APARATO PARA PREPARAR Y DISPENSAR INFUSIONES, PARTICULARMENTE CAFÉ, EN DOSIS VOLUMÉTRICAS VARIABLES.

Un aparato para la preparación y dispensación de dosis, de volumen variable y seleccionable,

de infusiones, particularmente de café, por medio de agua a presión, el cual comprende una cámara de infusión (3) cilíndrica provista de un extremo cerrado (5) y un extremo abierto (4) opuesto, un émbolo (8) con un extremo (10) que puede insertarse axialmente dentro de dicha cámara de infusión (3) a través de dicho extremo abierto (4) y que puede retirarse del mismo, un medio (14) para suministrar una cantidad predeterminada de agua a presión dentro de dicha cámara (3) y que penetra en esta última por la zona comprendida entre el extremo (10) del émbolo insertado dentro la cámara (3) y el extremo cerrado (5) de la cámara, unos medios (15, 16, 17, 18) para suministrar al interior de dicha cámara (3) para la infusión una cantidad predeterminada de un producto en polvo a partir del cual puede formarse una cantidad de infusión proporcional al volumen seleccionado para la dosis de infusión a preparar, un medio para mover dicha cámara (3) para la infusión entre la posición en la que se introduce una cantidad definida de café en polvo y la posición en la que se inserta y se retira dicho émbolo (8) a través de dicho extremo abierto y viceversa, al menos un orificio (3a) en dicha cámara para dispensar la infusión preparada, unos medios (7, 52, 54, 55) para expulsar desde dicha cámara de infusión (3) la cantidad de producto usado que se ha usado para la infusión, al finalizar la preparación de la misma, unos medios motrices (12, 19, 21) para actuar dicho émbolo (8) dentro de dicha cámara de infusión (3) cilíndrica y fuera de la misma, un medio de guía (22) para el émbolo (8), comprendiendo dichos medios motrices un motor eléctrico (19), un mecanismo de biela de conexión y manivela (12, 21) en el que la manivela (21) está conectada al eje de rotación (20) del motor (19) y la biela de conexión (12) está conectada entre el extremo (36) de la manivela (21) y el extremo del émbolo (8) que permanece fuera de dicha cámara de infusión (3) cilíndrica, y también una unidad de control (23) para controlar los medios motrices y el medio para suministrar agua a presión hasta el interior de dicha cámara de infusión (3), caracterizado porque: la biela de conexión (12) como conjunto puede ser alargada y acortada en su conjunto; la dirección de rotación de dicho motor (19) puede invertirse, dicho medio para expulsar desde dicha cámara de infusión (3) la cantidad de producto usado que se ha usado para la infusión, al finalizar de preparar la misma, comprende una pequeña placa (7) situada dentro de dicha cámara (3) para la infusión cerca de la base (5) de la misma, y que puede moverse axialmente dentro de la cámara, un vástago (52) conectado a dicha placa (7) y que emerge de forma que desliza de manera sellada a través de un orificio (5a) de dicha base cerrada (5), estando provisto el extremo libre (53) de dicho vástago (52) de unos medios (54, 55) para enganchar con unos perfiles (E, F, F1) de leva soportados por un disco giratorio (56) enchavetado sobre el eje de rotación (20) de dicho motor (19) de dirección de rotación reversible, siendo seleccionados dichos perfiles (E, F, F1) de acuerdo con la dirección de rotación del motor (19), unos dispositivos (59, 62) para enganchar dichos medios (54, 55) en un primer perfil (E) de leva, cuando el motor (19) gira en una primera dirección de rotación, y en al menos un segundo perfil (F) de leva cuando se invierte la dirección de rotación del motor (19), estando proporcionados dichos dispositivos (59, 62) a bordo de dicho disco (56)

