ES2368225A1 - Máquina para preparar cafe. - Google Patents
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Abstract
Máquina para preparar café.Comprende una cámara (8) de infusión para alojar por lo menos una dosis de café, y medios para suministrar agua a presión a dicha cámara (8) de infusión, comprendiendo dichos medios un conjunto de cilindro (2) y émbolo (3), definiendo dicho émbolo (3) en el interior del cilindro (2) una cámara (6) para alojar una determinada cantidad de agua, y siendo capaz dicho émbolo (3) de acumular, en una posición activa, energía potencial susceptible de ser transmitida en forma de presión al agua de dicha cámara (6), al contactar dicho émbolo (3), en dicha posición activa, con el agua de dicha cámara (6), y se caracteriza por el hecho de que dicha cámara (8) de infusión está dispuesta adyacente a la cámara (6) de agua de dicho cilindro (2), definiendo ambas cámaras una pared (9) que incluye por lo menos un orificio (10) por el que, una vez abierto, circula el agua a presión hasta dicha cámara (8) de infusión, recuperando dicho émbolo (3) la posición de reposo en el interior de dicha cámara (6) mientras es suministrada el agua a presión a través de dicho orificio (10).
Description
Máquina para preparar café.
La presente invención se refiere a una máquina
para preparar café expreso que puede funcionar sin necesidad de usar
energía eléctrica.
Es conocido que para preparar un café expreso es
necesario hacer pasar agua caliente a una temperatura superior a
80ºC, a través del café molido, a una presión superior a la
atmosférica, preferiblemente comprendida entre 7 y 9 atmósferas. De
este modo, se extraen del café todos los componentes solubles que le
dan todo su sabor y aroma.
El componente más característico que diferencia
las máquinas de café expreso de otras máquinas de preparar café, es
la bomba de presión que permite expulsar el agua a la presión antes
mencionada, a través de la cámara de infusión que comprende la dosis
de café molido.
Se han desarrollado máquinas que presentan la
particularidad de que la presión de agua para obtener el café
expreso se procura mediante sistemas alternativos a la bomba de
presión, con la intención de obtener máquinas autónomas, en las que
el café pueda llevarse a cabo sin necesidad de consumir energía
eléctrica.
La patente internacional WO/2007/088309 describe
una de dichas máquinas en la que, en lugar de una bomba de presión
se utiliza un gas comprimido, a modo de pistón, para forzar el paso
de una determinada cantidad de agua caliente a través de la cámara
de infusión. En esta máquina, que es comercializada mediante el
nombre de "Handpresso", la cámara de gas se presuriza hasta
adquirir la presión requerida mediante bombeo manual de aire
contenido en un cilindro. Después, el aire comprimido es liberado
hasta el receptáculo que contiene la dosis de agua, para forzar el
paso de agua a través de la cámara de infusión.
En la máquina descrita en la patente
"Handpresso" la presión que el aire ejerce sobre el agua
disminuye durante la erogación, a medida que el agua cede espacio al
aire. Por lo tanto, la presión que ejerce el aire sobre el agua no
se mantiene constante durante toda la erogación del café, resultando
un café expreso sub-extractado o de baja
calidad.
La patente europea EP0231156 describe otra
máquina para preparar café en la que la presión necesaria para
suministrar el agua se obtiene, en este caso, de un émbolo que
acumula energía potencial elástica procedente de la fuerza de
compresión de un muelle dispuesto en una de las cámaras del cilindro
que define dicho émbolo.
La compresión del muelle se realiza bombeando
manualmente agua en el interior de la cámara del propio cilindro,
con el objetivo de retraer el émbolo hasta la posición activa. La
fuerza de reacción del muelle sobre el émbolo posibilita el
mantenimiento de una presión sobre el agua mientras dicho émbolo se
desplaza en el interior de la cámara de agua del cilindro, hasta
adquirir la posición de reposo.
Sin embargo, la configuración de la máquina
descrita por la mencionada patente europea presenta numerosos
inconvenientes.
Uno de dichos inconvenientes radica en el hecho
de que el agua es suministrada a través de una red de tubos que
conectan la cámara de agua del cilindro con la cámara de infusión.
