Brevet FR2648033A3 — publié le 19901214

FR 2648033 A3 19901214 FR 9007001 A 19900606 i Le but principal de l'invention est de fournir une machine pour la distribution d'infusion de café, du type dit "espresso", qui exécute de manière automatique le cycle de pré- paration de la boisson, à partir de l'opération de remplissage en café moulu jusqu'à l'opération d'évacuation du marc après la distribution de la boisson. Pour atteindre ce but est réalisée, selon l'inven- tion, une machine pour la préparation d'infusion de café dans laquelle une dose de poudre de café est introduite entre un élément distributeur d'eau et un élément à filtre qui reçoit l'infusion,.ces éléments coulissant à la manière d'un piston à l'intérieur d'une chambre cylindrique d'infusion et l'élé- ment distributeur étant extractible en dehors de la chambre, caractérisée par le fait qu'elle comprend une chambre d'axe sensiblement vertical, un premier moyen moteur pour déplacer l'élément à filtre entre une position abaissée à l'intérieur de la chambre et une position à laquelle sa surface est sen- siblement en alignement avec l'ouverture supérieure de la chambre, un deuxième moyen moteur pour déplacer l'élément dis- tributeur entre une position soulevée au-dessus de la cham- bre et une position abaissée en regard de l'élément à filtre présent dans la chambre, afin de délimiter pendant l'infusion le volume contenant la poudre de café comprimée, un moyen pour distribuer la poudre de café à l'intérieur de la chambre, au-dessus de l'élément à filtre situé en position abaissée, à travers la bouche supérieure de la chambre ouverte par le soulèvement de l'élément distributeur, ainsi qu'un organe mobile transversalement par rapport à la chambre en correspondance avec l'ouverture supérieure de celle- ci- dans un plan voisin de la surface de l'élément à fil- tre se trouvant en position soulevée. Pour rendre plus claire l'explication de l'inven- tion et faire ressortir ses avantages par rapport à la tech- nique connue, on décrira ci-dessous, à titre non limitatif et en référence aux dessins annexés, un exemple de réalisation possible de l'invention. Dans les dessins: - la figure 1 est une vue schématique de face, en élévation, d'une machine selon l'invention, pour distribuer une boisson de café, - la figure 2 est une vue schématique de côté en élévation, partiellement en coupe, de la machine de la figu- re 1, - les figures 3 à 6 sont des dessins schématiques de la chaîne cinématique de la machine de la figure 1, dans une succession de positions de fonctionnement, - la figure 7 représente schématiquement une partie de la machine de la figure 1. Une machine pour la préparation de boisson de café, désignée sur les figures par la référence générale 10, com- prend selon l'invention, comme on le voit bien sur la figure 1, un dispositif 11 de distribution de café moulu à une chambre de retenue 12 au moyen d'une goulotte de décharge 13. Ce dispositif de distribution 11 peut avantageusement être réalisé sous la forme d'un moulin à café chargé de café en grains. A l'intérieur de la chambre 12 est placé un élément à filtre 14, mobile entre une position inférieure proche du fond de la chambre et une position supérieure proche de l'ex- trémité ouverte de la chambre. La chambre 12 présente un bec de sortie 15 placé en communication avec l'intérieur de l'intervalle existant entre le filtre 14 et le fond même de la chambre. Au-dessus de la chambre est disposé un élément à piston 16, distributeur d'eau (réalisé de manière analogue à une "pomme de douche" au moyen de conduits internes appro- priés), mobile entre une position soulevée telle que repré- sentée sur la figure 1 et une position abaissée d'introduc- tion dans la chambre, et de fermetutre de celle-ci. Pour assurer l'étanchéité hydraulique entre la chambre 12 et le piston 16, ce dernier présente sur sa circonférence une bague de garniture d'étanchéité à joint torique 17. Le filtre 14 a une tige porteuse 18 qui traverse de manière étanche le fond de la chambre 12 et qui est fixée à un support 19 mobile, comme on le voit sur la figure 2, le long d'un guide vertical 20. Le piston 16 a une tige 21 qui est reliée de maniè- re coulissante, avec interposition d'un ressort de compres- sion 23, à un support 22 qui est à son tour coulissant le long du guide 20. Les supports coulissants 19 et 22 sont reliés pour leur déplacement à une chaîne cinématique composée, respec- tivement, d'une première bielle 24 articulée avec une roue dentée 25 et d'une deuxième bielle 26 articulée avec une roue dentée 27 portant une demi-denture et calée sur l'arbre de sortie d'un moto-réducteur 28. Comme le montrent schématiquement les figures 3 à 6, la roue dentée 27 est munie de dents seulement sur la moitié de sa circonférence et, lors de sa rotation, les dents de la roue dentée 25 n'engrènent qu'avec la moitié de cette circonférence. Le rapport entre les deux roues dentées est de 1 à 2 et la roue dentée 27 a un nombre de dents