Domaine technique
[0001] La présente invention concerne une machine automatique à portions pour la préparation d'une boisson chaude et notamment machine à café, comportant un réservoir d'eau, un dispositif pour recevoir une pochette perméable contenant une dose déterminée d'une substance au moins partiellement soluble dans l'eau, en particulier du café torréfié et moulu, cette pochette étant couramment appelée une portion, des moyens pour chauffer au moins une quantité prédéterminée de l'eau du réservoir et des moyens pour faire passer cette quantité d'eau chauffée, sous pression, à travers ladite portion.
Technique antérieure
[0002] Il existe de nombreux types de machines à café, à fonctionnement manuel, semi-automatique ou automatique. Le principe de fonctionnement de toutes les machines à café est sensiblement le même, à savoir il s'agit de chauffer de l'eau et de faire passer cette eau chauffée et mise sous pression à travers une dose prédéterminée de café torréfié et moulu pour en extraire les substances solubles et les arômes qui se dissolvent dans cette eau avec une concentration plus ou moins importante selon le volume d'eau utilisé. La portion de café peut être conditionnée dans de petits conteneurs rigides étanches en matière plastique de préférence aluminisée ou dans des pochettes souples appelées couramment portions ou "pod".
Dans le cas des conteneurs rigides, ils sont obturés par un film que la machine est capable de percer pour permettre le passage de l'eau chauffée sous pression au moment de la préparation d'un café. Dans le cas des portions souples, lorsque la pochette contenant le café est en papier, elles sont disposées dans une chambre étanche traversée par l'eau chauffée sous pression. Ces portions ont l'avantage de répondre à toutes les contraintes écologiques d'élimination et de recyclage faciles, de respect de l'environnement et elles sont en outre très avantageuses pour le fabricant et pour l'utilisateur tout en étant entièrement écologiques, puisque le contenant ainsi que le contenu sont biodégradables et ne laissent pas de résidus polluants.
[0003] Lorsque les portions sont en papier, il est essentiel qu'elles soient évacuées immédiatement après leur utilisation, car elles ont tendance à coller aux parois de la chambre étanche et, si elles sont oubliées durant plus de 30 minutes dans cette chambre, à coller à la machine et à l'encrasser si on essaie de l'enlever jusqu'à la rendre inutilisable sans un nettoyage énergique, voire un démontage partiel. Il est nécessaire que cette évacuation se fasse automatiquement car lesdites portions sont très chaudes et risquent de brûler l'utilisateur s'il essaie de les enlever manuellement après leur utilisation. Certaines machines automatiques évacuant la portion après l'utilisation existent déjà, mais le principe d'évacuation est très lent et non visible ou présente des risques de bloquer la portion dans le mécanisme.
En cas de blocage la machine doit être renvoyée au service après-vente pour disfonctionnement. D'autres machines comportent une évacuation automatique de la portion lors de l'ouverture de la tête d'extraction. Ce principe n'empêche pas l'utilisateur de tirer un café et d'oublier la portion dans la machine sans ouvrir la tête d'extraction. Dans ce cas la portion humide et chaude se collera aux parois de la tête d'extraction et le principe ne convient donc pas aux portions papier.
[0004] Dans des machines du type professionnel, dites Barista<(R)>, généralement capables de préparer plusieurs cafés simultanément, le fonctionnement est entièrement automatisé, de sorte que toutes les opérations, à l'exception du chargement de la machine en café sont effectuées automatiquement. En outre la grande majorité de ces machines fonctionnent à partir de café en grains et comportent un moulin à café. L'intégration du moulin rend ces machines coûteuses, bruyantes et ne correspondent pas au marché dit grand public. Une telle machine est illustrée par la publication WO 2006/016 054 A1 et concerne un "Groupe de préparation d'au moins une tasse de café de type expresso ou autre boisson chaude à partir d'une dose individuelle préemballée appelée "dosette".
[0005] Pour le marché appelé marché grand public, les machines sont à portions, c'est-à-dire qu'elles permettent de réaliser un ou au maximum deux cafés à partir d'une portion unique, le chargement de la portion est manuel, et généralement le retrait de la portion après usage est également manuel. Le coût de la machine et l'encombrement sont déterminants.
[0006] Toutefois, il est essentiel de noter que les portions sont très chaudes et très fragiles après la phase d'extraction et qu'il est difficile, voire dangereux, en raison du risque de brûlures, de les retirer. L'utilisateur est donc confronté à deux options, soit il enlève manuellement la portion au risque de se brûler, soit il la laisse dans la machine au risque de l'oublier et de la déchirer plus tard, quand elle a refroidie et qu'elle reste collée pendant plus de trente minutes dans la machine. En cas d'oubli, la portion collera aux parois en séchant et deviendra ensuite très difficile à extraire de la machine.
[0007] Le problème décrit en liaison avec l'utilisation de portions de café est le même lorsque l'on utilise la machine pour préparer d'autres boissons à partir de substances partiellement solubles dans de l'eau chaude, par exemple des soupes, des tisanes, des infusions ou similaires.
