ES2934935T3 - Dispositivo de prensado rotativo calibrado para café molido en polvo - Google Patents

Abstract

Un dispositivo prensador rotativo (10) para café molido en polvo, capaz de ejercer una compresión calibrada y regular, así como una rotación solamente durante el retorno de la palanca de operación, reduciendo así los conocidos problemas de adherencia del polvo al disco (110), reducción de dosis y costos adicionales. La unidad de prensado rotatorio (100) comprende un cuerpo cilíndrico (101) con un pistón de nitrógeno (102, 103) que empuja axialmente un eje (104) que luego transfiere dicha compresión al disco, el cual tiene una ranura helicoidal (105) que sirve como una pista integrada, atravesada por un pasador (106) solidario del cuerpo cilíndrico para provocar su giro sobre sí mismo simultáneamente con el deslizamiento vertical. Entre el eje y el disco se interpone un rodamiento de tipo unidireccional (108), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de prensado rotativo calibrado para café molido en polvo

La presente invención se refiere a un dispositivo de prensado rotativo calibrado para café molido en polvo; en particular, la solución propuesta proporciona un prensado calibrado y regular, con una rotación del disco solo durante el retorno de la palanca de operación.

Campo de la invención

La invención encuentra una aplicación particular, pero no exclusiva, en el sector industrial de los equipos profesionales expreso de bar. En particular, se propone un útil dispositivo de palanca para presionar y nivelar de manera óptima la dosis de café molido en polvo que se dispensa en la cantidad deseada dentro del filtro de un recipiente portafiltro para máquinas de café expreso; en que dicho dispositivo es del tipo también llamado pisón de palanca dinamométrica con giro.

En general, son ampliamente conocidas las máquinas de café expreso profesionales, convencionalmente denominadas máquinas de café, que consisten esencialmente en una estructura formada por una caldera que genera agua caliente y vapor que se envía a uno o varios caños que pasan por un número correspondiente de cubetas portafiltros que contienen el café molido. Por tanto, su filtro deberá ser previamente llenado con café en polvo mediante una máquina específica apta para moler y dosificar café con precisión, también denominada aparato molinillo dosificador de café. En particular, dicho recipiente portafiltros se llenará con la cantidad exacta de café en polvo en función del número de dosis a dispensar y de su calidad; generalmente, en uso profesional, se proporcionan una o dos dosis para preparar una o dos tomas de café expreso.

Además de dichos molinillos dosificadores, también son conocidos y se han difundido algunos dispositivos capaces de prensar dicha dosis de café recién molido dispensada en el interior del filtro, para nivelar e igualar la cantidad contenida en el mismo con el fin de facilitar dicha extracción en la máquina de café expreso; dichos dispositivos, de hecho, se denominan convencionalmente pisones de café molido. En principio, los pisones más conocidos que se utilizan en los bares o en el hogar son de tipo manual, también llamados pisones de café o en inglés tamper, de madera o de plástico o de acero, en los que un cuerpo de una sola pieza tiene la forma de un mango de sello de goma para ser presionado con la palma de la mano, con la superficie libre que mira hacia abajo que tiene una forma circular para adaptarse al diámetro del filtro y permitir una compresión de la cantidad no homogénea de café molido en el mismo; esta operación nivela dicha cantidad y también expulsa el aire atrapado en el mismo para dar al café en polvo una consistencia homogénea y una forma regular de manera que el agua y/o el vapor de agua que se introducen en el filtro puedan pasar uniformemente a través del café molido correspondiente a la dosis deseada, extrayendo de forma correcta el café expreso. La práctica común de apisonar el filtro después de la molienda mediante el uso de dicho pisón permite por lo tanto servir a los clientes tomas de café con calidad y dosis constantes, y también permite reducir considerablemente la cantidad de café desperdiciado por salida casual del filtro y/o por una mala extracción, reduciendo así también la suciedad alrededor del equipo y los consiguientes costes adicionales de limpieza.

