Brevet FR2226137A1 — publié le 19741115

La présente invention concerne une machine complètement automatique pour la préparation d'une infusion de café (café expresa) à deses désirées. Les particularités qui la distinguent des antres machines ayant le même but sont les suivantes - la grande rapidité de la distribution due à la simultanéité de diverses epérations et à la possibilité d'utiliser une grande surface filtrante - la haute qualité de l'infusion fournie à surface crémeuse;; - la possibilité de fournir au choix une, deux ou éventuellement plusieurs tasses simultanément avec des doses différentes de poudre de café (pour la première tasse et pour la seconde) tout en conservant une pression uniforme sur la nasse de poudre de caf9 moulu - l'expulsion du marc sec et comprimé dans un récipient amené en regard au lieu d'autres systèmes avec lavage du filtre qui entraînent une grande dépense d'eau et l'engorgement des conduites de décharge, systèmes qui sont d dans le commerce sous diverses fermes - la grande simplicité de construction avec un minimum de joints d'étanchéité et par suite de parties susceptibles de se détériorer. La machine qui fait l'objet de l'invention se caractérise par un groupe distributeur comprenant deux plaques parallèles qui sont percées de trous coaxiaux et entre lesquelles se déplacent par intermittence et de façon étanche des récipients cylindriques capables de recevoir t dans une première position, une quantité dosée de poudre de café 3 dans une deuxième position, des moyens pour comprimer la poudre et pour fournir ensuite l'eau chaude utilisée pour effectuer l'infusion et, dans une troisième position, des moyens pour effectuer la décharge de la masse de poudre épuisée en évitant le lavage ; dans la dite deuxième position, s'introduisent dans le récipient cylindrique correspondant dtun c8t un tamis mobile et de l'autre c8té un filtre, ces deux éléments se déplaçant en sens contraires de façon à comprimer la poudre de café au juste degré avant l'introduction de 11 eau chaude qui effectue l'infusion. On a représenté une forme d'exécution préférée de la machine selon l'invention, sans caractère limitatif, au dessin annexé dans lequel la figure 1 en représente la coupe axiale partiellement développée en largeur pour une meilleure compréhension, la coupe étant faite selon le plan passait par la ligne A-A de la figure 2 la figure 2 en représente la vue de dessous selon la flèche 3 de la figure 1 la figure 3 est la coupe axiale à plus grande échelle d'un récipient cylindrique avant la compression de la poudre de café la figure 4 représente la même coupe que la figure 3, nais après achèvement de la compression de la poudre de café la figure 5 montre la coupe transversale du deseur de poudre de café ; la figure 6 est la vue de face du moulin doseur de café la figure 7 est la coupe transversale des deux euves compre- nant la cuve de récupération du liquide d'actionnement des cylindres hydrauliques et celle de la distribution de née de l'eau d'infusion; la figure 8 est le schéma du circuit hydraulique ; et la figure 9 est le schéma du circuit électrique. La machine est constituée par un groupe distributeur (tigu- res 12) qui se compose d'une plaque supérieure 1 ayant trois trous 15-16-17 disposés à 120 et d'une plaque inférieure 2 ayant deux trous correspondant aux trou 16-17 à 120 . Ces plaques sont immobilisées à distance fixe par des entretoises 3 entre lesquelles tourne, sur un axe central 4, un disque 5 avec trois trous eorres- pondant aux trous 15-16-17 des plaques 1-2.A chaque avance, ce disque est contraint de s'arrSter dans une position fixe au moyen du positionneur d'avance 6 qui agit dans un évidement 7 (figure 2) de façon que les trous 15-16-17 des trois plaques se correspondent exactament. Sur l'aue 4 et au-dessous de la plaque 2 est monté un tambour 8 (figures 1 et 2) portant dans des évidements trois broches 9 disposées à 120 . La barre profilée de poussée 10 est commandée pour une avance linéaire par un piston hydraulique 11 (figure 1) monté dans un cylindre oscillant 12 pivotant en 93 et maintanu vers le tambour 8 par un ressert 84 et cette barre pousse l'une des broches 9 en faisant tourner tout le disque 5 de 120 . Dans trois trous du disque tournant 5 sont logés trois récipients métalliques cylindriques 13 à surface interne rectifiée portant à leurs deux extrémités une garniture de matière antifriction 14. Ces récipients cylindriques ont pour rôle de transporter la dose de poudre de café de la