APARATO PARA LA PREPARACIÓN Y DISPENSACIÓN DE INFUSIONES, PARTICULARMENTE CAFÉ, EN DOSIS VOLUMÉTRICAS VARIABLES.

Un aparato para la preparación y dispensación de dosis, en volúmenes variable seleccionables,

de infusiones, particularmente de café, por los medios de agua presurizada, que comprende una cámara (3) de infusión cilíndrica, provista con un extremo cerrado (5) y un extremo abierto (4) opuesto, un pistón (8) con un extremo (10) axialmente insertable dentro de la mencionada cámara de infusión mencionada, por medio del mencionado extremo abierto (4) y desmontable de la misma (14), para la alimentación de una cantidad predeterminada de agua presurizada dentro de la mencionada cámara (3) y con apertura dentro de la cámara en la zona comprendida entre el extremo (10) del pistón insertado en la cámara (3) y el extremo cerrado (5) de la cámara, unos medios (15, 16, 17, 18) para alimentar dentro de la mencionada cámara de infusión (3) con una cantidad predeterminada de producto en polvo para formar la infusión en una cantidad proporcional al volumen seleccionado para la dosis de infusión a preparar, con unos medios para desplazar la mencionada cámara de infusión (3) entre la posición en donde se introduce una cantidad definida de café en polvo y en donde el mencionado pistón (8) se inserta y se retira por medio del mencionado extremo abierto y viceversa, medios elásticos (44) para comprimir la mencionada cantidad del producto en polvo a un valor de compresión definido, al menos una abertura (3a) en la mencionada cámara para dispensar la infusión preparada, medios (7, 52, 54, 55) para expulsar de la mencionada cámara de infusión (3) la cantidad del producto exhausto utilizado para la infusión al final de la preparación de la misma, medios de accionamiento (12, 19, 21) para accionar el mencionado pistón (8) dentro de la mencionada cámara de infusión cilíndrica (3) y fuera de la misma, medios de guía (22) para el pistón (8), en donde los mencionados medios de accionamiento comprenden un motor eléctrico (19), un mecanismo de biela y manivela (12, 21) en donde la manivela (21) está conectada al eje de rotación (20) del motor (19) y en donde la biela (12) está conectada entre el extremo (36) de la manivela (21) y el extremo del pistón (8), que permanece fuera de la mencionada cámara (3) de infusión cilíndrica (3), y también una unidad de control (23) para controlar los medios de accionamiento y los mencionados medios para la alimentación de agua presurizada dentro de la mencionada cámara de infusión (3), caracterizado porque: - el mencionado motor (19) es reversible en su sentido de rotación, - la mencionada biela (12) comprende un primer miembro (24) que se extiende predominantemente en sentido longitudinal, y un segundo miembro (25) que se extiende predominantemente en sentido longitudinal, en donde los dos miembros (24, 25) están superpuestos al menos parcialmente entre si, y en donde los mencionados miembros (24, 25) son capaces de deslizarse a lo largo de su longitud para una distancia definida en oposición a los medios flexibles (44) interpuestos entre los mismos, teniendo el primer miembro (24) un extremo (11) conectado por una bisagra (13) al mencionado pistón (8) y el segundo miembro que tiene un extremo (34) conectado por una bisagra (35, 37) a la mencionada manivela (21), - comprende unos dispositivos de bloqueo (49, 50) para la conexión desmontable del mencionado primer miembro (24) de la biela (12) a un punto (51) fuera del aparato cuando los mencionados miembros (24, 25) están en posiciones angulares no alineadas axialmente con la mencionada manivela (21)

