Brevet FR2410460A1 — publié le 19790629

La présente invention a pour objet une machine automatique à usage familial ou destinée à de très petites communautés, adaptée à la préparation de boissons chaudes à la dose dÉsirée à partir de produits lyophilisés ou solubles tels que du café, du thé, du chocolat, de la camomille et analogues. Comme on le sait, il existe depuis longtemps dans le commerce des produits lyophilisés ou solubles divers, et en particulier du café, du thé et de la camomille, qui sont utili- sés en famille en mélangeant une dose du produit avec une certaine quantité d'eau chaude pour produire une boisson chaude. Dans la pratique, pour préparer une boisson du type mentionné, il est nécessaire de préparer la dose désirée du produit, de chauffer l'eau et de mélanger le tout. La préparation de ces boissons comporte donc une série d'opérations manuelles et en particulier la nécessité de chauffer à part une quantité d'eau qui généralement dépasse les besoins et qui est donc jetée. L'objet de la présente invention est une machine à fonctionnement automatique permettant de produire à la dose désirée une boisson chaude d'une façon rapide et simple. Un autre objet de l'invention est de réaliser une machine susceptible de produire automatiquement et grâce à la manoeuvre d'un bouton-poussoir des -boissons en quantités supplémentaires (jusqu'à trois ou quatre) au cours de durées tellement brèves que l'on évite que les premières boissons obtenues se refroidissent en l'attente des autres. Un dernier but de l'invention est une machine présentant par comparaison avec celles qui sont connues et qui ne sont pas dotées de dispositifs doseurs de l'eau et de préchauffage de l'eau, les avantages de permettre un dosage de l'eau réglable par l'utilisateur, de s'arrêter après chaque. distribution par une déconnexion automatique du réseau d'alimentation et de présenter des dimensions réduites tout en pouvant être démontée rapidement et simplement en vue du nettoyage périodique des parties internes. Ces objets sont atteints en pratique avec une machine à usage familial, susceptible de produire automatiquement des boissons chaudes à partir de produits lyophilisés ou solubles, ladite machine étant constituée selon la présente invention par deux corps en forme de boîtes destinées au maintien et à la protection de l'ensemble, accouplés l'un à l'autre par encastrement sur une plaque transversale susceptible de soutenir les éléments constitutifs de la machine, un corps creux associé à cette plaque et ayant pour fonction de chauffer, mélanger et débiter les boissons, un rotor mélangeur actionné par un moteur et monté rotatif à l'intérieur du corps creux, une goulotte susceptible d'amener une dose de poudre mélangée à une dose d'eau vers le mélangeur situé au-dessous étant prévue au-dessus dudit élément creux mélangeur, avec préchauffage du mélange, un doseur à tambour prévu pour la préparation de la dose de poudre, ce doseur étant entraîné par un arbre actionné par un réducteur associé au moteur de manière à débiter une dose à chaque tour de l'arbre du réducteur tandis qu'il est prévu pour la distribution d'une dose d'eau un dispositif à came actionné par l'arbre du réducteur et susceptible de déplacer pendant une durée prédéterminée au moyen d'un levier à course réglable un dispositif d'amenée d'eau actionnant une soupape d'un réservoir situé à la partie supérieure de manière à envoyer sur le dispositif d'amenée et, de ce fait, sur la goulotte la dose d'eau prédéterminée, un interrupteur à contact lamellaire étant en outre prévu, ledit interrupteur étant actionné par un levier soumis à un ressort de rappel et actionné par une came montée sur l'arbre du réducteur et dont le profil est tel qu'elle ouvre l'interrupteur par un déclenchement brusque après un tour complet correspondant à un cycle de la machine ; un contact lamellaire de sécurité étant enfin prévu, actionné par une came susceptible de se fermer après un instant dont le début est marqué par le cycle et à se fermer à la fin du cycle. Les caractéristiques constructives et fonctionnelles de la machine faisant l'objet de la présente invention seront maintenant expliquées plus en détail dans la description qui suit et avec référence au dessin ci-annexé donné à titre uniquement indicatif et non limitatif et dans lequel La fig. 1 représente en coupe