Brevet FR2780262A1 — publié le 19991231

La présente invention a pour objet une machine à café automatique utilisable pour le café moulu ou en grains. Elle est destinée à permettre la confection, dans des conditions entièrement automatiques et sans intervention humaine autre que l'action sur des boutons de commande, d'un café chaud de type "express", c'est-à- dire délivré et mis à la disposition du consommateur immédiatement au sortir de la phase de percolation. Les machines à café automatiques en service actuellement sont le plus souvent des appareils complexes basés sur l'utilisation d'un cylindre vertical constituant la chambre d'infusion et dans lequel est déversé le café moulu retenu par une grille formant le fond dudit cylindre. Un piston à mouvement vertical comprime la poudre de café au travers de laquelle de l'eau chaude est alors injectée généralement en passant par le piston mobile, ce qui nécessite une tubulure flexible généralement fragile. Le fond du cylindre est mobile et peut remonter dans ce dernier afin de permettre l'extraction de la poudre qui est évacuée à l'aide d'un racloir articulé. L'ensemble est actionné à l'aide de mécanismes compliqués et coûteux, comportant des systèmes d'encliquetage mécaniques et autres, et commandés par des dispositifs électro-mécaniques associés à une série de micro-contacts, dont les défaillances sont fréquentes. La présence du piston mobile au-dessus du cylindre rend l'opération de déversement de la poudre de café dans celui-ci malaisée, en imposant un cheminement compliqué et des moyens de guidage mobiles. Le dispositif suivant la présente invention supprime ces inconvénients. En effet, il permet de réaliser une machine automatique de percolation extrêmement fiable, d'un entretien particulièrement aisé, d'un excellent rendement thermique et d'un prix de revient compétitif. La machine est constituée d'éléments aisément démontables composés d'un châssis-tiroir, d'une enveloppe arrière, d'un capot et d'un bac à marc constituant la face avant de la machine et servant de guide pour la mise en place du groupe percolateur amovible à cylindre horizontal, le châssis-tiroir recevant l'ensemble des éléments actifs, à savoir: le mécanisme d'entraînement du groupe percolateur, une chaudière, une pompe à écoulement axial traversant, un broyeur à grains ou un distributeur de café moulu et un réservoir d'eau amovible par le haut ou par l'avant et se raccordant au circuit d'eau de la machine au moyen d'un raccord rapide équipé d'un double clapet obturant automatiquement le circuit d'eau de la machine et le réservoir d'eau lorsque ce dernier est retiré. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente en perspective axonométrique la machine à café montée, la figure 2 est une vue éclatée des éléments structurels de la machine, la figure 3 est un détail agrandi, désigné par la flèche F1 de la figure 2, et montrant la partie haute de la façade interne de l'une des parois latérales du bac à marc, la figure 4 est un écorché du bac à marc permettant de voir la position du groupe percolateur, la figure 5 est une coupe du bac à marc suivant les flèches F2 de la figure 4, la figure 6 est un agrandissement du détail D1 de la figure 4, les figures 7, 8 et 9 représentent vue respectivement en élévation de l'avant, en élévation de côté et de dessus une variante d'exécution de la machine comportant un bac à eau extractible de l'avant, les figures 10 et 11 sont des coupes axiales agrandies du système de raccordement du bac à eau au réseau d'eau de la machine, montrant respectivement les éléments séparés et accouplés, la figure 12 est une coupe axiale de la pompe à eau à débitmètre incorporé, la figure 13 est une coupe transversale suivant les flèches F3 de la figure 12, la figure 14 est une vue agrandie de face de la roue à palettes du débitmètre, la figure 15 est une coupe axiale suivant les flèches F4 de la figure 14, les figures 16 et 17 représentent respectivement en élévation et en plan le distributeur de café en poudre se montant sur un support