También se conocen algunas soluciones mejoradas de dichos pisones o pisones de café manuales, como por ejemplo pisones que integran, dentro de un cuerpo hueco, sistemas adecuados para medir y/o controlar automáticamente la presión ejercida de forma efectiva sobre el filtro, que se denominan convencionalmente pisones dinamométricos. Esencialmente, éstos integran medios mecánicos de tipo elástico, como por ejemplo uno o más resortes de torsión, interpuestos entre el cuerpo hueco del pisón y un medio de prensado que se desliza axialmente en su interior de tal forma que la carga de compresión ejercida sobre el filtro no supera un valor determinado, independientemente de la fuerza aplicada en el exterior por la palma de la mano; dichos medios actúan por lo tanto como un amortiguador e incluso distribuidor de carga sobre el polvo molido. En algunos casos más evolucionados, el operador también puede regular la carga transmitida a los medios de prensado interpuestos, pudiendo incluir un intervalo de medida con un indicador móvil con forma de dinamómetro mecánico.

Además, la práctica de comprimir dicho café molido en el filtro, utilizando dicho pisón manual o pisón, con una ligera rotación dada por un movimiento de giro de la muñeca, es bien conocida por los operadores profesionales más atentos a la calidad del servicio ofrecido. Dicho truco permite nivelar y distribuir uniformemente el café molido, así como simultáneamente despegar los residuos de café en polvo que tienden a adherirse a la superficie inferior de los medios de prensado debido a la adherencia a la superficie y/o a la fricción entre materiales y/o a humedad u otras causas concurrentes. Se ha observado además que el operario deberá ejecutar dicha operación de prensado manual con posible giro con especial cuidado y precisión para obtener un buen resultado de prensado y extracción, y además mantener dentro del filtro la cantidad de café molido dispensada, es decir la dosificación exacta, evitando así desperdicios y perjuicios resultantes de la caída del polvo del filtro y/o de la adherencia de dichos residuos a los medios de prensado; dichos problemas ocurren diariamente durante la práctica profesional, lo que limita considerablemente la calidad ofrecida y también hace que las operaciones de limpieza de los electrodomésticos sean más largas y complejas.

Desde hace muchos años, se encuentran disponibles en el mercado de equipos profesionales de bar expreso pisones manuales de diferentes formas y/o materiales, de tipo estático/monopieza o incluso dinamométricas, que en ocasiones están diseñadas para mejorar la ergonomía del manejo manual o la calidad del prensado. Entre estos, pueden verse, solo a modo de ejemplo, se encuentran manipuladores manuales de tipo dinamométrico, en US2004206243 (Foster et al.), US7325491 (Petiziol) o AU2014100166 (Friedman); entre los pisones manuales que facilitan la rotación gracias a un borde que se apoya en el filtro, puede verse, por ejemplo, KR101710100 (Choi Sun Wook et al.) o KR101314136 (Yeo Tae Geon).

Con el fin de hacer más repetible la operación de prensado, es decir con una calidad constante, así como fácil en el uso profesional diario, algunas empresas del sector han propuesto algunas soluciones mejoradas con una estructura portante fija y una horquilla de soporte para dicho filtro-cubeta de sujeción, en la que un medio de prensado, generalmente accionado por una palanca manual, se traslada para presionar el café molido en el interior del filtro de forma controlada; entre ellas, se conocen soluciones con pisones integrados en un aparato especial dosificador triturador, que comparten la misma estructura portante así como algunos elementos, o se conocen soluciones más versátiles del tipo autónomo, y que están provistas de una estructura portante de mostrador, es decir del tipo llamado autónomo, que están separados físicamente de otros equipos, con los que sólo comparten dicha cubeta portafiltros. Debe recordarse que cada pisón corresponde a un diámetro de filtro particular para poder realizar dicha compresión, es decir compactación de polvo, en el mejor de los casos. Entre dichas soluciones de tipo autónomo, mencionamos, sólo a modo de ejemplo, el pisón de palanca dinamométrica denominado comercialmente CPS, de la empresa italiana MACAP Srl, 30030 Maerne di Martellago VE -www.macap.it.