longitudinale une machine complète conforme à l'invention. La fig. 2 représente à échelle réduite une coupe partielle selon la ligne II-II de la fig. I de la partie antérieure supérieure de la machine La fig. 3 représente, en partie en coupe, un dispositif de débit dosé de l'eau selon la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 représente une vue à 900 du dispositif repré senté sur la fig. 3. La fig. 5 représente, en partie en coupe et selon la ligne V-V de la fig. 1, un dispositif à bouton-poussoir constituant l'interrupteur de commande de la machine. La fig. 6 représente, en partie en coupe et selon la ligne VI-VI de la fig. 1, un dispositif à came commandant un contact de sécurité ; et La fig. 7 représente schématiquement un circuit électrique de chauffage et d'alimentation -de la machine. Si l'on se réfère à ces figures et en particulier aux fig. 1 et 2, la machine distributrice de boissons chaudes selon l'invention est constituée par deux éléments en forme de boTtes 1 et 2, de forme pratiquement parallélépipédique et accouplés l'un à l'autre par encastrement le long du bord périphérique 3 d'une plaque interne 4. La plaque 4 a pour fonction de soutenir et ancrer pratiquement l'ensemble du dispositif formant la machine selon l'invention. L'élément supérieur 1 en forme de boite a des dimensions réduites dans sa partie frontale pour permettre le logement du dispositif doseur de poudre, comme cela sera mieux précisé-par la suite. Dans l'élément 2 est disposé incliné vers l'avant un corps creux 5 à l'intérieur duquel est disposée une résistance électrique 6 associée à un thermostat 7. Le corps creux 5 constitue le mélangeur-chauffeur de la boisson et est pourvu à sa partie avant (c'est-à-dire sur la face de la machine) d'un orifice distributeur 8. A l'arrière du corps mélangeur 5 est monté un moteur 9 dont l'arbre 10 est relié par un accouplement à un arbre ll pénétrant à l'intérieur du mélangeur 5 et se terminant par un rotor 12 dont la fonction est de mélanger la boisson, celle-ci ne pouvant sortir tant que le rotor tourne. A sa partie supérieure, le corps mélangeur 5 est pourvu d'une ouverture d'entrée 13 vers laquelle convergent deux goulottes ou plans inclinés 14 et 15 superposées l'une à l'autre et d'inclinaison opposée. Dans la zone de confluence du canal 15 et du canal 14 qui est située en dessous est prévu un trajet libre communiquant avec l'extérieur par une fenêtre 17 disposée entre-un petit élément 18 disposé à la partie frontale des deux corps en forme de boîte et qui peut leur être relié par encastrement. Cette disposition est conçue pour empêcher les vapeurs se développant pendant le chauffage de pénétrer dans la poudre, la rendant compacte et bloquant la descente. A la partie supérieure de la plaque de support 4 est disposé un réducteur de vitesse 19 accouplé au moteur 9 et duquel part horizontalement un arbre 20 qui traverse le corps en forme de boite 1 et se termine par un accouplement frontal 21. Cet accouplement frontal rattache l'arbre 20 à un doseur à tambour 22 qui, pendant la rotation, entre en communication avec une trémie de chargement 23 dans laquelle est introduite-la poudre lyophilisée ou soluble 24. Pour chaque tour complet de l'arbre 20 et de ce fait du doseur 22, une certaine dose de produit est déchargée sur les goulottes situées en dessous. Le doseur 22 et la trémie 23 sont montés sur des guides horizontaux en vue de permettre leur extraction lors des opérations normales de nettoyage ; de même, le couvercle 18, la goulotte 15 et la partie frontale du doseur 5 ainsi que le rotor correspondant peuvent être extraits pour des raisons de nettoyage et d'entretien. A la partie supérieure du corps creux 1 est montée la cuvette 25 destinée à l'eau et sur l'avant de laquelle est pratiquée une ouverture 26 mettant en communication là cuvette supérieure 25 avec une cuvette plus petite 27. Sur la partie avant de la cuvette 27 est prévue une soupape 28 de type conique soumise à un ressort de fermeture 29, ladite soupape mettant en communication la cuvette 27 avec un dispositif de' amenée de l'eau 30. Celui-ci est constitué par une petite cuvette d'amenée reliée à un tube 31 dont la longueur lui permet de parvenir à proximité de la goulotte supérieure 15. La petite cuvette d'amenée 30 est montée mobile dans le sens vertical et avec une course lui permettant