Exposé de l'invention
[0008] La solution innovante proposée résout notamment le problème de l'évacuation automatique des portions après chaque utilisation de la machine pour préparer une boisson chaude et en particulier un café, ce qui permet de rendre pratique et simple l'utilisation des portions écologiques et économiques dans lesquelles les substances partiellement solubles dans l'eau chaude sont conditionnées dans des matériaux biodégradables et en particulier du papier.
[0009] Dans ce but, la machine de préparation d'une boisson chaude selon l'invention telle que définie en préambule est caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un moteur électrique couplé à au moins un dispositif d'évacuation automatique de la portion après chaque utilisation de la machine, ledit au moins un dispositif étant agencé pour déverrouiller et ouvrir au moins une chambre d'extraction étanche contenant un support pivotant qui porte ladite portion, pour faire basculer ledit support pivotant et pour éjecter la portion usagée dans un bac de récupération immédiatement près l'extraction, sans intervention de l'utilisateur.
[0010] Selon une forme de réalisation préférée, elle comporte un mécanisme pourvu d'un temporisateur agencé pour enclencher ledit moteur électrique et actionner le mouvement de pivotement dudit support basculant après ladite phase d'extraction.
[0011] De façon avantageuse, au cours de la phase d'extraction, ladite chambre d'extraction est agencée pour être alimentée avec l'eau chauffée et sous pression, et pour amener ladite eau au-dessus de ladite portion pendant toute la phase d'extraction en vue de la préparation de ladite boisson chaude, ledit moteur électrique étant arrêté et ledit dispositif d'évacuation étant en position d'attente.
[0012] Ladite chambre d'extraction est avantageusement équipée d'un élément supérieur de fermeture agencé pour passer d'une position haute d'ouverture à une position basse de fermeture de ladite chambre d'extraction, ledit élément supérieur de fermeture étant associé à au moins une goupille à ressort agencée pour le maintenir en position basse de fermeture et pour verrouiller ladite chambre de façon étanche pendant la phase d'extraction.
[0013] De préférence, ledit moteur électrique est agencé pour actionner ladite goupille à ressort pour le déverrouillage dudit élément supérieur de fermeture après un délai de déclenchement défini par ledit temporisateur, pour l'amener d'une position engagée à une position dégagée et ainsi libérer ledit élément supérieur de fermeture et lui permettre de passer dans sa position haute d'ouverture.
[0014] Dans la forme de réalisation préférée, le moteur électrique est connecté à une came d'actionnement de ladite goupille à ressort par l'intermédiaire d'une tige rotative filetée, couplée à ladite came d'actionnement, ladite tige filetée étant le prolongement de l'arbre de sortie dudit moteur électrique.
[0015] Ladite came d'actionnement de la goupille à ressort peut être pivotante sur un axe, ladite goupille à ressort étant alors liée à ladite came d'actionnement par une extrémité et insérée dans un orifice latéral dudit élément supérieur de fermeture par une extrémité opposée lorsque ladite goupille à ressort est en position engagée pour assurer le verrouillage de cet élément supérieur de fermeture en position basse de fermeture et dégagée de cet orifice latéral lorsque ledit élément supérieur de fermeture est en position haute d'ouverture.
[0016] Ledit élément supérieur de fermeture peut être pourvu d'au moins un ressort de rappel agencé pour l'amener de sa position basse de fermeture à sa position haute d'ouverture lorsque ladite goupille à ressort dégagée dudit orifice latéral correspondant.
[0017] Dans le mode de réalisation préféré, ledit support basculant est associé à une biellette articulée sur un axe solidaire de ladite chambre d'extraction, et couplée audit support basculant et ladite biellette est agencée pour coopérer avec un poussoir solidaire de ladite came d'actionnement par l'intermédiaire d'un levier et guidé par ladite tige filetée.
[0018] A cet effet, ladite biellette peut comporter une ouverture oblongue agencée pour coopérer avec un doigt d'actionnement solidaire du support pivotant et ledit poussoir est agencé pour faire pivoter la biellette dans une position haute correspondant à l'évacuation de la portion lorsque le moteur électrique entraîne ladite tige rotative filetée dans une première direction en vue de faire basculer ledit support pivotant de ladite portion.
[0019] De préférence, ledit support pivotant est agencé pour pivoter d'un angle supérieur à 90 degrés et pour pouvoir passer sous l'élément supérieur de fermeture.
[0020] La machine comporte avantageusement un châssis et un bac de récupération des portions usagées amovible disposé dans un logement dudit châssis.
Description sommaire des dessins
[0021] La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
<tb>les fig. 1A et 1B <sep>représentent des vues d'ensemble en perspective, respectivement en position fermée et en position ouverte, de la machine selon l'invention,
<tb>la fig. 2 <sep>est une vue en perspective représentant la chambre d'extraction en position ouverte
<tb>la fig. 3 <sep>représente une vue de côté qui illustre la chambre d'extraction en position fermée et verrouillée,
<tb>la fig. 4 <sep>représente une vue de dessous illustrant la chambre d'extraction en position fermée, l'élément supérieur de fermeture étant verrouillé,
<tb>la fig. 5 <sep>est une vue partielle en perspective des moyens de verrouillage de l'élément supérieur de fermeture de la chambre d'extraction,
<tb>la fig. 6 <sep>représente une vue de la chambre d'extraction en position ouverte similaire à celle de la fig. 2, avant le basculement du support de la portion, et
<tb>les fig. 7A et 7B <sep>représentent des vues de côté de la chambre d'extraction avec l'élément supérieur de fermeture ouvert, respectivement lorsque le support de la portion est en position basse et lorsque le support de la portion est en position de basculement de la portion.