En la práctica, el largo recorrido que debe efectuar el agua hasta
llegar a la cámara de infusión impide el suministro de una presión
constante por parte de dicho muelle y, por lo tanto, la producción
de un café expreso de inferior calidad.
Otro inconveniente radica en el hecho de que el
conjunto de cilindro y émbolo responsable de suministrar el agua a
presión está dispuesto dentro de un depósito que almacena la misma
agua que después tiene que ser suministrada a la cámara de infusión.
Esto resulta poco adecuado desde el punto de vista sanitario, ademas
de incidir muy negativamente en el mantenimiento de la cafetera.
Por otro lado, dado el gran número de elementos
que están en contacto con el agua, aún en el supuesto de incorporar
agua hirviendo al mencionado depósito, la citada configuración
impedirla el mantenimiento de una temperatura adecuada del agua para
obtener una infusión de café en calidad de expreso.
El objetivo de la presente invención es resolver
los inconvenientes mencionados, desarrollando una iré quina para
preparar café expreso que resuelve los inconvenientes antes
mencionados y que puede emplearse sin necesidad de consumir energía
eléctrica.
De acuerdo con este objetivo, la presente
invención proporciona una máquina para preparar café que comprende
una cámara de infusión para alojar por lo menos una dosis de café, y
medios para suministrar agua a presión a dicha cámara de infusión,
comprendiendo dichos medios un conjunto de cilindro y émbolo,
definiendo dicho émbolo en el interior del cilindro una cámara para
alojar una determinada cantidad de agua, y siendo capaz el émbolo de
dicho cilindro de acumular, en una posición activa, energía
potencial susceptible de ser transmitida en forma de presión al
agua, al contactar dicho émbolo, en dicha posición activa, con el
agua de dicha cámara. Dicha máquina se caracteriza por el hecho de
que la cámara de infusión está dispuesta adyacente a la cámara de
agua de dicho cilindro, definiendo ambas cámaras una pared que
incluye por lo menos un orificio por el que, una vez abierto,
circula el agua a presión hasta dicha cámara de infusión,
recuperando dicho émbolo la posición de reposo en el interior de
dicha cámara mientras es suministrada el agua a presión a través de
dicho orificio.
En la máquina de la presente invención el agua
es suministrada a presión directamente desde la cámara del cilindro
que contiene el émbolo flotante hasta la cámara de infusión, a
través del orificio practicado en la pared que definen ambas
cámaras, el cual actúa como regulador de caudal. Gracias a ello,
dado que el recorrido que debe efectuar el agua es muy reducido,
resulta viable garantizar durante toda la erogación una presión y
temperatura adecuadas para obtener un café expreso de alta
calidad.
Otra ventaja de la máquina de la presente
invención radica en el hecho de que al estar situada la cámara de
infusión adyacente a la cámara del cilindro que almacena el agua, el
tamaño de la cafetera puede ser muy reducido, y el diseño muy
compacto. Esto resulta especialmente interesante en una cafetera
como la de la presente invención que puede ser empleada sin
necesidad de ser conectada a la red eléctrica y, por lo tanto, que
es susceptible de ser transportada de un sitio a otro, en el
trabajo, en el campo, en la oficina, etc...
Preferentemente, la pared que definen ambas
cámaras está provista de un rebaje configurado para recibir una
dosis de café en polvo. De este modo, el diseño es todavía más
simple y compacto, siendo extremadamente reducido el recorrido que
debe efectuar el agua hasta contactar con el café.
Ventajosamente, dicho rebaje está configurado
para recibir una bolsa que comprende una dosis de café.
Alternativamente, dicho rebaje está configurado
para recibir una cápsula que comprende dicha dosis de café. En este
caso, las paredes de la cámara de infusión comprenden medios para
perforar la cápsula al ser ésta acoplada en la cámara de
infusión.
Preferentemente, dicha cámara de infusión
comprende una pared amovible dispuesta en correspondencia con la
pared que comprende los orificios a través de los que circula el
agua procedente de la cámara del cilindro.