La presente invención está relacionada con un aparato para la dispensación de dosis, en volúmenes variables seleccionables, de infusiones, particularmente de café, por los medios de agua presurizada, que comprende una cámara de infusión cilíndrica provista con un extremo cerrado y un extremo abierto opuesto, un pistón con un extremo insertable axialmente en la mencionada cámara de infusión por medio del extremo abierto mencionado y siendo desmontable del mismo, y unos medios para alimentar una cantidad predeterminada de agua presurizada dentro de la mencionada cámara y abriéndose en la ultima en la zona comprendida entre el extremo del pistón insertado dentro de la cámara y el extremo cerrado de la cámara, y medios para alimentar en la cámara de infusión mencionada una cantidad predeterminada del producto en polvo a partir del cual pueda formarse la infusión en una cantidad proporcional al volumen seleccionado para la dosis de infusión a preparar, con medios para desplazar la mencionada cámara de infusión entre la posición en la cual se introduce una cantidad definida de café en polvo y la posición en la cual se inserta el mencionado pistón y extrayéndose a través del mencionado extremo abierto y viceversa, con unos medios flexibles para comprimir la mencionada cantidad de producto en polvo hasta un valor de compresión definido, y con al menos una abertura en la mencionada cámara para dispensar la infusión preparada, con unos medios para expulsar de la mencionada cámara de infusión la cantidad de producto expulsado utilizado para la infusión en el extremo de la preparación de la misma, con unos medios motrices para accionar el mencionado pistón dentro de la mencionada cámara de infusión cilíndrica y fuera de la misma, con unos medios de guiado para el pistón, los mencionados medios de accionamiento que comprenden un motor eléctrico, un mecanismo de biela y manivela en cuyo mecanismo la manivela está conectada al eje de rotación del motor y la biela está conectada entre el extremo de la manivela y el extremo del pistón que permanece fuera de la mencionada cámara de infusión, y también una unidad de control para controlar los mencionados medios de accionamiento y los mencionados medios para el suministro de agua presurizada dentro de la mencionada cámara de infusión.

Los aparatos del tipo indicado son conocidos especialmente en el campo específico de la preparación automática y dispensación del café expréss.

Los ejemplos típicos de tales aparatos conocidos se encuentran descritos en los documentos EP-A0154206 y en EP-A1306041.

Tal como es conocido, el café expréss se prepara por la presión de agua caliente normalmente a una temperatura de entre 88ºC y 95ºC, para pasar a través de una capa de café molido, el cual se indicará de ahora en adelante como un producto en polvo o sencillamente como café en polvo.

Con el fin de llevar a cabo el proceso de preparación de la bebida, la cámara que contiene el producto en polvo, tiene que estar sellada herméticamente para permitir que la presurización del agua tenga que pasar por la capa del extremo del polvo, consecuentemente, en donde uno de los problemas técnicos característicos que tiene que solucionar el diseñador de una máquina de café es el de asegurar un cierre adecuado y fiable de la cámara, en la cual pueda ejecutarse el proceso de preparación de la bebida.

La difusión de las maquinas de café expréss en el mundo ha conducido a la diversificación de los tipos de esta bebida que están influenciados por el sabor y la tradición de los distintos países.

En consecuencia, la cantidad de café en polvo utilizado y el volumen de la bebida dosificada en la taza pueden ser muy variados. Por ejemplo, para preparar un café “ristretto” del tipo mediterráneo de 15 ccm, se utiliza un promedio de 6 gramos de café molido, mientras que para preparar una dosis de café de 120-150 ccm tal como se consume en Europa del Norte pueden ser necesarios hasta 18 gramos de café molido.

No obstante, puesto que la presión a la cual está forzada el agua a través del café en polvo y en donde el tiempo de extracción para la bebida deberá permanecer todo lo constantemente posible en el valor nominal ideal respectivamente de 9 bares y 25 segundos, la optimización del proceso de preparación de la bebida en todas las situaciones comprendidas entre los dos extremos de las dosis indicadas anteriormente, incluye la adaptación de la fineza de la molienda, y el volumen y diámetro de la cámara de la infusión.

Las dimensiones del diámetro de estas cámaras, en general cilíndricas en su forma, de acuerdo con el tipo de café, pueden variar entre 35 mm y 50 mm.

Esto significa que con una presión de 9 bares pueden existir sobre los miembros que realizan el cierre de la cámara de infusión, unas fuerzas de presión de entre 880 y 1800 N en la dirección de su eje.

En los dispositivos de dispensación de las maquinas de café de tipo automático modernas, que normalmente están accionadas por motores eléctricos, los movimientos de apertura y cierre de la cámara de infusión están diseñados de tal forma que impidan la reversibilidad del movimiento bajo la acción de la fuerza resultante de la presión ejercida por el agua durante la preparación de la bebida.

Normalmente, la técnica anterior busca la obtención de este resultado a través de unos topes de un tipo mecánico con el fin de evitar el tener que mantener bajo un esfuerzo los motores de los medios de accionamiento, que de lo contrario tendrían que sobredimensionarse con el fin de poder resistir un servicio prolongado y pesado.

