Brevet FR2166339A1 — publié le 19730817

La technique de fabrication des groupes pour machines à café s'est développée jusqu'à ce jour, selon les trois directives cidessous, dans le but d'obtenir une solution fonctionnelle maximum qui permette d'obtenir les avantages suivants a) épuisement maximum de la poudre de café. b) bonne qualité d'infusion et rapidité d'exploitation. c) dosage volumétrique. Les solutions connues selon la technique précédente n'ont pas donné de solution entièrement satisfaisante, puisque seulement quelques avantages sont obtenus, et d'autres non, ou seulement partiellement. Les groupes connus peuvent, en prYripe, être divisés comme suit A : Groupes à piston à levier de commande B : Groupes hydrauliques à piston différentiel C : Groupes à débit continu A : Groupes à piston à levier de commande Les groupes à levier fonctionnent comme une pompe actionnée manuellement avec un effort excessif de l'opérateur qui, par une manoeuvre pénible, comprime par un levier de commande un ressort de retour et déplace un piston qui, dans la course de retour, injecte l'eau d'infusion dans les poudres de café à épuiser. B : Groupes hydrauliques à piston différentiel Les groupes hydrauliques exploitent la "différentialitéH de la section d'un piston afin de rendre le groupe automatique et à dosage préétabli en éliminant toute fatigue de l'opérateur. Un inconvénient est constitué par la grande consommation d'eau qui est, au moins, dix fois plus élevée que l'eau nécessaire à l'obtention de l'infusion du café. Autre inconvénient : conditions précises de débit et de pression du réseau d'alimentation de liteau. Ces groupes enfin présentent des complications de construction par le fait qu'aux dispositions de dosage mécanique ou électrique, des probièmes constructifs sont impliqués et ne sont pas encore au point. C : Groupes à débit continu Dans les groupes à débit continu, n'importe quel type de débit à action mécanique ou électro-magnetique, avec la coopération d'une électro-pompe, contrôle un mouvement fluide-dynamique de 1' eau pressurisée sur la poudre de café à épuiser. Ces groupes ne sont pas par définition, automatiques et leur construction pour cette raison, est antagoniste aux caractéristiques requises d'un maximum d'avantages essentiels. L'invention inclut les avantages des constructions précédentes mais en exclut les inconvénients. L'invention se base sur le principe de répétition de la dose minimum et naturellement multiple à elle-même ou à une fraction de celle-ci ; ainsi il est possible d'obtenir n'importe quel dosage, avec le maximum d'automatisme. Selon l'invention, le groupe est caractérisé du fait qu'il consiste en un cylindre doseur et un piston doseur glissant dans le dit cylindre, ou au moins une soupape électro-magnétique à plusieurs voies contrôlant l'introduction de l'eau dans le dit cylindre, le volume de ce cylindre étant égal à la dose minimum ou à une fraction de cette dose, le mouvement d' expulsion de l'eau par le piston doseur à la coupe porte-filtre et par suite la qualité d'infusion étant programmés par un programmateur électrique à déclenchement automatique. Exemples Si l'opérateur doit produire une infusion concentrée de café à savoir "à l'italienne", le piston doseur du groupe effectuera une course seulement dans le cylindre doseur et il ne comprimera dans la poudre de café qu'une seule cylindrée (35 cm3) d'eau, celle requise par un café concentré à l'italienne. D'une manière évidente - i café concentré à l'italienne = 1 cycle = 35 cm3 (une cylindrée) - 1 café non concentré à l'italienne = 2 cycles = 35 + 35 = 70 cm3 (deux cylindrées) - 2 cafés concentrés à l'italienne = 2 cycles = 35 + 35 cm3 = 70 cm3 (deux cylindrées) - 2 cafés non concentrés à l'italienne = 2 + 2 cycles = 35 + 35 + 35 + 35 cm3 = 70 + 70 cm3 (4 cylindrées) De ce qui précède, il ressort d'une manière évidente que le dispositif répétiteur est multiple à lui-même ; en effet on a toujours des répétitions de la cylindrée de 35 cm3, laquelle devient en règle absolue, le minimum commun dénominateur. Si on veut un dosage "plus fin", alors on peut partir d'une fraction de la dose minimum, par exemple 1/2 (35 cm3) = 17,5 cm3 en dimensionnant d'une