La presente invención propone una solución ventajosa para un pisón dinamométrico rotativo profesional, con palanca de accionamiento manual que traslada verticalmente una unidad central móvil, dentro de la cual el medio de prensado es a su vez trasladado verticalmente por un pistón que aplica una fuerza constante y controlada, ejerciendo además una rotación tal que evita los problemas mencionados anteriormente de adherencia al medio de prensado y/o desperdicio y/o reducción de la dosis y/o limpieza. Con referencia a la forma de realización preferente, se describe un pisón de mostrador del tipo autónomo o independiente mencionado anteriormente. Estado de la técnica

Con el fin de determinar el estado de la técnica relacionado con la solución propuesta, se ha realizado una comprobación convencional en la literatura de patentes mediante la búsqueda en archivos públicos, que conducen a la identificación de algún estado de la técnica, entre ellos:

D1 US6260457 (Tegel et al.);

D2 CPS TWIST, de la empresa italiana MACAP Sri, 30030 Maerne di Martellago VE - www.macap.it; D3 WO2014203073 (Mazzer);

D4 WO2008081238 (Hughes).

El documento D1 propone un sistema de compresión de palanca que traslada un bloque de prensado central con respecto a un cilindro de soporte fijado a la estructura portante, en el que dicho bloque de prensado incluye internamente un pistón de resorte con un disco de compresión para presionar el polvo molido en el filtro, que es adecuado para ayudar la acción del operador mediante un empuje eficaz y antirrotura, consiguiendo así una compresión homogénea, así como repetible, para la siguiente extracción de bebida.

El documento D2 describe un pisón dinamométrico de uso profesional, del tipo autónomo, que ejerce una compresión calibrada y un movimiento rotatorio sobre el polvo de café molido, con el fin de prensarlo y además mejorar su distribución en el filtro para la siguiente extracción en una taza mediante máquinas de café expreso profesionales. El medio de prensado, que también ejerce una rotación, se traslada directamente sobre el filtro por medio de una palanca manual; comprende un cabezal, es decir el extremo que actúa sobre dicho polvo, que está realizado en un material plástico de bajo coeficiente de fricción. En este sentido, el mismo fabricante también propone una versión de dicho pisón que es adecuada para ejercer únicamente compresión y no rotación sobre el filtro, en cuyo caso el cabezal del medio de prensado está fabricado con acero.

El documento D3 propone un dispositivo de palanca que se integra frontalmente en un aparato de molinillo dosificador de café automático, para operar sin mover el recipiente portafiltro de la horquilla de soporte, el cual es apto para ejercer presión dinamométrica y rotación sobre el café molido por medio de un sistema en que una palanca manual traslada directamente un grupo cilíndrico multielemento sobre el filtro, donde se apoya en el borde, ejerciendo a continuación un empuje controlado sobre el medio de prensado central con disco en el extremo. Dicho grupo está compuesto internamente por múltiples elementos que se insertan unos dentro de otros para trasladarse telescópicamente, con un resorte central que empuja directamente dicho medio de prensado con disco, el cual también gira siendo constreñido lateralmente por medio de dos extremos opuestos de un pasador transversal integral con el propio medio de prensado; dichos extremos sobresalen hacia los lados a modo de pasadores con rodillos, para encajar de forma deslizante en un par de hendiduras en forma de ranuras helicoidales que se obtienen una frente a la otra sobre un manguito constreñido a dicho medio de prensado, el cual se interpone a modo de casquillo de retención entre el cilindro envolvente exterior y el resorte interno. Dicho sistema ejerce una compresión controlada por dicho resorte interno sobre el polvo contenido en el filtro, y simultáneamente una rotación del disco, que corresponde a la extensión de dicho par de ranuras, tanto durante la operación como durante el retorno de la palanca.

