ITTO20090603A1 - Macchina per la preparazione di bevande mediante infusione di un prodotto contenuto in una capsula o simile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Macchina per la preparazione di bevande mediante infusione di un prodotto contenuto in una capsula o simile"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alle macchine per la preparazione di bevande, in particolare caffà ̈, mediante infusione di un prodotto contenuto in una capsula o simile.

Nella presente descrizione e nelle annesse rivendicazioni con il termine "capsula" si intende in generale una confezione contenente una porzione di un prodotto, ad esempio caffà ̈ torrefatto macinato, atta a consentire la preparazione di una bevanda mediante infusione o percolazione.

Pertanto in questo senso con il termine "capsula" si intende anche ad esempio anche una cosiddetta cialda di carta-filtro o simile.

Nella precedente domanda di brevetto Europeo EP-1 854 384 A1 à ̈ descritta ed illustrata una macchina per la preparazione di bevande in cui la movimentazione del corpo porta-capsula à ̈ controllabile a mezzo di un organo attuatore girevole intorno ad un asse obliquo, parallelo od addirittura complanare con il piano di movimentazione di tale corpo.

Tale organo attuatore presenta un braccio trasversale provvisto di un rullo volvente terminale, che à ̈ impegnato con un certo gioco in una guida a scorrimento a forma di canale predisposta nel corpo porta-capsula. La disposizione à ̈ tale per cui partendo dalla posizione di carico, una rotazione dell'organo attuatore à ̈ suscettibile di provocare un ribaltamento del corpo porta-capsula, da una giacitura essenzialmente verticale ad una giacitura inclinata ed allineata con la testa di erogazione di acqua calda. L'ulteriore rotazione dell'organo attuatore à ̈ suscettibile di determinare poi la traslazione del corpo porta-capsula verso la testa di erogazione.

Allo scopo di poter consentire sia il ribaltamento iniziale del corpo porta-capsula, e poi la sua traslazione verso l'alto, il rullo volvente del braccio dell'organo attuatore deve essere impegnato con un certo gioco nell'associata guida a scorrimento del corpo porta-capsula. Inoltre, per provocare il ribaltamento del corpo porta-capsula, da o verso la posizione di carico, il suddetto rullo volvente deve interagire secondo una direzione sghemba con una o l'altra delle pareti o sponde affacciate della guida di scorrimento del corpo porta-capsula.

Nella soluzione secondo EP 1 854 384 A1 le forze applicate al rullo volvente nella fase di movimentazione del gruppo porta-capsula sono modeste, mentre divengono assai più elevate nella fase di pressione del gruppo porta-capsula contro la testa di erogazione. Ciò comporta la necessità di surdimensionare il cuscinetto associato al rullo volvente.

Inoltre, nella soluzione secondo EP 1 854 384 l'angolo fra la posizione di lavoro (erogazione) e la posizione di carico (di una capsula nel corpo porta-capsula) risulta invero limitato: in pratica nella posizione di carico il corpo porta-capsula risulta disposto essenzialmente verticale, mentre per una maggior comodità da parte dell'utilizzatore à ̈ opportuno che la sede di accoglimento della capsula sia angolarmente rivolta verso l'utilizzatore stesso.

Un ulteriore limite della soluzione secondo la domanda EP 1 854 384 A1 risiede nel fatto che la maniglia di azionamento del suddetto organo attuatore o albero girevole deve essere impugnata e ruotata frontalmente dall'utilizzatore, il che risulta non ottimale da un punto di vista ergonomico.

Nella fase di oscillazione del gruppo portacapsula il rullo volvente deve inoltre interagire con la guida a scorrimento secondo una direzione sghemba.

Dal brevetto USA 4.681.028 à ̈ nota un'altra macchina per la preparazione di bevande in cui un gruppo porta-capsula à ̈ montato mobile fra una posizione di lavoro in cui si accoppia con la testa di erogazione ed una posizione intermedia in cui tale gruppo à ̈ atto ad oscillare intorno ad un asse, verso una posizione angolare di carico in cui à ̈ atto a ricevere una capsula.