position 15 à la position 16 oh s'effectue la préparation de l'infusion de café et de transporter le marc de café résiduel comprimé de la position 16 à la position 17 où il est expulsé. Sur la plaque 1 en correspondance avec le trou 16, c'est-à- aire avec la deuxième position à laquelle s'effectue la préparation, est monté un piston 18 à tamis qui comprend un tamis mobile 19 solidaire d'un bout d'arbre 20 et d'une tringle 21 et se déplaçant axialement en comprimant, lors de la descente du piston, la portion de poudre de café comprimée sous l'action d'un ressort taré 22. Grâce au raccord 23, ce piston amène l'eau chaude sur la masse comprimée do café à travers le tamis 19. le joint torique 24 est destiné à s'engager de façon étanche dans la paroi interne des récipients 13. Le piston hydraulique 25 (figure 1) commande la descente du piston 18 à tamis dans le récipient 13 par l'intermé- diaire de la tige 26 en comprimant son ressort de rappel 27 (figures 1 et 3). Sur la plaque 2, toujours en cerrespondance avec le trou 16 (figure 2), est monté le piston 28 à filtre comprenant un filtre métallique 29 solidaire du piston, nn oint torique 30 qui s'insère de façon étanche dans la paroi interne du récipient 13 et qui, par un système de canaux reçoit l'infusion de café en l'envoyant à l'orifice de distribution (sortie) 31. Le piston hydraulique 32 commande la montée du piston 28 à filtre par l'intermédiaire de la tige 33 en comprimant son ressort de rappel 34.Sur la plaque supé- rieure 1, en correspondance avec le trou 17, est monté le piston éjecteur 35 cemmandé par le piston hydraulique 36 avec ressort de rappel. Les figures 5 et 6 représentent un doseur volumétrique double peur la poudre de café et ce doseur est solidaire du moulin 85 à broyeurs tournants, fixé à une plaque 37 qui porte deux récipients à section en V renversé 38-38' fermés vers le bas par deux volets 39-39' qui pivotent en 40-40' et peuvent s'ouvrir vers le bas sous la commande d'un moyen mécanique ou électrique (par exemple d'un électro-aimant 41-41'), deux régulateurs coulissants 42 destinés à être fixés dans la position de dosage voulue et munis d'une cloison mobile 43 articulée en 44 qui commande un miniinterrupteur 45 dont le r81e est d'arrêter le moulin quand la poudre de café a rempli la chambre 46. L'entonnoir 47 a pour rôle d'acheminer la dose (ou les doses) de café moulu dans le trou 15 (figure 2) du groupe distributeur. Sur la figure 7, on a représenté les dispositifs faisant partie de la machine mais non représentés sur la figure 1 et servant à alimenter la machine en eau ou en liquide pour la commande des pistons et en eau d'infusion. Ils coiprennent s un bloc de sélection qui porte des électrovalves 48-49-50, une cuve de récupération 51, contenant l'eau pour la commande des pistons du groupe et des électrodes pour la commande électronique du rétablissement du niveau dans le cas de dispersion de l'eau, une cuve de dosage 92 pour la quantité d'eau pour l'infusion qui est munie d'électrodes pour le rétablissement du niveau maximal et pour le dosage de l'eau qui sert à faire l'infusion de café selon la dose sélectionnée par le clavier 53 (figure 9). La machine comprend encore une Motopompe (non représentée sur les figures décrites jusqu'à présent) destinée à amener l'eau sous pression dans le circuit hydraulique et une petite chaudière à température constante pour l'eau chaude utilisée pour la confection du café. Le fonctionnement s'effectue comme suit a) par pression sur le bouton poussoir 87 eu 88 du clavier 53 (figure 9), les relais 64-66-67 mettent on marche la motopompe 74 (figare 8) alimentée par la cuve 51 (figures 7 et 8) à travers l'électrevalve 49 (figures 7 et 8) en envoyant loe liquide sous pression dans le circuit hydraulique.En même temps le relais 65 à retard électronique (figure 9) excite l'électro-aimant 41 ou les éloctrosaimants 41 et 41' de sorte que le doseur 38 (figure 5) s'ouvre pendant un instant ni le poussoir pressé 87 est pour une portion tandis que les doseurs 38 et 38' s'ouvrent si le poussoir pressé 88 est pour deux portions (qui se trouvent dans les doseurs de café moulu) ;; la quantité prédéterminée de poudre de café tombe du doseur et est guidée par l'entonnoir 47 (figure 6) sur la plaque 2 on étant reçue par le récipient 13 qui se trouve on correspondance avec le trou 15 (figure 1). ÂussitOt après, à la fin du retard du relais 65 (figure 9), le doseur se referme tandis que le dit relais excite l'électrovalve 54 qui ouvre le passage