Meilleure manière de réaliser l'invention
[0022] En référence aux fig. 1Aet 1B, la machine 10 pour la préparation d'une boisson chaude comporte un châssis 11 composé à l'avant d'un bac à gouttes 12 surmonté d'une grille, ou égouttoir 13, sur laquelle l'utilisateur pose un récipient, notamment une tasse à café pour recevoir la boisson chaude et en particulier le café, au moment de la préparation. A l'arrière du bac à gouttes 12 se trouve le châssis 11, de préférence moulé en matière synthétique, qui délimite un espace intérieur dans lequel sont disposés un réservoir d'eau, un bac de récupération 14 des portions usagées, un dispositif de pompage et de dosage d'une quantité prédéterminée d'eau et une unité de chauffage (non représentés) qui sont indispensables pour la réalisation de la boisson chaude.
A l'avant de la machine 10, au-dessus du bac à gouttes 12 et de l'égouttoir 13, se situe la tête d'extraction définie par un élément supérieur de fermeture basculant 15 d'une chambre d'extraction, articulé autour d'un axe 16, qui sera décrit plus en détail par la suite et représenté en particulier par la fig. 1B. Sur le châssis moulé 11 est monté un clavier de commande 11a comprenant un ensemble de touches de commande de fonctions 11 b dont le nombre et la nature peuvent être adaptés selon les modèles de machines. Dans une forme de réalisation simplifiée, le basculement de l'élément supérieur de fermeture 15 peut seul lancer l'extraction du café et le cycle automatique d'extraction-évacuation automatique de la portion. Dans ce cas, la commande de la machine est réduite à une seule touche de réglage de café long ou cours.
D'autres modèles plus sophistiqués pourraient avoir en outre des touches de sélection des boissons chaudes pouvant être préparées avec cette machine, telles que "café, potage, thé, infusion" avec des sélecteurs complémentaires du type "grand, moyen, petit" etc. Le clavier de commande 11a avec les touches de commande de fonctions 11 b est couplé à un mécanisme (non représenté) qui comporte notamment un temporisateur agencé pour enclencher l'opération d'évacuation de la portion après la préparation d'une boisson chaude. L'ensemble est programmé pour que le basculement de l'élément supérieur de fermeture 15 ait lieu automatiquement après que le bouton de commande de café ait été actionné. Lorsque la portion souple est positionnée dans la machine, la fermeture de la chambre d'extraction est verrouillée.
L'utilisateur enclenche l'automatisme qui extrait un café une fraction de seconde après que la pompe à eau de la machine soit stoppée et que la chambre d'extraction se soit ouverte. La portion est alors évacuée automatiquement vers le bac de récupération 14 et cette évacuation finit le cycle programmé. L'automatisme est enclenché dès l'appui sur la commande de café et finit lorsque la chambre d'extraction est ouverte et la portion évacuée.
[0023] La fig. 1B illustre plus particulièrement la machine 10 avec l'élément supérieur de fermeture 15 ouvert par pivotement autour de l'axe 16 et avec le bac à gouttes 12 portant l'égouttoir 13 retiré par rapport au châssis 11. Le bac de récupération 14 des portions usagées, disposé à l'arrière du bac à gouttes 12, est de section sensiblement rectangulaire ou carrée et de préférence amovible afin de faciliter le nettoyage et l'évacuation des portions. Deux appuis rectilignes 17 servent d'appui et de guidage pour le bac de récupération 14 des portions usagées. Un cache 18 en forme de renflement, disposé sur un des côtés du châssis 11 masque en partie un dispositif d'évacuation automatique des portions usagées, qui sera décrit en détail ci-après.
L'élément supérieur de fermeture 15 est agencé pour passer d'une position haute d'ouverture à une position basse de fermeture et est articulé par rapport à une embase 19 qui est logée dans une partie frontale supérieure du châssis 11 surplombant le bac à gouttes 12 et l'égouttoir 13. Cette embase 19 sert d'appui à un support 21 sur lequel sont déposées les portions 20 pour la préparation des boissons chaudes.
[0024] Les figures suivantes 2 à 7 montrent en détail et sous la forme de vues agrandies, l'ensemble du dispositif d'évacuation des portions usagées, dans ses différentes positions de fonctionnement, assurant l'utilisation, le maintien en position et l'évacuation automatique des portions. L'embase 19, qui sert d'appui au support 21 de section sensiblement circulaire sur lequel sont déposées les portions 20, est pourvue d'un bec verseur 22 destiné à évacuer la boisson en cours de préparation en direction du récipient récepteur (non représenté) disposé sur l'égouttoir 13, mentionné ci-dessus.