Il cinematismo di azionamento del gruppo porta-capsula non à ̈ descritto nei dettagli in tale brevetto statunitense, ma appare comunque piuttosto complesso.

E' inoltre nota un'ulteriore macchina per la preparazione di bevande in cui un gruppo portacapsula à ̈ mobile fra una posizione di lavoro in cui si accoppia con la testa di erogazione ed una posizione intermedia in cui tale gruppo à ̈ atto ad oscillare verso una posizione angolare di carico, per ricevere una capsula. In tale macchina il cinematismo di azionamento comprende un leverismo girevole cui à ̈ articolato un pattino impegnato con accoppiamento di tipo prismatico in una corrispondente guida a scorrimento del gruppo porta-capsula. La disposizione à ̈ tale per cui detto pattino risulta permanentemente impegnato nella corrispondente guida del gruppo porta-capsula, anche quando tale gruppo viene sospinto verso e contro la testa di erogazione di acqua calda.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare una macchina per la preparazione di bevande di tipo perfezionato atta a superare gli inconvenienti ed i limiti delle macchina secondo la tecnica anteriore.

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con una macchina le cui caratteristiche principali sono definite nell'annessa rivendicazione 1.

In una macchina realizzata in conformità con la presente invenzione i mezzi di azionamento comprendono almeno un braccio girevole intorno ad un asse ortogonale al piano di movimentazione del gruppo porta-capsula. Tale almeno un braccio à ̈ provvisto di un rullo volvente impegnato in una corrispondente guida a scorrimento del gruppo porta-capsula, in un piano parallelo al piano di movimentazione di detto gruppo.

In una macchina secondo l'invenzione la disposizione à ̈ tale per cui quando il gruppo portacapsula si trova fra la posizione di carico e una posizione intermedia, lo spostamento di tale gruppo à ̈ comandato tramite detto rullo volvente e la corrispondente guida del gruppo porta-capsula e quando il gruppo porta-capsula si trova in una posizione ricompresa fra detta posizione intermedia e la posizione di lavoro (posizione di erogazione), il rullo volvente di detto almeno un braccio à ̈ suscettibile di disimpegnarsi dalla corrispondente guida e il braccio si accoppia poi allora direttamente con il gruppo porta-capsula, in modo tale per cui quest'ultimo à ̈ suscettibile di essere sospinto verso e premuto contro la testa di erogazione direttamente da tale braccio.

In una macchina secondo l'invenzione la disposizione à ̈ tale per cui l'angolo fra la posizione di erogazione e la posizione di carico risulta nettamente più ampio che nella macchina secondo EP 1 854 384 A1, e nella posizione di carico il corpo porta-capsula può risultare convenientemente inclinato verso l'utilizzatore, consentendo una più agevole introduzione di una capsula.

Inoltre, nel caso di una macchina ad azionamento manuale, la rotazione dell'organo attuatore può essere comandata a mezzo di una maniglia girevole intorno ad asse orizzontale, ortogonale al piano di movimentazione del corpo porta-capsula. Ciò consente quindi di disporre una tale maniglia su un fianco della macchina, ad esempio il fianco destro, ed il suo azionamento risulta ergonomicamente più agevole. In alternativa, l'azionamento a rotazione dell'organo attuatore può avvenire mediante una classica maniglia ad U, parimenti girevole intorno ad un asse orizzontale, in avvicinamento od allontanamento dall'utente, e dunque in modo ergonomicamente piuttosto conveniente.

In una macchina secondo l'invenzione, il ribaltamento del corpo porta-capsula, da o verso la posizione di carico, non comporta un'interazione secondo una direzione sghemba fra tale rullo e le pareti dell'associata guida.

Il cinematismo di azionamento del gruppo porta-capsula di una macchina secondo la presente invenzione risulta inoltre strutturalmente più semplice di quello illustrato nel brevetto USA n.

4.681.028.

Infine, rispetto alla macchina nota sopra menzionata, l'utilizzo di un rullo volvente, in luogo di un pattino scorrevole con accoppiamento prismatico in un'associata guida, comporta una riduzione degli attriti ed un azionamento più agevole.

