Brevet FR2860408A1 — publié le 20050408

La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés 5 aux groupes percolateurs à chambre d'infusion mobile. Ces appareils sont destinés à la confection, dans des conditions entièrement automatiques et sans intervention humaine, d'une boisson chaude telle qu'un café de type "expresso", c'est à dire délivré et mis à la disposition du consommateur immédiatement au sortir de la phase de percolation. Les percolateurs réalisés à ce jour sont le plus souvent basés sur l'utilisation d'un cylindre vertical constituant la chambre d'infusion dans lequel est déversé une certaine quantité de café moulu retenu par une grille constituant le fond dudit cylindre. Un piston se déplaçant verticalement vient d'abord compresser la poudre de café, au travers de laquelle de l'eau chaude est alors injectée puis évacuée ensuite. 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 20 cheminement compliqué et des moyens de guidage mobiles. Le brevet Na EP 0 521 861, du même inventeur remédie partielle-ment à ces défauts. Il décrit un dispositif équipé d'un groupe mécanique disposé horizontalement dans lequel les mouvements des pièces mobiles sont tous provoqués par deux crémaillères à déplacements horizontaux inversés entraînant une série de traverses coulissant sur des colonnes, la chambre d'infusion à axe horizontal, dans laquelle le passage de l'eau chaude se fait verticalement, étant prolongée par une chambre de remplissage mobile horizontale recevant le déversement direct de la poudre de café. Le brevet N EP 0 634 904, déposé également par l'auteur de la présente demande, fait état d'un percolateur constitué d'un groupe mécanique horizontal amovible équipé d'une chambre d'infusion à fond mobile prolongée par une chambre de remplissage se déplaçant conjointement avec ledit fond mobile, les organes principaux du groupe étant réalisé à partir de profilés fonctionnels, en particulier un rail fixe, la chambre d'infusion ainsi qu'une pièce mobile coulissant sur ledit rail fixe et portant le piston de compression ainsi qu'une crémaillère principale entraînant une crémaillère secondaire par l'intermédiaire d'un pignon fixe, la chambre de remplissage et le fond mobile coulissant également sur ce rail fixe. Ces dispositifs sont relativement complexes en raison de la présence d'une chambre de remplissage et de l'entraînement des pièces mobiles par plusieurs crémaillères, tout en restant amovible. L'auteur de la présente invention a déposé le 02/08/2000 une demande de brevet publiée sous le numéro FR 2 812 528 concernant un groupe percolateur à chambre d'infusion mobile et démontable sans outillage constitué d'un ensemble mécanique disposé horizontalement comportant trois éléments: - une partie fixe incluant une embase, la motorisation, l'entraînement et le piston d'injection, - un tiroir amovible portant le conduit d'écoulement du café et, d'autre part, - une partie mobile comprenant une chambre d'infusion, un contre- piston et un racleur articulé dont les mouvements sont provoqués par les déplace-ment de la chambre d'infusion engendrés par deux tirants actionnés par une vis entraînée par un moto-réducteur. Cet appareil qui s'est révélé très efficace comporte quelques inconvénients qui sont apparus à l'usage. Par exemple, les tirants actionnant la chambre d'infusion peuvent pivoter d'un quart de tour en position arrière extrême de façon à permettre le verrouillage ou la libération de l'ensemble, ce qui ne permet pas de débloquer la partie mobile en position intermédiaire. Le dispositif selon la présente invention constitue un perfectionne- ment de celui faisant l'objet de la demande ci-dessus. Il permet de réaliser une machine automatique de percolation sous pression comportant un petit nombre de pièces extrêmement fiables et d'un entretient particulièrement aisé. Il est constitué d'un groupe mécanique disposé horizontalemént comportant d'une part une partie fixe incluant la motorisation, le système d'entraînement et un faux-piston de centrage et, d'autre part, un tiroir amovible comportant un piston fixe à une extrémité et le conduit d'écoulement à l'autre extrémité, ainsi qu'une chambre d'infusion, un piston d'extraction et un ensemble racleur articulé, mobiles tous les trois, les mouvements de la chambre d'infusion, du piston d'extraction et du racleur étant assurés grâce à deux tirants, le système de verrouillage de la chambre d'infusion sur les tirants étant constitué d'un clip rotatif pouvant être actionné quelle que soit la position de la chambre, de façon à pouvoir libérer cette dernière en cas de blocage du mécanisme même si elle se trouve dans une position intermédiaire, et permettant ainsi le démontage du tiroir amovible supportant le piston fixe, la chambre d'infusion mobile, le piston d'extraction et l'ensemble racleur, le tiroir amovible comportant châssis latéral vertical libérant totalement le passage vers le bas, facilitant ainsi l'évacuation du marc. 