La presente invención se refiere a un aparato para preparar y dispensar dosis, de volumen variable y seleccionable, de infusiones, particularmente de café, por medio de agua a presión, el cual comprende una cámara cilíndrica para infusión provista de un extremo cerrado y un extremo abierto opuesto, un émbolo con un extremo que puede insertarse axialmente dentro de dicha cámara de infusión a través de dicho extremo abierto y que puede retirarse del mismo, un medio para suministrar una cantidad predeterminada de agua a presión dentro de dicha cámara y un orificio en esta última en la zona comprendida entre el extremo del émbolo insertado dentro la cámara y el extremo cerrado de la cámara, un medio para suministrar al interior de dicha cámara de infusión una cantidad predeterminada de un producto en polvo a partir del cual puede formarse una cantidad de infusión proporcional al volumen seleccionado para la dosis de infusión a preparar, un medio para mover dicha cámara de infusión entre la posición en la que se introduce una cantidad definida de café en polvo y la posición en la que se inserta y se retira dicho émbolo a través de dicho extremo abierto y viceversa, un medio resiliente para comprimir dicha cantidad de producto en polvo hasta un valor de compresión definido, al menos un orificio en dicha cámara para dispensar la infusión preparada, un medio para expulsar desde dicha cámara de infusión la cantidad agotada que se ha usado para la infusión al finalizar la preparación de la misma, un medio motriz para actuar dicho émbolo hacia dentro y hacia fuera de dicha cámara cilíndrica para infusión, un medio de guía para el émbolo, comprendiendo dicho medio motriz un motor eléctrico, un mecanismo de biela de conexión y manivela en cuyo mecanismo la manivela está conectada al eje de rotación del motor y la biela de conexión está conectada entre el extremo de la manivela y el extremo del émbolo que permanece fuera de dicha cámara cilíndrica para infusión, y también una unidad de control para controlar dicho medio motriz y dicho medio para suministrar agua a presión al interior de dicha cámara de infusión.

Los aparatos del tipo anteriormente mencionado son especialmente conocidos en el campo específico de la preparación y la dispensación automáticas de café expreso.

En los documentos EP-A 0 154 206 y EP-A 1 306 041 se describen ejemplos típicos de tales aparatos conocidos.

Como es sabido, el café expreso se prepara haciendo pasar agua caliente, normalmente a una temperatura de entre 88ºC y 95ºC, a través de una capa de café molido, que en adelante será denominado producto en polvo o simplemente café en polvo.

Para llevar a cabo el proceso de preparar la bebida, la cámara, que contiene el producto en polvo, debe estar sellada herméticamente para permitir la presurización del agua que ha de pasar a través de la capa de polvo y, en consecuencia, uno de los problemas técnicos característicos con los que se encuentra el diseñador de una máquina para café es asegurar un cierre adecuado y fiable de la cámara en la que tiene lugar el proceso de preparación de la bebida.

El aumento de máquinas de café expreso en el mundo ha llevado a la diversificación de los tipos de esta bebida, que se han visto influidos por el gusto y la tradición de los diversos países.

Por lo tanto, puede variar mucho la cantidad del café en polvo usado y el volumen de la bebida dispensada dentro de la taza. Por ejemplo, para preparar un expreso “ristretto” de tipo mediterráneo de 15 cm3, se usa un promedio de 6 gramos de café molido, mientras que para preparar una dosis de café de 120-150 cm3 tal como se consume en el norte de Europa pueden precisarse hasta 18 gramos de café molido.

Sin embargo, dado que la presión a la que el agua es forzada a través del café en polvo y el tiempo de extracción para la bebida deberían permanecer tan constantes como sea posible al valor nominal ideal de 9 bar y 25 segundos, respectivamente, la optimización del proceso de preparación de la bebida en todas las situaciones comprendidas entre los dos extremos de dosis indicados anteriormente incluye la adaptación de la fineza del molido, y del volumen y el diámetro de la cámara de infusión.

Las dimensiones diametrales de estas cámaras, generalmente de forma cilíndrica, varían, de acuerdo al tipo de café, entre 35 mm y 50 mm.

Esto significa que con una presión de 9 bar pueden ejercerse, sobre los elementos que efectúan el cierre de la cámara de infusión, fuerzas de entre 880 y 1800 N en la dirección de sus ejes.