Con el fin obtener una bebida dosificada de buena calidad, es necesario también que antes de someterse a la presión del agua presurizada, el café en polvo esté compactado en la forma adecuada dentro de la cámara de infusión de manera que se forme una capa firme que tenga una resistencia homogénea con respecto al agua, y debiendo pasar a través de la misma sin formar trayectorias preferidas.

La fuerza con la que la dosis del café en polvo esté comprimida no tiene que ser demasiado grande, ya que de lo contrario existirá el riesgo de formar una capa compactada que pueda conformar una barrera para el agua.

Normalmente, se selecciona una fuerza que proporcione una presión de aproximadamente 0,15 Mpa sobre el miembro dispuesto para realizar la compresión de la dosis del café en polvo.

Además de ello, con el fin de obtener una extracción correcta de las sustancias aromáticas de la bebida, los granos del café molido deberán absorber el agua que esté forzada a pasar a través de los mismos, siendo capaces de incrementar en su volumen.

Para ello es necesario que el miembro que realice el proceso de compactado, que está formado en general por el mismo pistón que ejecuta la función del cierre de la cámara de infusión, una vez completada la compactación, deberá ser capaz de retraerse en una cantidad suficiente que permita la expansión de la capa firme del café molido.

De acuerdo con la técnica anterior, que se describe por ejemplo en el documento EP-A-1800574, las unidades de dispensación están provistas con cámaras de infusión en donde el volumen está determinado cuando el pistón está en la posición de cierre con la biela y la manivela en posición alineada. Con dicha tecnología, la cámara puede contener como máximo una cierta cantidad de café molido que dependerá del diámetro de la cámara y de las dimensiones de los medios para desplazar el pistón, es decir, de la biela y la manivela.

La fuerza de compresión ejercida sobre la dosis de café en polvo cargado dentro de la cámara, de acuerdo con la técnica anterior, está provista por la fuerza elástica interpuesta entre el extremo de la biela y su punto de conexión con respecto al pistón.

Puesto que la fuerza elástica ejercida por dicho resorte es menor que la fuerza generada por el agua presurizada cuando se encuentra admitida dentro de la cámara, el pistón asciende y permite que el café molido absorba el agua y se expanda.

Una vez que la dispensación de la bebida se haya completado, el flujo del agua presurizada se detiene y el agua residual tiene que eliminarse de la cámara y expulsando la molienda agotada. En general, el agua residual se elimina mediante la colocación de la cámara en comunicación con una línea de descarga mientras que los medios elásticos, una vez que la presión haya cesado, vuelvan a compactar... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para la preparación y dispensación de dosis, en volúmenes variable seleccionables, de infusiones, particularmente de café, por los medios de agua presurizada, que comprende una cámara (3) de infusión cilíndrica, provista con un extremo cerrado (5) y un extremo abierto (4) opuesto, un pistón (8) con un extremo (10) axialmente insertable dentro de la mencionada cámara de infusión mencionada, por medio del mencionado extremo abierto (4) y desmontable de la misma (14), para la alimentación de una cantidad predeterminada de agua presurizada dentro de la mencionada cámara (3) y con apertura dentro de la cámara en la zona comprendida entre el extremo (10) del pistón insertado en la cámara (3) y el extremo cerrado (5) de la cámara, unos medios (15, 16, 17, 18) para alimentar dentro de la mencionada cámara de infusión (3) con una cantidad predeterminada de producto en polvo para formar la infusión en una cantidad proporcional al volumen seleccionado para la dosis de infusión a preparar, con unos medios para desplazar la mencionada cámara de infusión (3) entre la posición en donde se introduce una cantidad definida de café en polvo y en donde el mencionado pistón (8) se inserta y se retira por medio del mencionado extremo abierto y viceversa, medios elásticos (44) para comprimir la mencionada cantidad del producto en polvo a un valor de compresión definido, al menos una abertura (3a) en la mencionada cámara para dispensar la infusión preparada, medios (7, 52, 54, 55) para expulsar de la mencionada cámara de infusión (3) la cantidad del producto exhausto utilizado para la infusión al final de la preparación de la misma, medios de accionamiento (12, 19, 21) para accionar el mencionado pistón (8) dentro de la mencionada cámara de infusión cilíndrica (3) y fuera de la misma, medios de guía (22) para el pistón (8), en donde los mencionados medios de accionamiento comprenden un motor eléctrico (19), un mecanismo de biela y manivela (12, 21) en donde la manivela (21) está conectada al eje de rotación (20) del motor (19) y en donde la biela (12) está conectada entre el extremo (36) de la manivela (21) y el extremo del pistón (8), que permanece fuera de la mencionada cámara (3) de infusión cilíndrica (3), y también una unidad de control (23) para controlar los medios de accionamiento y los mencionados medios para la alimentación de agua presurizada dentro de la mencionada cámara de infusión (3), caracterizado porque:

- el mencionado motor (19) es reversible en su sentido de rotación,

- la mencionada biela (12) comprende un primer miembro (24) que se extiende predominantemente en sentido longitudinal, y un segundo miembro (25) que se extiende predominantemente en sentido longitudinal, en donde los dos miembros (24, 25) están superpuestos al menos parcialmente entre si, y en donde los mencionados miembros (24, 25) son capaces de deslizarse a lo largo de su longitud para una distancia definida en oposición a los medios flexibles (44) interpuestos entre los mismos, teniendo el primer miembro

(24) un extremo (11) conectado por una bisagra (13) al mencionado pistón (8) y el segundo miembro que tiene un extremo (34) conectado por una bisagra (35, 37) a la mencionada manivela (21),

- comprende unos dispositivos de bloqueo (49, 50) para la conexión desmontable del mencionado primer miembro (24) de la biela (12) a un punto (51) fuera del aparato cuando los mencionados miembros (24, 25) están en posiciones angulares no alineadas axialmente con la mencionada manivela (21).

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el mencionado primer miembro (24) y el mencionado segundo miembro (25) están provistos con los respectivos dispositivos de guía (26, 27, 28, 29, 30, 31) para el deslizamiento longitudinal con respecto al otro y para delimitar la longitud del movimiento deslizante entre una posición en la cual los mencionados dos miembros forman una longitud mínima y una posición en que forman una longitud máxima entre sus puntos de conexión con el mencionado extremo del pistón (8) y con el mencionado extremo (36) de la manivela (21).

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los mencionados dispositivos de guía para el guiado del deslizamiento de los mencionados miembros (24, 25), comprenden clavijas (30, 31, y ranuras (28, 29 que tienen una amplitud y longitud predeterminadas, acopladas entre sí.

4. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los mencionados medios flexibles (44) interpuestos entre el primer miembro (24) y el segundo miembro (25) ejercen una fuerza sobre los mencionados miembros en la dirección de mantener los mismos en la posición en la cual la longitud de la biela

(12) es mínima.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la fuerza ejercida por los mencionados medios flexibles

(44) tiene un valor correspondiente a la compresión que se pretende aplicar a la cantidad del producto en polvo dentro de la mencionada cámara de infusión (3) antes de la realización de la infusión.

6. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque uno (24) de los dos miembros comprende un sensor de posición (40) que detecta la posición asumida por el otro miembro (25) en donde la fuerza ejercida por los mencionados miembros flexibles (44) se aplica por los medios del mencionado pistón (8), a la cantidad del producto en polvo presente en la mencionada cámara de infusión (3), alcanzando el grado requerido de compresión, y emitiendo una señal correspondiente a la posición detectada.

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el mencionado sensor de posición es de tipo óptico con un transductor de señales eléctricas (48).

8. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la mencionada unidad de control (23) está conectada al mencionado sensor de posición (44) y porque recibe la señal emitida por el mismo.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los mencionados dispositivos de bloqueo

5 comprenden un sector dentado (50) integral con el aparato y al menos un diente (49 integral con el extremo (38) del mencionado primer miembro de la biela (24) opuesto al mencionado miembro conectado al mencionado pistón (8), en donde el mencionado diente (49) está configurado con el fin de acoplarse y desacoplarse entre los dientes del mencionado sector dentado (50) como resultado del deslizamiento longitudinal del mencionado primer miembro (24) con respecto al mencionado segundo miembro (25) cuyo extremo (34) está conectado solo a la mencionada

10 manivela (21) de forma que sea capaz de girar.

10. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el mencionado primer miembro (24) de la biela (12), con su extremo opuesto (38) con el que conecta con el mencionado pistón (8), está acoplado con el extremo de la manivela (21) con el fin de ser giratorio y trasladable en la dirección del eje

15 longitudinal (X-X) del mencionado miembro (24).

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el mencionado extremo (38) del mencionado primer miembro (24) de la biela (12) está conectado a la manivela (21) por medio de una ranura (39) que se extiende a lo largo del eje longitudinal (X-X) del miembro (24).