ITTO20010902A1

ITTO20010902A1 - Macchina da caffe'.

Info

Publication number: ITTO20010902A1
Application number: IT2001TO000902A
Authority: IT
Inventors: Virginio Cortese
Original assignee: Sgl Italia Srl
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-03-21
Also published as: DE60200994T2; DE60200994D1; ATE273646T1; US7028604B2; CN1408309A; ES2224006T3; US20030070554A1; EP1295554B1; CN1265752C; EP1295554A1; ITTO20010902A0; PT1295554E; BR0204138A

Description

D E S C R I Z I O N E

Del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad una macchina da caffè.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad una macchina da caffè del tipo comprendente una doccia di uscita di acqua calda in pressione; una coppa erogatrice affacciata alla detta doccia e mobile relativamente alla doccia stessa da e verso ima posizione di infusione di accoppiamento della coppa erogatrice stessa con la detta doccia, la detta coppa erogatrice presentando un becco percolatore di uscita ed una cavità comunicante con il detto becco percolatore ed atta ad alloggiare una capsula sigillata rigida per una dose di polvere di caffè, la capsula sigillata essendo chiusa da ima parte da una pellicola di sigillo rivolta, in uso, verso la doccia e dall’altra da una parete di fondo; un primo dispositivo di foratura portato dalla detta doccia per forare, in uso, la detta pellicola di sigillo; ed un secondo dispositivo di foratura portato dalla detta coppa erogatrice per forare, in uso, la detta parete di fondo a seguito di una deformazione plastica verso l’esterno della parete di fondo stessa.

Nelle macchine da caffè note del tipo sopra descritto, l’accoppiamento della coppa erogatrice alla doccia nella posizione di infusione determina, normalmente, la foratura, da parte del citato primo dispositivo di foratura, della pellicola di sigillo della capsula sigillata montata sulla coppa erogatrice stessa e l’ingresso di acqua calda in pressione all’ interno della capsula sigillata. Per l’effetto combinato della pressione e della temperatura, la parete di fondo della capsula sigillata, normalmente di materiale termoplastico e di spessore relativamente ridotto, si deforma verso l’esterno pervenendo a contatto del citato secondo dispositivo di foratura che la fora permettendo all’infuso di caffè di fuoriuscire dalla capsula sigillata e di pervenire al becco percolatore.

Nelle macchine note del tipo sopra descritto, il citato secondo dispositivo di foratura è normalmente definito da un numero relativamente elevato di aghi relativamente sottili e conformati a “crochet”, i quali sporgono assialmente da una superficie di fondo della coppa erogatrice.

La pratica ha dimostrato che questi agili, dato il loro numero relativamente elevato e la loro forma irregolare possono innescare, nella parete di fondo della capsula sigillata, delle rotture con conseguenti insoddisfacente controllo del flusso di infusione in uscita -dalla capsula sigillata e fuoriuscita di fondi. AH’insoddisfacente controllo del flusso di infusione contribuisce, inoltre, il numero relativamente elevato di aghi impiegato, dal momento che questi aghi non sono in grado, dato il loro numero, di penetrare contemporaneamente la capsula sigillata, e l'ampiezza relativamente elevata del passaggio praticato, da ciascun ago, nella parete di fondo della capsula sigillata ed attraversato dal flusso di infusione.

Scopo della presente invenzione è di realizzare una macchina da caffè del tipo sopra descritto, la quale sia esente dagli inconvenienti sopra specificati.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una macchina da caffè comprendente una doccia di uscita di acqua calda in pressione; una coppa erogatrice affacciata alla detta doccia e mobile relativamente alla doccia stessa da e verso una posizione di infusione di accoppiamento della coppa erogatrice stessa con la detta doccia, la detta coppa erogatrice presentando un becco percolatore di uscita ed una cavità comunicante con il detto becco percolatore ed atta ad alloggiare una capsula sigillata rigida per una dose di polvere di caffè, la capsula sigillata essendo chiusa da una parte da una pellicola di sigillo rivolta, in uso, verso la doccia e dall’altra da una parete di fondo; un primo dispositivo di foratura portato dalla detta doccia per forare, in uso, la detta pellicola di sigillo; ed im secondo dispositivo di foratura portato dalla detta coppa erogatrice per forare, in uso, la detta parete di fondo a seguito di una deformazione plastica verso l’esterno della parete di fondo stessa; caratterizzata dal fatto che il detto secondo dispositivo di foratura comprende una piastra disposta in posizione fissa aH’intemo della detta cavità per suddividere la cavità stessa in una prima porzione atta ad alloggiare il detto contenitore ed una seconda porzione comunicante con il detto becco percolatore, ed una pluralità di aghi di forma conica sporgenti dalla detta piastra verso la detta doccia; ciascun detto ago presentando una superficie esterna conica preferibilmente presentante un diametro di base almeno pari ad una metà della sua altezza, un condotto interno estendentesi attraverso la detta piastra per comunicare con la detta seconda porzione ed almeno un’apertura, preferibilmente una feritoia, ricavata attraverso la detta superficie esterna conica per porre il detto condotto interno in comunicazione con la detta prima porzione.