de l'eau sous pression en l'envoyant contre le piston 11 (figure 1). b) Ce piston 11, poussé on avant, engage la barre de poussée 10 (figures 1 et 2) sur lune des broches 9 en imprimant au tambour 8 et par suite au disque 5 un mouvement de rotation de 1200. Lors de ce mouvement, le cylindre creux 13 contenant le café se déplace entre les plaques 1-2 de la position correspondant au trou 15 à la position correspondant au trou 16 (figure 2) en amenant la dose de poudre de café directement au-dessus du filtre 29 et au-dessous du tamis 19 comme on le voit sur la figure 3.En même temps la poudre épuisée du café précédent qui se trouvait comprimée dans le cylindre 13 dans la position correspondant au trou 16 (figure 2) se trouve, sous l'effet de la rotation de 1200 du disque 5, transportée à la position correspondant au trou 17 prête à être éjectée tandis que le cylindre 13 qui se trouvait vidé en corrospondance avec le trou 17 (figure 2) est venu en correspondance avec le trou 15 en étant prSt à recevoir la poudre de café pour la distribution suivante. c) Après achèvement de la course angulaire correspondant & BR 1200, le levier 10 (figure 2) agit sur le contact de fin de course 60 (figure 2). O. contact excite les électrovalves 55 et 56 (figu- reg 8 et 9). L'électrovaive 55 s'ouvre en envoyant l'eau sous pression contre les pistons 25-32-36 (figure 1). Le piston 32 se déplace vers le haut jusqu'à un arrêt mécanique en soulevant la poudre de café avec étanchéité assurée par la garniture 30 qui s'applique contre la paroi interne du cylindre 13 comme indiqué sur la figure 4.Le piston 36 se déplace sers le bas en repoussant le pisten éjecteur 35 jusqu'au niveau de la plaque 2 et en éjectant ainsi vers le bas à travers le trou 17 (figure 2) la poudre de café épuisée qui se trouvait dans le cylindre 13. Le piston 25 (figure 1) descend sous la poussée de l'veau sous pression en repoussant le piston 18 à tamis (figures 3 et 4) à travers le trou 16 (figure 2) de la plaque 1 à l'intérieur du cylindre 13 contenant la poudre de café et en engageant de façon étanche les joints 24 dans la paroi interne du dit cylindre.Quand le taxis 19, monté sur le piston 18, rencontre la poudre de café, il la comprime jusqu'à ce que la résistance de la poudre surpasse celle du ressort 22. Â ce moment, le ressort se comprime de sorte que, sous l'effet du déplacement vers le haut du filtre 29 sollicité par le piston 28, le tamis remonte dans le piston 18 avec l'arbre 20 et la tringle 21 jusqu'à l'actionnement du contact de fin de course 61 fixé au piston 18 et agissant sur les relais 64-65 (figure 9) et sur les électrovalves correspondantes (comme on le verra par la suite) ce qui arrête la course du piston 25 et par suite du piston 18.Cela permet d'obtenir une masse de poudre de café comprimée de façon uniforme quelle-que soit la quantité de café feurnie par les doseurs 38-38' (figure 6) pour une tasse ou pour deux et quelle que soit la pression fournie par la motopompe. Cen. on sait que l'uniformité de la pression sur la poudre de café constitue l'un des facteurs principaux pour la production d'un bon café express à surface crémouse, en voit l'importance du dispositif déjà décrit qui permet d'obtenir ce résultat sans qu'on ait à régler de l'extérieur la course du piston à tamis par des systèmes qui seraient très compliqués, en fonction de la quantité de café en poudre empleyée. L'électrovalve 56 (figure 8) qui intervient au point c) est reliée de façon à constituer une valve unidirectionnelle à commande électrique. Elle s'excite avec la valve unidirectionnelle 59 (figure 8) en fermant toute voie de sortie de l'eau contenue dans les cylindres des pistons 25-32-36 et en bloquant ces pistons dans la position atteinte à l'arrêt de l'arrivée d'eau par la valve 55.Ce système (blocage hydraulique) permet de supporter de fortes pressions à l'intérieur au cylindre 13 en position 16 pendant la distribution de 1' infusion même snr une surface filtrante très grande (ce qui constitue un grand avantage tant pour la rapidité de la distribution que pour la qualité de l'infusion fournie) sans qu'on ait à recourir à un blocage mécanique des pistons 25-32 ou sans que ces pistons aient besoin d d'avoir une surface de base sapé rieurs à celle du filtre, ce qui entraînerait un encombrement incompatible avec les dimensions acceptables de la machine et une instabilité du positionnement due à d'éventuelles variations de pression. d) Le contact de fin de course 61, actionné par le tamis 19 au