motorisé fixé sur la platine supérieure du châssis-tiroir, la figure 18 est une coupe verticale axiale de ce distributeur, la figure 19 montre le distributeur vu de dessous, sans le couvercle de fond, et la figure 20 représente le socle support du distributeur vue de dessus. Le dispositif, figures 1 à 9, est constitué d'un élément support portant les éléments fonctionnels, protégé par une enveloppe arrière 2 et un capot 3, un bac à marc 4 et un support de tasses 5 formant l'avant de la machine. L'enveloppe arrière 2 est formée d'une plaque de fond 6, d'une plaque de dessous 7 et de deux joues latérales 8. Le capot 3 s'ajuste sur l'enveloppe arrière 2 et comporte à l'avant une surface verticale ou inclinée recevant le tableau de commande 9 de la machine constitué d'une série de boutons agissant sur l'ensemble électronique de contrôle. L'élément support sera avantageusement un châssis-tiroir 1 constitué d'une platine supérieure 10 et d'une platine inférieure 11 reliées par une entretoise verticale 12 transversale et une platine frontale 13 de manière à former un ensemble rigide indéformable sur lequel sont montés les différents organes de la machine et en particulier le groupe percolateur 14, le réservoir20 d'eau 15, 15' le distributeur doseur 16 de poudre de café ou un broyeur de grains 17, la pompe 18, la chaudière 19 et les équipements électriques et électroniques de contrôle. Le capot 3, l'enveloppe arrière 2 et le châssis tiroir 1 peuvent être en tôle pliée et soudée, mais seront de préférence réalisés en matière synthétique renforcée. Le groupe est du type à cylindre horizontal décrit dans le brevet international N PCT 93/19 655 déposé par l'auteur de la présente demande. Ce dispositif comporte un rail support 20 sur lequel coulissent les organes mobiles. Ce rail est pourvu à ses extrémités de deux perforations permettant de monter le groupe sur deux35 plots 21 fixées sur la platine avant 13. Le verrouillage est assuré par deux ressorts 22 montés sur le rail 20 et s'enclenchant dans des rainures prévues à cet effet sur les plots 21. Le déverrouillage pour le démontage du groupe s'effectue en appuyant sur deux boutons 23 accessibles de l'extérieur lorsque la machine est montée, et agissant sur les ressorts 22. L'entraînement du groupe se fait grâce à un toc 24 se déplaçant dans une fente horizontale de la platine avant 13 et actionné par un mécanisme motorisé situé derrière cette platine. Le groupe percolateur 14 doit être installé dans la partie supérieure du bac à marc 4 avant le montage de ces deux éléments. Pour faciliter la mise en place, le bac comporte des nervures verticales internes 25 agencées pour immobiliser le groupe dans la bonne position de façon à ce que les perforations du rail support (20) se présentent directement sur les plots 21 lorsque le bac à marc portant le groupe est mis en place. De plus, le capot 3 comporte un ergot 26 à la partie basse de sa face avant empêchant le montage du groupe si l'encoche recevant le toc 24 d'entraînement ne se trouve pas en face de la position de repos de ce dernier. Les figures 12 à 15 représentent la motopompe 18 d'alimentation en eau. Celle-ci est montée sur le châssis tiroir 1 et consiste en un ensemble monobloc comportant un débitmètre 30 et un limiteur de pression 31 intégrés. Elle est de préférence du type à piston libre creux à moteur électromagnétique, mais peut aussi bien être de type à piston commandé entraîné par un moteur rotatif. Dans le premier cas, elle est avantageusement constituée d'un corps principal 32, usiné en une seule pièce de matière plastique, l'une de ses extrémités formant la bobine 33 du moteur électromagnétique, l'autre extrémité contenant le bloc cylindre 34 dans lequel se meut le piston 35, et comportant des clapets anti-retour 36 et 37. Le débitmètre 30, situé dans un bloc fermant le corps principal 32 du côté opposé du bloc cylindre 34, directement après l'arrivée d'eau 38 (figure 13), est formé d'une roue folle 39 à palettes et comporte un ou plusieurs aimants permanents 40 dont le