El documento D4 describe un dispositivo de prensado rotativo directo accionado por una palanca conectada a una leva que empuja progresivamente hacia abajo un medio de prensado provisto de un disco en el extremo inferior, y con un brazo que sobresale lateralmente en el extremo opuesto de tal manera que es empujado por los pasadores que sobresalen de dicha leva, en que por tanto el disco gira simultáneamente al accionamiento de la palanca. La leva proporciona un pasador para empujar hacia adelante al bajar la palanca y un pasador para el retorno de la palanca en posición elevada; si es necesario, se proporciona un resorte, que se acopla directamente en dicho brazo para facilitar dicho retorno a la posición inicial. Además, en una variante evolucionada, se proporciona una célula de carga, que es adecuada para proporcionar información digital sobre el valor de la compresión realmente ejercida sobre el filtro.

Inconvenientes

Se puede estar razonablemente de acuerdo en que las soluciones conocidas de pisones de palanca adecuadas para ejercer una compresión calibrada, es decir de tipo dinamométrico, sobre el polvo de café molido dentro del filtro son fáciles de usar y previenen eficazmente una compresión excesiva; sin embargo, se ha encontrado que las soluciones conocidas, como por ejemplo en los documentos D1 - D4, producen una compresión desigual, que no es suficientemente homogénea y constante si se considera el recorrido completo del medio de prensado. Dicho límite es aún más claro cuando la palanca no está completamente accionada o bajada, como sucede a veces debido a la prisa o al cansancio, o en las soluciones con borde de tope y resorte, por ejemplo en el documento D3; dichas soluciones no aseguran una calidad de extracción constante de la dosis de café expreso. Generalmente, de hecho, es bien sabido que dicha calidad de extracción depende principalmente de la cantidad de café dentro del filtro y de los resultados de su compactación; por tanto, una compresión realizada apoyando sobre el filtro con medios de empuje desiguales, que no es regular y constante en todo su recorrido, comporta resultados diferentes según la cantidad realmente contenida en el mismo.

Además, un inconveniente común a todos los pisones aptos para ejercer un movimiento de rotación en el filtro con el fin de nivelar la cantidad y despegar los residuos de polvo adheridos a la superficie de la interfaz, herramientas de palanca tanto manuales como profesionales como por ejemplo en D2 - D4, es que durante la rotación provoca a menudo pequeñas o grandes pérdidas de polvo de café molido que se cae del filtro o se pega a los medios de prensado. En consecuencia, es conocido el problema de no poder mantener la dosis deseada dentro de dicho filtro y resulta grave, con desperdicios y perjuicios resultantes de la caída de dicho café molido del filtro. Se ha comprobado que dichos problemas ocurren diariamente durante la práctica profesional, limitando considerablemente de este modo la calidad del servicio ofrecido, fatigando a los operadores y haciendo más largas y complejas las operaciones de limpieza de los aparatos.

En particular, no se conoce y resulta deseable una solución de pisón de palanca que produzca dicha presión controlada con medios de empuje para ejercer presión de manera calibrada y disponible de inmediato, y que sea contextualmente adecuada para producir dicho movimiento de rotación del disco de tal manera que solucione los problemas de pérdida y/o caída del polvo del filtro anteriormente mencionados, facilitando así también la actividad profesional diaria de un operario.

Por lo tanto, se ha encontrado experimentalmente que las soluciones de prensado rotativo conocidas, como por ejemplo en los documentos D2, D3 o D4, no resuelven de manera satisfactoria los problemas mencionados anteriormente de adherencia a los medios de prensado y/o pérdida y/o caída del polvo del filtro, y que esto también se debe a que contextualmente comprimen y giran los medios de prensado sobre una cantidad de café en polvo sustancialmente blando y no homogéneo, ya que está recién molido.

Además, también es sabido que los problemas anteriormente mencionados implican un aumento de los gastos generales debido al desperdicio de café en polvo y a la limpieza frecuente de los elementos del aparato de prensado rotativo y/o del mostrador donde se encuentran colocados.

Una limitación adicional que se encuentra en los dispositivos de prensado rotativo conocidos, particularmente en los documentos D3 y D4, viene dada por el hecho de que su construcción es compleja; además, el documento D4 proporciona un sistema rotativo antihigiénico y voluminoso, con elementos móviles en voladizo.