[0025] Le dispositif proprement dit, se compose d'un moteur électrique 23 qui entraîne en rotation une tige filetée 24 couplée à un arbre de sortie de ce moteur. Cette tige filetée 24 est pourvue, à son extrémité libre, d'un arrêt 26. Elle porte un poussoir 27, mobile axialement, comprenant un alésage traversant qui lui permet de se déplacer axialement le long de ladite tige filetée 24, dans un sens ou dans l'autre, selon le sens de la rotation du moteur électrique 23. Un ressort spiral 28 est monté sur la tige filetée 24 et s'appuie, d'une part, contre le poussoir 27 et, d'autre part, contre une butée fixe 29, solidaire de la paroi latérale de l'embase 19 et traversée par ladite tige filetée 24.
La fonction du poussoir 27 est de provoquer le pivotement d'une biellette 30, articulée sur un axe fixe 31, solidaire de la paroi latérale de l'embase 19 et qui est couplée, au moyen d'un trou oblong 32, à un doigt d'actionnement 33 solidaire du support pivotant 21 et agencé pour porter les portions 20.
[0026] L'élément supérieur de fermeture 15 comporte deux orifices latéraux 34 agencés pour coopérer avec deux goupilles à ressorts 35 qui s'emboitent dans les orifices latéraux 34, lorsque ledit élément est basculé dans sa position de fermeture et le maintiennent en position verrouillée. Cette position est représentée par la fig. 3, alors que la fig. 2représente l'élément supérieur de fermeture 15 relevé et basculé vers sa position d'ouverture. Sur la fig. 3 les goupilles à ressorts 35 sont effectivement engagées dans les orifices latéraux 34. Le poussoir 27 est en retrait par rapport à la biellette 30 et le moteur électrique 23 est au repos.
[0027] La fig. 4 est une vue qui illustre principalement les moyens de désengagement des deux goupilles à ressorts 35 pour libérer l'élément supérieur de fermeture 15 et permettre son basculement ver l'arrière, notamment après la préparation de la boisson chaude. Toutefois, ces moyens pourraient également être utilisés, dans une première phase d'utilisation de la machine, pour amener l'élément supérieur de fermeture 15 dans sa position haute d'ouverture afin de permettre la mise en place d'une portion. L'élément supérieur de fermeture 15 devra ensuite être ramené dans sa position basse de fermeture avant la préparation de la boisson chaude.
[0028] Ces moyens de désengagement des deux goupilles comportent un levier 36 qui est lié par l'intermédiaire d'un axe 37 à une came 38 pourvue, à ses deux extrémités opposées, respectivement d'une ouverture allongée 39 dans laquelle est engagé un téton 40 porté par chacune des goupilles à ressorts 35. Le levier 36 est pourvu d'une ouverture oblongue 41 dans laquelle est engagé un plot 42 monté sur la tige filetée 24 pour actionner le levier et le faire pivoter dans un sens ou dans l'autre en fonction de la rotation de cette tige filetée. Le pivotement du levier 36 engendre la rotation de la came 38 qui commande le déplacement axial des goupilles à ressorts 35 et leur désengagement par rapport aux orifices latéraux 34, ce qui a pour conséquence la libération de l'élément supérieur de fermeture 15.
[0029] La fig. 5 représente en perspective, l'élément d'appui 21a du support pivotant 21 (non représenté) et les moyens de verrouillage et de libération de l'élément supérieur de fermeture 15 basculant qui a été décrit précédemment en référence à la fig. 4. L'élément d'appui 21a, qui est agencé pour recevoir le support des portions, comporte une partie centrale de section circulaire ayant une forme de cuvette dont le fond 43 est équipé d'une gouttière 44 qui communique avec le bec verseur 22 pour recueillir la boisson chaude à la sortie de la chambre d'extraction, fermée de façon étanche par un joint contenu dans l'élément supérieur de fermeture pendant toute la durée de l'extraction des substances solubles contenues dans les portions.
[0030] La fig. 6 est une vue en perspective proche de celle de la fig. 2, mais où les goupilles à ressorts 35 sont représentées en position de retrait et de libération de l'élément supérieur de fermeture 15 et où le poussoir est en appui contre la biellette 30, prête à faire basculer le support pivotant 21 portant une portion 20 après usage.
[0031] La fig. 7A est une vue en élévation représentant l'élément supérieur de fermeture 15 et ses moyens de basculement, dans la même position que celle de la fig. 6. La portion 20 est encore sur le support pivotant 21 immédiatement après la phase d'extraction et de confection de la boisson chaude. La fig. 7Best une vue similaire à celle de la fig. 7A, mais qui représente le support pivotant 21 de la portion 20 relevé pour permettre l'évacuation de cette portion dans le sens de la flèche M. Le support pivotant 21 a été amené dans cette position par la biellette 30 qui a été relevée par le poussoir 27 suite à la translation de la tige filetée 24 sous l'action du moteur électrique 23.
