Brevet FR2513104A1 — publié le 19830325

Cafetière électrique comportant un filtre centrifuge. La présente invention se rapporte à une cafe- tière électrique comportant un filtre centrifuge qui, en posi- tion de fonctionnement, est accouplé de façon amovible à l'arbre d'un moteur et, à partir d'un réservoir d'eau chauffé disposé en dessous, reçoit l'eau d'échaudage par l'intermédiai- re d'un dispositif d'alimentation rotatif monté sur ledit arbre qui l'entraîne en rotation. Dans les cafetières électriques de ce genre dans lesquellesle dispositif d'alimentation et le filtre cen- trifuge tournent ensemble sans mouvement relatif l'un par rap- port à l'autre, la difficulté réside dans le fait que le dispo- sitif d'alimentation distribue l'eau d'échaudage irrégulière- ment sur l'anneau de poudre de café se formant dans le filtre d'o la formation de balourds et un rendement inégal de la pou- dre de café Pour éviter les balourds, une autre difficulté consiste à bien centrcer le filtre centrifuge et le dispositif d'alimentation par rapport à l'arbre du moteur, sans avoir à utiliser des dispositifs de centrage nécessitant des tolérances de fabrication trop serrées et par conséquent onéreuses. L'invention a par conséquent pour objet de réaliser une cafetière électrique du type précité qui permette la suppression des balourds, une répartition régulière del'eaub l'échaudage sur la poudre de café et une utilisation rationnel- le de celle-ci. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le dispositif d'alimentation comporte pour l'amenée de l'eau d'échaudage plusieurs canaux répartis sur la périphé- rie et de préférence réalisés entre des nervures internes placées sur le pourtour du dispositif d'alimentation L'eau d'échaudage pénétrant dans ces Canaux est donc amenée à chaque fois dans une zone déterminée de la ou des ouvertures prévues pour l'aspersion de la poudre de café qui se trouve ainsi uni- formément arrose sur toute sa périphérie Les nervures s'éten- dent avantageusement en pareil cas sur toute la hauteur du dis- positif d'alimentation julqu'à ta ou les ouvertures d'aspersion. De préférence seuleune partie des nervures sert à centrer le dispositif dïalimentaÈion sur un entraîneur fixé sur l'arbre du moteur On augmente ainsi l'élasticité du dis- positif de centrage qui autorise alors des tolérances de fa- brication moins serrées réduisant par conséquent le coût de la fabrication. Comme dispositif d'alimentation, on peut utiliser un cône creux allant en s'élargissant vers le haut et dont la face intérieure porte les nervures qui s'étendent de préférence verticalement Les nervures sont en pareil cas avantageusement réalisées sous forme de saillies de la paroi interne du cône creux Comme entraîneur on peut prévoir un tronc de cône de faible conicité sur lequel les nervures de centrage viennent s'appliquer par leurs arêtes internes En pareil cas, ces arêtes internes sont inclinées par rapport à l'axe médian et présente la même conicité que la paroi exté- rieure de l'entraîneur. Le débit du dispositif d'alimentation, le filtre proprement dit à la périphérie externe du filtre cen- trifuge et la géométrie du filtre peuvent être mutuellement accordés de façon que lorsque l'on utilise une poudre de café fine ou moyennement fine il se produit à l'intérieur du filtre centrifuge une retenue d'eau d'échaudage qui se trouve devant la couche de poudre de café vu dans le sens radial Comme filtre proprement dit, on utilise par exemple une fente filtran- te. De cette façon, pendant la plus grande partie de l'écoulement de l'eau à travers le filtre centrifuge, il se for- me à l'intérieur de ce dernier un anneau d'eau régulièrement réparti dans lequel la poudre de café est absorbée et ne peut plus provoquer de balourds même en cas de répartition irrégu- lière dans le filtre. Les relations ci-dessus entre les différents éléments sont de préférence établies de façon que le filtre centrifuge se remplisse complètement d'eau d'échaudage Le dis- positif d'alimentation a donc un débit sensiblement plus grand que le filtre centrifuge contenant une quantité normale de poudre de café, si bien que le débit total ne dépend que du filtre proprement dit à la périphérie externe du