manière convenable le cylindre de répétition du dosage, ainsi que le tableau suivant le montre d'une manière réciproque Infusion vequise Cycles Cylindrée totale 1 café concentré à l'italienne 2 2 x t7,5 = 35 cm3 1 café non concentré 1 4 (2x17,5) x 2 = 70 cm3 à l'italienne 2 cafés concentrés 2 x 2 2x17,5 + 2x17,5=35 cm3 + à l'italienne 1 35 cm3 2 cafés non concentrés 1 4 x 2 17,5x4 + 17,5x4 = 70 cm3 à l'italienne il est possible d'avoir des quantités mitoyennes d'infusion avec 3 - 5 - 7 cycles (52,5 cm3 - 87,5 cm3 - 122,5 cm3). il est évident qu'en excluant la programmation, on a à sa disposition une machine à débit continu pour une prestation très rapide. Une forme de réalisation de l'inve-ntion sera décrite ci-après avec référence aux planches des dessins, qui illustrent les phases de fonctionnement du groupe pour machines à café (percolateurs) selon l'invention. La figure i représente la fin de course du piston-doseur "en haut" et partant la phase d'alimentation au moyen de l'électrosoupape contrôlant la communication de l'eau avec la base du cylindre du piston-doseur. La figure 2, d'une manière réciproque, représente la phase de la fin de course du piston doseur Envers le bas" et à la fin de 1' alimentation du cylindre à travers l'électro-soupape contrôlant la communication avec le sommet du cylindre du piston-doseur. Le déchargement est effectué à travers la première électro-soupape con trôlant la communication avec la base du cylindre du piston-doseur. Description détaillée On prévoit un cylindre de dosage C dans lequel se trouve un piston-doseur 6, le dit piston controlant avec un prolongement axial 2 un déviateur 7 qui permet d'une manière alternative l'excitation de l'électro-soupape 2 et de l'électro-soupape 1 ; cette dernière permet l'introduction de l'eau pressurisée par une pompe au au sommet du cylindre C. Ce piston-doseur 6 contrôle aussi 1' excitation de l'électro-soupape 2 qui permet (selon figure 1) 1' introduction de l'eau à la base du cylindre-doseur C. La tige 9 commande aussi en tandem deux interrupteurs 16 et 17 de fin de course qui comptent, comme il ressortira ci-après, le nombre de cycles.Un interrupteur de consentement 15 est contrôlé par un électro-aimant 14 qui intervient seulement quand le nombre de cycles posé sur le programmateur 11 a été atteint en interrompant le courant et de ce fait en arrêtant le fonctionnement du groupe. Un pulseur 13 de départ permet l'alimentation de l'électro-aimant 14 et de ce fait on comprend bien comment, aussitôt que l'électro- aimant t4 est desexcité et que l'interrupteur de consentement est ouvert par le programmateur 11, le circuit entier n'est plus alimenté. On fait observer que le programmateur Il est de type connu il présente un sélecteur 12 qui programme le nombre des cycles, avec le critérium selon lequel aussitôt que le nombre de cycles sera atteint, à travers l'enroulement inductif 18, l'électro-aimant 14 sera desexcité et partant l'interrupteur 15 de consentement sera ouvert.La ligne d'alimentation électrique a été, d'une façon conventionnelle, représentée en traits entiers fins, tandis que la ligne d'alimentation hydraulique a été représentée par des lignes doubles, les lignes temporairement non alimentées étant représentées en traits doubles interrompus. L'électro-pompe 3, l'échangeur de chaleur 4, le dépôt de poudre, la coupe porte-filtre 10 seront rappelés ci-après lors de la description du "fonctionnement". On fait seulement observer qu'un interrupteur 19 exclut tout automatisme : à savoir que lorsqu'il est poussé, les cycles sont automatiquement répétés "à l'infini", en neutralisant l'interrupteur 15 de consentement. Fonctionnement L'eau dérivée d'un réseau hydraulique quelconque et pressurisée par l'électro-pompe 3 est alimentée à l'échangeur de chaleur 4 et de là au groupe 5. Comme il a été expliqué ci-dessus, l'eau est poussée à travers l'électro-soupape 1 en amont du piston doseur 6 et cette eau motrice est alimentée à travers l'électrosoupape 2 montée en aval du piston 6 (comparer selon figure 2) et enfin alimentée au groupe 5 en réalisant aussi de façon connue 1' opération d'infusion de la poudre de café, dans la coupe portefiltre 10. Evidemment le