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 montre le groupe mécanique vu en perspective axonométrique, la figure 2 représente, vue de dessus, l'armature contenant le groupe percolateur, les figures 3 et 4 représentent le groupe percolateur vu respective-ment de dessus et de côté, la figure 5 est une coupe transversale suivant les flèches F1 de la 25 figure précédente, la figure 6 est un écorché en perspective axonométrique de la chambre d'infusion et du piston d'extraction, la figure 7 représente le dispositif de verrouillage de la chambre d'infusion sur les tirants assurant ses mouvements, la figure 8 est une vue de face de la pièce mobile supportant le racleur, les figures 9, 10, 11 et 12 sont des coupes axiales verticales de chambre d'infusion et des pistons montrant le fonctionnement du dispositif contrôlant les mouvements du piston d'extraction, la figure 13 est une vue partielle en coupe axiale du mécanisme permettant le déplacement de la pièce mobile supportant le racleur et les figures 14 à 16 sont des agrandissements du détail Dl de la figure 13 illustrant différentes positions du mécanisme. Le dispositif de percolation, figures 1 à 15, est constitué pour l'essentiel d'un piston fixe 1, d'une chambre d'infusion 2 mobile, d'un piston d'extraction 3 également mobile situé à l'intérieur de la chambre d'infusion, et d'un racleur 4 lui aussi mobile et articulé permettant l'évacuation du marc. Le groupe percolateur est monté sur un tiroir amovible comportant un châssis latéral 5 vertical et une platine frontale 6 avec conduit d'écoulement du café à une extrémité, deux rails horizontaux 7, 7' entre les deux extrémités le long desquels se déplace la chambre d'infusion 2 et à, l'autre extrémité (figure 1), le piston fixe 1 venant se positionner et se connecter sur un faux-piston 8 de la partie fixe (figures 3 et 5). L'ensemble, complété d'un moteur 9 et d'un système d'entraînement 9' assurant les déplacements du groupe percolateur, est disposé dans une armature 10 fermée comportant une ouverture supérieure 11 permettant le remplissage de la chambre d'infusion 2, ainsi que deux broyeurs 12, 12' pouvant être commandés individuellement et débiter à la demande deux produits distincts, par exemple du café normal et du café décaféiné, ou deux cafés différents complémentaires (figure 2). Le mouvement de la chambre d'infusion 2 est assuré grâce à deux tirants 13 actionnés par le système d'entraînement 9' et passant dans des perçages 14 longitudinaux prévus à cet effet dans la paroi de la chambre d'infusion. Le fond de cette dernière comporte des griffes 15 agencées pour maintenir en place un clip rotatif 16 pourvu de deux encoches 17 s'insérant dans des rainures circulaires 18 aménagées aux extrémités des tirants 13 (cf figure 15). En cours de fonctionnement, le clip est bloqué en position par un dispositif de verrouillage 19 qui peut être débloqué manuellement par pression ou traction pour permettre de faire effectuer au clip une rotation libérant ainsi la chambre d'infusion 2 en cas d'incident, quelle que soit sa position. Cette disposition permet de démonter très facilement le tiroir amovible portant le châssis 5 portant la platine frontale 6, la chambre d'infusion 2, le piston fixe 1, le piston d'extraction 3 et le racleur 4. L'entretient est ainsi grandement facilité et peut être effectué sans problème par un personnel non spécialisé. Le montage du tiroir amovible ne peut pas s'effectuer si le clip rotatif 16 n'est pas verrouillé sur les tirants 13. Cette position est vérifiée au moyen d'une disposition mécanique empêchant le passage d'un bac à marcs si le clip n'est pas verrouillé et/ou par un système électrique faisant passer un courant électrique entre deux tirants via le clip, ce courant étant interrompu si le clip n'est pas en place. La chambre d'infusion 2, après une course libre lui permettant de se placer dans la position de remplissage du café moulu, entraîne le piston d'extraction 3 par l'intermédiaire d'ergots 20 qui sont alors en butée sur le fond de rainures axiales 21 du piston 3 disposées