Grazie al fatto che nella macchina secondo l'invenzione il rullo volvente dell'almeno un braccio di comando si disimpegna dall'associata guida nella fase terminale della corsa verso la testa di erogazione, il supporto a rotazione associato a tale rullo può essere dimensionato per basse sollecitazioni, e la forza necessaria per una affidabile chiusura a tenuta del corpo porta-capsula contro la testa di erogazione à ̈ garantita dall'accoppiamento diretto fra detto almeno un braccio di azionamento ed il corpo porta-capsula.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue con riferimento ai disegni allegati nei quali:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di una prima macchina secondo l'invenzione;

la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica di un gruppo di azionamento compreso nella macchina secondo la figura 1;

la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica di parte di un gruppo porta-capsula per la macchina secondo la figura 1;

le figure da 4 a 7 sono viste laterali parziali, che mostrano la macchina della figura 1 in quattro differenti condizioni operative;

la figura 8 Ã ̈ una vista prospettica di una variante di realizzazione di una macchina secondo l'invenzione; e

le figure da 9 a 12 sono viste laterali parziali, che mostrano la macchina della figura 8 in quattro differenti condizioni operative.

Nei disegni con 1 Ã ̈ complessivamente indicata una macchina per la preparazione di bevande secondo la presente invenzione.

Nella realizzazione esemplificativamente illustrata nella figura 1 la macchina 1 comprende un'incastellatura di supporto complessivamente indicata con 3. Tale incastellatura comprende due piastre sagomate 4 che si estendono affacciate in rispettivi piani verticali, essenzialmente paralleli.

Per consentire la visione dei cinematismi della macchina 1, nella figura 1 la piastra sagomata 4 più vicina all'osservatore à ̈ stata rappresentata a tratteggio.

Con 5 à ̈ complessivamente indicata una testa di erogazione di acqua calda, di tipo per sé noto, montata in posizione fissa fra una coppia di estremità omologhe delle piastre 4. Nell'esempio di realizzazione illustrato tale testa di erogazione 5 à ̈ montata in un assetto inclinato rispetto alla verticale, ma tale disposizione non à ̈ tassativa.

In modo parimenti per sé noto, la testa 5 à ̈ collegata ad un dispositivo riscaldatore, non illustrato, quale una caldaia od uno scambiatore di calore.

La macchina 1 comprende inoltre un gruppo porta-capsula 6, montato mobile nell'incastellatura di supporto 3. Nella realizzazione illustrata tale gruppo comprende essenzialmente un corpo principale 7 (si veda in particolare la figura 3) con una formazione 8 a forma di tazza atta ad accogliere una capsula contenente un prodotto per la preparazione di una bevanda.

Il corpo 7 sui suoi lati rivolti alle piastre 4 presenta due prime appendici o perni 9 rivolti da parti opposte, orizzontalmente allineati tra di loro. Tali perni 9 si estendono attraverso rispettive feritoie di guida 10 che sono realizzate nelle piastre 4 e che si estendono in direzioni oblique parallele, essenzialmente ortogonali al piano di giacitura della testa di erogazione 5.

Il corpo 7 Ã ̈ provvisto inoltre di un'ulteriore coppia di appendici 11 trasversalmente sporgenti, destinate a cooperare con due porzioni adiacenti 12a, 12b di due feritoie 12 realizzate in posizioni affacciate nelle piastre 4.

Le porzioni o tratti 12a delle feritoie 12 si estendono come archi di cerchi aventi rispettivi centri in corrispondenza delle estremità inferiori delle feritoie 10, e si raccordano con le porzioni o tratti 12b, che sono invece lineari ed essenzialmente paralleli alle feritoie 10.

Nelle realizzazioni esemplificativamente illustrate nei disegni la macchina 1 à ̈ del tipo ad azionamento manuale e comprende essenzialmente un albero 14 (si veda in particolare la figura 2) che si estende tra le piastre 4 e che à ̈ girevole intorno ad un asse A-A ortogonale a tali piastre. L'asse A-A à ̈ convenientemente orizzontale.