Le support pivotant 21 peut pivoter d'un angle supérieur à 90 degrés afin de pouvoir passer sous l'élément supérieur de fermeture 15 et de garantir une bonne évacuation de la portion 20 qui est très collante après l'extraction.
[0032] Le fonctionnement de la machine 10 peut être entièrement automatique ou partiellement manuel avec seule l'évacuation des portions après usage effectuée automatiquement. Dans ce dernier cas, les phases de fonctionnement sont les suivantes:
l'utilisateur bascule vers l'arrière l'élément supérieur de fermeture 15, par exemple de façon manuelle en enfonçant les deux goupilles à ressorts 35 de manière à les dégager des orifices latéraux 34 ou de façon automatisée, lorsque la machine est mise en marche, à l'aide du mécanisme décrit en référence à la fig.
4 et mis en action par le moteur électrique 23,
l'utilisateur met en place une portion 20 sur le support 21 qui est abaissé,
il bascule vers l'avant manuellement l'élément supérieur de fermeture 15 pour fermer hermétiquement la chambre d'extraction, les goupilles à ressort 35 s'engageant alors dans les orifices latéraux 34 de l'élément supérieur de fermeture 15,
la mise en route de la préparation de la boisson chaude est enclenchée manuellement ou automatiquement,
la quantité d'eau chaude nécessaire pour préparer la boisson chaude est forcée sous une pression relativement élevée à travers les substances moulues ou en granulés contenues dans la portion 20,
la boisson chaude ainsi préparée s'écoule par le bec verseur 22 dans un récipient approprié, puis après un temps prédéterminé, défini par le temporisateur (non représenté),
le moteur 23 se met en marche en entraînant la tige filetée 24 en translation.
[0033] Dans un premier temps, le moteur 23 déplace le plot 42 et fait tourner le levier 36 qui fait tourner la came 38 et provoque le dégagement des goupilles à ressorts 35,
dans un deuxième temps, le dégagement des goupilles à ressorts 35 hors des orifices latéraux 34 produit le basculement vers sa position haute d'ouverture de l'élément supérieur de fermeture 15, sous l'action de deux ressorts de rappel 45 montés sur l'axe 16 d'articulation dudit élément supérieur de fermeture 15, et
dans un troisième temps, la translation de la tige filetée 24 déplace le poussoir 27 pour faire pivoter le support pivotant 21 de la portion chaude qui bascule dans le sens de la flèche M pour tomber dans le bac de récupération 14.
[0034] Dès que la portion utilisée est évacuée, la machine peut être remise en état pour une nouvelle opération. Cette démarche peut être effectuée manuellement par l'utilisateur ou de manière partiellement automatisée.
[0035] La présente invention résout le problème posé, à savoir celui de l'évacuation automatique de chaque portion chaude après usage afin d'éviter qu'elle ne reste dans la machine et qu'elle la dégrade au point d'imposer une opération de maintenance/nettoyage lourde. La commande des différentes opérations est de préférence effectuée par un circuit électronique programmable. Les composants mécaniques pourraient être modifiés tout en conservant les mêmes fonctionnalités. Ainsi le moteur électrique pourrait être remplacé par un moteur pneumatique. De la sorte, diverses variantes, qui restent dans le cadre de la présente invention, pourraient être imaginées.
En particulier, compte tenu de l'étroitesse de la largeur de la tête d'extraction construite autour de la portion, il est possible de prévoir la fabrication d'une machine de faible encombrement comportant plusieurs têtes d'extraction montées côte à côte et permettant la préparation de plusieurs cafés en parallèle dans devoir se préoccuper ensuite de l'évacuation des portions usagées.
Technical area
The present invention relates to an automatic portion machine for the preparation of a hot drink and in particular a coffee machine, comprising a water tank, a device for receiving a permeable pouch containing a determined dose of a substance at least partially soluble in water, in particular roasted and ground coffee, this pouch being commonly called a portion, means for heating at least a predetermined amount of the water of the tank and means for passing this amount of heated water under pressure through said portion.
Prior art
There are many types of coffee machines, manual operation, semi-automatic or automatic. The operating principle of all coffee machines is substantially the same, namely it is to heat water and to pass this heated water and pressurized through a predetermined dose of roasted coffee and ground to extract the soluble substances and aromas that dissolve in this water with a greater or lesser concentration depending on the volume of water used. The portion of coffee can be packaged in small rigid rigid containers of plastic preferably aluminized or in flexible pouches commonly called portions or "pod".
In the case of rigid containers, they are closed by a film that the machine is capable of drilling to allow the passage of heated water under pressure at the time of preparation of a coffee. In the case of flexible portions, when the bag containing the coffee is paper, they are arranged in a sealed chamber through which the water heated under pressure. These portions have the advantage of meeting all the ecological constraints of easy disposal and recycling, of respect for the environment and they are also very advantageous for the manufacturer and for the user while being entirely ecological, since the container and the contents are biodegradable and do not leave pollutant residues.