d'atteindre et d'ouvrir la soupape 28 et de faire s'écouler l'eau de ladite cuvette 25 vers les goulottes et le mélangeur 5. Pour le réglage de la dose d'eau, il est prévu (fig. 2,3, 4) un dispositif constitué par une poignée à vis 32 susceptible de régler la course d'un levier 33 qui agit sur un autre levier 34, à 90 par rapport au premier, lequel, par l'intermédiaire d'un ressort de rappel 35, maintient une saillie 36 en contact avec une came 37 montée sur l'arbre 20 du réducteur. Quand la came 37 tourne, la saillie 36 entre dans la partie creuse 38 de la came 37, le levier 34 soulève le dispositif d'amenée d'eau 30 et celui-ci à son tour soulève la soupape conique 28 permettant ainsi à l'eau de descendre de la cuvette 27 vers le dispositif d'amenée et vers les goulottes.En faisant varier la course de lapoignée 32, on fait varier la course du levier oscillant 34 et donc également du dispositif d'amenée 30 ; pendant ce temps, la soupape 28 reste plus ou moins ouverte tant que la saillie 36 reste dans la partie creuse 38 de la came, en relation avec la course plus ou moins importante du dispositif d'amenée, permettant d'obtenir ainsi une quantité dosée à volonté de l'eau débitée. Pour chaque cycle, c'est-à-dire pour chaque tour de la came 37, le dispositif d'amenée monte pendant la durée établie par la saillie 36 tant qu'elle reste dans la cavité 38 de la came 37, puis descend quand la saillie 36 sort de la cavité 38. Le dispositif permettant d'effectuer automatiquement un cycle de la machine est constitué (fiv. 5 et 2) par un boutonpoussoir 39 agissant sur un levier 40 monté à 90 par rapport à un levier oscillant 41 soumis à un ressort de rappel 41b. Le levier 41 est maintenu dans sa position par une dent 42 contre une paroi de la tige 43 et par la dent 44 contre la dent 45 de la came 46 calée sur l'arbre 20. En dessous du levier oscillant 41 est disposé un contact lamellaire 47 faisant démarrer un cycle.En fait, lorsqu'il s'abaisse et se place dans la position indiquée en 41a (fig. 5), le levier 41 ferme le contact 47, alimentant ainsi la résistance 6 du mélangeur 5, dégage ses dents 42 et 44, le levier 41 parcourant de ce fait quelques millimètres vers l'arrière sous l'effet de la traction exercée par le ressort 41b et s'arrêtant quand la dent 48 s'applique contre la paroi de la tige 43 ; la came 46 étant excentrique permet au levier 41 de s'appuyer par la partie plane 49 de la dent 48 en dessous du levier 43 (le contact 47 restant toujours fermé) ; lorsque la came 46 a terminé un tour, elle heurte par la dent 45 la dent 44, presse le levier 41 qui libère la dent 49 de la butée 43 de déclenchement, ouvrant le contact 47 et arrêtant la machine.Une came 50 (fig. 6) commande une tige oscillante 51 qui ferme le contact de sécurité 52 assurant l'alimentation du moteur 9 ; naturellement le contact 52 se ferme après que l'arbre 20 ait commencé à faire tourner la came 50 et avant que ne commence la course du dispositif d'amenée de la dose d'eau. Au cours d'un tour de l'arbre 20 et donc des cames 50-46-37, la machine effectue un cycle complet et à la fin du cycle est également déconnectée du réseau d'alimentation. L'élément thermostatique 7 ferme,lorsque la température prédéterminée a été atteinte, le contact 53 qui a démarré le moteur 9 (fig. 7) et donne donc naissance à un cycle. Un contact thermostatique 54 contrôle la température maximale du mélangeur et en pratique est calibré de manière à s' ouvrir quand l'élément thermostatique a fermé le contact 53 de démarrage du moteur. Si les cycles successifs de la production de la boisson sont réalisés au cours de courtes durées, ils sont pratiquement instantanés du fait de l'énergie thermique maintenant encore fermé le contact 53 ; dans ce cas, chaque fois que le bouton-poussoir 39 qui ferme le contact 47 est actionné, le moteur démarre immédiatement et recommence immédiatement un cycle. Donc, grâce au système consistant à préchauffer le mélangeur avant de faire démarrer le moteur, on a la possibilité de pouvoir préparer des boissons, après que le système a été chauffé, très rapidement à raison de trois ou quatre boissons pendant la première minute. Le fonctionnement de la machine est le suivant : après avoir mis l'eau dans le réservoir 25 et la poudre dans la trémie 23, et après avoir réglé la poignée doseuse de l'eau 32, on ferme le contact 47 