MÁQUINA DE CAFÉ EXPRESO PROVISTA DE UN CONTROL MEJORADO DE LA BOMBA Y PROCEDIMIENTO DE CONTROL.

Máquina para preparar una bebida de café que comprende una fuente (11,

111, 211) de agua caliente, una bomba eléctrica (12, 112, 212) para transportar agua de este tipo a un grupo de infusión (13, 113, 213) que contiene el polvo de café y un circuito (14, 114, 214) para medir una cantidad eléctrica que depende de la tensión de suministro de energía de la máquina y para controlar unos medios de selección (17, 117, 217) para seleccionar un suministro de energía de la bomba dependiendo de la cantidad medida para llevar la tensión de suministro de energía de la bomba dentro de un intervalo previamente establecido, caracterizada porque dispuesto en serie en la salida de la bomba, está previsto un dispositivo de limitación de la presión (22, 122, 222) calibrado en un valor previamente establecido y la bomba (12, 112, 212), en su tensión de suministro mínima, presenta una salida con presión por lo menos equivalente a dicho valor previamente establecido del dispositivo de limitación de la presión (22, 122, 222)

La presente invención se refiere a una máquina de café expreso del tipo provisto de una bomba dispensadora, que transporta agua caliente bajo presión a un soporte del filtro, que contiene polvo de café. La invención se refiere asimismo a un procedimiento para controlar la bomba de una máquina de este tipo.

En las máquinas de este tipo, la cantidad o la calidad de la bebida dispensada, en ocasiones, varía de una manera 5 notablemente aleatoria debido a las variaciones incontroladas de la presión del agua suministrada por la bomba al polvo de café en el conjunto de infusión.

El documento US-A-2006/0096465 proporciona un procedimiento y un aparato, en el que se miden las fluctuaciones de la tensión de suministro de energía de la máquina y, sobre la base de estas mediciones, se controla el suministro de energía de la bomba, de modo que se ajusta el flujo y la temperatura del agua. 10

Un objetivo general de la presente invención es superar los inconvenientes anteriormente mencionados proporcionando una máquina de café expreso la cual, debido a un control mejorado de la bomba, permite hacer más uniforme y repetible la calidad y la cantidad de la bebida dispensada por la máquina.

Con respecto a un objetivo de este tipo, según la invención, se concibió una máquina para la preparación de una bebida de café según la reivindicación 1. 15

Todavía de acuerdo con los principios de la invención, se concibió un procedimiento para el suministro de energía eléctrica de la bomba de una máquina para preparar una bebida de café expreso según la reivindicación 17. Para explicar mejor los principios innovadores y las ventajas de la presente invención con respecto a la técnica anterior, a continuación, en la presente memoria se describen, a partir de los dibujos adjuntos, posibles formas de realización que aplican dichos principios. En los dibujos: 20

- la figura1.representa una vista esquemática de una máquina de café expreso fabricada según la i invención;

- la figura 2 representa una variante de forma de realización de la máquina de la figura 1;

- la figura 3 representa una vista esquemática de una máquina de café expreso adicional fabricada según 25 la invención.

Haciendo referencia a las figuras, en la figura 1 se representa un diagrama de bloques de una máquina para la preparación de una bebida de café expreso, designada globalmente con el número de referencia 10, fabricada según la invención. 30

La máquina 10 comprende una fuente conocida de agua caliente 11 (por ejemplo, un recipiente con una caldera eléctrica) desde la cual una bomba eléctrica 12, ventajosamente del tipo volumétrico, arrastra el agua caliente y la transporta bajo presión a un grupo de infusión 13 conocido que contiene el polvo de café. El grupo de infusión puede ser, por ejemplo, un soporte de filtro, en el cual se coloca polvo de café o una cápsula. La bebida de café producida es dispensada desde el grupo de infusión al exterior. 35

La máquina comprende un circuito 14 para medir una cantidad eléctrica que depende de la tensión de suministro 15 de la máquina. Una cantidad de este tipo puede ser directamente la tensión de suministro de la máquina o su fracción, o, por ejemplo, una corriente eléctrica producida por una tensión de este tipo en una resistencia adecuada, etc, como es fácilmente imaginable por un experto en la materia. En la forma de realización típica, el circuito 14 puede estar fabricado con un microcontrolador conocido adecuadamente programado y puede comprender una entrada de 40 convertidor analógico/digital 16, sobre la cual se aplica la cantidad que se va a medir.

El circuito 14 está destinado a controlar unos medios 17 para seleccionar una caída de tensión en serie con respecto a la bomba que depende de la cantidad medida para llevar la tensión de suministro de la bomba dentro de un intervalo previamente establecido. En particular, los medios de selección comprenden unas resistencias de caída de corriente 18, las cuales se pueden insertar en serie con respecto al suministro de energía de la bomba a través de unos 45 conmutadores 19 asociados controlados por el circuito 14.

Los conmutadores controlados ventajosamente pueden ser SCR, cuya puerta de control está controlada por unas clavijas de salida adecuadas del microcontrolador 14.