filtre centri- fuge ainsi que de la résistance de la couche de poudre de café. De cette façon, on a l'assurance que la poudre de café se trouve toujours dans l'eau d'échaudage retenue. Le dispositif d'alimentation est de préférence fermé à son extrémité sortie à l'exception d'une ou de plusieurs ouvertures d'aspersion, la largeur libre minimale de l'ouvertu- re d'aspersion n'étant à aucun endroit de celle-ci supérieure à environ 1/100 à 50/100 mm On empêche ainsi que les particules de poudre de café en cas d'arrêt prématuré du moteur ne soient refoulées et à travers les ouvertures d'aspersion regagnent le dispositif d'alimentation puis le réservoir d'eau et salissent ce dernier La poudre de café bouche la ou les ouvertures et empêche également le café se trôuvant dans le filtre de refluer dans le dispositif de transport et le réservoir d'eau. La largeur libre minimale oscille de préférence entre environ 1/100 et 30/100 mm et en particulier entre envi- ron 1/100 et 5/100 mm, cette largeur empochant efficacement le reflux de la poudre de café en particulier Si comme ouverture d'aspersion on utilise une fente annulaire s'étendant autour de l'axe de rotation du dispositif d'alimentation et comprise entre un dispositif d'alimentation en forme de cône creux et un couvercle posé sur l'extrémité supérieure de ce dernier, les irrégularités des surfaces des pièces suffisent pour maintenir une fente annulaire assez grande lorsque ces pièces sont posées l'une sur l'autre De préférence, la section transversale totale de la ou de toutes les ouvertures d'aspersion est dimensionnée de façon à provoquer un certain reflux de l'eau d'échaudage dans le dispositif d'alimentation Ce reflux a pour effet d'assurer une répartition régulière sur toutes les ouvertures ou sur toute la longueur de la fente annulaire et par conséquent un arrosage régulier de la poudre de café placée autour du dispositif d'alimentation dans le filtre centrifuge proprement dit, ce qui est particulièrement important dans la phase initia- le. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexés sur lequel la figure Y représente une cafetière avec filtre centrifuge en coupe verticale suivant I-I de la figure 2, c'est-à-dire sen Siblement le long de 'baffe de rotation; la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1. La cafetière électrique représentée sur le dessin comporte un corps de base 2 en forme de pot pourvu d'un plateau 4 disposé sur la paroi latérale et destiné à recevoir deux tasses à café 6 placées l'une à côté de l'autre Sur ce corps de base repose un réservoir d'eau 8 muni d'un fond 10 incliné vers le milieu et sur la face inférieure duquel est installé un chauffage électrique 12 Dans la zone centrale, le fond remonte pour former un embout tubulaire 14 faisant siallie dans le réservoir et à travers lequel s'étend l'arbre vertical 16 d'un moteur électrique 18 maintenu par des supports qui sont réalisés sur la face intérieure du fond 10 du réservoir d'eau. Le filtre centrifuge 22 comprend un cône creux 24 qui va en s'élargissant vers le haut, plonge à l'intérieur du réservoir d'eau et sert de dispositif d'alimentation pour l'eau d'échaudage Sur l'arbre 16 du moteur est monté fixé en rotation un entraîneur 25 qui par sa surface latérale légère- ment conique allant en s'élargissant vers le bas coiffe l'em- bout tubulaire 14 du réservoir d'eau 8 et descend jusque dans la zone du fond du réservoir d'eau Le cône creux 24 comporte sur sa face intérieure trois nervures de centrage 27 qui s'étendent sur toute sa hauteur et dont les arêtes internes présentent la xiême conicité par rapport à l'axe de rotation que la surface latérale de l'entraîneur 25 sur laquelle on les applique par en haut Entre deux nervures de centrage 27 se trouve à chaque fois une autre nervure 28 qui ne s'étend pas tout à fait jusqu'à la surface latérale de l'entraîneur 25 Ces nervures supplémentaires 28 n'intervenant en aucune façon dans le centrage servent à former dans le cône creux 24 un assez grand nombre de canaux verticaux afin d'assurer tout autour de la périphérie une amenée d'eau d'échaudage aussi régulière que possible A sa partie supérieure, le cône creux est fermé par un couvercle 29 et pour