meyen de la tringle 21 désexcite les relais 64-65 (figure 9). Â ce moment t a) l'électrovalve 54 (figure 8) se désexcite de sorte que le piston 11 (figure 1) qui détermine le déplacement angulaire du tambour 8 (figures 1 et 2), poussé par son ressort antagoniste, revient en position de repos en refoulant l'eau qu'il contient à travers l'électrovalve 54 dans la cuve de récupération 51 (figure 7) b) l'électrovalve 55 se désexcite, de sorte que l'eau sous pression cesse d'être envoyée aux pistons 25-32-36 c) l'électrovalve 49 s'excite ce qui permute les gicleurs d'entrée on empêchant le passage de l'eau de la cuve de récupéra- tien 51 à la motopompe et ouvre le passage de la cuve de dosage 52 (qui se trouve au niveau marimal) à la motopompe ; d) l'électrovalve 57 s'excite, ce qui ouvre le passage de l'eau à température constante et sous pression de la petite chaudière 75 au passage 23 du pistonàtamis.L'eau chaude passe à travers le tamis 19 et la poudre de café en produisant l'infusion qui, à travers le filtre 29, se trouve distribuée par la tubulure de sortie 31 (figures 1 et 4) e) le relais 68 (figure 9) s'excite ce qui met en marche le moulin 85 qui moud le café remplissant la cavité vide des doseurs 38-38' (figure 5).Quand ceux-ci sont pleins, la pression de sortie du café moulu, agissant sur les parois mobiles 43 ou 43', provoque l'arrêt du moulin par l'action des contacts 45 ou 45' (figure 5) f) au fur et à mesure que l'infusion se produit, il y a consommation d'eau dans la cuve de dosage 52 (figure 8) dont le niveau descend.Quand ce niveau atteint la base de ltélectPode correspondant à la touche pressée, une commande électronique désexci- te le relais 69 (figure 9). Oelui-ci à son tour désexcite les relais 66-67, cse qui provoque l'arrêt de la motopompe et la désexci- tation des électrovalves 49-56-57 (figures 8 et 9). La désexcitation de l'électrevalve 56 provoque la décharge des pistons 25-32-36 pous- sés en position de repos par leurs ressorts de rappel respectifs et refoulant dans la cuve de récupération 51 l'eau contenue dans les cylindres correspondants.En même temps, le relais 69 excits l'élestrovalve 50 (figures 8 et 9), ce qui provoque le passage d'eau du conduit extérieur à travers le filtre 76 à la cuve de dosage 52 el rétablissant le niveau d'eau dans cette cuve. Quand l'eau atteint l'électrode la plus haute 77, le relais 69 s'excite par commande électronique en interrompant le courant d'eau à travers l'électro- valve 50 et en allumant la lampe de départ. A ce moment, la machine est prête pour un nouveau fonctionnement. Les relais 71-72-73 (figure 9) servent : à pré sélectionner les doses de café en prédisposant l'ouverture d'un doseur ou de tous les doseurs, ou biade deux doseurs ou encore d'aucun de la figure 6, par exemple pour le lavage ou pour la préparation d'infu- sions sans caféine avee une poudre introduite manuellement, à sélectionner l'électrode 78 qui doit doser l'eau suivant la touche pressée, à prédisposer pour une ou deux avances oa à exclure les contacts qui doivent donner l'impulsion au contacteur des portions. Ces relais sont excités par des touches de pré sélection au moyen dune impulsion des dites touches et remis en état de repos par une impulsion du relais 69 en position e). R E V E N D I C A T I O N S. 1. Machine complètement automatique pour la préparation rapide d'infusions de café aux doses désirées, permettant de distribuer au choix une ou plusieurs tasses en même temps avec des doses proportionnées de poudre de café tout en conservant une pression uniforme exercée sur la poudre et d'éjecter la masse de poudre épuisée et comprimée en évitant le lavage, caractérisée par un groupe distributeur comprenant deux plaque s parallèles (1-2 3 figure 1) qui sont percées de trous coaxiaux (15-16-17 3 figure 2) et entre lesquelles se déplacent par intermittence et avec étanchéité des récipients cylindriques (15) destinés à recevoir t dans une première position (15), une quantité dosée de poudre de café t dans une deuxième position (16), des moyens pour comprimer la poudre et ensuite peur lui fournir l'eau chaude destinée à effectuer l'infu- sion et, dans une treisiêie position (17), des moyens pour déter- miner la décharge dis masses de ponêre épuisée en évitant le lavage, la machine se caractérisant en outre on ce que, dans la deuxième position (16), s'introduisent dans le récipient cylindrique (13) correspondant t d'un côté un tamis mobile (19) et de l'autre côté un filtre (29), ces éléments se déplaçant tous deux en sens contraires do façon à comprimer la poudre de café au degré voulu avant l'introduction de l'eau chaude qui effectue l'infusion. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, dans la deuxième positon, les déplacements en sens contraires du tamis (19, figures 3-4) et du filtre (29) pour déterminer la compression de la poudre de café au degré voulu sont effectués par l'intermédiaire de cylindres et pistons hydrauliques (25 et 32 ; figure 1) ave. interposition d'un ressort antagoniste (22) qui se comprime quand la pondre de café a atteint la compacité désirée. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ces récipients cylindriques (13) sont au nombre de trois et disposés à 1200 et que trois trous coaxiaux (15-16-17 ; figure 2), disposés à 120 , sont ménagés dans chaque plaque (12), l'actionnement intermittent des dits récipients cylindriques (13) s'effectuant par l'intermédiaire d'un disque d'entraînement (5 ;; figures 1 et 2) muni d'un tambour coaxial (8) recevant dans dos logements trois broches à 120 (9), tandis qu'une barre profilée (10), sollicitée par un piston de cylindre hydraulique (12) oscillant autour d'un axe (93) contre Inaction d'un ressort (84), sert à pousser successivement les dites trois broches (9) pour déplacer de façon intermittente les dits trois récipients cylindriques (13) entre les deux plaques, l'étanchéité des dits récipients cylindriques entre les deux plaques (1-2) étant assurée par des joints antifriction (14 ; figure 4) disposés dans des cavités annulaires sur les deux faces de base-de caque récipient cylindrique. 4. Machine selon les revendications 2-3, caractérisée par le fait que le dit ressert antagoniste (22) est tel que, lorsque sa résistance de compression totale est vaincue, la masse constituée par le tamis, par la masse de poudre de café comprimée et par le filtre se déplace en bloc jusqu'à agir sur un interrupteur (61 figure 4) dont l'actionnement provoque a) l'arrêt du piston (25) de commande du tamis (19) et du piston de commande (32) du filtre (29) avec blocage hydraulique du liquide qui les sollicite b) le renvoi du liquide qui sollicitait le cylindre (12) d'actionnement intermittent des cylindres récepteurs (13) dans une cuve de récupération (51 g figure 7) et l'entrée en fonction de la metopompe d'alimentation fournissant l'eau nécessaire pour l'infusion et pour l'éjection de la masse de café épuisée (piston 36, figure 1) e) le passage sous pression et à température constante, sous l'action de la motopompe, de l'veau d'infusion qui est prélevée dut cuve de dosage (52, figure 7) et, après passage à travers une petite chaudière de réchauffage, arrive au tamis (19), traverse la poudre de café conprimêe et donne lieu à la distribution du café à travers le filtre (29) d) l'entrée en fonction du groupe du moulin à café qui remplit la cavité vide des doseurs (38-38' ; figure 5) avec arrêt automatique après remplissage e) le rétablissement du niveau de l'eau dans la cuve de dosage (52, figure 7). 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'arrêt automatique du moulin à café après remplissage de la cavité vide des doseurs (38-382 ; figure 5) s'effectue sous la pression exercée par l'arrivée du café quand les doseurs sont pleina, cette pression sollicitant des contacts mobiles (45-45' figure 5) afin de déterminer l'arrêt du moulin à café. 6. Xachine- selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le rétablissement du niveau de l'eau dans la cuve de dosage (52, figure 7) s'obtient par la disposition, dans la cuve d'électrodes (77, 78, figure 8) à différents niveaux correspondant à différentes doses d'eau et donc de café à distribuer, ces doses pouvant être présélectionnées par pression dune touche (87, 88 figure 9), le circuit électrique étant réalisé de façon que, quand le niveau de l'eau dans la cuve atteint la base de l'électrode (78) correspondant à la touche pressée, des organes auxiliaires (69,66, 67, figure 9) provoquent l'arrêt de la motopompe, la communication de la cuve de desage (52) avec le conduit d'eau extérieur à travers an filtre (76) et le retour du liquide des cylindres (25, 32, 36) de commande du tamis (19, figure 1) et du filtre (29) à la cuve de récupération (51, figures 2 et 8), tandis que, quand le niveau de l'électrode la plus haute (77, figure 8) est atteint, la communica- tion en question est interrompue et la touche de mise en marche est insérée automatiquement, après quoi la machine est prête à un nouveau fonctionnement.