piston continuera sa descente jusqu'à la limite inférieure afin d'expulser tous résidus d'eau contenus dans le cylindre C.A ce point de fin de course le déviateur électrique 7, commandé par la tige 9 et solidaire du piston doseur 6 excitera, d'une façon évidente en considérant le circuit électrique, 1' électro-soupape 2 montée en aval du piston doseur 6 en la portant en phase de décharge (en comparant les flèches selon figure 1), tandis que le même déviateur désexcitera la soupape "supérieure" t en la portant automatiquement en phase de décharge (comparer les flèches). Le cycle est en répétition et l'eau, qui se trouve dans la partie supérieure du cylindre C, sera poussée par suite de l'ef- fet de la pression de l'eau motrice arrivant à travers l'électrosoupape 2, à travers l'électro-soupape 1 dans la coupe porte-filtre 10 et en réalisant ainsi une phase ultérieure d'infusion "partielle" dans la même coupe porte-filtre.Ainsi, l'eau qui avait d'abord servi à comprimer le piston 6 "en bas" pour expulser l'eau contenue dans la partie inférieure du cylindre et l'injecter à travers la branche de décharge de l'électro-valve 2 à la coupe porte-filtre 10 pendant la répétition du cycle, sera elle-même à son tour comprimée vers la dite coupe porte-filtre 10, et ainsi de suite, selon le nombre de cycles requis, nombre de cycles à pré-établir et à fixer par le programmateur 11. Manoeuvre pour la mise en train des doses En se référant au "minimum" commun multiple, l'opérateur devra insérer le sélecteur conventionnel 12 sur le "multiple" requis et pousser le poussoir de départ. Par cette manoeuvre, on excite l'électro-aimant 14 qui ferme (en comparant la position en traits interrompus) le contact 15 de consentement. En même temps, on obtient le commencement du cycle. Les cycles sont comptés au moyen des deux interrupteurs 16 - 17 de fin de course. Aussitôt que le nombre pré-établi de cycles est atteint, d'une manière automatique l'électro-aimant d'exclusion intervient et ouvre le contact 15 ainsi qu'on vient de l'expliquer, le circuit est désactivé. Selon une caractéristique de l'invention, un dispositif répétiteur-interrupteur 19 est prévu pour satisfaire à n'importe quelle quantité d'infusion avec la même quantité de poudre contenue dans la coupe porte-filtre 10. Comme il ressort du circuit électrique, l'interrupteur 19 permet une connexion électrique directe avec le déviateur 7, afin que cette manoeuvre exclut tout automatisme de fermeture, et des cycles, tels que ceux venant d'être décrits, se répètent à l'infini. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. R E V E N D I C A I I O N S 1 - Groupe pour la production des infusions, particulièrement pour machines à café, caractérisé du fait qu'il consiste en un cylindre doseur et un piston doseur, ce dernier glissant dans le dit cylindre, au moins une soupape électro-magnétique à plusieurs voies contrôlant l'introduction de l'eau dans le dit cylindre, le volume de ce cylindre étant égal à la dose minimum ou à une fraction de cette dose, le mouvement d'expulsion de l'eau par le piston doseur à la coupe porte-filtre et de ce fait la qualité d'infusion, étant programmés par un programmateur électrique à déclenchement automatique. 2 - Groupe selon la revendication 1, caractérisé du fait que le mouvement alternatif du piston doseur est commandé par la même eau motrice d'infusion. 3 - Groupe selon la revendication 1, caractérisé du fait que le cylindre est à double effet et on prévoit deux soupapes électromagnétiques à trois voies. 4 - Groupe selon la revendication 1 et/ou 2, caractérisé du fait que le piston doseur est solidaire de deux prolongements axiaux agissant sur un commutateur de l'excitation de deux soupapes électro-magnétiques et sur des interrupteurs en fin de course pour compter les cycles. 5 - Groupe selon les revendications précédentes, caractérisé du fait que le programmateur, à terminaison des cycles programmés, active un électro-aimant qui à son tour contrôle un interrupteur de consentement. 6 - Groupe selon les revendications précédentes, caractérisé du fait qu'il inclut un interrupteur d'exclusion de la programmation automatique, afin que le groupe fonctionne à débit continu.