Ad un'estremità dell'albero 14 che si estende all'esterno dell'incastellatura 3 può essere lateralmente connessa un'impugnatura o maniglia di azionamento (non illustrata).

Nella regione compresa fra le piastre 4, alle estremità dell'albero 14 sono fissati due bracci 16 essenzialmente trasversali, alle cui estremità distali sono connessi in modo girevole rispettivi rulli volventi 17, essenzialmente cilindrici (si veda in particolare la figura 2).

I rulli volventi 17 sono suscettibili di estendersi all'interno di rispettive guide a scorrimento 18, realizzate ad esempio sotto forma di scanalature in due superfici laterali opposte del corpo 7 del gruppo porta-capsula 6. La larghezza trasversale delle scanalature 18, ovvero la distanza fra le loro pareti o sponde affacciate, corrisponde al diametro degli associati rulli volventi 17.

Si descriverà ora un ciclo di funzionamento della macchina 1 secondo le figure da 1 a 7, con particolare riferimento alla successione delle figure da 4 a 7.

Si suppone inizialmente che la macchina 1 si trovi nella condizione illustrata nella figura 4. In tale condizione il gruppo porta-capsula 6 à ̈ disposto in una posizione angolare di carico in cui à ̈ atto a ricevere una capsula 2 di prodotto per la preparazione di una bevanda. I perni 9 del corpo 7 appoggiano in tale condizione sull'estremità inferiore delle rispettive feritoie di guida 10 delle piastre 4. Le appendici sporgenti o perni 11 appoggiano sulle estremità (di sinistra per chi osservi la figura 4) delle porzioni 12a delle feritoie di guida 12.

A partire dalla posizione di carico di cui alla figura 4, mediante una rotazione dell'albero 14 intorno all'asse A-A (in senso orario per chi osservi tale figura) il gruppo porta-capsula 6 muta il proprio assetto sino a raggiungere la disposizione mostrata nella figura 5. In effetti, la rotazione dell'albero 14 a partire dalla condizione della figura 4 provoca una rotazione del gruppo porta-capsula 6 intorno all'asse dei perni 9, indicato come asse B-B nelle figure 4 e 5, sino a che le appendici sporgenti 11 raggiungono la zona di raccordo fra le porzioni arcuate 12a e le adiacenti porzioni rettilinee ascendenti 12b delle feritoie 12. In tale condizione (figura 5) il gruppo portacapsula risulta allineato assialmente con la testa di erogazione 5, ma ancora distanziato da essa. nel passaggio fra la posizione di carico mostrata nella figura 4 e la posizione intermedia mostrata nella figura 5, il movimento al gruppo porta-capsula 6 viene trasmesso tramite i bracci 16, gli associati rulli volventi 17 e le pareti delle associate guide 18.

Un'ulteriore rotazione dell'albero 14, ancora in senso orario per chi osservi le figure 5 e 6, per effetto dell'interazione fra i rulli volventi 17 e le associate guide a scorrimento 18 provoca una traslazione del gruppo porta-capsula 6 in direzione della testa di erogazione 5, tale traslazione essendo guidata dallo scorrimento dei perni 9, 11 nelle associate feritoie di guida 10, 12.

Fra la posizione mostrata nella figura 6 e la posizione di lavoro terminale della figura 7, il rullo volvente 17 di ciascuno dei bracci 16 à ̈ suscettibile di disimpegnarsi dalla corrispondente guida 18, e le estremità distali degli associati bracci 16 si accoppiano direttamente con rispettive appendici trasversali 13 del corpo 7 del gruppo porta-capsula 6 (si vedano in particolare le figure 1, 3 e 7). Nell'esempio di realizzazione illustrato le estremità distali dei bracci 6 presentano rispettivi intagli od incavi arcuati 19, per l'accoppiamento con la superficie laterale delle appendici 13.