permettre la projection de l'eau d'échaudage sur la poudre de café, une fente annulaire)rt@Q_ verte entre le cône creux 24 et ce couvercle 29 Le couvercle 29 est monté fixé en rotation sur les nervures 27 et 28 et présente sur sa face intérieure une denture qui engrène de façon amovible avec une denture correspondante 26 placée à l'extrémité supérieure de l'entraîneur 25. Sur le bord supérieure du réservoir d'eau 8 repose un collecteur 30 qui a la forme d'une goulotte annulaire et est muni d'un fond 32 incliné vers le plateau 4 destiné' recevoir les tasses à café 6 et d'un canal d'écoulement 34 qui fait saillie sensiblement radialement vers l'extérieur et se ramifie en deux becs verseurs 36 dont un seul est visible sur le dessin Sur le collecteur 3 est monté un couvercle 38 comportant une paroi annulaire cylindrique 40 qui, faisant saillie vers le bas, pénètre jusque dans le collecteur annulaire , capte le café projeté sur le filtre centrifuge et le dévie vers le bas dans ledit collecteur. Le fonctionnement de la cafetière électrique est décrit ci-après Le couvercle 38 étant été et le filtre centrifuge 22 retiré de l'arbre 16, on verse par le haut de l'eau fraîche dans le réservoir d'eau 8 Après avoir enlevé le couvercle 50 du filtre centrifuge 22, on remplit alors ce der- nier de poudre de café 52 Pour finir, on enfile le filtre centrifuge sur l'entraîneur 25 fixé sur l'arbre 16 en l'engre- nant avec la denture 26, puis on pose le couvercle 38 et on place deux tasses 6 sur le plateau 4 en dessous des becs ver- seurs 36 En actionnant un interrupteur marche-arrét 60, on met en marche le chauffage 12 Une sonde pyrométrique non représentée disposée sur le réservoir d'eau 8 allume un voyant dès 62/que la température d'échaudage est atteinte La cafetière est ainsi prête à fonctionner et l'utilisateur lorsqu'il veut boire du café peut mettre le moteur 18 en route en appuyant sur le bouton 64 Le filtre centrifuge 22 est alors accéléré et la poudre de café 52 se répartit tout d'abord en forme d'anneau comme représenté Des qu'une vitesse de rotation suffisante est atteinte, le cône creux 24 entre en action et par la fente annulaire 54 aménagée à son extrémité supérieure projette l'eau d'échaudage sur l'anneau 52 de poudre de café Le café préparé sort (iu filtre centrifuge 22 par une fente annulaire 56, est arrêté par la paroi annulaire ou paroi d'arrêt 40 du couvercle 38 puis est dévié vers le bas dans le collecteur 30 d'o il s'écoule par le canal 34 comportant un dispositif distributeur installé à l'intérieur pour être ensuite distribué par les becs verseurs 36 dans les tasses 6 Le café centrifugé produit sur la paroi annulaire ou paroi d'arrêt transparente 40 une cou- che de café visible de l'extérieur qui se modifie notablement dès qu'il n'y aplus ou presque plus de café centrifugé L'uti- lisateur peut alors arrêter ànouveau le moteur en lâchant le bouton 64 Il s'écoule encore un moment avant que le café cen- trifugé en dernier s'écoule le long de la paroi annulaire 40 et, à travers le collecteur, le canal 34 et le distributeur, gagne les becs verseurs 36 pour tomber finalement dans les tasses 6 Le processus de centrifugation dure environ 35 à secondes pendant-lesquelles l'utilisateur doit constamment appuyer sur le bouton 64. La fente annulaire horizontale 54 entre la face inférieure du couvercle 29 et l'arête supérieure du cône creux 24 servant de dispositif d'alimentation pour l'eau d'échaudage présente une largeur ou une ouverture de 3/100 mm. La fente annulaire est située à une distance du fond du bol contenant la poudre de café 52 qui correspond à environ 1/3 de la hauteur de ce bol. La fente annulaire 54 à l'extrémité sortie du dispositif d'alimentation, la totalité de ce dispositif d'ali- mentation, la fente annulaire 56 à la périphérie externe du filtre 22 ainsi que la géométrie du filtre et la résistance qui en découle de la couche de café qui s'y trouve sont mutuelle- ment accordées de façon que lorsque l'on utilise une poudre de café fine ou moyennement fine il se produise une retenue d'eau d'échaudage au niveau de la couche de café 52 Pendant une grande partie du processus d'échaudage, il se forme donc un anneau d'eau qui se trouve à l'intérieur