sensiblement identique au nombre de dents de la petite roue 25. Comme on le voit bien sur la figure 1, au piston 16 est raccordé, pour assurer une émission diffuse de l'eau par sa partie inférieure, un conduit flexible 29 raccordé lui-même, par son autre extrémité, à un circuit de réchauffage et de fourniture d'eau 34, non représenté en détail et pou- vant être d'un type quelconque, de technique connue, et de ce fait pouvant être facilement imaginé par l'homme de l'art. Il peut comprendre typiquement une pompe et un échangeur de chaleur disposé sur le refoulement, ou une chaudière dans laquelle est prélevée l'eau fournie par la pompe. Au-dessus et à proximité du bord ouvert de la chambre 12 est placé un élément d'arasement ayant un doigt 30, faisant saillie à partir d'une plaque de came 31 montée sur un pivot 32 et actionnée, comme décrit clairement ci-dessous, par le support 22 lors de son déplacement vertical. Sur le côté de la chambre 12 est placée une glis- sière d'évacuation 33 aboutissant à un récipient de rassem- blement (non représenté) des marcs de café. Le fonctionnement de la machine est régulé par un dispositif de commande 35 (par exemple électronique ou élec- tromécanique), relié au distributeur de poudre de café, pour le fonctionnement,au moyen d'une ligne de commande 36, relié au dispositif distributeur d'eau 34 au moyen d'une ligne 37 et au motoréducteur 28 au moyen d'une ligne de commande 38. Ce dispositif 35 ne sera par la suite ni décrit ni représenté car il est de technique connue et de ce fait facilement imaginable par le technicien, spécialement à la lumière de la description suivante. Avantageusement, le dispositif de réchauffage et de distribution 34 comprend, ainsi que représenté sur la figure 7, un circuit hydraulique à réchauffeur, de technique connue, à serpentin et résistance électrique, désigné par la référence 39. Ce réchauffeur 39 est alimenté par une pompe 40, commandée par un signal 44 émis par le contrôleur 35, avec une conduite d'aspiration 41 plongeant dans le réservoir de prélèvement de l'eau de la machine (non représenté). Entre la pompe et le réchauffeur est placé un raccord en "T" 51 avec un groupe de valves 42 pour la vidange du serpentin, à l'aide d'un conduit 43 plongeant, par exemple, à nouveau dans le réservoir du prélèvement d'eau, entre une distribution et la distribution suivante effectuées par le piston 16, afin d'éviter ainsi les dépôts de calcaire dans les conduites. Avantageusement, afin d'éviter que le reflux d'eau dans la conduite 29 puisse entraîner de la poudre de café dans le serpentin et, de là, à la conduite 43 et à la pompe , avec la possibilité de polluer la réserve d'eau propre située dans la machine, il est placé entre la conduite 29 et le réchauffeur un raccord en "T" 52, avec un moyen de filtra- tion en direction du réchauffeur 39 et avec un deuxième groupe de valves 45 pour l'introduction dans un réservoir de rassemblement approprié (non représenté), au moyen d'une conduite 46, de l'eauprobablement souillée qui reflue de la conduite 29. Les groupes de soupapes sont actionnés électrique- ment par des signaux 37 provenant du contrôleur 35. La pompe peut comprendre un moyen de mesure volu- métrique, de technique connue, pour effectuer la mesure et le contrôle de la quantité d'eau envoyée au piston 16 et, en outre, pour empêcher le fonctionnement de la machine lorsque le débit est pratiquement nul, c'est-à-dire lorsque la réser- ve d'eau de la machine est épuisée. Pour obtenir, spécialement lors de la première marche de la machine après son allumage, une boisson bien chaude, la chambre 12 peut comprendre sur une de ses parois, ou noyé dans celle-ci, un élément chauffant 47 (par exemple une résistance électrique) qui chauffe par conduction la tota- lité de la chambre,réalisé en une matière, par exemple en métal, offrant une bonne conductibilité thermique. Pour aider au maintien d'une certaine température de la chambre, il est possible aussi de la relier thermique- ment au réchauffeur 39 (par exemple en réalisant ce réchauf- feur avec une paroi non isolante thermiquement en contact direct avec une paroi extérieure de la chambre). Enfin, le moulin à café peut comprendre, selon la description faite dans une autre demande de certificat d'uti- lité de la requérante, des dispositifs de mesure de la quantité de café moulu nécessaire à la machine pour une opé- ration d'infusion. Naturellement, l'invention comprend, outre ce qui est représenté et décrit, tout le reste qui est de technique connue (et de ce fait, non représenté, car étant facilement imaginable par le technicien) et nécessaire pour la production de boisson de café selon les principes de la machine du type "espresso". Le fonctionnement de la machine décrite cidessus est expliqué ci-dessous, en référence en particulier à la suite des figures 3 à 6 o est représentée une succession de phases opératoires de la machine avec une représentation schématique de sa chaîne cinématique. Ces