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

le figure 1 e 2 illustrano schematicamente in sezione assiale, con parti asportate per chiarezza ed in due differenti posizioni operative, una preferita forma di attuazione di un gruppo di infusione della macchina da caffè della presente invenzione;

le figure 3 e 4 sono una vista prospettica dall’alto e, rispettivamente, una vista prospettica dal basso di un particolare delle figure 1 e 2;

la figura 5 è una sezione trasversale del particolare delle figure 3 e 4; e

la figura 6 illustra in scala ingrandita ed in pianta un particolare della figura 3.

Nella figura 1 , con 1 è indicata nel suo complesso una macchina da caffè provvista di un gruppo 2 di infusione comprendente una caldaia 3, una doccia 4 portata dalla caldaia 3 ed atta a ricevere, dalla caldaia 3 stessa, dell’acqua calda in pressione attraverso un condotto 5 di alimentazione coassiale alla doccia 4 lungo un asse 6, ed una coppa erogatrice 7 disposta affacciata alla doccia 4 e mobile da e verso la doccia 4 stessa, sotto la spinta di un dispositivo attuatore noto e non illustrato, in una direzione 8 di spostamento sostanzialmente parallela all’asse 6 e fra una posizione di carico (figura 1) distanziata dalla doccia 4 ed una posizione di infusione (figura 2) di accoppiamento con la doccia 4. Il passaggio dell’ acqua calda in pressione attraverso il condotto 5 di alimentazione verso la doccia 4 è controllato da una valvola 9 unidirezionale tarata per aprirsi, come verrà meglio spiegato nel seguito, solo quando la pressione allintemo della parte del condotto 5 di alimentazione disposta a monte della valvola 9 stessa raggiunge un valore determinato.

La coppa erogatrice 7 è atta ad alloggiare im contenitore per polvere di caffè costituito da una capsula 10 sigillata rigida di tipo noto, la quale comprende un corpo 11 a tazza di materiale termoplastico contenente una dose di polvere di caffè e presentante una parete di fondo 12 normalmente piana e relativamente sottile e continua ed una parete laterale 13 continua presentante una forma tronco-conica rastremata verso la parete di fondo 12 e provvista, alla propria estremità opposta a quella: collegata alla parete di fondo 12, di una flangia 14 anulare esterna. La capsula 10 sigillata è completata da una pellicola 15 di sigillo collegata a tenuta di fluido alla flangia 14 per sigillare la relativa dose di polvere di caffè all’ interno del corpo I l a tazza.

La coppa erogatrice 7 presenta una cavità 16 aperta verso la doccia 4 ed illustrata, per semplicità, in posizione coassiale all’asse 6; a questo proposito è tuttavia opportuno precisare che la coppa erogatrice 7, durante il suo spostamento nella direzione 8 di spostamento, può eventualmente essere fatta oscillare, in modo noto e non illustrato, attorno ad un asse trasversale alla direzione 8 di spostamento. La coppa erogatrice 7 comprende una parete laterale 17 tubolare, la quale è chiusa, alla propria estremità opposta a quella affacciata alla doccia 4, da una parete di fondo 18, attraverso la quale è montato un becco 19 percolatore, e presenta, dalla parte rivolta verso la doccia 4, una sede anulare 20 interna. La parete laterale 16 presenta una superficie interna definita, a partire dalla sede anulare 20, da una superficie tronco-conica 21 ed una superficie cilindrica 22 coassiali fra loro ed all’asse 6, le quali sono raccordate fra loro da uno spallamento anulare 23; mentre la superficie cilindrica 22 presenta, in prossimità della parete di fondo 18, una scanalatura anulare 24 disposta in prossimità di ima superficie concava 25 di fondo ricavata sulla parete di fondo 18.

La coppa erogatrice 7 è atta ad alloggiare una capsula 10 sigillata disposta con la propria parete laterale 13 a contatto della superficie tronco-conica 21 e contro lo spallamento anulare 23, con la propria flangia 14 impegnata airintemo della sede anulare 20, e con la propria parete di fondo 12 ad una certa distanza dalla scanalatura anulare 24.