When the portions are paper, it is essential that they are removed immediately after use, because they tend to stick to the walls of the sealed chamber and, if they are forgotten for more than 30 minutes in this room, to stick to the machine and dirty it if you try to remove it until it can not be used without a thorough cleaning or even partial disassembly. It is necessary that this evacuation is done automatically because said portions are very hot and may burn the user if he tries to remove them manually after use. Some automatic machines removing the portion after use already exist, but the principle of evacuation is very slow and not visible or has risks of blocking the portion in the mechanism.
In the event of a blockage, the machine must be returned to the after-sales service for malfunction. Other machines include an automatic discharge of the portion when opening the extraction head. This principle does not prevent the user from drawing a coffee and forget the portion in the machine without opening the extraction head. In this case the wet and hot portion will stick to the walls of the extraction head and the principle is not suitable for paper portions.
In professional type machines, say Barista <(R)>, generally able to prepare several coffees simultaneously, the operation is fully automated, so that all operations, except for the loading of the coffee machine are performed automatically. In addition the vast majority of these machines operate from coffee beans and include a coffee grinder. The integration of the mill makes these machines expensive, noisy and do not correspond to the so-called consumer market. Such a machine is illustrated by the publication WO 2006/016 054 A1 and relates to a "group of preparation of at least one cup of espresso-type coffee or other hot drink from a prepackaged individual dose called" pod ".
For the market called consumer market, the machines are portioned, that is to say they can achieve one or at most two coffees from a single portion, the loading of the portion is manual, and generally the withdrawal of the portion after use is also manual. The cost of the machine and the size are decisive.
However, it is essential to note that the portions are very hot and very fragile after the extraction phase and it is difficult, even dangerous, because of the risk of burns, remove them. The user is therefore faced with two options, either he removes the portion manually at the risk of burning himself, or he leaves it in the machine at the risk of forgetting it and tearing it later, when it has cooled and stays glued for more than thirty minutes in the machine. In case of forgetfulness, the portion will stick to the walls while drying and will then become very difficult to extract from the machine.
The problem described in connection with the use of portions of coffee is the same when using the machine to prepare other drinks from partially soluble substances in hot water, for example soups, herbal teas, infusions or the like.
Presentation of the invention
The innovative solution proposed solves the problem of the automatic disposal of portions after each use of the machine to prepare a hot drink and in particular a coffee, which makes it practical and simple to use the ecological portions and in which the substances partially soluble in hot water are packaged in biodegradable materials and in particular paper.
For this purpose, the machine for preparing a hot drink according to the invention as defined in the preamble is characterized in that it is provided with an electric motor coupled to at least one automatic discharge device. the portion after each use of the machine, said at least one device being arranged to unlock and open at least one sealed extraction chamber containing a pivoting support which carries said portion, to tilt said pivoting support and to eject the used portion in a recovery tank immediately near the extraction, without user intervention.
According to a preferred embodiment, it comprises a mechanism provided with a timer arranged to engage said electric motor and actuate the pivoting movement of said rocking support after said extraction phase.
Advantageously, during the extraction phase, said extraction chamber is arranged to be fed with the heated water and under pressure, and to bring said water above said portion during the entire phase. extraction for preparing said hot drink, said electric motor being stopped and said evacuation device being in the waiting position.
Said extraction chamber is advantageously equipped with an upper closure member arranged to move from a high opening position to a low closing position of said extraction chamber, said upper closure member being associated with at least one spring pin arranged to keep it in the closed down position and to lock said chamber tightly during the extraction phase.
Preferably, said electric motor is arranged to actuate said spring pin for unlocking said upper closure element after a triggering period defined by said timer, to bring it from a position engaged to an unobstructed position and thus releasing said upper closure member and allow it to move to its upper open position.
In the preferred embodiment, the electric motor is connected to an actuating cam of said spring pin by means of a threaded rotary rod, coupled to said actuating cam, said threaded rod being the extension of the output shaft of said electric motor.
Said actuating cam of the spring pin can be pivoted on an axis, said spring pin then being connected to said actuating cam by one end and inserted into a lateral orifice of said upper closure element by one end. opposite when said spring pin is in the engaged position to ensure the locking of this upper closure element in the closed down position and disengaged from this lateral orifice when said upper closure member is in the open up position.
Said upper closure member may be provided with at least one return spring arranged to bring it from its low closing position to its upper open position when said spring pin disengaged from said corresponding lateral orifice.
In the preferred embodiment, said tilting support is associated with a link articulated on an axis integral with said extraction chamber, and coupled to said tilting support and said link is arranged to cooperate with a pusher integral with said cam. actuated by means of a lever and guided by said threaded rod.
For this purpose, said link may comprise an oblong opening arranged to cooperate with an actuating finger integral with the pivoting support and said pusher is arranged to rotate the link in a high position corresponding to the evacuation of the portion when the electric motor drives said threaded rotatable rod in a first direction to tilt said pivoting support from said portion.
Preferably, said pivoting support is arranged to pivot at an angle greater than 90 degrees and to pass under the upper closure element.
The machine advantageously comprises a frame and a removable used portions of the collection tray disposed in a housing of said frame.