Además, todas las soluciones conocidas permiten un ángulo de rotación limitado; entre las soluciones más evolucionadas, destacamos por ejemplo la del documento D3, en que dichas ranuras que actúan como pistas se colocan a la misma altura que un par simétrico y no pueden proporcionar una gran extensión a menos que se crucen entre sí y/o debiliten dicho manguito interpuesto que las integra.

Otro inconveniente se relaciona con los pisones hechos de un material plástico de tipo antiadherente, que posiblemente puede mejorar el deslizamiento sobre el café en polvo si se compara con una superficie de acero estándar; sin embargo, dichos materiales plásticos no se consideran óptimos para un uso profesional intensivo y prolongado. Por ejemplo, en el documento D2 se ha comprobado que dicho medio de prensado está prácticamente revestido de un material de bajo coeficiente de fricción y apto para uso alimentario como es el politetrafluoroetileno, con siglas PTFE, utilizado en ese caso para facilitar dicha rotación reduciendo el pegado del residuos de café en polvo si se compara con una superficie de acero. Sin embargo, con un uso intensivo como ocurre en la actividad profesional diaria de una barra, dicho recubrimiento de PTFE tiende a deteriorarse y/o presentar microfisuras, perdiendo así sus cualidades iniciales de antiadherencia y facilidad de limpieza, con un aumento progresivo de la fricción; además, también se conoce la posibilidad de que tal material, cuando se deteriore, pueda ser hasta cierto punto tóxico para los seres humanos y/o para el medio ambiente. Por tales motivos, por lo tanto, para uso profesional, es preferible buscar una solución mejorada para el sistema que ejerce dicha presión y dicha rotación, con el fin de limitar y/o eliminar los problemas de adherencia antes mencionados en comparación con un sistema de reducción por fricción convencional de la superficie de contacto.

Dado lo anterior, es razonable la necesidad de que las empresas del sector identifiquen soluciones innovadoras que sean capaces de superar al menos los problemas anteriormente mencionados.

Resumen de la invención

Estos y otros objetivos se logran con la presente invención de acuerdo con las características descritas en las reivindicaciones adjuntas, que resuelven los problemas planteados mediante un dispositivo de prensado rotativo (10) para café molido en polvo, apto para ejercer una compresión calibrada y regular, así como una rotación únicamente durante el retorno de la palanca de operación, reduciendo de esta manera los conocidos problemas de adherencia de polvo al disco (110), reducción de dosis y costos adicionales. La unidad de prensado rotativo (100) comprende un cuerpo cilíndrico (101) con un pistón de nitrógeno (102, 103) que empuja axialmente un eje (104) que a continuación transfiere dicha compresión al disco, el cual tiene una ranura helicoidal (105) que sirve como una pista integrada, atravesada por un pasador (106) solidario del cuerpo cilíndrico para provocar su giro sobre sí mismo simultáneamente con el deslizamiento vertical. Entre el eje y el disco se interpone un rodamiento de tipo unidireccional (108), que se aloja en un casquillo (109) conectado al disco y transfiere el giro del eje sólo durante el retorno de la palanca y no durante el movimiento de operación.

Objetivos

De esta manera, gracias a la considerable contribución creativa cuyo efecto constituye un progreso técnico inmediato e importante, se logran diferentes e importantes objetivos.

Un primer objetivo ha sido realizar un dispositivo de prensado y giro dinamométrico mejorado para café molido en polvo, del tipo accionado mediante palanca de accionamiento manual, que resulta adecuado para prensar la dosis contenida en el filtro de forma controlada y regular, desde el principio hasta el final de la acción, por medio de un resorte de empuje de tipo gas; en particular, se prevé utilizar un pistón de nitrógeno adecuado para ejercer una fuerza inmediatamente disponible, calibrada, constante y regular, y de larga duración, es decir, durante un número de ciclos generalmente superior a los previstos para el uso previsto.