le long de sa paroi externe. Les ergots 20 ont également pour fonction de lier la chambre et le piston d'extraction en rotation en coulissant le long des deux rainures. La partie avant du piston d'extraction 3 se prolonge vers l'arrière par trois bandeaux 23 qui ont pour fonction d'obturer les ouvertures d'entrée du café moulu évitant à ce dernier de tomber à l'intérieur de la chambre après le passage du piston diminuant fortement l'encrassement du mécanisme par la poudre de café. Les mouvements du piston d'extraction 3 sont contrôlés au moyen d'un cliquet oscillant 24 en forme de "T" solidaire du châssis latéral 5 et dont l'une des branches s'appuie sur une barrette coulissante 25 entraînée par la chambre d'infusion 2, la seconde branche du "T" pouvant s'insérer dans une lumière 26 prévue à l'arrière de la paroi latérale du piston d'extraction de façon à immobiliser ce dernier à la fin d'un cycle du percolateur pour qu'il ne soit pas entraîné par la chambre d'infusion 2 lorsqu'elle se déplace vers l'avant au début d'un nouveau cycle (figure 9). Après le remplissage du café, la chambre d'infusion entraîne la barrette 25 grâce à un épaulement arrière 27. La barrette comporte, côté platine frontale 5, un creux 28 permettant au cliquet oscillant 24 de basculer et de libérer ainsi le piston d'extraction 3 après le remplissage de café moulu (figure 10) En continuant son mouvement, la chambre d'infusion 2 fait coulisser la barrette jusqu'à ce que le cliquet 24 repose sur une bosse située derrière le creux 28, ce qui fait basculer le cliquet en sens inverse (figure 11). Lorsque la chambre d'infusion se déplace vers l'arrière en entraînant le piston d'extraction 3 par frottement, celui-ci viendra rapidement buter sur le cliquet oscillant 24 et restera en position jusqu'à ce que l'épaulement arrière 27 de la chambre déplace la barrette coulissante grâce à une butée 29 disposée à l'arrière de cette dernière (figure 12). Durant ce mouvement, le piston d'extraction aura amené la galette de marc a fleur du bord de la chambre d'infusion. L'étanchéité entre la chambre d'infusion 2 sera avantageusement assurée par un joint torique 30 maintenu contre un épaulement de la chambre par une chemise 31 interne (figure 6). L'ensemble racleur est formé d'un racloir 4 porté par un bras latéral 32 tournant autour d'un pivot 33 horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal du percolateur et monté sur une pièce mobile 34, un secteur denté 35 faisant partie du bras 32 est entraîné en rotation par une crémaillère 36 solidaire de la platine frontale 6, de façon à ce que lorsque la pièce mobile est écartée de cette platine le racleur soit en position relevée et qu'il s'abaisse lorsqu'elle est poussée contre elle (figure 4). La pièce mobile 34 peut coulisser sur des tiges 37 fixées sur la platine frontale 6 et est normalement maintenue prisonnière de ces tiges par des billes 39 et grâce à des poussoirs 38 à ressort parallèles à chacune des tiges 37 et coaxiaux avec les tirants 13 actionnant la chambre d'infusion 2, les poussoirs 38, qui ne servent qu'à obturer un alésage transversal 40 de la pièce mobile 34 lors du retour des tirants, comportant une tête déterminée pour pousser les dites bille logée dans les dits alésages transversaux vers une gorge circulaire 41 prévue à l'extrémité de chaque tige 37 (figure 14). Lorsque la chambre d'infusion 2 approche de la platine frontale 6, les tirants 13 appuient sur les poussoirs 38 qui s'enfoncent et permettent aux billes 39 de s'écarter de la gorge circulaire 41 des tiges 37. Les tirants comportent à leur extrémité une encoche circulaire 42 qui se positionne face à l'alésage dans lequel se trouve la bille de blocage. Sous l'effort de poussée, la bille se déplace vers l'encoche du tirant, ce qui rend la pièce mobile 34 et l'ensemble racleur solidaires des tirants 13. Donc, au retour, le racleur est ramené à sa position et les billes 39 reprennent leur place en désolidarisant ainsi la pièce mobile des tirants. Le remplissage de la chambre d'infusion peut s'effectuer par le dessus grâce à une ouverture supérieure 11, permettant d'utiliser du café moulu ou des "dosettes". Il s'effectuera cependant de préférence sur les côtés, par des ouvertures latérales permettant d'utiliser deux broyeurs 12, 12' pouvant être commandés individuellement et débiter à la demande deux produits distincts, par exemple du café normal et du café décaféiné, ou deux cafés différents très complémentaires pour obtenir un bon "expresso". L'appareil