Ventajosamente, dicha pared amovible es una
pared de un elemento amovible de la carcasa de dicha máquina.
Según una primera realización preferida de la
presente invención, el émbolo de la máquina acumula en su posición
activa energía potencial elástica procedente de la fuerza de
compresión aplicada a un muelle dispuesto en la cámara del cilindro
que aloja el vástago de dicho émbolo. Sin embargo, alternativamente,
dicho émbolo puede acumular en su posición activa energía potencial
procedente de la fuerza de compresión aplicada a un fluido dispuesto
en la cámara del cilindro que aloja el vástago de dicho émbolo.
De acuerdo con la mencionada realización
preferida, la fuerza de compresión aplicada al muelle se obtiene al
retraer el vástago del émbolo hasta alcanzar su posición activa en
el interior de la cámara del cilindro destinada a alojar el agua y,
preferentemente, dicha máquina comprende medios de tracción que
actúan sobre dicho vástago para retraer dicho émbolo hasta dicha
posición activa.
Ventajosamente, dichos medios de tracción
comprenden una palanca asociada a unas pinzas susceptibles de
acoplarse y desacoplarse al vástago de dicho émbolo, permitiendo
dichas pinzas, en su posición de acoplamiento, la retracción de
dicho vástago al ser accionada dicha palanca en un determinado
sentido de giro.
Otra vez ventajosamente, dichas pinzas están
articuladas a un émbolo tractor unido a dicha palanca a través de un
piñón dentado y cremallera.
Dicha palanca puede ser accionada manualmente o
eléctricamente.
Según la realización preferida descrita, la
máquina comprende un depósito para almacenar agua, dispuesto por lo
menos parcialmente en la cámara del cilindro que aloja el vástago y,
preferentemente, dicho depósito comunica con la cámara del cilindro
destinada a alojar agua a través de un conducto, permitiendo dicho
conducto la succión de agua de dicho depósito al ser retraído dicho
émbolo en el interior de dicha cámara.
De este modo, el agua necesaria para hacer un
café puede ser suministrada a la cámara del cilindro al mismo tiempo
que el vástago del cilindro es retraído hasta alcanzar su posición
activa.
Ventajosamente, dicha máquina comprende medios
para calentar el agua dispuestos en una pared de la cámara del
cilindro. Aunque, alternativamente, dichos medios para calentar el
agua pueden estar dispuestos en una de las caras del propio émbolo
del cilindro.
Según una segunda realización, la fuerza de
compresión aplicada al muelle se aplica, mientras dicho émbolo
mantiene fija su posición, al desplazar un elemento compresor de
dicho muelle dispuesto acoplado en el extremo del vástago opuesto a
dicho émbolo.
Preferentemente, dicho elemento compresor
comprende un roscado interno acoplable al extremo roscado de dicho
vástago, de modo que dicho muelle es comprimido al roscar dicho
elemento en el extremo de dicho vástago.
Ventajosamente, dicho elemento compresor está
unido solidario a un elemento de la carcasa de dicha máquina.
Para mayor comprensión de cuanto se ha expuesto
se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y sólo a
titulo de ejemplo no limitativo, se representan dos casos prácticos
de realización.
En dichos dibujos,
las figuras 1 a 8 corresponden a una primera
realización preferida en la que la fuerza de compresión se aplica al
retraer el émbolo en la cámara del cilindro. La figura 9 corresponde
a una segunda realización en la que la fuerza de compresión se
aplica al roscar un elemento compresor en el extremo del vástago del
émbolo, mientras dicho embolo mantiene fija su posición.
la figura 1 muestra una vista exterior de la
primera realización preferida.
la figura 2 muestra una sección de la vista de
la figura 1, con el émbolo del cilindro en posición de reposo.
la figura 3 muestra una sección de la vista de
la figura 2.
la figura 4 muestra una vista exterior de la
misma realización preferida, con la palanca alzada del mecanismo de
tracción.
la figura 5 muestra una sección de la vista de
la figura 4, en la que el émbolo del cilindro ha sido retraído a una
posición intermedia.
la figura 6 muestra una sección de la vista de
la figura 5.
la figura 7 muestra una sección análoga a la de
las figuras 2 y 5, con el émbolo del cilindro en posición
activa.
la figura 8 muestra una sección análoga a la de
las figuras 3 y 6, con el émbolo del cilindro en posición
activa.
la figura 9 muestra una vista esquemática de una
sección de la máquina correspondiente a la segunda realización.