passage est détecté par un détecteur électromagnétique 41, ayant pour double fonction de permettre d'arrêter la moto-pompe une fois la quantité d'eau désirée obtenue, et de signaler un éventuel défaut d'arrivée d'eau. Le limiteur de pression 31 est constitué d'un perçage ménagé dans le bloc cylindre 34 contenant un clapet à ressort taré mettant en communication la sortie d'eau 42 avec la base du piston 35, de manière à ce que l'eau soit recyclée, sans entraîner le débitmètre 30 en cas de contre-pression à ladite sortie d'eau. La disposition de l'entrée d'eau 38 et du débitmètre 30 à l'opposé de la sortie d'eau 42 entraîne un passage de l'eau à travers la partie motrice de la pompe, suivant l'axe de cette dernière, ce qui permet d'avoir un flux direct, ce qui améliore sensiblement le fonctionnement et la fiabilité de la pompe comme les essais l'ont démontré. Sur les figures 1 et 2, le réservoir d'eau 15 est situé derrière le distributeur 16, ou le broyeur à grains 17 et traverse également le capot 3 pour pouvoir être rempli sans démontage de la machine. Selon une variante d'exécution (figures 7 à 9), le réservoir d'eau 15' est disposé à la partie inférieure du châssis-tiroir 1 et est agencé pour pouvoir être extrait par l'avant de la machine à café à travers une ouverture de la platine frontale 13, après avoir retiré le bac à marc 4. Dans tous les cas, le réservoir est amovible sans outillage et relié au réseau de la machine au moyen d'un système de raccord rapide constitué d'un élément femelle 43 fixé sur le châssis-tiroir 1 et d'un élément mâle 44 solidaire du réservoir à eau 15, 15', chacun de ces éléments étant équipé d'un clapet obturant automatiquement le circuit d'eau de la machine et le réservoir d'eau lorsque ce dernier est retiré, de manière à empêcher non seulement le réservoir de se vider, mais également l'eau restant dans les tuyauteries ou la pompe 18 de s'écouler (figures 10 et 11). Les deux clapets comportent chacun un noyau mobile 45, 45' maintenu normalement fermé grâce à un ressort 46, 46', ces deux ressorts étant de force identiques, et les noyaux mobiles disposés de telle manière que lorsque le réservoir à eau , 15' est mis en place, ils soient tous deux repoussés afin de permettre le passage de l'eau du réservoir vers la pompe 18 (figure 11). L'élément femelle 43 du système de raccord rapide comportera avantageusement un contacteur formé de deux électrodes 47 et d'une membrane souple 48 portant une plaque conductrice 49 normalement éloignée de ces électrodes par un ressort et établissant le contact entre elles lorsque le poids de l'eau présent dans l'élément femelle 43 du raccord repousse la membrane 48, la dépression causée par la pompe 18 en cas de manque d'eau ayant l'effet contraire en écartant la membrane et la plaque conductrice des électrodes, ce qui coupe le contact. Ce dispositif constitue un moyen très fiable de30 pilotage des automatismes d'alimentation en eau de la machine. Selon une variante d'exécution, le mécanisme actionnant le toc 24 d'entraînement du groupe percolateur 14 est constitué d'un arbre 50 situé devant la platine avant 13, au-dessus du rail support 20 sur lequel coulissent les organes mobiles du groupe, cet arbre étant mu par un moteur 51 et un dispositif à vis sans fin 52 (figures 8 et 9). La poudre de café peut être distribuée soit par un broyeur à grain 17 de type connu (figures 7 à 9), soit par au moyen d'un distributeur doseur 16 de poudre tel qu'il est représenté sur les figures 16 à 20. Ce distributeur est constitué d'un élément amovible formé d'une embase 55 et du récipient 56 proprement dit traversant le capot 3 pour être accessible sans démonter la machine. L'ensemble se monte sur un socle support 57 fixé sur la platine supérieure 10 du châssis tiroir 1 et comportant un moteur 58 entraînant un arbre cannelé 59 d'axe vertical. L'embase 55 comporte un moyeu rotatif 60 pourvue d'un logement 61 s'adaptant sur l'arbre cannelé et sur lequel sont montées des pales supérieures 62 et des pales inférieures 63 séparées par une plaque20 