Dopo che i rulli volventi 17 si sono disimpegnati dalle associate guide 18, la traslazione finale del gruppo porta-capsula 6 viene comandata direttamente dai bracci 16, che si accoppiano con le appendici 13. La traslazione del gruppo portacapsula 6 si conclude quando, per effetto di un'ulteriore rotazione dell'albero 14, si raggiunge la condizione mostrata nella figura 7, in cui la parte 8 a forma di tazza del corpo 7 Ã ̈ accoppiata alla testa di erogazione 5 (con l'interposizione di una capsula 2) per definire con essa una camera di infusione o percolazione, per la preparazione della bevanda.

Completata la preparazione della bevanda, l'utilizzatore può riportare la macchina 1 nella condizione iniziale della figura 4, facendo ruotare a ritroso l'albero 14.

Con ciò, mentre il gruppo porta-capsula 6 viene fatto passare dalla posizione di lavoro della figura 7 alla posizione intermedia della figura 5, i rulli volventi 17 ad un certo punto si riimpegnano nelle associate guide 18. Dopo il raggiungimento della posizione intermediata mostrata nella figura 5, un'ulteriore rotazione (in senso antiorario per chi osservi tale figura) dell'albero 14 determina la rotazione del gruppo porta-capsula 6 intorno all'asse orizzontale B-B definito dai perni 9 che si trovano nuovamente ad impegnare le estremità inferiori delle associat4e feritoie 10. Il gruppo porta-capsula 6 ritorna così alla posizione di caricamento (figura 4).

In alternativa alla versione ad azionamento manuale sopra descritta, la macchina secondo l'invenzione può essere realizzata in un'esecuzione motorizzata. A tale scopo un motore elettrico bidirezionale, di tipo per sé noto, viene accoppiato, eventualmente tramite un riduttore di velocità, all'albero 14 descritto in precedenza. Dispositivi per sé noti a microinterruttori possono allora essere convenientemente associati al motore, per interromperne l'alimentazione di corrente quando il gruppo porta-capsula 6 raggiunge le posizioni di fine corsa.

Il funzionamento della variante motorizzata à ̈ analogo a quello precedentemente descritto in relazione alla macchina ad azionamento manuale.

La macchina 1 secondo l'invenzione può essere convenientemente provvista di un sistema per espellere la capsula 2 esaurita dalla porzione 8 a forma di tazza del gruppo porta-capsula 6 dopo l'erogazione di una bevanda. Tale sistema à ̈ ad esempio del tipo dettagliatamente descritto nella domanda di brevetto europeo EP 1854 384 A1 citata in precedenza, e pertanto non verrà ulteriormente descritto.

Nelle figure da 8 a 12 Ã ̈ illustrata una variante di realizzazione della macchina sinora illustrata.

In tali figure a parti ed elementi corrispondenti a parti ed elementi già descritti sono stati nuovamente attribuiti gli stessi numeri di riferimento utilizzati in precedenza.

La versione secondo le figure da 8 a 12 si differenzia rispetto a quella descritta in precedenza essenzialmente per il fatto che il gruppo di azionamento, in luogo di una coppia di semplici bracci rigidi comprende ora due bracci articolati a ginocchiera. Tali bracci articolati sono stati complessivamente indicati con 16, e comprendono ciascuno un braccio rigido 16a, avente un'estremità fissata all'albero 14 e l'altra estremità articola ta in 20 ad un secondo braccio 16b. L'estremità distale di tale secondo braccio 16b à ̈ provvista dell'incavo o intaglio arcuato 19 per l'accoppiamento con l'appendice trasversalmente sporgente 13 del corpo 7 del gruppo porta-capsula.

All'articolazione 20 di ciascun braccio articolato a ginocchiera 16 Ã ̈ associata una molla a torsione, che tende a mantenerlo nella condizione ripiegata mostrata nelle figure da 9 a 11, con i due bracci 16a e 16b in battuta l'uno contro l'altro, lungo rispettive direzioni formanti un angolo predeterminato.

Le modalità di funzionamento della variante di realizzazione secondo le figure da 8 a 12 sono analoghe a quelle della macchina precedentemente descritta con riferimento alle figure da 1 a 7: nel passaggio dalla posizione di carico (figura 9) alla posizione in cui i rulli volventi 17 si disimpegnano dalle associate guide 18 (figura 11), i bracci articolati a ginocchiera 16 permangono nella condizione ripiegata.

