Brevet FR2543813A1 — publié le 19841012

Cafetière électrique comportant un filtre centrifuge. La présente invention se rapporte à une cafetière électrique comportant un filtre centrifuge qui, en position 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 Te d'un dispositif d'alimentation rotatif monté sur ledit arbre qui l'entraine en rotation. Dans les cafetières électriques de ce genre dans lesquelles} le dispositif d'alimentation et le filtre centrifuge tournent ensemble sans mouvement relatif l'un par rapport à l'autre, la difficulté réside dans le fait que le dispositif d'alimentation distribue l'eau d'échaudage irrégulière- ment sur l'anneau de poudre de café se formant dans le filtre doù la formation de balourds et un rendement inégal de la poudre de café Pour éviter les balourds , une autredifficulté consiste bien centrer 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 serrees et par conséquent onéreuses. L'invention a par conséquent pour objet de réalises une cafetière électrique du type précité qui permette la suppression des balourds, une répartition régulière de l'eau de l'èchaudage sur la poudre de café et une utilisation rationnelle de cele-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- ie 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 dbnc 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 unifortement arrosée sur toute sa périphérie.Les nervures s'éten- dent avantageusement en pareil cas sur toute la hauteur du dispositif d'alimentation jusqu'à la ou les ouvertures d'aspersion. De préférence seule une partie des nervures sert à centrer le dispositif d'alimentation sur un entraîneur fixé sur l'arbre du moteur. On augmente ainsi l'élasticité du dispositif de centrage qui autorise alors des tolérances de fabrication moins serrées réduisant par conséquent le cotit de la fabrication. Comme dispositif d'alimentation, on peule utiliser un cône creux allant en s gelargissant vers le haut et dont la face intérieure porte les nervures qui s'étendent de préférence verticalement w Les nervures sont en pareil cas avantageusement réalises 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 aretes internes sont inclinées par rapport à l'axe médian et présente la même conicité que la paroi extérieure de l'entraîneur. Le débit du dispositif d'alimentation, le filtre proprement dit à la périphérie externe du filtre cen trifuge 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 filtrante. De cette façon, pendant la plus grande partie de l'écoulement de l'eau à travers le filtre centrifuge, il se forme 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 irrégulière 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 dispositif 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 centrifuge 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'ouverture 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 cafés 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 trouvant 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 39/100 mm et en particulier entre environ 1/100 et 5/100 mm, cette largeur empechant 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 a ou de toutes les ouvertures d'aspersion est dimensionnée de façon 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 initiale. 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 annexé, sur lequel la figure 1 représente une cafetière avec filtre centrifuge en coupe verticale suivant I-I de la figure 2, c'est-à-dire sensiblement le long de l'axe de rotation; la figure. 2 est une vue en coupe suivant II-Il 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 20 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 dtalimentation pour l'eau d'êchaudage. Sur l'arbre 16 du moteur est monté fiXé en rotation un entraîneur 25 qui paT 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 même 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 h chaque fois une autre nervure 28 qui ne s'étend pas tout à fait jusqu'd 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 férmé par un couvercle 29 et pour permettre la projection de l'eau d'échaudage sur la poudre de café, une fente annulaire 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 à 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 30, capte le café projeté sur le filtre centrifuge et le devie vers le bas'dans ledit collecteurO Le fonctionnement de la cafetiere électrique est décrit ci-après. Le couvercle 38 étant ôté et le filtre centrifuge 22 retiré de l'arbore 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 dernier 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 verseurs 36. En actionnant un interrupteur marche-arret 60, on met en marche le chauffage 12. Une sonde pyrométrique non representee 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 roube 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. Dès qu'une vitesse de rotation suffisante est atteinte, le cone 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 du 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 3û d'ou il s'écoule par le canal 34 comportant un dispositif distributeur installé à l'intérieur pour étire ensuite distribué par les becs verseurs 36 dans les tasses 6 Le café centrifuge produit sur la paroi annulaire ou paroi d'arrêt transparente 40 une couche de café visible de l1extérieur qui se modifie notablement dès qu'il n'yaplus ou presque plus de café centrifuge. L'utilisateur peut alors arrêter ànouveau le moteur en lâchant le bouton 64.Il s'écoule encore un moment avant que le café centrifugé 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 40 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'alimentation, 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 mutuellement 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 resulte une forte teneur en extrait de café, c'est-à-dire un bon rendement de la poudre de café. Une définition 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 précitées 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 rempli d'eau et qu'il se produise un reflux d'eau jusque dans le dispositif d'alimentation et ce de préférence jusqu'S 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. REVENDIGATIONS 1. Cafetiere electrique comportant un filtre centrifuge qui, en position de fonctionnement, est accouplé de façon amovible à l'arbre d'un moteur et reçoit liteau d'echaudage par l'interme- diaire d'un dispositif d'alimentation monté sur l'arbre qui l'entralne en rotation, caractérisée par le fait que le débit du dispositif d'alimentation (24) est accordé sur le filtre proprement dit (fente annulaire 56) à ia 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 moyennement fine, il se produit une retenue d'eau à l'intérieur devant la couche de café (52). 2. Cafetière électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les relations ci-dessus sont accordées de façon que le filtre centrifuge (22) se remplisse complètement d'eau. 3. Cafetiere électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le dispositif 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 à aucun endroit supérieure à environ 1/100 à 50t100 mm. 4. Cafetière électrique selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la largueur minimale de l'ouverture d'aspersion (54) se situe entre environ 1/100 et 30tu00 mm, et en particulier entre 1/100 et 5/100 mm. 5. Cafetière électrique selon l'une quelconque des revendications I à 4, 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. 6. Cafetiere électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la section 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'a.limnta.tiqn (24).