A continuación se describen dos realizaciones en
las que la máquina 1 de la presente invención está constituida por
un conjunto de cilindro 2 y émbolo 3, que incluye un muelle 4
helicoidal montado en la cámara que aloja el vástago 5 del émbolo
3.
Gracias a la presencia del citado muelle 4, en
ambas realizaciones el émbolo 3 es capaz de acumular, en su posición
activa, energía potencial elástica procedente de la fuerza de
compresión aplicada a dicho muelle 4. Dicha energía potencial es
susceptible de ser transmitida en forma de presión al agua
almacenada en la cámara 6 del cilindro, definida por el mismo émbolo
3.
En la realización que muestran las figuras 1 a
8, la fuerza de compresión sobre el muelle 4 se aplica al retraer el
vástago 5 a lo largo de la cámara 6, desde la posición de reposo que
muestran las figuras 2 y 3, hasta la posición activa que muestran
las figuras 7 y 8 en la que el muelle 4 está comprimido. En cambio,
en la realización que muestra la figura 9, la fuerza de compresión
sobre el muelle 4 se aplica al roscar un elemento compresor 7 en el
extremo del vástago 5, mientras dicho émbolo 3 se mantiene fijo.
No obstante, en ambas realizaciones, la cámara 6
en la que se almacena el agua se halla dispuesta adyacente a una
segunda cámara 8 destinada a alojar la dosis de café en polvo. Dicha
cámara 8, también llamada cámara de infusión, define junto con la
cámara 6 del cilindro 2, una pared 9 que incluye los orificios 10
por los que circula, en posición de abierto de una válvula de paso,
el agua a presión para preparar la infusión de café.
Tal y como puede verse en las figuras adjuntas,
la pared 9 está provista de un rebaje 9a configurado para recibir
una bolsa mono-dosis estándar, SISTEMA E.S.E.
("Easy Serving System") de café en polvo. Sin embargo, dicho
mismo rebaje 9a puede estar configurado para recibir tanto café
molido como una cápsula de café. En este último caso, las paredes de
la cámara 8 de infusión vendrían provistas de elementos para
perforar la pared de la cápsula.
En la realización preferida de las figuras 1 a
8, la cámara 8 de infusión incluye una pared 11 amovible unida
solidaria a un elemento 12a amovible de la carcasa 12 que está
acoplado al cilindro 2. Dicho elemento 12a incluye un orificio 13
(de 3 a 4 mm de diámetro) de salida para permitir la erogación de la
infusión de café.
Tal y como se ha comentado anteriormente, en
esta realización preferida, el muelle 4 se comprime al retraer el
vástago 5 dentro de la cámara 6 del cilindro 2. Para ello, se emplea
un mecanismo de tracción que incluye una palanca 14 unida a un
émbolo 15 al que se encuentran articuladas unas pinzas 16 de agarre
susceptibles de acoplarse y desacoplarse al vástago 5.
La palanca 14 está unida al émbolo 15 mediante
un mecanismo de piñón dentado 17 y cremallera 18, de modo que al
accionar la palanca 14 hacia arriba, el émbolo 15 se desplaza hacia
abajo hasta que dicha palanca 14 queda dispuesta un ángulo de 90ºC
con respecto al vástago 5. En este momento, las pinzas 16 de agarre
del émbolo 15 se acoplan al vástago 5, posibilitando su retracción
al ser accionada hacia abajo la palanca 14, y desplazado hacia
arriba el émbolo 15.
En la realización preferida de las figuras 1 a
8, el vacío que se genera al retraer el émbolo 3 en la cámara 6 del
cilindro 3, es aprovechado para succionar agua de un depósito 19
provisto en la propia cámara del cilindro 2 que comprende el muelle
4. Para ello, se ha provisto un conducto con válvula
anti-retorno, que comunica el depósito 19 con la
cámara 6 del cilindro 2.