de l'anneau de poudre de café 52, c'est-à-dire devant la poudre de café vue dans le sens radial Il en résulte une forte teneur en extrait de café, c'est-à-dire un bon rendement de la poudre de café Une défini- tion des degrés de finesse de la poudre de café est donnée dans la demande de brevet allemand 27 55 014, colonne 1, lignes 47 à 55. Les différentes grandeurs factorielles préci- tées déterminant la quantité d'eau disponible dans le filtre sont de préférence accordées de façon que le filtre pendant la plus grande partie de la filtration soit complètement rem- pli d'eau et qu'il se produise un reflux d'eau jusque dans le dispositif d'alimentation et ce de préférence jusqu'à son côté aspiration La vitesse de l'alimentation est dans ce cas déterminée par les dimensions de la fente 56 et de la résis- tance de passage de la couche de café La fente annulaire 56 constitue le filtre proprement dit. REVENDICATIONS 1 Cafetière électrique comportant un filtre centrifuge qui, en position de fonctionnement, est accouplé de façon amovible à l'arbre d'un moteur et reçoit l'eau d'échauda- ge par l'intermédiaire d'un dispositif d'alimentation monté sur l'arbre qui l'entraîne en rotation, caractérisée par le fait que le dispositif d'alimentation ( 24) comporte pour l'amenée de l'eau d'échaudage plusieurs canaux répartis sur la périphérie. 2 Cafetière électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que pour former les canaux d'amenée d'eau, le dispositif d'alimentation ( 24) comporte des nervures ( 27, 28) qui sont disposées sensiblement verticalement ou en hélice et s'étendent de préférence sur toute la hauteur du dis- positif d'alimentation ou tout au moins dans sa partie supérieu- re. 3 Cafetière électrique selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'une partie des nervures ( 27, 28) servent de nervures de centrage ( 27) pour centrer le filtre centrifuge ( 22) sur un entraîneur ( 25) fixé sur l'arbre ( 16) du-moteur. 4 Cafetière électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que comme dispositif d'alimentation ( 24) on utilise un cône creux allant en s'élargissant vers le haut et dont la face intérieure porte les nervures ( 27, 28). Cafetière électrique selon la revendication 3 ou 4, caractérisée par le fait que l'entraîneur ( 25) présente une surface latérale en forme de tronc de câne de faible conici- té sur laquelle les nervures de centrage ( 27) viennent s'appli- quer par leurs arêtes internes. 6 Cafetière électrique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée par le fait qu'une ner- vure sur deux est une nervure de centrage ( 27). 7 Cafetière électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le débit du dispositif d'alimentation ( 24) est accordé sur le filtre proprement dit (fente annulaire 56) à la périphérie externe du filtre centrifuge ( 22) et sur la géométrie du filtre de façon que lorsque l'on utilise de la poudre de café fine ou moyenne- ment fine il se produise une retenue d'eau à l'intérieur devant la couche de café ( 52). 8 Cafetière électrique selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les relations ci-dessus sont accordées de façon que le filtre centrifuge ( 22) se remplisse complètement d'eau. 9 Cafetière électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le dis- positif d'alimentation ( 24) au niveau de son extrémité sortie est fermé à l'exception d'une ou de plusieurs ouvertures d'aspersion ( 54) dont la largeur minimale n'est à aucun en- droit supérieure à environ 1/-100 à 50/100 mm. Cafetière électrique selon la revendica- tion 9, caractérisée par le fait que la largeur minimale de l'ouverture d'aspersion ( 54) se situe entre environ 1/100 et /100 min, et en particulier entre 1/100 et 5/100 mm. I 1 Cafetière électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que comme ouverture d'aspersion on utilise une fente annulaire ( 54) s'étendant autour de l'axe de rotation du filtre centrifuge. 12 Cafetière électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la sec- tion transversale totale de l'ouverture d'aspersion ( 54) ou de toutes les ouvertures d'aspersion est dimensionnée de façon à provoquer un reflux de l'eau dans le dispositif d'alimentation ( 24).