perform a comparison between a measured position of the end of insertion of the presser (30) in the capsule and an interval of preset target positions of the end of insertion of the presser (30) in the capsule, said range of preset target positions corresponding to the correct filling positions of the capsule .

8. Method according to claim 7, characterized by the fact of discarding the capsule if said comparison highlights that the position of end insertion of the presser (30) in the capsule is not within the range of preset target positions.

9. Method according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a step for regulating the quantity of coffee powder dispensed by said at least one dispenser (2) if said comparison shows that the position of final insertion of the presser (30 ) in the capsule is not within the range of preset target positions.

10. Method according to claim 7 or 8 or 9, characterized in that it comprises a step of making the presser (30) rotate around an axis (303) for inserting the presser (30) into the capsule, said step of rotating the presser (30) presser (30) affecting at least a part of the step of compressing the coffee powder.