Un segundo objetivo, concomitante con el primero, ha sido el de llevar a cabo dicho dispositivo de tal manera que transfiera al disco de prensado también un movimiento rotatorio para reducir considerablemente los problemas conocidos de caída y/o adherencia del polvo al medio de prensado y/o la reducción de la dosis residual tras el prensado y/o la suciedad y la higiene. En particular, con ese fin, se propone un innovador sistema de rotación, que permite un amplio ángulo y actúa solo durante el retorno de dicha palanca, y no durante la fase de operación, para actuar sobre café en polvo ya comprimido y por lo tanto más duro y más uniforme ya que su masa es compacta, de tal forma que se desprende fácilmente de una sola pieza sin desconcharse y/o dejar residuos en el disco. De hecho, se ha encontrado de forma experimental que una rotación solamente durante el retorno de la palanca es extremadamente ventajosa ya que el café en polvo no se pega a la parte inferior del disco, tal como sucede en todas las soluciones conocidas.

Un tercer objetivo, muy relacionado con dichos primer y segundo objetivo, ha sido realizar un dispositivo de prensado y giro capaz de mantener en el filtro la dosis exacta deseada de café en polvo previamente molido y dosificado, y quedar perfectamente comprimido y nivelado para la siguiente extracción de café expreso con una óptima calidad.

Un cuarto objetivo ha sido realizar un dispositivo de prensado y rotación que reduzca la suciedad de los equipos y la consiguiente necesidad de limpiarlos, reduciendo así los gastos generales.

Un quinto objetivo ha sido realizar un dispositivo de prensado y rotación apto para un uso profesional intensivo, dotado de una unidad rotativa de prensado particular de tipo compacto y formado por un número limitado de piezas mecánicas capaces de trabajar axialmente para conseguir los objetivos anteriormente mencionados de una manera técnicamente avanzada, repetible y económica.

Otro objetivo ha sido realizar un dispositivo que se pueda limpiar y desinfectar fácilmente.

Estas y otras ventajas serán aparentes a partir de la siguiente descripción detallada de algunas formas de realización preferentes tomadas junto con los dibujos esquemáticos adjuntos, cuyos detalles de ejecución no se considerarán como limitativos, sino meramente ilustrativos.

Contenido de los dibujos

La Figura 1 es una vista frontal del dispositivo de prensado rotativo calibrado de acuerdo con la presente invención, con la unidad de prensado rotativo mostrada en un recuadro discontinuo y con una sección del filtro para facilitar la comprensión;

la Figura 2 es una vista axonométrica despiezada de la unidad de prensado rotativo que se muestra en el cuadro discontinuo de la Fig. 1;

la Figura 3 es una vista general axonométrica de la unidad de prensado rotativo de las figuras anteriores, con el mecanismo de traslación y funcionamiento que se ilustra esquemáticamente con líneas discontinuas;

las Figuras 4 y 5 muestran una sección vertical de la unidad de prensado rotativo tomada a lo largo de la línea central, respectivamente en posición no activa (Fig. 4) que es antes de la operación, y en posición de operación al final de la carrera (Fig. 5);

la Figura 6 es una vista detallada ampliada de la Fig. 4;

las Figuras 7a, 7b y 7c representan una vista en alzado del dispositivo de prensado rotativo calibrado objeto de la invención, respectivamente en posición inicial (Fig. 7a), en posición de inicio de la compresión dinamométrica (Fig. 7b) y en posición de final de recorrido, con la palanca bajada (Fig. 7c);

las Figuras 8a, 8b y 8c representan una vista en planta de la posición del disco durante la fase de bajada de la palanca, es decir en movimiento de funcionamiento, respectivamente en las mismas posiciones que las anteriores (Fig. 7a, 7b, 7c) mostradas en sección en el plano de sección X1 - X1 (Fig. 7a y 8a), en el plano de sección X2 - X2 (Fig. 7b y 8b) y en el plano de sección X3 - X3 (Fig. 7c y 8c);

la Figura 9 representa una vista en planta de la posición del disco al final de la fase de subida de la palanca, que vuelve a la posición inicial mostrada en las (Figs. 7a, 8a), en que la referencia de posición en el disco se gira hacia el final de recorrido, desde donde se reiniciará la siguiente operación;

las Figuras 10a, 10b y 10c, finalmente, representan el dispositivo de prensado rotativo mostrado en las figuras anteriores (Fig. 7a, 7b, 7c), en una vista en sección vertical a lo largo de la línea central en la posición correspondiente.