figures étant des représentations de principe, l'orientation des pièces est modifiée par rapport à ce qui est représenté sur les figures 1 et 2 pour en faciliter la vision ainsi que la compréhension du fonctionnement. En position de repos, la machine se trouve, ainsi que représenté schématiquement sur la figure 3, avec un fil- tre situé à sa position extrême inférieure et le piston d'arrivée d'eau situé à sa position extrême supérieure, tandis que la roue dentée 27 à demi-denture présente la partie den- tée disposée juste en arrière du point de contact avec la denture de la roue dentée 25. A l'actionnement du dispositif de contrôle pour la préparation d'une dose de boisson de café, le dispositif distributeur de café moulu verse par la goulotte 13 de la chambre 12 une quantité de poudre de café, prédéterminée pour l'obtention de la quantité de boisson voulue. Dans le cas o le dispositif 11 est un dispositif à moulin à café, il fait correspondre son temps de marche à la quantité de café moulu nécessaire. Après le démarrage du motoréducteur 28, ainsi que représenté sur la figure 4, la roue dentée 27 commence à tourner en abaissant le piston supérieur 16 qui, pendant sa course, se déplace avec le support 22 sur la came 31 en dépla- çant l'organe d'arasement 30 jusqu'à l'embouchure de la chambre 12. Durant cette phase, la denture partielle de la roue dentée supérieure 27 n'interfère pas avec la denture de la roue dentée inférieure 25 et ainsi le filtre 14 reste à sa position inférieure. Comme représenté sur la figure 5, une fois accom- pli un demi-tour par la roue dentée 27, le piston 16 se trou- ve introduit de manière étanche à l'intérieur de la chambre 12 et il comprime la poudre de café à l'intérieur de cette chambre. La pression du piston sur la poudre de café dépend du ressort de compensation 23 qui permet en outre d'absorber les éventuelles différences de volume de la poudre même, du fait que la tige du piston mobile dans le support 22 s'oppose à l'action du ressort 23 lorsque sa surface inférieure vient en contact, lors de son déplacement vers le bas, avec le contenu de la chambre. Lorsque le café est comprimé, le motoréducteur s'arrête et il est envoyé à l'intérieur de la chambre, selon une technique connue, par le démarrage de la pompe 40, de l'eau chaude passant à travers la conduite 29 et le piston d'arrosage,pour l'obtention de l'infusion de café et la sortie correspondante de la boisson par le bec 15 après passage à travers le filtre 14. Une fois la distribution terminée, le motoréduc- teur est remis en marche et, en faisant engrener la partie dentée de la roue dentée 27 avec celle de la roue dentée 25, les engrenages commencent à tourner de manière accouplée, de sorte que le filtre 14 comme le piston 16 commencent à se soulever. Comme représenté sur la figure 6, après un quart de tour de la roue dentée 27, la roue dentée 25 a effectué un demi-tour et le filtre 14 a atteint sa position extrême supé- rieure, à proximité du bord ouvert de la chambre, en expul- sant à l'extérieur de celle-ci le marc de café. Simultané- ment, la remontée du piston 16 fait que, le support 22 agissant sur la came 31, l'élément d'arasement se replace le long de la bordure de la chambre afin de reprendre sa position ini- tiale à l'extrémité droite en poussant le marc sur la glis- sière d'évacuation 33. Apres un quart de tour supplémentaire de la roue dentée 27 et, donc, un demi-tour de la roue dentée 25, la machine retourne à l'état initial de la figure 3 et le moto- réducteur est arrêté. L'activation, par le contrôleur, des moyens de décharge 42 et 45 décharge le reste d'eau présent dans le réchauffeur par la conduite 43 et celui se trouvant dans le piston 16 et dans la conduite 29 par la conduite 46. La machine est ainsi prête pour un autre cycle de préparation et de distribution de la boisson de café. Une machine selon l'invention permet ainsi l'exécu- tion automatique des opérations nécessaires-à la préparation de la boisson de café. Naturellement, le mode de réalisation décrit ci- dessus est présenté à titre d'exemple et ne doit pas être considéré comme limitant le champ de l'invention. Par exemple, le fond de la chambre 12 peut être mobile, conjointement au filtre 14 et, ainsi, mobile de maniè- re étanche le long de la paroi périphérique de la chambre même. Les configurations de la cinématique à came ou de la commande équivalente de l'organe d'espacement 30 peuvent égale- ment varier. En outre, les groupes de valves 42 et 45 peuvent être de type à action mécanique et commandées, par exemple, par le déplacement de montée du piston 16, comme peut faci- lement l'imaginer un technicien. Naturellement, les dimensions des organes cinéma- tiques et des autres parties de la machine représentées sur les dessins sont données à titre purement indicatif des carac- téristiques de construction de l'invention, la description fournie ici étant suffisante à l'homme de l'art comme base d'élaboration d'un dessin de