en pressant le bouton-poussoir 39 ; ce contact alimente la résistance 6 qui préchauffe le corps mélangeur 5. Quand la température préétablie a été atteinte, le thermostat 7 ferme le contact 53 qui fait démarrer le moteur 9. Au cours d'une première durée de rotation des cames et avant que ne commence le débit de l'eau, le contact de sécurité 52 se ferme ; par l'intermédiaire de l'arbre 10 et de l'arbre 11, le moteur met en rotation le rotor 12 et nar l'intermédiaire de l'arbre 20 fait renverser le tambour doseur 22. Le produit tombe sur la goulotte 15 tandis que simultanément la tige 34 soulève le dispositif d'amenée 30, lequel, en ouvrant la soupape 28, fait tomber sur la même goulotte 15 une dose d'eau froide. L'eau entraine la poudre de la goulotte 15 vers la goulotte 14 et donc à l'intérieur du mélangeur 5. A ce moment, le mélange déjà préchauffé sur les goulottes est chauffé et mélangé par le rotor A l'arrêt du moteur provoqué par un tour complet des cames 46-50-37, le rotor s'arrêteet la boisson qui n'est plus retenue par la force centrifuge sort du mélangeur. I1 est évident que, dans la pratique, l'invention telle qu'elle est décrite ci-dessus peut être sujette à des modifications et des variations de structure et de fonctionnement équivalentes sans pour autant sortir du champ d'application de la protection de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Machine automatique de préparation de boissons chaudes à partir de produits lyophilisés ou solubles, caractérisée en ce qu'elle est constituée par deux corps en forme de boîtes, susceptibles d'etre accouplés l'un à l'autre par encastrement sur une plaque de support transversale, un corps creux chauffé et pourvu d'une régulation thermostatique étant associé à cette plaque et ayant pour fonction de chauffer, mélanger et débiter la boisson, un rotor mélangeur actionné par un moteur étant monté rotatif à l'intérieur dudit corns creux, des éléments de goulotte susceptibles d'acheminer une dose de poudre en même temps qu'une dose d'eau vers le corps mélangeur situé en dessous étant prévus à la partie supérieure dudit corps creux, un doseur à tambour entraîné par un arbre actionné par un réducteur associé audit moteur étant prévu pour la préparation de ladite dose de poudre de manière à débiter une dose à chaque tour dudit arbre alors que pour le débit de ladite dose d'eau est prévu un dispositif à came actionné par l'arbre du réducteur, susceptible de déplacer par un arbre préstabilisé au moyen d'un levier oscillant à course réglable un dispositif d'amenée d'eau actionnant une soupape d'un réservoir situé au-dessus de manière à acheminer une dose prédéter- minée d'eau auxdites goulottes, un interrupteur à contact lamellaire et à déclenchement rapide etant finalement prévu, actionné par un levier soumis à un ressort de rappel, ledit levier étant actionné par une came calé sur l'arbre du réducteur et dont le profil est tel qu'elle ouvre l'interrupteur au cours d'un tour complet correspondant à un cycle de la machine, un contact de sécurité pour la rotation du moteur étant enfin prévu, ce contact étant commandé par une came calée sur ledit arbre du réducteur. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit doseur à tambour est relié à l'arbre du réducteur au moyen d'un accouplement à embrayage frontal pour permettre le dégagement du doseur et son retrait de guides de support pour les opérations de nettoyage périodiques. 3 - Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit dispositif de dosage de liteau prévoit une poignée de réglage manuelle susceptible de régler la course dudit levier oscillant et de ce fait du dispositif d'amenée d'eau de manière à régler la quantité d'eau débitée par l'intermédiaire de ladite soupape déplacée par ledit dispositif d'amenée. 4 - Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en-ce qu'il est prévu un élément thermostatique associé au mélangeur, calibré de manière à fermer un contact faisant démarrer le moteur et donnant naissance à un cycle de la machine lorsque la température prédéterminée est atteinte. 5 - Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites goulottes, le couvercle destiné à leur fermeture antérieure, le fond du mélangeur à orifice de décharge de débit et le rotor sont montés par encastrement et peuvent être démontés pour les opérations normales de nettoyage.