Brevet FR2386296A1 — publié le 19781103

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour mélanger avec de l'eau chaude le café fourni par un distributeur. Comme on le sait, la préparation automatique d'une tasse de café s'effectue, dans certains cas, au moyen de distributeurs qui mélangent automatiquement une dose de café lyophilisé sucré avec une dose d'eau chaude,- de façon a obtenir un produit d'une qualité similaire à celle du café fourni par une machine à café expresso normale. C'est un but de la présente-invention de procurer un procédé pour mélanger du café avec de :eau chaude dans des dis tributeurst procédé qui n'exige pas les fréquentes opérations de nettoyage et d'entretien des distributeurs habituels et qui permet également d'obtenir un mélange correct du café avec l'eau. Un autre but de la présente invention est de procurer un distributeur de café équipé dlun mécanisme disposé pour mélanger automatiquement le café selon le procédé- de l'invention. L'invention procure donc un procédé pour mélanger le café fourni par un distributeur, comportant un stade dans lequel une multiplicité de gobelets pratiquement tronconiques contenant chacun une dose de café lyophilisé et sucré sont empilés l'un audessus de l'autre au voisinage d'un élément collecteur annulaire, un autre stade dans lequel, à la suite d'un ordre extérieur, l'un des gobelets est reçu dans cet élément annulaire, et un troisième stade dans lequel de l'eau chaude est ajoutée dans le gobelet pour former une solution ou un mélange avec ladite dose de café, caractérisé en ce qulil comprend un premier stade dans lequel le gobelet considéré est disposé au voisinage d'un accessoire mélangeur tournant autour de son propre axe, un deuxième stade dans lequel cet accessoire mélangeur est plongé dans la solution contenue dans le gobelet et tourne autour de son-propre axe à une vitesse prédéterminée, et un troisième stade dans lequel l'accessoire mélangeur est retiré delasoluton et tourne à l'intérieur du gobelet pendant un temps prédéterminé au-dessus du niveau de la solution. La présente invention procure également un distributeur automatique de café comprenant une multiplicité de gobelets dont chacun contient une dose de café lyophilisé sucré, des moyens pour déplacer les gobelets un par un et les amener dans une posi tion de base, et des moyens pour ajouter dans le gobelet une dose d'eau chaude, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen disposé pour recevoir le gobelet dans cette position de base et l'amener en position active, et un second moyen disposé pour permettre, le gobelet étant dans sa position active, un mélange de cette dose de café avec la dose d'eau, le premier moyen étant en outre apte à ramener le gobelet de sa position active à sa position de base. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée de l'invention, en liaison avec le dessin joint sur lequel la figure 1 montre une série de stades successifs faisant partie du procédé selon l'invention et indiqués, dans 11 ordre, par les lettres a, b, c, e, f, g; la figure 2 est une coupe transversale d'une partie d'un accessoire utilisé lors du procédé selon l'invention; -la figure 3 est une vue en perspective de l'accessoiredont une partie est représentée sur la figure 2; la figure 4 est une vue partielle en élévation, vue de l'extérieur, du dispositif selon l'invention; la figure 5 est une vue en perspective d'en dessous, et en coupe partielle, d'une partie avant du dispositif selon l'invention;; la figure 6 est une vue en perspective de dessous et en coupe partielle d'une partie arrière du dispositif selon l'invention; et la figure 7 est une vue en coupe d'un détail représenté sur la figure 3. En se reportant maintenant à la figure 1, on voit en a une multiplicité de gobelets 1 empilés l'un au-dessus de l'autre et disposés au-dessus d'un trou circulaire 2 délimité par la surface conique intérieure 3 d'un élément annulaire 4. En particulier, les gobelets 1, dont le fond de chacun porte une dose 6 de café lyophilisé sucré, ont une partie inférieure tronconique 7 se raccordant à une partie supérieure cylindrique 8 qui est recourbée vers l'extérieur de façon à former un rebord 9 disposé pour coopérer avec la surface 3 de l'élément annulaire 4. Àu stade b, l'un des gobelets 1 est disposé à l'inte- rieur du trou 2 défini par l'élément annulaire 4, et au stade c, une dose 12 d'eau chaude est ajoutée dans le gobelet par la section terminale d'un conduit 13 raccordé, d'une manière non représentée, à un dispositif de dosage et de chauffage. Finalement, aux stades e, f et g, le gobelet 1, grace à l'anneau 4, est respectivement positionné en dessous de l'accessoire 16 tournant autour de.son propre axe, soulevé jusqu'à une position dans