Secondo una variante non illustrata, la sede anulare 20 manca, e la superficie tronco-conica 21 presenta un’altezza inferiore a quella della capsula 10 sigillata, la quale, quando montata sulla coppa erogatrice 7, sporge, in questo caso, parzialmente all’esterno della coppa erogatrice 7 stessa verso la doccia 4.

All’ interno della coppa erogatrice 7 è montato un dispositivo di foratura 26 comprendente una piastra 27 sostanzialmente circolare, la cui periferia esterna è alloggiata a tenuta di fluido all’ interno della scanalatura anulare 24 per suddividere la cavità 16 in una porzione esterna 28 atta ad alloggiare una capsula 10 sigillata ed una porzione interna 29 comunicante con il becco 19 percolatore.

Il dispositivo di foratura 26 comprende, inoltre, una pluralità di aghi 30 di forma conica, ciascuno dei quali sporge dalla piastra 27 verso la doccia 4 e presenta una superficie esterna 3 1 conica, il cui diametro di base è almeno pari alla metà della sua altezza e della corrispondente altezza del relativo ago 30. Ciascun ago 30 presenta una lunghezza approssimante per difetto la distanza esistente fra lo spallamento anulare 23 e la scanalatura anulare 24 ed è provvisto di un condotto interno 32, che si estende lungo il relativo ago 30 ed attraverso la piastra 27 per comunicare da una parte direttamente con la porzione interna 29 della cavità 16 e dall’altra con la porzione esterna 28 della cavità 16 attraverso una pluralità di feritoie 33; ciascuna delle quali si estende lungo una generatrice della relativa superficie esterna 31 conica. In particolare, nell’esempio illustrato, ciascun ago 30 presenta tre feritoie 33 uniformemente distribuite attorno ad un asse 34 della relativa superficie esterna 31 conica, ed il relativo condotto interno 32 presenta sostanzialmente la forma di una piramide triangolare provvista di una pluralità di spigoli 35, lungo ciascuno dei quali si apre una relativa feritoia 33.

Secondo una variante non illustrata, il numero delle feritoie 33 è diverso da tre e, nel caso sia superiore a tre, il condotto interno 32 presenta sostanzialmente la forma di una piramide provvista di una pluralità di spigoli 35 pari, in numero, alle relative feritoie 33.

La doccia 4 è attraversata da un foro 36 passante, il quale definisce un tratto di estremità del condotto 5 di alimentazione, è coassiale all’asse 6 e sfocia aH’intemo di una cavità 37 di forma cilindrica ricavata sulla doccia 4 in posizione coassiale all’asse 6 ed affacciata alla coppa erogatrice 7. Il foro 36 è controllato dalla valvola 9, la quale comprende un otturatore 38 ed una molla 39 compressa fra l’otturatore 38 ed un tappo 40 di chiusura della estremità di uscita del foro 36. Attraverso il tappo 40 è realizzato un foro 41 assiale di comunicazione della cavità 37 con il foro 36 a valle dell’ otturatore 38. La cavità 37 è circondata da una scanalatura anulare, che è ricavata su di una superficie anulare 42 piana di estremità della doccia 4 ed alloggia un organo di tenuta 43 anulare, il quale sporge anteriormente alla superficie anulare 42 e circonda un piattello 44 fissato all’ interno della cavità 37 ed attraversato centralmente da un foro 45 comunicante con il foro 41 e coassiale all’asse 6.

Il piattello 44 costituisce parte di un dispositivo di foratura 46 ed è provvisto, dalla parte rivolta verso la coppa erogatrice 7, di una pluralità di aghi 47 sostanzialmente cilindrici estendentisi dal piattello 44 verso la coppa erogatrice 7 parallelamente all’asse 6 e solidali al piattello 44 stesso. Oltre al piattello 44 ed agli aghi 47, il dispositivo di foratura 46 comprende un corpo a tazza 48 coassiale all’asse 6, disposto con la propria concavità affacciata alla cavità 37 ed accoppiato in modo assialmente scorrevole alla doccia 4. Il corpo a tazza 48 comprende una parete laterale 49 cilindrica, una cui superficie interna è accoppiata in modo scorrevole ad una superficie cilindrica esterna 50 della doccia 4, ed una parete di fondo 51 parallela ed affacciata alla superficie anulare 42 e provvista di una pluralità di fori 52 coassiali, ciascuno, ad un rispettivo ago 47 e di un foro 53 centrale coassiale all’asse 6.