la machine. REVENDICATIONS 1. Machine pour la préparation d'infusion de café, dans laquelle une dose de poudre de café est introduite entre un élément distributeur d'eau chaude provenant d'un réchauf- feur et un élément à filtre qui reçoit l'infusion, ces élé- ments coulissant à la manière d'un piston à l'intérieur d'une chambre cylindrique d'infusion et l'élément distributeur étant extractible hors de la chambre, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre (12) d'axe sensiblement vertical, un premier moyen moteur pour déplacer l'élément à filtre (14) entre une position abaissée à l'intérieur de la chambre (12) et une position à laquelle sa surface est sensiblement ali- gnée par rapport-à l'ouverture supérieure de la chambre, un deuxième moyen moteur pour déplacer l'élément distributeur entre une position soulevée au-dessus de la chambre et une position abaissée en regard de l'élément à filtre présent dans. la chambre, afin de délimiter pendant l'infusion le volume contenant la poudre de café comprimée, un moyen pour distri- buer la poudre de café à l'intérieur de la chambre, au-dessus de l'élément à filtre (14) situé en position abaissée, à travers la bouche supérieure de la chambre ouverte par le soulèvement de l'élément distributeur, ainsi qu'un organe (30) mobile transversalement par rapport à la chambre dispo- sé en correspondance avec l'ouverture supérieure de celle-ci dans un plan voisin de la surface de l'élément à filtre (14) se trouvant en position soulevée. 2. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'élément distributeur est relié à un premier sup- port (22) mobile le long d'un guide vertical (20) et le premier moyen moteur comprend une première bielle (26) arti- culée entre le premier support (22) et une première roue dentée (27) mise en rotation par un motoréducteur, et l'élé- ment à filtre (14) étant relié, au moyen d'une tige (18) traversant de manière étanche le fond de la chambre (12), à un second support (19) mobile le long d'un guide vertical (20), le deuxième moyen moteur comprenant une deuxième bielle (24) articulée entre le second support (19) et une seconde roue dentée (25) de diamètre moitié du premier; la première roue (27) étant dentée sur la moitié de sa circonférence, en vue d'un engrènement avec la denture de la seconde roue dentée (25) pour lui faire exécuter une rotation moitié moin- dre de sa rotation propre correspondante à la course de montée de l'élément distributeur et provoquant successivement la montée et la descente de l'élément à filtre (14). 3. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un moyen d'évacuation (30) est actionné sur une cour- se d'aller durant la descente de l'élément supérieur et sur une course de retour pratiquement lorsque le filtre (14) se trouve à proximité de sa position supérieure. 4. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que l'organe mobile est actionné par une came (31) soli- daire de celui-ci et mQe par le déplacement du support de l'élément supérieur. 5. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que l'élément distributeur est relié au premier support (22), de manière mobile vers le haut, en s'opposant à l'action d'un ressort (23). 6. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'à côté de la chambre (12) est placée une glissière (33) d'évacuation du marc de café soulevé de la chambre, pendant le déplacement vers le haut du filtre et par suite du mouvement de déplacement de retour de l'organe mobile. 7. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le moyen de distribution de la poudre de café comprend un dispositif de mouture de café en grains. 8. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'organe mobile comprend un élément à doigt (30) disposé au ras de l'embouchure de la chambre et parallèle- ment à son plan. 9. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens doseurs de la quantité d'eau et de café moulu. 10. Machine selon les revendications 7 et 9 carac- térisée en ce que les moyens doseurs de l'eau comprennent un détecteur et un moyen de mesure volumétrique et les moyens doseurs de café un moyen de mesure de la quantité de café moulu distribué. -.11. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'à la sortie du serpentin est disposé un premier raccord en "T" (52) avec une première valve de décharge (45) de l'eau restant en aval du serpentin et qu'à son entrée est disposé un second raccord en "T" (51) avec une seconde valve de décharge (42) de l'eau restant dans le serpentin; la première et la seconde valves (45, 42) étant actionnées automatiquement à la fin de l'infusion. 12. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la chambre cylindrique d'infusion (12) comprend une résistance électrique destinée à son chauffage. 13. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la chambre cylindrique (12) est en contact par l'extérieur avec l'élément réchauffeur d'eau (39), en vue d'être ainsi réchauffée par conduction par celui-ci.