fonctionne suivant un cycle comportant les phases suivantes: Remplissage: la chambre d'infusion 2 est positionnée de façon à ce que la ou les ouvertures se trouvent face à la sortie des broyeurs 12, 12', le piston d'extraction 3 se trouvant au fond de la chambre d'infusion (figure 9). - Compression: la chambre d'infusion est déplacée par les tirants 13 en direction du piston fixe 1 en entraînant le piston d'extraction 3 grâce au ergots 20, ce qui a pour effet d'obstruer les sorties des broyeurs 12, 12' et de comprimer la mouture. - Infusion: l'eau chaude arrive par le piston fixe 1 grâce à un conduit 43 branché par un raccord rapide 44 sur le faux piston 8, traverse une grille montée sur la surface de ce piston, et la mouture. La boisson ainsi obtenue ressort par le contre-piston 3 et arrive dans le conduit d'écoulement pour sortir de l'appareil (figure 3). - Extraction: la chambre d'infusion 2 est mise en mouvement en sens inverse par les tirants 13 en entraînant le piston d'extraction 3 qui bute alors sur le cliquet oscillant 24. - Balayage: en continuant leur mouvement, les tirants enfoncent les poussoirs 38 et entraînent la pièce mobile 34, ce qui a pour effet de faire passer le racloir 4 sur la face frontale du piston d'extraction et d'assurer l'évacuation du marc. Dans le même temps, la chambre d'infusion 2 déplace la barrette coulissante 25 et le cliquet oscillant 24 rentre dans la lumière 26, ce qui immobilise le piston d'extraction. Lorsque la chambre d'infusion repart en sens inverse pour un nouveau cycle, le racloir 4 reprend sa position haute grâce aux billes 39 qui rendent la pièce mobile 34 solidaire des tirants 13. Selon une variante d'exécution, l'unité d'entraînement est composée d'un vérin à double effet actionné au moyen d'eau sous pression provenant de la pompe fournissant également l'eau destinée à infuser le café. Dans ce cas, le contrôle de la position du vérin, ainsi que de la quantité d'eau à infuser, pourra avantageusement être effectué grâce à un unique débitmètre associé à un système programmable actionnant des électrovannes. 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 . Groupe percolateur à chambre d'infusion mobile, destiné à la confection, dans des conditions entièrement automatiques, d'une boisson chaude telle qu'un café de type "expresso", grâce à un cycle comprenant des phases de remplissage, de compression, d'infusion, d'extraction et de balayage du marc, formé d'un groupe mécanique disposé horizontalement comportant d'une part une partie fixe incluant la motorisation (9), le système d'entraînement (9') et un faux-piston (8) de centrage et, d'autre part, un tiroir amovible comprenant un piston fixe (1), une chambre d'infusion (2), un piston d'extraction (3) et un ensemble racleur articulé (4, 32) mobiles tous les trois, les mouvements de la chambre d'infusion, du piston d'extraction et du racleur étant assurés grâce à deux tirants (13) actionnés par le système d'entraînement, caractérisé en ce que le racleur (4) est portée par une pièce mobile (34) normalement verrouillée en place, qui est débloquée et entraînée par les tirants (13) de manière à actionner le racleur pour éliminer le marc, et en ce que la chambre d'infusion (2) mobile est verrouillée sur les tirants (13) au moyen d'un dispositif pouvant être actionné quelle que soit la position de la chambre d'infusion, de façon à pouvoir démonter le tiroir amovible en cas de blocage du mécanisme même si elle se trouve dans une position intermédiaire, un dispositif mécanique et/ou électrique empêchant le montage du percolateur si la chambre d'infusion (2) n'est pas verrouillé sur les tirants (13). 2 . Groupe percolateur selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le dispositif verrouillant la chambre d'infusion (2) sur les tirants (13) est constitué d'un clip rotatif (16) maintenu au fond de ladite chambre d'infusion par des griffes (15) et comportant des encoches (17) s'insérant dans des rainures circulaires (18) aménagées aux extrémités des tirants (13). 3 . Groupe percolateur selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que le clip rotatif (16) est bloqué en position par un dispositif de verrouillage (19) qui peut être débloqué manuellement par pression ou traction pour permettre -.9- de faire effectuer au dit clip une rotation libérant ainsi le tiroir amovible en cas d'incident, quelle que soit sa position de la chambre d'infusion (2) . 