Il corpo a tazza 48 è mobile assialmente, contro l’azione di una pluralità di molle 54 assiali compresse fra la doccia 4 e la parete laterale 49 e spostandosi lungo una pluralità di perni 55 sporgenti assialmente dalla doccia 4 ed impegnati in modo scorrevole attraverso rispettivi fori 56 assiali ricavati nello spessore della parete laterale 49, da una posizione di riposo (figura 1), definita da elementi di fermo costituiti da rispettive teste 57 dei perni 55 ed in cui gli aghi 47 sono totalmente contenuti all’interno del corpo a tazza 48, ad una posizione operativa (figura 2), in cui la parete di fondo 51 si dispone a contatto dell’organo di tenuta 43 e gli aghi 47 sporgono oltre una superficie 58 esterna della parete di fondo 51 attraverso i rispettivi fori 52.

In uso, la coppa erogatrice 7, una volta ricevuta la capsula 10 sigillata nella posizione di carico della figura 1, viene spostata, nella direzione 8 di avanzamento, nella posizione di infusione illustrata nella figura 2 tramite il dispositivo attuatore (noto e non illustrato) precedentemente menzionato. Questo dispositivo attuatore è normalmente un cilindro idraulico, il quale è alimentato con acqua calda in pressione in parallelo al condotto 5 di alimentazione e ad ima pressione inferiore a quella di apertura della valvola 9.

Alla fine dello spostamento della coppa erogatrice 7 verso la doccia 4, la capsula 10 sigillata, appoggiandosi a tenuta di fluido, con la propria pellicola 15 di sigillo, alla superficie 58 esterna della parete di fondo 51 del corpo a tazza 48, determina lo scorrimento assiale del corpo a tazza 48 sulla doccia 4 contro l’azione delle molle 54, le quali si comprimono permettendo agli aghi 47 di sporgere oltre la parete di fondo 51 e perforare la pellicola 15 di sigillo.

Quando la parete di fondo 51 si dispone a contatto dell’organo di tenuta 43 (figura 2) arrestandosi nella sua posizione arretrata di fine corsa, la pressione a monte della valvola 9 cresce fino a determinare Γ apertura della valvola 9 stessa ed il passaggio di acqua calda in pressione attraverso i fori 41 e 45 ed all’ interno di una camera definita dal piattello 44 e dalla parete di fondo 51 nella sua posizione arretrata di fine corsa contro l’organo di tenuta 43. Una volta invasa questa camera, l’acqua calda in pressione fluisce all’ interno della capsula 10 sigillata attraverso il foro 53 centrale ed i fori figura 2) praticati dagli aghi 47 attraverso la pellicola 15 di sigillo e determina, per effetto del calore e della pressione, una progressiva deformazione verso l’esterno della parete di fondo 12 della capsula 10 sigillata e la progressiva penetrazione degli aghi 30 attraverso la parete di fondo 12 stessa. Data la loro forma perfettamente conica, gli aghi 30 praticano, attraverso la parete di fondo 12, dei fori 59 (figura 2) perfettamente circolari con distribuzione sostanzialmente uniforme degli sforzi lungo la periferia dei fori 59 stessi. In questo modo viene evitata, lungo la periferia di ciascuno dei fori 59, la presenza di singolarità di forma capaci di innescare, nella parete di fondo 12, delle rotture, attraverso le quali l’acqua calda in pressione potrebbe trafilare trascinando parte della polvere di caffè e definendo, per l’acqua stessa, una via di flusso privilegiata con possibile conseguente partecipazione di solo parte della polvere di caffè al processo di infusione. Inoltre gli agili 30, data la loro forma conica, sono in numero relativamente ridotto e possono penetrare tutti allo stesso tempo attraverso la parete di fondo 12 consentendo un migliore controllo del flusso di infusione.

Una volta che gli aghi 47 sono penetrati attraverso la parete di fondo 12, il caffè può fuoriuscire dalla capsula 10 sigillata attraverso le feritoie 33 ed i condotti 32 e raggiungere il becco 19 percolatore attraverso la porzione interna 29 della cavità 16.