intermédiaire 64 fixe pourvue d'un passage 65 pour la poudre de café. Un disque obturateur 66 métallique est retenu contre les pales inférieures 63 par un couvercle de fond 67. Le disque métallique, le couvercle de fond et le socle support 57 comportent des ouvertures 68, 69 superposées diamétralement opposées au passage 65 et correspondant à une ouverture de la platine supérieure 10 située au-dessus du groupe percolateur 14, de manière à ce que le moyeu 60 doive effectuer un demi tour pour délivrer une dose de poudre. Une raclette 70 articulée rappelée par un ressort 71 est logée dans l'épaisseur de la plaque intermédiaire 64 et agencée pour racler le côté des pales inférieures 63 poussant la poudre. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Machine à café automatique utilisable pour le café moulu ou en grains, destinée à permettre la confection, sans intervention humaine autre que l'action sur des boutons de commande, d'un café chaud de type express'" délivré et mis à la disposition du consommateur immédiatement au sortir de la phase de percolation. caractérisée par des éléments aisément dissociables composés d'un élément support (1), d'un bac à marc (4) constituant la face avant de la machine, d'un groupe percolateur (14) amovible à cylindre horizontal et enfin, d'un support de tasses (5), l'élément support (1) supportant les éléments fonctionnels et en particulier les équipements électriques et électroniques de contrôle, le mécanisme d'entraînement du groupe percolateur (14), une chaudière (19), une motopompe (18), un broyeur à grains (17) ou un distributeur de café moulu (16) et un réservoir d'eau (15, 15') se raccordant au circuit d'eau de la machine au moyen d'un raccord rapide équipé d'un double clapet (43, 44) obturant automatiquement le circuit d'eau de la machine et le réservoir d'eau lorsque ce dernier est retiré. 2 . Machine à café selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'élément support (1) est un châssis-tiroir et est constitué d'une platine supérieure (10) et d'une platine inférieure (11) reliées par une entretoise verticale (12) et une platine frontale (13) verticales de manière à former un ensemble rigide indéformable. 3 . Machine à café selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que le groupe percolateur (14) comporte un rail support (20) pourvu à chacune de ses extrémités d'une perforation permettant de monter ledit groupe percolateur sur deux plots (21) solidaires de la platine avant (13), le verrouillage étant assuré par deux ressorts (22) montés sur le rail (20) et s'enclenchant dans des rainures prévues à cet effet sur les plots (21), deux boutons 23 accessibles de l'extérieur lorsque la machine est montée permettant d'effectuer le déverrouillage. 4 . Machine à café selon la revendication 3, se caractérisant par le fait que le groupe percolateur (14) est installé dans la partie supérieure du bac à marc (4), ledit bac à marc servant de guide pour la mise en place dudit groupe percolateur et comportant des nervures verticales internes (25) agencées pour immobiliser le groupe percolateur de telle manière que les perforations du rail support (20) se positionnent directement sur les plots (21) lors de la mise en place de l'ensemble sur la machine. . Machine à café selon les revendications 2 à 4, se caractérisant par le fait que l'entraînement du groupe percolateur (14) est assuré au moyen d'un toc (24) se déplaçant dans une fente horizontale de la platine avant (13) du châssis-tiroir et actionné par un mécanisme motorisé situé derrière ladite platine avant. 6 . Machine à café selon les revendications 2 à 4, se caractérisant par le fait que l'entraînement du groupe percolateur (14) est assuré au moyen d'un arbre (50) situé devant la platine avant (13), au-dessus rail support (20) sur lequel coulissent les organes mobiles du groupe, cet arbre étant mu par un moteur (51) et un dispositif à vis sans fin (52). 