En los dispositivos dispensadores de las máquinas de café modernas de tipo automático, que son normalmente actuadas por motores eléctricos, los movimientos de apertura y cierre de la cámara de infusión están diseñados de tal modo que se evita 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 obtener este resultado a través de topes de tipo mecánico para evitar mantener el esfuerzo sobre los motores del medio de actuación, que de otra manera tendrían que ser sobredimensionados para soportar un servicio prolongado y duro.

Para obtener una bebida dispensada de buena calidad también es necesario que, antes de ser sometido al empuje del agua a presión, el café en polvo sea compactado adecuadamente dentro de la cámara de infusión de manera que forme una capa firme que tenga una resistencia homogénea al agua, que deberá pasar a través de la misma sin formar rutas preferidas.

Sin embargo, la fuerza con la que debe comprimirse la dosis de café en polvo no debe ser muy elevada, o existe el riesgo de formar una capa tan compacta que forme un barrera ante el agua.

Normalmente, se selecciona una fuerza tal que proporcione una presión de alrededor de 0,15 MPa sobre el elemento dispuesto para efectuar la compresión de la dosis de polvo.

Adicionalmente, para obtener la extracción correcta de las sustancias aromáticas típicas de la bebida, los granos de café molido deberían absorber el agua forzada a pasar a través de los mismos y deben tener la capacidad de aumentar de volumen.

Para esto es necesario que el elemento que efectúa la compactación, que está generalmente formado por el mismo émbolo que lleva a cabo la función de cerrar la cámara de infusión, sea capaz una vez completada la compactación de retraerse lo suficiente como para permitir la expansión de la capa firme de café molido.

De acuerdo con la técnica anterior, descrita por ejemplo en el documento EP-A-1 800 574, las unidades dispensadoras están provistas de unas cámaras para infusión en las que el volumen operativo es determinado cuando el émbolo está en la posición cerrada alineado con la biela de conexión y la manivela. Con tal tecnología la cámara puede contener como máximo una cantidad determinada de café molido que depende del diámetro de la cámara y de las dimensiones del medio para mover el émbolo, es decir de la biela de conexión y la manivela.

La fuerza compresiva ejercida sobre la dosis de café molido cargada dentro de la cámara, de acuerdo con la técnica anterior, es proporcionada por la fuerza resiliente de un muelle interpuesto entre el extremo de la biela de conexión y su punto de conexión con el émbolo.

Dado que la fuerza resiliente concentrada en tal muelle es menor que la fuerza generada por el agua a presión cuando es admitida dentro de la cámara, el émbolo se eleva y permite que el café molido absorba el agua y se expanda.