A proposito di quanto sopra esposto è opportuno osservare che le feritoie 33 definiscono, per il flusso di infusione, dei passaggi calibrati che permettono di controllare al meglio il flusso di infusione e di evitarerin ogni caso il passaggio di fondi di caffè alla porzione interna 29 della cavità 16.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Macchina da caffè comprendente una doccia (4) di uscita di acqua calda in pressione; una coppa erogatrice (7) affacciata alla detta doccia (4) e mobile relativamente alla doccia (4) stessa da e verso una posizione di infusione di accoppiamento della coppa erogatrice (7) stessa con la detta doccia (4), la detta coppa erogatrice (7) presentando un becco (19) percolatore di uscita ed una cavità (16) comunicante con il detto becco (19) percolatore ed atta ad alloggiare una capsula (10) sigillata rigida per una dose di polvere di caffè, la capsula (10) sigillata essendo chiusa da una parte da una pellicola (15) di sigillo rivolta, in uso, verso la doccia (4) e dall’ altra da una parete di fondo (12); un primo dispositivo di foratura (46) portato dalla detta doccia (4) per forare, in uso, la detta pellicola (15) di sigillo; ed un secondo dispositivo di foratura (26) portato dalla detta coppa erogatrice (7) per forare, in uso, la detta parete di fondo (12) a seguito di una deformazione plastica verso l’esterno della parete di fondo (12) stessa; caratterizzata dal fatto che il detto secondo dispositivo di foratura (26) comprende una piastra (27) disposta in posizione fissa all'intemo della detta cavità (16) per suddividere la cavità (16) stessa in una prima porzione (28) atta ad alloggiare il detto contenitore ed una seconda porzione (29) comunicante con il detto becco (19) percolatore, ed una pluralità di aghi (30) di forma conica sporgenti dalla detta piastra (27) verso la detta doccia (4); ciascun detto ago (30) presentando una superficie esterna (31) conica, un condotto interno (32) estendentesi attraverso la detta piastra (27) per comunicare con la detta seconda porzione (29) ed almeno un’apertura ricavata attraverso la detta superficie esterna (31) conica per porre il detto condotto interno (32) in comunicazione con la detta prima porzione (28). 2.- Macchina da caffè secondo la rivendicazione 1 e comprendente, inoltre, mezzi di spallamento (23) ricavati all' intemo della detta prima porzione (28) ed atti a cooperare con la detta capsula (10) sigillata per bloccare assialmente la capsula (10) sigillata stessa con la relativa parete di fondo (12) disposta, quando indeformata, a sostanziale contatto di una estremità libera dei detti aghi (30). 3.- Macchina da caffè secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la detta superficie esterna (31) conica presenta un diametro di base almeno pari a metà di un’altezza del relativo ago (30). 4.- Macchina da caffè secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui la detta apertura è una feritoia (33) estendentesi lungo una generatrice della detta superficie conica. 5.- Macchina da caffè secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun detto ago (30) presenta una pluralità di dette aperture definite da rispettive feritoie (33) estendentisi lungo rispettive generatrici della relativa detta superficie esterna (31) conica. 6.- Macchina da caffè secondo la rivendicazione 5, in cui le dette generatrici sono uniformemente distribuite attorno ad un asse (34) della relativa detta superficie esterna (31) conica. 7.- Macchina da caffè secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il detto condotto interno (32) presenta sostanzialmente la forma di una piramide provvista di una pluralità di spigoli (35); ciascuna detta feritoia (33) comunicando con il detto condotto interno (32) lungo un relativo detto spigolo (35). 8.- Macchina da caffè secondo la rivendicazione 7, in cui le dette feritoie (33) sono in numero di tre e la detta piramide è una piramide triangolare. 9.- Macchina da caffè secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto primo dispositivo di foratura (46) comprende una pluralità di ulteriori aghi (47) mobili verso la detta coppa erogatrice (7) da una posizione arretrata di riposo ad una posizione estratta di foratura. 10.- Macchina da caffè secondo la rivendicazione 9, in cui i detti ulteriori aghi (47) si estendono dalla detta doccia (4) verso la detta coppa erogatrice (7) e sono fissi rispetto alla doccia (4) stessa. 11- Macchina da caffè secondo la rivendicazione 10, in cui il detto primo dispositivo di foratura (46) comprende un corpo a tazza (48) presentante una parete di fondo (51) traforata per il passaggio dei detti ulteriori aghi (47)-e- montato scorrevole sulla detta doccia (4) per spostarsi, contro l’azione di mezzi elastici (54), da una posizione normale di riposo, in cui i detti ulteriori aghi (47) sono disposti all’interno del detto corpo a tazza (48), ad una posizione operativa, in cui i detti ulteriori aghi (47) si estendono verso l’esterno del detto corpo a tazza (48) attraverso rispettivi fori (52) della detta parete di fondo (51) traforata.