Un control de distribuidor 23 conocido, por ejemplo un conmutador temporizado, controla el accionamiento de la bomba para dispensar la bebida durante un período de tiempo previamente establecido (o que se puede ajustar de una 50 manera conocida).

En la forma de realización de la figura 1, las resistencias eléctricas 18 están todas en serie unas con respecto a las otras y los conmutadores controlados asociados están conectados para cortocircuitar selectivamente una o más resistencias de la serie. Asimismo, está presente en serie con respecto a la bomba un diodo rectificador de media onda 20. También puede estar previsto un filtro "amortiguador" 21 adecuado, por ejemplo del tipo RC (resistencia-55 capacitancia), para suprimir transistores eléctricos.

El circuito 14 controla los conmutadores 19 para insertar un valor de resistencia previamente establecido a la bomba en serie según la tensión de suministro de la máquina, de tal manera que mantenga la tensión de suministro de la bomba a un valor previamente establecido (equivalente o menor al del suministro de energía mínima provisto para la máquina). Se encontró que, de esta manera, la capacidad de repetición y la estabilidad de la calidad y la cantidad de la bebida dispensada es más que satisfactoria bajo cualquier condición. De hecho, se encontró que, en las máquinas de la técnica anterior, el deterioro repentino y aleatorio de la calidad y la cantidad de la bebida es debido a fluctuaciones 5 inesperadas de las tensiones de suministro, las cuales temporalmente degradan los funcionamientos de las bombas y evitan la intervención de la válvula de estrangulación de salida a la presión correcta.

Con el fin de restringir el número de conmutadores y resistencias de caída, al circuito de medición y control ventajosamente se le ha dado un número de conjuntos de intervalos previamente establecidos del umbral de la tensión de suministro de energía de la máquina. Resultó ser ventajoso que, en particular, dichos conjuntos de intervalos 10 previamente establecidos de la tensión de suministro de energía de la máquina fueran entre tres y diez, preferentemente cuatro. Asociado a cada intervalo, en serie con respecto a la bomba, hay un valor diferente de resistencia de caída. En la forma de realización de la figura 1, considerando el accionamiento de los conmutadores 19 uno cada vez (el conmutador más alto es accionado en el intervalo de tensión mínima mientras el conmutador más bajo es accionado en el intervalo de tensión máxima), las resistencias en serie son tres. Se encontró ventajosamente que, 15 asociado al intervalo del nivel mínimo de suministro de energía de la máquina, el valor de la resistencia fuera sustancialmente equivalente a cero. Esto implica que el conmutador más elevado 19 cortocircuita todas las resistencias.

El circuito de medición y control 14 está fabricado para determinar, a partir de la cantidad medida, el intervalo en el interior del cual descansa la tensión real de suministro de energía de la máquina y controlar la conexión del valor de la 20 resistencia de caída asociado para llevar la tensión de suministro de la bomba de vuelta al intervalo previamente establecido.

Entre las posibles distribuciones de los umbrales de los intervalos se encontró particularmente ventajoso que los conjuntos de intervalos previamente establecidos de la tensión de suministro de energía de la máquina estuvieran uniformemente distribuidos entre un valor máximo previamente establecido y un valor mínimo previamente establecido 25 de la tensión de suministro de energía de la máquina.

Se encontró ventajoso que para una variabilidad previamente establecida de la tensión de suministro de energía de la máquina de aproximadamente en más o menos el 10% aproximadamente, el intervalo de variación deseada de suministro de energía de la bomba fuera por lo menos aproximadamente del 3% más o menos.

Ventajosamente, entre una bomba y un conjunto de infusión también puede estar presente un dispositivo de limitación 30 de la presión adecuado conocido por sí mismo 22,...

1. Máquina para preparar una bebida de café que comprende una fuente (11, 111, 211) de agua caliente, una bomba eléctrica (12, 112, 212) para transportar agua de este tipo a un grupo de infusión (13, 113, 213) que contiene el polvo de café y un circuito (14, 114, 214) para medir una cantidad eléctrica que depende de la tensión de suministro de energía de la máquina y para controlar unos medios de selección (17, 117, 217) para seleccionar un 5 suministro de energía de la bomba dependiendo de la cantidad medida para llevar la tensión de suministro de energía de la bomba dentro de un intervalo previamente establecido, caracterizada porque dispuesto en serie en la salida de la bomba, está previsto un dispositivo de limitación de la presión (22, 122, 222) calibrado en un valor previamente establecido y la bomba (12, 112, 212), en su tensión de suministro mínima, presenta una salida con presión por lo menos equivalente a dicho valor previamente establecido del dispositivo de limitación de la presión (22, 122, 222). 10

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de selección (17, 117) comprenden unas resistencias de caída de la corriente (18, 118) que se pueden insertar en serie con el suministro de energía de la bomba a través de unos conmutadores (19, 119) asociados controlados por el circuito de medición y control (14, 114).

3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada porque las resistencias de corriente (18) están en serie unas con respecto a las otras y los conmutadores controlados asociados (19) están conectados para cortocircuitar 15 selectivamente una o más resistencias de la serie.

4. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque un diodo rectificador de media onda (20, 120) está presente en serie con la bomba.

5. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada porque dichos conmutadores controlados (19, 119) son unos conmutadores SCR. 20

6. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque el circuito de medición y control (14, 114) es un circuito de microcontrolador provisto de un dispositivo analógico/digital para convertir la cantidad eléctrica que se va a medir.

7. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque en el circuito de medición y control (14, 114, 214) están ajustados unos intervalos de umbral de la tensión de suministro de energía de la máquina previamente 25 establecidos, estando asociado a cada intervalo un suministro de energía de la bomba diferente, estando previsto el circuito de medición y control (14, 114, 214) para determinar, a partir de la cantidad medida, el intervalo dentro del cual cae la tensión real de suministro de energía de la máquina y controlar los medios de suministro de energía para controlar el suministro de energía asociado para llevar la tensión de suministro de la bomba de vuelta al intervalo previamente establecido. 30

8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque los intervalos previamente establecidos de la tensión de suministro de energía de la máquina están comprendidos entre tres y diez, preferentemente cuatro.

9. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque los intervalos previamente establecidos de la tensión de suministro de energía de la máquina están distribuidos uniformemente entre un valor máximo previamente establecido y un valor mínimo previamente establecido de la tensión de suministro de energía de la máquina. 35

10. Máquina según la reivindicación 9, caracterizada porque los intervalos para una red de energía de 230 V (nominal), considerando un valor previamente establecido mínimo de aproximadamente 198 V y un valor máximo previamente establecido de aproximadamente 254 V son aproximadamente:

Intervalo de tensión de suministro de energía

1

Desde 198 hasta 212

(198 + 14)

2

Desde 213 hasta 226

(198 + 28)

3

Desde 227 hasta 240

(198 + 42)

4

Desde 241 hasta 254

(198 + 56)

40

11. Máquina según las reivindicaciones 2 y 7, caracterizada porque en el intervalo de nivel mínimo del suministro de energía de la máquina, en serie con respecto a la bomba (12, 112) está asociado un valor de la resistencia de caída de corriente sustancialmente equivalente a cero.

12. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque la variabilidad previamente establecida de la tensión de suministro de energía de la máquina es aproximadamente el 10% más o menos, mientras el intervalo de 45 variación deseado de suministro de energía de la bomba es aproximadamente el 3% más o menos.

13. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de limitación de la presión (22, 122, 222) está calibrado para un valor previamente establecido de aproximadamente 18 bar.

14. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de selección (217) comprenden un regulador de la corriente con un dispositivo de corte de fase. 50

15. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende un dispositivo para contar las operaciones de la máquina y porque los medios de selección de suministro de energía (17, 117, 217) están también controlados dependiendo del valor en el contador.

16. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende unos medios (24, 124, 224) para detectar o ajustar el tipo de filtro en el grupo de infusión y porque los medios de selección de suministro de energía (17, 117, 217) están también controlados dependiendo del tipo de filtro detectado o ajustado. 5

17. Procedimiento para el suministro de energía a la bomba (12, 112, 212) de la máquina (10, 110, 210) para la preparación de una bebida de café expreso, el cual proporciona la detección de la tensión de suministro de energía de la máquina y automáticamente ajusta el suministro de energía de la bomba para compensar una variación de la tensión de suministro de energía de la máquina y, de ese modo, llevar la tensión de suministro de energía de la bomba dentro de un intervalo de variación previamente establecido, caracterizado porque un dispositivo de limitación de la 10 presión (22, 122, 222) calibrado a un valor de la presión deseado previamente establecido está colocado en la salida de la bomba y la bomba (12, 112, 212) se selecciona para que tenga, en su tensión de suministro de energía mínimo, una presión de salida por lo menos equivalente a un valor previamente establecido de este tipo del dispositivo de limitación de la presión (22, 122, 222).

18. Procedimiento según la reivindicación 17, que proporciona la colocación automática, en serie con 15 respecto a la bomba (12, 112), de un valor de la resistencia de caída de corriente previamente establecido para compensar la variación de la tensión de suministro de energía de la máquina y de ese modo, llevar la tensión de suministro de energía de la máquina dentro de dicho intervalo de variación previamente establecido.

19. Procedimiento según la reivindicación 17, según el cual un circuito electrónico (14, 114) de la máquina mide una cantidad eléctrica que depende del suministro de energía de la máquina y, dependiendo del resultado de la 20 medición, inserta un valor de la resistencia de caída de corriente previamente establecido para llevar la tensión de suministro de energía de la bomba dentro del intervalo de variación previamente establecido.

20. Procedimiento según la reivindicación 17, según el cual el dispositivo de limitación de la presión (22, 122, 222) está calibrado hasta aproximadamente 18 bar.

21. Procedimiento según la reivindicación 17, según el cual la regulación de la tensión en la bomba (212) se 25 produce a través del corte de fase en la media onda de suministro de energía.

22. Procedimiento según la reivindicación 17, según el cual el suministro de energía de la bomba se regula también dependiendo del número de operaciones de la máquina (10, 110, 210).

23. Procedimiento según la reivindicación 17, según el cual el suministro de energía de la bomba se regula también dependiendo del tipo de filtro insertado en el grupo de infusión. 30