Una vez completada la dispensación de la bebida, se detiene el flujo de agua a presión y debe eliminarse el agua residual de la cámara y debe expulsarse la sustancia molida usada. Generalmente, el agua residual es eliminada colocando la cámara de manera que se comunique con una línea de descarga mientras que el propio medio resiliente, una vez que ha cesado el empuje de la presión, vuelve a compactar los granos y expulsa el agua por presión. Cuando ha pasado el tiempo suficiente como para permitir un secado adecuado de la sustancia molida, se expulsa para preparar la cámara para una nueva dispensación. Este tipo de unidad dispensadora, diseñada para efectuar la carga y el cierre de la cámara durante la primera mitad del giro de la manivela para llevar a cabo la dispensación en el punto muerto inferior, está diseñada para realizar los movimientos de expulsión mediante... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para la preparación y dispensación de dosis, de volumen variable y seleccionable, de infusiones, particularmente de café, por medio de agua a presión, el cual comprende una cámara de infusión (3) cilíndrica provista de un extremo cerrado (5) y un extremo abierto (4) opuesto, un émbolo (8) con un extremo (10) que puede insertarse axialmente dentro de dicha cámara de infusión (3) a través de dicho extremo abierto (4) y que puede retirarse del mismo, un medio (14) para suministrar una cantidad predeterminada de agua a presión dentro de dicha cámara (3) y que penetra en esta última por la zona comprendida entre el extremo (10) del émbolo insertado dentro la cámara (3) y el extremo cerrado (5) de la cámara, unos medios (15, 16, 17, 18) para suministrar al interior de dicha cámara (3) para la infusión una cantidad predeterminada de un producto en polvo a partir del cual puede formarse una cantidad de infusión proporcional al volumen seleccionado para la dosis de infusión a preparar, un medio para mover dicha cámara (3) para la infusión entre la posición en la que se introduce una cantidad definida de café en polvo y la posición en la que se inserta y se retira dicho émbolo (8) a través de dicho extremo abierto y viceversa, al menos un orificio (3a) en dicha cámara para dispensar la infusión preparada, unos medios (7, 52, 54, 55) para expulsar desde dicha cámara de infusión (3) la cantidad de producto usado que se ha usado para la infusión, al finalizar la preparación de la misma, unos medios motrices (12, 19, 21) para actuar dicho émbolo (8) dentro de dicha cámara de infusión (3) cilíndrica y fuera de la misma, un medio de guía (22) para el émbolo (8), comprendiendo dichos medios motrices un motor eléctrico (19), un mecanismo de biela de conexión y manivela (12, 21) en el que la manivela (21) está conectada al eje de rotación (20) del motor (19) y la biela de conexión (12) está conectada entre el extremo (36) de la manivela (21) y el extremo del émbolo (8) que permanece fuera de dicha cámara de infusión (3) cilíndrica, y también una unidad de control (23) para controlar los medios motrices y el medio para suministrar agua a presión hasta el interior de dicha cámara de infusión (3), caracterizado porque:

la biela de conexión (12) como conjunto puede ser alargada y acortada en su conjunto;

la dirección de rotación de dicho motor (19) puede invertirse,

dicho medio para expulsar desde dicha cámara de infusión (3) la cantidad de producto usado que se ha usado para la infusión, al finalizar de preparar la misma, comprende una pequeña placa (7) situada dentro de dicha cámara (3) para la infusión cerca de la base (5) de la misma, y que puede moverse axialmente dentro de la cámara, un vástago

(52) conectado a dicha placa (7) y que emerge de forma que desliza de manera sellada a través de un orificio (5a) de dicha base cerrada (5), estando provisto el extremo libre (53) de dicho vástago (52) de unos medios (54, 55) para enganchar con unos perfiles (E, F, F1) de leva soportados por un disco giratorio (56) enchavetado sobre el eje de rotación (20) de dicho motor (19) de dirección de rotación reversible, siendo seleccionados dichos perfiles (E, F, F1) de acuerdo con la dirección de rotación del motor (19), unos dispositivos (59, 62) para enganchar dichos medios (54, 55) en un primer perfil (E) de leva, cuando el motor (19) gira en una primera dirección de rotación, y en al menos un segundo perfil (F) de leva cuando se invierte la dirección de rotación del motor (19), estando proporcionados dichos dispositivos (59, 62) a bordo de dicho disco (56).

2. Un aparato de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque dichos dispositivos comprenden un sector

(59) que pivota resilientemente sobre una clavija (60) paralela al eje de rotación (20) del disco, soportado por dicho disco (56) en una posición excéntrica, estando provisto dicho sector (59) de un extremo en forma de pico (63) decreciente que interfiere resilientemente con la ruta del primer perfil (E) de leva, abriéndola como resultado del empuje ejercido por dichos medios (54, 55) de dicho vástago (52) cuando el disco (56) gira en una primera dirección de rotación y cerrándola cuando la dirección de rotación es invertida, exponiendo el segundo perfil (F, F1) de leva a dichos medios (54, 55) del vástago (52).

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dichos medios de los que está provisto dicho vástago (52) comprende una placa (54), sustancialmente triangular, que tiene un vértice (54a) que está conectado por una articulación al extremo libre (53) de dicho vástago (52) mientras que el vértice adyacente (54b) está provisto de un rodillo (55), estando este último enganchado a dichos perfiles de leva soportados por dicho disco de rotación (56).