Brief description of the drawings
The present invention and its advantages will appear better in the following description of an embodiment given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:
<tb> figs. 1A and 1B <sep> represent perspective overall views, respectively in the closed position and in the open position, of the machine according to the invention,
<tb> fig. 2 <sep> is a perspective view showing the extraction chamber in open position
<tb> fig. 3 <sep> represents a side view which illustrates the extraction chamber in closed and locked position,
<tb> fig. 4 <sep> represents a view from below illustrating the extraction chamber in the closed position, the upper closure element being locked,
<tb> fig. 5 <sep> is a partial perspective view of the locking means of the upper closure element of the extraction chamber,
<tb> fig. 6 <sep> represents a view of the extraction chamber in the open position similar to that of FIG. 2, before the tilting of the support of the portion, and
<tb> figs. 7A and 7B <sep> represent side views of the extraction chamber with the upper closure element open, respectively when the support of the portion is in the lower position and when the support of the portion is in the tilting position of the part.
Best way to realize the invention
With reference to FIGS. 1A and 1B, the machine 10 for the preparation of a hot drink comprises a frame 11 composed at the front of a drip tray 12 surmounted by a grid, or drainer 13, on which the user places a container, in particular a cup of coffee to receive the hot drink and especially coffee, at the time of preparation. At the rear of the drip tray 12 is the frame 11, preferably molded of synthetic material, which delimits an interior space in which are arranged a water tank, a recovery tank 14 used portions, a pumping device and metering a predetermined amount of water and a heating unit (not shown) which are indispensable for producing the hot drink.
At the front of the machine 10, above the drip tray 12 and the drip tray 13, is located the extraction head defined by an upper tilting closure member 15 of an extraction chamber, articulated around an axis 16, which will be described in more detail later and shown in particular in FIG. 1B. On the molded chassis 11 is mounted a control keyboard 11a comprising a set of function control keys 11b whose number and nature can be adapted according to the machine models. In a simplified embodiment, the tilting of the upper closure member 15 can only initiate extraction of the coffee and the automatic cycle of automatic extraction and evacuation of the portion. In this case, the control of the machine is reduced to a single key of setting long coffee or course.
Other more sophisticated models could also have selection keys hot beverages that can be prepared with this machine, such as "coffee, soup, tea, infusion" with additional selectors of the type "large, medium, small" etc. The control keyboard 11a with the function control keys 11b is coupled to a mechanism (not shown) which includes in particular a timer arranged to engage the operation of evacuation of the portion after the preparation of a hot drink. The assembly is programmed for the tilting of the upper closure member 15 to take place automatically after the coffee control button has been actuated. When the flexible portion is positioned in the machine, the closure of the extraction chamber is locked.
The user switches on the automatic control which extracts a coffee a fraction of a second after the water pump of the machine is stopped and the extraction chamber has opened. The portion is then evacuated automatically to the recovery tank 14 and this evacuation ends the programmed cycle. The automation is activated when the coffee control is pressed and ends when the extraction chamber is open and the portion evacuated.
FIG. 1B illustrates more particularly the machine 10 with the upper closure member 15 pivotally open about the axis 16 and with the drip tray 12 carrying the drainer 13 removed relative to the frame 11. The recovery tank 14 portions used, disposed at the rear of the drip tray 12, is of substantially rectangular or square section and preferably removable to facilitate cleaning and evacuation portions. Two rectilinear supports 17 serve as support and guide for the recovery tank 14 of the used portions. A bulge-shaped cover 18 disposed on one side of the frame 11 partially masks an automatic discharge device for used portions, which will be described in detail hereinafter.
The upper closure element 15 is arranged to move from a high opening position to a low closing position and is articulated with respect to a base 19 which is housed in an upper front portion of the frame 11 overhanging the drip tray. 12 and the drainer 13. This base 19 serves to support a support 21 on which are deposited portions 20 for the preparation of hot drinks.
The following figures 2 to 7 show in detail and in the form of enlarged views, the entire device for discharging used portions, in its various operating positions, ensuring the use, the holding in position and the automatic portion removal. The base 19, which serves to support the support 21 of substantially circular section on which the portions 20 are deposited, is provided with a spout 22 for discharging the drink being prepared towards the receiving container (not shown ) disposed on the drip tray 13, mentioned above.
The device itself, consists of an electric motor 23 which rotates a threaded rod 24 coupled to an output shaft of the engine. This threaded rod 24 is provided at its free end with a stop 26. It carries a pusher 27, axially movable, comprising a through bore which allows it to move axially along said threaded rod 24, in one direction or in the other, according to the direction of rotation of the electric motor 23. A spiral spring 28 is mounted on the threaded rod 24 and is supported on the one hand against the pusher 27 and on the other hand against a fixed stop 29 secured to the side wall of the base 19 and traversed by said threaded rod 24.
The function of the pusher 27 is to cause the pivoting of a rod 30, articulated on a fixed axis 31, integral with the side wall of the base 19 and which is coupled, by means of an oblong hole 32, to a finger actuator 33 secured to the pivoting support 21 and arranged to carry the portions 20.