laquelle l'accessoire 16 est plongé dans le gobelet, et finalement abaissé jusqu'à une position dans laquelle l'acces Boire 16 n'est plus en contact avec l'eau et le café lyophilisé contenu dans le gobelet lui-même. En se reportant maintenant aux figures 2 et 5,.on voit que l'accessoire 16, de préférence moulé en matière plastique, comporte un arbre 21 ayant à son extrémité inférieure une tête pratiquement cylindrique 22. Sur sa surface latérale, cette tête '22 porte une multiplicité de dents 23 disposées côte à cote selon les génératrices de cette surface latérale cylindrique et ayant une section transversale pratiquement triangulaire, le bord extérieur étant chanfreiné; les lettres h et D désignent, sur la figure 3, respectivement la hauteur et le diamètre de la tête 22. En se reportant aux stades successifs représentés sur la figure 1, le procédé pour mélanger le café est le suivant Aux stades a, b et c, à la suite d'un ordre provenant de l'extérieur, le gobelet 1 contenant la dose de café lyophilisé 6 est séparé des autres gobelets, puis il tombe et est reçu à l'intérieur de l'élément annulaire 4; -en outre, la dose 12 d'eau chaude est introduite dans le gobelet par le conduit 13. Successivement, et grace a un actionnement ce préférence automatique de l'élément 4, le gobelet X, contenant l'eau et le café pratiquement encore séparés i'un de l'autre, est initialement disposé dans une position correspondant S l'accessoire 16 (stade e > . Au stade suivant f, le gobelet est levé jusqu'à ce qu'il atteigne ~une position dans laquelle la tête 22 de l'accessoire 16 est complètement plongée dans l'eau contenue dans le gobelet, en même temps que l'accessoire 16 commence à tourner autour de son propre axe 2 une vitesse très Ele-fSe, par exemple une vitesse de 5000 à 15000 tours/minute. Une telle rotation exerce une action centrifuge sur le liquide contenu à l'intérieur des espaces entre les dents 23, et cette action provoque un déplacement radial du liquide et, de ce fait, une réduction de la pression à l'intérieur de ces espaces.Cette réduction de pression provoque un appel d'air et une dilatation subséquente de l'air lui-meme à l'intérieur du liquide constitué par l'eau et le café lyophilisé en cours de mélangeage. Cette dilatation, qui a son rendement maximum lorsque le rapport h/D est voisin de 0,5, donne naissance à de petites bulles d'air à l'intérieur du liquide, lesquelles bulles forment une mousse qui reste en solution à l'intérieur du liquide. Lors du stade g, le gobelet est suffisamment abaisse pour permettre de retirer la tête 22 de l'accessoire 16 du liquide, et cet accessoire, continuant à tourner pendant une courte période, généralement à une vitesse supérieure à la vitesse précédente du fait de l'absence de résistance du liquide, se nettoie parfaitement en projetant par force centrifuge toutes les gouttes de liquide déposées sur la surface extérieure de l'arbre 21 et de la tête 22 de l'accessoire 16. A la fin de cette période, le gobelet 1 est encore abaissé pour permettre de l'enlever de l'élément annulaire 4 et de prendre le-café qutil contient.En particulier, le café présente une couche supérieure crémeuse à sa surface, du fait de la mousse précitée qui, entre-temps, est venue se rassembler à la surface, et a ainsi un aspect analogue à celui d'un café obtenu d'une machine à expresso classique. On se reporte maintenant particulièrement à la figure 4; une paroi 31 d'un distributeur automatique-32 présente à sa partie inférieure une ouverture rectangulaire 33 dans laquelle est monté, de façon à pouvoir coulisser entre des guides verticaux non reprétés, un couvercle 34 de préférence en matière plastique transparente. L'ouverture 33 permet d'accéder à un volume interne 36 du distributeur 32, dans lequel un gobelet, de forme pratiquement tronconique et contenant sur son fond une dose de café lyophilisé sucré, est supporté par un élément annulaire 38. Cet élément 38 présente une surface conique intérieure 39 dans laquelle des encoches 40 sont disposées pour retirer le gobelet 37 dans un sens horizontal; en outre, cet élément 38 est relié par un bras 43 à un élément 44 formant pratiquement un écrou fileté, qui est à son tour axialement couplé à une tige filetée 45.Finalement, une multiplicité de gobelets 37 d'un type similaire à celui du gobelet précité sont disposés au-dessus-du volume 36 et empilés en alignement axial avec l'élément annulaire 38. On se reporte maintenant à la figure 5; une paroi supérieure 50 du volume 36 supporte un mécanisme 51 d'un type connu, pouvant être actionné par exemple à la main ou au moyen d'un premier dispositif électromécanique (non représenté) permettant à la multiplicité de gobelets 37 représentés sur la figure 4 d'entrer un à la fois dans l'élément annulaire 38. En particulier, ce mécanisme. 