A partire dalla posizione mostrata nella figura 11, e sino al raggiungimento della posizione di lavoro, i bracci articolati a ginocchiera 16 impegnano, con i rispettivi bracci terminali 16b, le corrispondenti appendici 13 del gruppo portacapsula e, contro l'azione delle associate molle a torsione, si distendono progressivamente, sino a raggiungere la condizione di allineamento (figure 8 e 12) in corrispondenza del raggiungimento della posizione di lavoro, in cui la porzione a tazza 8 del gruppo porta-capsula realizza l'accoppiamento a tenuta con la testa di erogazione 5.

L'utilizzo dei bracci articolati a ginocchiera 16 consente vantaggiosamente di garantire una miglior planarità nell'accoppiamento fra il gruppo porta-capsula 6 e l'associata testa di erogazione 5 nella posizione di lavoro o di erogazione.

Per il resto, le modalità di funzionamento della macchina secondo le figure da 8 a 12 corrispondono a quelle della macchina precedentemente descritta, e non verranno pertanto qui ripetute.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina (1) per la preparazione di bevande mediante infusione di un prodotto contenuto in una capsula (2), comprendente una struttura di supporto (3) recante una testa (5) di erogazione di acqua calda, un gruppo porta-capsula (6) montato mobile nella struttura di supporto (3), in un primo piano, mezzi di guida (9-12) atti a consentire al gruppo porta-capsula (6) di spostarsi fra una posizione di lavoro in cui esso si accoppia con la testa di erogazione (5) ed una posizione intermedia in cui detto gruppo (6) à ̈ atto ad oscillare intorno ad un primo asse (B-B) ortogonale a detto primo piano, verso una posizione angolare di carico in cui à ̈ atto a ricevere una capsula (2), e mezzi di azionamento (14-19) includenti un organo attuatore (14) girevole intorno ad un secondo asse fisso (A-A), parallelo a detto primo asse (B-B), accoppiato al gruppo porta-capsula (6) ed atto a comandarne la movimentazione fra la posizione di lavoro e la posizione di carico; e almeno un braccio (16) comandato dall'organo attuatore (14) e provvisto di un rullo volvente (17) impegnato in una corrispondente guida a scor rimento (18) del gruppo porta-capsula (6), e in un secondo piano parallelo a detto primo piano; la disposizione essendo tale per cui quando il gruppo porta-capsula (6) si trova fra la posizione di carico e detta posizione intermedia, lo spostamento di detto gruppo (6) à ̈ comandato tramite il rullo volvente (17) di detto almeno un braccio (16) e la corrispondente guida (18), e quando il gruppo porta-capsula (6) si trova in una posizione compresa fra detta posizione intermedia e la posizione di lavoro il rullo volvente (17) di detto almeno un braccio (16) à ̈ suscettibile di disimpegnarsi dalla corrispondente guida (18) e detto almeno un braccio (16) si accoppia direttamente con il gruppo portacapsula (16), in modo tale per cui il gruppo portacapsula (6) à ̈ suscettibile di essere sospinto verso e contro la testa di erogazione (5) direttamente a detto almeno un braccio (16).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un braccio (16) Ã ̈ monolitico.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un braccio (16) à ̈ un braccio articolato a ginocchiera e comprende un primo braccio (16a) fissato a detto organo attuatore girevole (14) e un secondo braccio (16b) articolato a detto primo braccio (16a) e destinato ad interagire con il gruppo porta-capsula (6) quando questo à ̈ prossimo alla testa di erogazione (5).
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 3, in cui fra detto primo braccio (16a) e detto secondo braccio (16b) sono interposti mezzi elastici tendenti a mantenere detto almeno un braccio articolato a ginocchiera (16) in una configurazione ripiegata sino a quando l'associato rullo volvente (17) Ã ̈ impegnato nella corrispondente guida (18).
5. 5. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'estremità distale di detto almeno un braccio (16) à ̈ provvista di una sede arcuata (19) atta ad accoppiarsi con una corrispondente formazione (13) del gruppo porta-capsula (6).