The upper closure element 15 has two lateral orifices 34 arranged to cooperate with two spring pins 35 which fit into the lateral orifices 34, when said element is tilted in its closed position and hold it in the locked position. . This position is represented by FIG. 3, while FIG. 2represente the upper closure element 15 raised and tilted to its open position. In fig. 3 the spring pins 35 are effectively engaged in the lateral openings 34. The pusher 27 is set back relative to the rod 30 and the electric motor 23 is at rest.
FIG. 4 is a view that mainly illustrates the disengagement means of the two spring pins 35 to release the upper closure member 15 and allow it to tilt back, especially after the preparation of the hot drink. However, these means could also be used, in a first phase of use of the machine, to bring the upper closure member 15 in its upper open position to allow the establishment of a portion. The upper closure member 15 will then be returned to its lower closed position prior to the preparation of the hot beverage.
These disengaging means of the two pins comprise a lever 36 which is connected via an axis 37 to a cam 38 provided at its two opposite ends, respectively with an elongate opening 39 in which is engaged a pin 40 carried by each of the spring pins 35. The lever 36 is provided with an oblong opening 41 in which is engaged a stud 42 mounted on the threaded rod 24 to actuate the lever and rotate in one direction or in the other depending on the rotation of this threaded rod. The pivoting of the lever 36 causes the rotation of the cam 38 which controls the axial displacement of the spring pins 35 and their disengagement with respect to the lateral orifices 34, which results in the release of the upper closure element 15.
Fig. 5 shows in perspective, the support element 21a of the pivoting support 21 (not shown) and the locking and release means of the upper tilting closure element which has been described above with reference to FIG. 4. The support element 21a, which is arranged to receive the support portions, comprises a central portion of circular section having a bowl shape whose bottom 43 is equipped with a channel 44 which communicates with the spout 22 for collecting the hot drink at the outlet of the extraction chamber, sealed by a seal contained in the upper closure element for the duration of the extraction of the soluble substances contained in the portions.
FIG. 6 is a perspective view close to that of FIG. 2, but where the spring pins 35 are shown in the position of withdrawal and release of the upper closure member 15 and wherein the pusher bears against the link 30, ready to tilt the pivoting support 21 carrying a portion 20 after use.
FIG. 7A is an elevational view showing the upper closure element 15 and its tilting means, in the same position as that of FIG. 6. The portion 20 is still on the pivoting support 21 immediately after the extraction phase and making the hot drink. Fig. 7Bis a view similar to that of fig. 7A, but which represents the pivoting support 21 of the raised portion 20 to allow the evacuation of this portion in the direction of the arrow M. The pivoting support 21 has been brought into this position by the link 30 which has been raised by the pusher 27 following the translation of the threaded rod 24 under the action of the electric motor 23.
The pivoting support 21 can pivot at an angle greater than 90 degrees in order to pass under the upper closure element 15 and to ensure a good evacuation of the portion 20 which is very sticky after the extraction.
The operation of the machine 10 may be fully automatic or partially manual with only the evacuation of portions after use performed automatically. In the latter case, the operating phases are as follows:
the user tilts back the upper closure member 15, for example manually by depressing the two spring pins 35 so as to disengage the side orifices 34 or automatically, when the machine is turned on with the aid of the mechanism described with reference to FIG.
4 and actuated by the electric motor 23,
the user places a portion 20 on the support 21 which is lowered,
it manually tilts forward the upper closure element 15 to seal the extraction chamber, the spring pins 35 then engaging in the lateral orifices 34 of the upper closure element 15,
the start of the preparation of the hot drink is initiated manually or automatically,
the quantity of hot water required to prepare the hot drink is forced under a relatively high pressure through the ground or granular substances contained in the portion 20,
the hot beverage thus prepared flows through the spout 22 into a suitable container, and then after a predetermined time, defined by the timer (not shown),
the motor 23 starts by driving the threaded rod 24 in translation.
At first, the motor 23 moves the stud 42 and rotates the lever 36 which rotates the cam 38 and causes the release of the spring pins 35,
in a second step, the release of the spring pins 35 from the lateral orifices 34 produces the tilting towards its upper open position of the upper closure element 15, under the action of two return springs 45 mounted on the articulation axis 16 of said upper closure element 15, and
in a third step, the translation of the threaded rod 24 moves the pusher 27 to pivot the pivoting support 21 of the hot portion which tilts in the direction of the arrow M to fall into the recovery tank 14.
As soon as the portion used is evacuated, the machine can be refurbished for a new operation. This approach can be done manually by the user or partially automated.
The present invention solves the problem, namely that of the automatic removal of each hot portion after use to prevent it from remaining in the machine and degrades to the point of imposing an operation maintenance / heavy cleaning. The control of the various operations is preferably performed by a programmable electronic circuit. The mechanical components could be modified while retaining the same functionality. Thus the electric motor could be replaced by a pneumatic motor. In this way, various variants that remain within the scope of the present invention could be imagined.
In particular, given the narrowness of the width of the extraction head built around the portion, it is possible to provide for the manufacture of a small-sized machine having several extraction heads mounted side by side and allowing the preparation of several coffees in parallel in having to worry then about the evacuation of the used portions.