51 comporte un bras.54 s'étendant vers l'extérieur et solidarisé d'une colonnette 55 fixée dans sa partie inférieure à une paroi latérale 56 au moyen d'un ressort de rappel 57 et coopérant dans sa partie supérieure avec un barreau 58.Ce barreau 58 est disposé pour pouvoir se déplacer dans un sens horizontal sous l'action d'un deuxième dispositif électromécanique, non représenté, et peut déclencher un micro-interrupteur, non représenté, par l'intermédiaire d'un bras 59 relié à ce micro-interrupteur. Le volume 36 est intérieurement limité par des parois latérales 61, 62 et63, et s'étend latéralement dans un volume 65 délimité par des parois latérales 66 et 67, lune paroi superieure 68 et une paroi avant 31, partiellement visible sur la figure 5. En particulier, les parois 62, 63 et 66 comportent une ouverture 7disposée pour laisser passer le bras 43 de l'élément annulaire 38, qui s'étend dans des fentes verticales 72 et 73 formees respectivement dans les parois 62 et .66, et qui est déli mitée dans sa partie supérieure par une section oblique 74 allant en diminuant progressivement de la paroi 68 à la paroi 62. Une paroi 77 est disposée en oblique-entreÈles parois 66 et 67 de façon à ramener des gouttes éventuelles de liquide d'un volume 65 à un récipient (non représenté) disposé-dans le volume 36; en outre, la paroi supérieure 68 supporte le corps d'un moteur 78 et une section terminale d'un conduit 79 disposée pour introduire une dose d'eau chaude dans le gobelet 37.En particulier, le moteur 78 peut entrainer à une vitesse considérable,par exemple de l'ordre de 12 000 tourssshinute, un accessoire mélangeur 81 équipé d'une tête pratiquement cylindrique 82 portant sur sa surface latérale une multiplicité de dents disposées côte à côte selon les génératrices de la surface latérale et ayant une section transversale pratiquement triangulaire avec un bord antérieur chanfreine. On se reporte maintenant en particulier à la figure 6; la tige filetée 45 pivote dans une paroi inférieure 83 et est raccordée à son extrémité supérieure, à travers la paroi 68, à un moteur 84 -par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 85, de préférence constitué par des pignons. Une paroi support 87 est disposée entre la paroi inférieure 83 et la paroi supérieure 68 et deux micro-interrupteurs 88 et 89 sont montés sur cette paroi 87, au voisinage des parois 83 et 68 respectivement, et ils sont disposés pour être actionnés par le corps de l'élément 44 lors de son déplacement axial le long de la tige filetée 45. Un microinterrupteur 91 est disposé à l'intérieur de la paroi latérale 66 et son bras 92 s'étend à travers la fente 73 et est disposé pour être actionné par le bras 43 de l'élément 44.Finalement, un réservoir 94 est disposé sur la paroi supérieure 68 et peut contenir la dose précitée d'eau chaude et l'amener par le conduit 79 ce réservoir peut être commandé par une vanne électrique 95. On se reporte maintenant à la figure 7; l'élément 44 a une portion cylindrique 97 qui s'étend radialement en opposition diamétrale avec le bras 43, un alésage traversant 98 partiellement taraudé étant formé dans cette portion 97. L'alésage 98 reçoit une bille 100 poussée contre une rainure 101 de la tige 45 par la force exercée par un ressort 102 qui s'appuie à une extrémité sur la bille 100 et à l'autre extrémité sur une surface de base d'un bouchon fileté 103 vissé dans le filetage de l'alésage 98. Ainsi, l'élément 44 est axialement couplé à la tige 45 au moyen de la bille 100 et il est couple en rotation de façon réglable avec la tige elle-même du fait du frottement exercé entre les portions de surface en vis-à-vis de l'élément 44 et de la tige 45, lesquelles portions sont diamétralement opposées au ressort 102. En fait, ces portions sont poussées en contact par l'action du ressort 102, du fait que ce dernier est comprimé entre l'élément 44 et la tige 45 par l'intermédiaire du bouchon 103 et de la bille 100 respectivement, ce bouchon 103 pouvant etre plus ou moins vissé. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. Tout d'abord, supposons que le bras 43 de l'élément annulaire 38soit situé au fond de la fente verticale 72 de la paroi 62, de sorte que l'élément 38 est disposé comme on le voit sur la figure 4, mais sans supporter le gobelet 37. Par l'actionnement manuel en provenance de l'extérieur, par exemple par l'introduction d'une pièce de monnaie dans un détecteur approprié, le dispositif 32 commence un cycle de fonc tionnement durant-lequel, dans un premier stade, le deuxième dispositif électromécanique déplace le barreau 58 tandis que dans un deuxième stade, le premier dispositif électromécanique ou une commande manuelle actionne le bras 54 du mécanisme 51 contre l'action du ressort 57. Ce dernier actionnement permet d'abord le dégagement de l'un des gobelets empilés 37, qui est reçu à l'intérieur de l'élément annulaire 38 et ensuite l'excitation du premier micro interrupteflr par le barreau 58 amené en contact avec ce microinterrupteur lui-même. Ainsi, ce dernier déclenche le chauffage de la dose requise d'eau et la mise en marche du moteur 84 qui, par l'intermédiaire du réducteur 85-, fait tourner la tige 45 en sens inverse des aiguilles d'ùne montre. Du fait que le bras 43 est situé à l'intérieur de la fente 72, l'élément 44 est forcé de se déplacer axialement vers le haut jusqu'à ce qu'il atteigne l'extrémité supérieure de la fente 72, et là il se déplace dans un sens horizontal jusqu'à contacter le bord de la fente 73 disposée dans la paroi 67. A ce moment, avec la dose de café lyophilisé sucré sur son fond, le gobelet est disposés l'intérieur du volume 65 dans une position correspondant à l'accessoire mélangeur 81 et au conduit d'amenée d'eau chaude 79. Le moteur 84 continue à tourner, levant, par l'intermédiaire de l'élément 44, le bras 43 à l'intérieur de la fente 73; lors de ce mouvement ascendant, le bras actionne le micro-interrupteur 91 par l'intermédiaire de son bras respectif 102.En conséquence,. le micro-interrupteur 91 déclenche à la fois l'arrivée dans le gobelet de la dose requise d'eau chaude en provenance du réservoir 94 par le conduit 79 et la mise en route du moteur 78 qui entraine en permanence l'accessoire mélangeur 81, ce qui permet le mélange de la dose de café avec l'eau. te soulèvement du bras 43 à l'intErielar de 3a fente 73 continue jusqu'à ce que le corps de l'élément 44 actionne le micro-interrupteur 89; cet actionnement entraine instantanément l'inversion du sens de rotation du moteur 84 et de ce fait de la tige. 45, de sorte que l'élément 44 et le bras 43, solidaires l'un de 11 autre, se déplacent vers le bas à l'intérieur de la fente 73. Lors de ce mouvement descendant, le bras 43 désexcite le micro-interrupteur 91 qui, à son tour, arrête instantanément le moteur 78.En particulier, le micro-interrupteur 81 est disposé de telle sorte qu'il arrête le moteur 78 quelques instants après que la tête 82, du fait du mouvement descendant du gobelet 37, a été retirée du liquide, mais reste cependant à l'intérieur de l'espace défini par le gobelet 37. Ainsi, la tête 82, tournant généralement à une vitesse supérieure à la vitesse antérieure du fait de l'absence de résistance du liquide, est parfaitement nettoyée par la force centrifuge s'exerçant sur des gouttes éventuelles de liquide déposées sur sa surface extérieure, tandis que des projections éventuelles de liquide lors du stade du mélangeage sont recueillies par les parois latérales 66 et 67 et ramenées par la paroi oblique 77 en direction du récipient situé à l'intérieur du volume 36. Ensuite, le moteur 84, continuant à tourner, fait des cendre le bras 43 vers le bas jusqu'à ce qu'il atteigne l'extrémité inférieure de la fente 73; là, le bras 43 suit la section oblique 74 qui réduit la vitesse de ce bras et empêche ainsi le café d'etre projeté hors du gobelet 37. Après avoir atteint l'extrémité supérieure de la fente 72, le bras 43 continue sa descente le long de cette fente jusqu'à ce que le corps de l'élément 44 vienne en contact avec le micro-interrupteur 88 dont l'excitation arrête immédiatement le moteur 84. A ce moment, le café préparé par le dispositif 32 est prêt à être consommé, tandis que ce dispositif est à nouveau prêt pour commencer un autre cycle de fonctionnement. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour mélanger le café fourni par un distributeur, comportant un stade dans lequel une multiplicité de gobelets pratiquement tronconiques contenant chacun une dose de café lyophilisé et sucré sont empilés l'un sur l'autre au voisinage d'un élément collecteur annulairé, un autre stade dans lequel l'un de ces gobelets, à la suite d'un ordre extérieur, tombe vers le bas et est reçu par l1élément annulaire, et un autre stade dans lequel de l'eau chaude est ajoutée dans le gobelet pour former une solution ou un mélange avec la dose de café, caractérisé en ce qu'il comporte un premier stade dans lequel le gobelet considéré est disposé au voisinage d'un accessoire mélangeur tournant autour de son propre axe, un deuxième stade dans lequel l'accessoire mélangeur est plongé dans la solution contenue dans le gobelet et tourne autour de son propre axe à une vitesse prédéterminée, et un troi sième stade dans -lequel l'accessoire mélangeur est retiré de la solution et tourne à l'intérieur du gobelet pendant une période prédéterminée au-dessus du niveau de la solution. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les déplacements du gobelet par rapport à l'accessoire qui s'effectuent pendant le premier, le deuxieme et le troisième stades sont obtenus au moyen de mouvements -automatiques du gobelet par rapport à l'accessoire et avec l'aide de l'élément collecteur annulaire. 3.- Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse prédéterminée est comprise entre 5000 et 15 oeo tours/minute. 4.- Procédé selon l'unie quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la-vitesse de rotation de l'accessoire lors du troisième stade est supérieure à celle pendant le deuxième stade. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'accessoire mélangeur comporte un arbre, dont une extrémité est solidarisée d'une tête pratiquement cylindrique pourvue, sur sa surface latérale, d'une multiplicité de dents ayant une section transversale pratiquement triangulaire avec un bord avant chanfreiné, et disposées cote à cOte le long des génératrices de cette surface latérale cylindrique. 6.- Procédé selon- la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport de la hauteur au diamètre de cette tête cylindrique est compris entre 0,3 et 0,8. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en-ce que l'accessoire mélangeur est moulé en matière plastique. 8.- Distributeur automatique de café comportant une multiplicité de gobelets dont chacun contient une dose de café lyophilisé et sucré, des moyens pour amener un gobelet à la fois dans une position de base et des moyens pour ajouter une dose d'eau chaude dans le gobelet, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen disposé pour recevoir le gobelet dans cette position de base et l'amener en position active, et un deuxième moyen disposé pour mélanger, avec le gobelet dans cette position active, la dose de café à la dose d'eau, le premier moyen étant en outre apte à ramener le gobelet de la position active à sa position de base. 9.- Distributeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier moyen est constitué par une tige filetée disposée pour tourner axialement et supportant, à l'aide d'un moyen de raccordement, un élément annulaire disposé pour recevoir le gobelet dans la position de base. 10.- Distributeur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de raccordement comprend un élément pratiquement cylindrique solidarisé de l'élément annulaire par un bras extérieur, et présentant un alésage traversant axial dans lequel tourne la tige filetée et recevant des moyens pour coupler axialement et en rotation l'élément cylindrique à la tige filetée. 11.- Distributeur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen d'accouplement comporte une bille poussée contre une rainure de la tige par un ressort disposé dans un siège radial taraudé de l'élément cylindrique et comprimé contre la bille par un bouchon fileté se vissant dans le siège radial taraudé. 12.- Distributeur selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que le bras est mobile à l'intérieur d'une ouverture formée dans des parois latérales supports du distributeur, l'ouverture ayant une première fente verticale s'étendant vers le bas et située dans la position de base et une deuxième fente verticale s'étendant vers le haut et située dans la position active, la première et la deuxième fentes pouvant recevoir le bras mobile et étant en outre raccordées par des sections de ces parois latérales qui délimitent une section oblique diminuant progressivement de la deuxième fente vers la première fente. 13.- Distributeur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le premier moyen comporte un premier moteur disposé pour actionner la tige filetée et un moyen de commande déclenchant une inversion du sens de rotation du premier moteur lorsque le bras extérieur est situé au voisinage de l'extrémité supérieure de la deuxième fente verticale. 14.- Distributeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de commande est un micro-interrupteur. 15.- Distributeur selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé-en ce que l'élément annulaire délimite intérieurement une surface conique et comporte des encoches permettant de retirer le gobelet dans un sens horizontal. 16.- Distributeur selon l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que le deuxième-moyen comporte un accessoire mélangeur pouvant tourner à une vitesse prédéterminée sous l'action d'un deuxième moteur. 17.- Distributeur selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'accessoire mélangeur comporte une tête pratiquement cylindrique pourvue, sur sa surface latérale, d'une multiplicité de dents disposées côte à côte selon les génératrices de cette surface latérale et ayant une section transversale pratiquement triangulaire avec un bord antérieur chanfreiné.