7 . Machine à café selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, se caractérisant par le fait que le capot (3) comporte un ergot (26) à la partie basse de sa face avant empêchant le montage du groupe percolateur (14) si l'encoche recevant le toc (24) d'entraînement ne se trouve pas en face de la position de repos dudit toc d'entraînement. 8 . Machine à café selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'elle est équipée d'un distributeur doseur (16) de poudre de café constitué d'une embase (55) et d'un récipient (56) traversant le capot (3) se montant sur un socle support (57) fixé sur le châssis-tiroir (1) et équipé d'un moteur (58) d'entraînement, l'embase (55) comportant un moyeu rotatif (60) sur lequel sont montées des pales supérieures (62) et des pales inférieures (63) séparées par une plaque intermédiaire (64) fixe pourvue d'un passage (65) pour la poudre de café, un disque obturateur (66) étant retenu contre lesdites pales inférieures par un couvercle de fond (67), le disque obturateur, le couvercle de fond et le socle support comportant des ouvertures (68, 69) superposées diamétralement opposées au passage (65) et correspondant à une ouverture de l'élément support (1) située au-dessus du groupe percolateur (14), de manière à ce que le moyeu (60) doive effectuer un demi-tour pour délivrer une dose de poudre de café, une raclette (70) articulée rappelée par un ressort (71) étant logée dans l'épaisseur de la plaque intermédiaire (64) et agencée pour racler le côté des pales inférieures (63) poussant la poudre de café. . Machine à café selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'elle est équipée d'une motopompe (18) comportant un débitmètre et un limiteur de pression intégrés. . Machine à café selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'elle comporte un réservoir d'eau (15) situé derrière le distributeur de poudre de café (16) ou le broyeur à grains (17) et traversant également le capot (3) pour pouvoir être rempli sans démontage de la machine. 110. Machine à café selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, se caractérisant par le fait qu'elle comporte un réservoir d'eau (15') disposé à la partie inférieure de l'élément support (1) et agencé pour pouvoir être extrait par l'avant de la machine après avoir retiré le bac à marc (4). 120. Machine à café selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, se caractérisant par le fait que le réservoir d'eau (15, 15') est relié au réseau de la machine au moyen d'un raccord rapide constitué d'un élément femelle (43) fixé sur le châssis-tiroir (1) et d'un élément mâle (44) solidaire dudit réservoir à eau, chacun de ces éléments étant équipé d'un clapet obturant automatiquement le circuit d'eau de la machine et le réservoir d'eau (15, 15') lorsque ce dernier est retiré, de manière à empêcher non seulement le réservoir de se vider, mais également l'eau restant dans les tuyauteries ou la motopompe (18) de s'écouler, les deux clapets comportent chacun un noyau mobile (45, 45') maintenu normalement fermé grâce à un ressort (46, 46'), les deux ressorts étant de force identiques, et lesdits noyaux mobiles disposes de telle manière que lorsque le réservoir à eau (15, 15') est mis en place, ils soient tous deux repoussés afin de permettre le passage de l'eau du réservoir vers la motopompe (18). 13 . Machine à café selon la revendication 12, se caractérisant par le fait que l'élément femelle (43) comporte un contacteur de pilotage des automatismes d'alimentation en eau formé de deux électrodes (47) et d'une membrane souple (48) portant une plaque conductrice (49) normalement éloignée des dites électrodes par un ressort et établissant le contact entre elles lorsque le poids de l'eau présent dans ledit élément femelle repousse ladite membrane souple, la dépression causée par la motopompe (18) en cas de manque d'eau écartant la membrane souple et la plaque conductrice des électrodes, ce qui coupe le contact. 14 . Machine à café selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le capot (3), l'enveloppe arrière (2) et l'élément support (1) sont réalisés en matière synthétique renforcée.