Tras realizar una succión de agua, la palanca 14
vuelve a ser accionada hacia arriba, pero en este momento las pinzas
16 de agarre se desacoplan, liberando el vástago 5 y su émbolo 3, el
cual, por efecto de la fuerza de compresión del muelle 4 tiende a
recuperar su posición contactando a presión el agua almacenada en la
cámara 6 del cilindro 2. La palanca 14 es accionada sucesivamente
hasta la succión de todo el volumen de agua deseado, que corresponde
a una dosis de café, siendo ésta seleccionada por el usuario entre
las tres posibilidades que proporciona la máquina (corto o
"ristretto" de 20 a 25 ml, expreso de 30-35 ml,
y largo o "lungo" de 45 a 50 ml).
Las figuras 7 y 8 muestran dos secciones de la
máquina 1 en las que, tras haber sido accionada sucesivamente la
palanca 14, el émbolo 3 se halla en su posición activa contactando a
presión, por efecto de la fuerza de compresión del muelle 4, el
volumen de agua almacenado en la cámara 6.
Tal y como se ha comentado anteriormente, la
figura 9 describe una segunda realización de la máquina 1 en la que
la fuerza de compresión sobre el muelle 4 se aplica al roscar un
elemento compresor 7 en el extremo del vástago 5, mientras dicho
émbolo 3 se mantiene fijo. Dicho elemento 7 se halla unido solidario
a un primer cuerpo 20 de la carcasa.
En esta realización, a diferencia de la
realización preferida anteriormente descrita, la cámara 6 del
cilindro 2 debe de ser cargada con agua por el usuario antes de
accionar el elemento compresor 7.
Para preparar el café, en ambas realizaciones se
procede a abrir la válvula de paso de los orificios 10 de la pared 9
de la cámara 6 del cilindro 2, de modo que la energía potencial
elástica acumulada por el émbolo 3 es liberada, permitiendo el paso
de un caudal de agua a una presión aproximada de 8 atmósferas a
través de los orificios 10, hasta la cámara 8 de infusión.
El agua de la máquina 1 puede ser calentada
mediante resistencias 21, o un elemento equivalente, preferiblemente
situado en la base de la cámara 8 de infusión, opcionalmente situado
en el propio émbolo 3, o en cualquier pared de la cámara 6 que
almacena el agua, o incluso en el conducto del depósito 19.
Las resistencias 21 pueden ser alimentadas
mediante baterías 22 recargables o pilas, las cuales también pueden
ser utilizadas para alimentar un sistema eléctrico de accionamiento
de la palanca 14 o elemento compresor 7, alternativo al manual, en
otras realizaciones.
A pesar de que se ha descrito y representado dos
realizaciones concretas de la presente invención, es evidente que el
experto en la materia podrá introducir variantes y modificaciones, o
substituir los detalles por otros técnicamente equivalentes, sin
apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones
adjuntas.
Por ejemplo, aunque se ha hecho referencia en la
presente memoria a dos realizaciones en las que el émbolo 3 acumula
en su posición activa energía potencial procedente de la fuerza de
compresión de un muelle 4. Dicho émbolo 3 puede acumular energía
potencial procedente de la fuerza de compresión aplicada a un
fluido. Así, por ejemplo, el pistón elástico puede ser sustituido
por un pistón de hidrógeno comprimido o por un pistón hidráulico,
capaces de acumular, también en su posición activa, energía
potencial susceptible de ser transmitida en forma de presión al
agua.
De igual modo, a pesar de que en las
realizaciones descritas se ha hecho referencia a un mecanismo de
tracción y a un elemento compresor 7 para comprimir el muelle 4,
tanto uno como otro podrían ser sustituidos por otros sistemas
equivalentes que permitieran igualmente comprimir el muelle 4 al
objeto de acumular energía potencial elástica en el émbolo 3.