4 . Groupe percolateur selon l'une des revendication 2 ou 3, se caractérisant par le fait que le verrouillage du clip rotatif (16) est vérifié au moyen d'une disposition mécanique empêchant le montage si ledit clip n'est pas verrouillé et/ou par un système électrique faisant passer un courant électrique entre deux tirants (13) via le clip rotatif, ce courant étant interrompu si celui-ci n'est pas en place. 5 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la pièce mobile (34) peut coulisser sur des tiges (37) fixées sur la platine frontale (6) et est normalement maintenue prisonnière de ces tiges par des billes (39) grâce à des poussoirs (38) à ressort parallèles à chacune des tiges (37) et coaxiaux avec les tirants (13) actionnant la chambre d'infusion (2), les poussoirs (38), qui ne servent qu'à obturer un alésage transversal (40) de la pièce mobile (34) lors du retour des tirants, comportant une tête déterminée pour pousser les dites bille logée dans les dits alésages transversaux vers une gorge circulaire (41) prévue à l'extrémité de chaque tige (37). 6 . Groupe percolateur selon la revendication 5, se caractérisant par le fait que les tiges (37) et les poussoirs (38) sont agencés de manière à ce que, lorsque la chambre d'infusion (2) approche de la platine frontale (6), les tirants (13) enfoncent les poussoirs (38) de manière à permettent aux billes (39) de s'écarter de la gorge circulaire (41) des tiges (37), les tirants comportent à leur extrémité une encoche circulaire (42) déterminée pour se positionner face à l'alésage dans lequel se trouve la bille de manière à ce que, sous l'effort de poussée, la bille se déplace légèrement vers l'encoche du tirant, rendant ainsi l'ensemble racleur (4, 32)solidaire des tirants. 7 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le piston fixe (1), la chambre d'infusion 2 mobile, le piston d'extraction 3 mobile et l'ensemble racleur (4, 32) sont montés sur tiroir amovible comportant un châssis latéral (5) vertical et une platine frontale (6) avec conduit d'écoulement du café et agencé pour libérer totalement le passage vers le bas de manière à faciliter l'évacuation du marc. 8 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il est monté de façon amovible dans une armature (10) fermée comportant une ouverture supérieure (11) permettant le remplissage de la chambre d'infusion (2) par du café moulu ou des "dosettes", ainsi que deux broyeurs (12, 12') de café pouvant être commandés individuellement et débiter à la demande deux produits distincts. 9 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la chambre d'infusion (2) comporte des ergots (20) entraînant le piston d'extraction (3) lorsqu'elles sont en butée sur le fond de rainures axiales (21) disposées le long de la paroi externe dudit piston. 10 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que pour la phase d'infusion l'eau chaude arrive par le piston fixe (1) grâce à un conduit (43) branché au moyen d'un raccord rapide (44) à un faux-piston (8) fixe de centrage faisant partie du groupe percolateur. 11 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la partie avant du piston d'extraction 3 se prolonge vers l'arrière par trois bandeaux (23) aptes à obturer les ouvertures d'entrée du café moulu évitant à ce dernier de tomber à l'intérieur de la chambre d'infusion (2) après le passage dudit piston. 12 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les mouvements du piston d'extraction (3) sont contrôlés au moyen d'un cliquet oscillant (24) en forme de "T" solidaire du châssis support du groupe et dont l'une des branches suit les formes d'une barrette coulissante (25) entraînée par la chambre d'infusion (2) dans les parties finales de ses mouvements vers l'avant ou vers l'arrière, la seconde branche du "T" pouvant s'insérer dans une lumière (26) prévue à l'arrière de la paroi latérale du piston d'extraction (3) de façon à immobiliser ce dernier à la fin d'un cycle du percolateur pour qu'il ne soit pas entraîné par la chambre d'infusion (2) lorsqu'elle se déplace vers l'avant au début d'un nouveau cycle. 13 . Groupe percolateur selon la revendication 12, se caractérisant par le fait que la barrette coulissante (25) comporte à l'arrière un creux (28) permettant au cliquet oscillant (24) de basculer et de libérer ainsi le piston d'extraction (3) après le remplissage de café moulu. 14 . Groupe percolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'étanchéité entre la chambre d'infusion (2) est assurée par un joint torique (30) maintenu contre un épaulement de ladite chambre d'infusion par une chemise (31) interne.