Claims (15)
1. Máquina para preparar café que comprende una
cámara (8) de infusión para alojar por lo menos una dosis de café, y
medios para suministrar agua a presión a dicha cámara (8) de
infusión, comprendiendo dichos medios un conjunto de cilindro (2) y
émbolo (3), definiendo dicho émbolo (3) en el interior del cilindro
(2) una cámara (6) para alojar una determinada cantidad de agua, y
siendo capaz dicho émbolo (3) de acumular, en una posición activa,
energía potencial susceptible de ser transmitida en forma de presión
al agua de dicha cámara (6), al contactar dicho émbolo (3), en dicha
posición activa, con el agua de dicha cámara (6),
caracterizada por el hecho de que dicha cámara (8) de
infusión está dispuesta adyacente a la cámara (6) de agua de dicho
cilindro (2), definiendo ambas cámaras una pared (9) que incluye por
lo menos un orificio (10) por el que, una vez abierto, circula el
agua a presión hasta dicha cámara (8) de infusión, recuperando dicho
émbolo (3) la posición de reposo en el interior de dicha cámara (6)
mientras es suministrada el agua a presión a través de dicho
orificio (10).
2. Máquina según la reivindicación 1, en la que
dicha pared (9) está provista de un rebaje (9a) configurado para
recibir una dosis de café en polvo.
3. Máquina según la reivindicación 2, en la que
dicho rebaje (9a) está configurado para recibir una bolsa que
comprende dicha dosis de café.
4. Máquina según la reivindicación 2, en la que
dicho rebaje (9a) está configurado para recibir una cápsula que
comprende dicha dosis de café.
5. Máquina según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que dicha cámara (8) de infusión
comprende una pared (11) amovible dispuesta en correspondencia con
la pared (9) que comprende dicho orificio (10).
6. Máquina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que dicho émbolo (3) acumula en su
posición activa energía potencial procedente de la fuerza de
compresión aplicada a un fluido dispuesto en la cámara del cilindro
(2) que aloja el vástago (5) de dicho émbolo (3).
7. Máquina según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que dicho émbolo (3) acumula en su
posición activa energía potencial elástica procedente de la fuerza
de compresión aplicada a un muelle (4) dispuesto en la cámara del
cilindro (2) que aloja el vástago (5) de dicho émbolo (3).
8. Máquina según la reivindicación 7, en la que
dicha fuerza de compresión se aplica al retraer el émbolo (3) en la
cámara (6) del cilindro (2) destinada a alojar dicha agua, hasta
alcanzar dicha posición activa.
9. Máquina según la reivindicación 8, que
comprende un mecanismo (14, 15, 16) de tracción que actúa sobre el
vástago (5) de dicho émbolo (3) para retraer dicho émbolo (3) hasta
dicha posición activa.
10. Máquina según la reivindicación 9, en la que
dicho mecanismo de tracción comprende una palanca (14) asociada a
unas pinzas (16) susceptibles de acoplarse y desacoplarse al vástago
(5) de dicho émbolo (3), permitiendo dichas pinzas (16), en su
posición de acoplamiento, la retracción de dicho vástago (5) al ser
accionada dicha palanca (14) en un determinado sentido de giro.
11. Máquina según la reivindicación 10, en la
que dicha palanca (14) es accionada manualmente.
12. Máquina según la reivindicación 10, en la
que dicha palanca (14) es accionada eléctricamente.
13. Máquina según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende un conducto que comunica
la cámara (6) del cilindro (2) destinada a alojar agua, con un
depósito (19) para almacenar agua, permitiendo dicho conducto la
succión de agua de dicho depósito (19) al ser retraído dicho émbolo
(3) en el interior de dicha cámara (6).
14. Máquina según la reivindicación 7, en la que
dicha fuerza de compresión se aplica al desplazar un elemento
compresor (7) de dicho muelle (4) dispuesto acoplado en el extremo
del vástago (5) opuesto a dicho émbolo (3), mientras dicho émbolo
(3) mantiene fija su posición.
15. Máquina según la reivindicación 14, en la
que dicho elemento (7) compresor comprende un roscado interno
acoplable al extremo roscado de dicho vástago (5), de modo que dicho
muelle (4) es comprimido al roscar dicho elemento (7) en el extremo
de dicho vástago (5).
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