Ejecución práctica de la invención

También con referencia a las figuras (Fig. 1 - 10c), la invención propuesta se refiere a un innovador dispositivo rotativo dinamométrico (10) para café molido en polvo, adecuado para un uso profesional, en el que una palanca de operación disloca verticalmente una unidad de prensa rotativa particular (100) hasta quedar por encima del filtro, y la cual (100) está dotada de un medio de empuje calibrado y constante y ejerce un giro sólo durante la fase de retorno de la palanca. La solución propuesta permite obtener un resultado óptimo en la compactación del polvo de café molido y contextualmente resuelve o limita considerablemente los problemas anteriormente mencionados de pegado al disco, de reducción de la dosis realmente extraída, de higiene, de mermas y sobrecostes como los que se han expuesto más arriba.

En principio, el dispositivo propuesto (Fig. 1 - 3) proporciona un innovador sistema de prensado calibrado con una fuerza igual a 20 Kg, inmediatamente disponible desde el inicio de la acción de dicha unidad rotatoria de prensado (100), y transmitida axialmente por un gas resorte del tipo pistón de nitrógeno que se coloca dentro de un cilindro hueco de acero (101) donde un eje rotatorio (104), colocado sobre el mismo eje de empuje, transfiere a su vez dicha fuerza a un casquillo telescópico (109) donde se fija el disco. Dicha unidad rotatoria de prensado (100) está montada sobre un plato móvil (123) conectado a un mecanismo (124) de palanca (125) que permite su ^{traslación vertical; el retorno está asegurado por un resorte de extensión (}126^{) que conecta todos estos} elementos móviles (100, 123 - 125) a una placa fija (121) integral con la estructura portante (120, 122). El giro viene dado por un sistema cinemático compuesto por un pasador cilíndrico transversal (106) de tipo fijo que engrana sobre dicho eje rotatorio (104) ya que está provisto de un mecanizado especial helicoidal, del tipo ranura pasante, caracterizado por un extensión total correspondiente a un ángulo máximo de apertura igual a 150°. A efectos de la invención, en el interior de dicho casquillo (109), entre dicho eje rotatorio (104) y el disco (110), se inserta un medio especial de giro unidireccional, que gira inactivo durante el descenso de la palanca y que en su lugar transfiere dicha rotación del eje al disco cuando se eleva dicha palanca.

Por lo que se refiere al funcionamiento del dispositivo propuesto (10) (Fig. 1, 3), cuando se acciona dicha palanca (125) girándola hacia abajo, ya que esta se encuentra conectada a dicha placa móvil (123) en la que está fijada dicha unidad de prensado rotativo (100) actuando como un medio rotativo dinamométrico con un empuje calibrado y regular, toda la cinemática desciende verticalmente aprovechando el recorrido de ralentí o no dinamométrico, hasta encontrar la resistencia debida a la compactación del café molido (202) en el interior del filtro (201) de la cubeta portafiltro (200) colocada en la horquilla (127). A continuación de la compresión del polvo de café molido, se pasa al siguiente paso donde el pistón de nitrógeno (102) interviene durante todo el recorrido (111) del vástago (103), ejerciendo así una fuerza de presión dinamométrica calibrada de 20 Kg. La rotación del disco (110) interviene sólo durante el retorno de la palanca (125), después de haber completado la fase de prensado a 20 kg; la ausencia de giro durante el movimiento de la operación de la palanca, pero por el contrario ejercerla durante la fase de retorno, se consigue interponiendo un cojinete unidireccional (108), es decir de tipo de giro libre, entre el eje rotatorio (104) y el casquillo telescópico (109) en el que se fija el disco (110), ya que dicho cojinete (108) está alojado en el mismo (109).

Debe recordarse que un cojinete de giro libre (108) es un elemento mecánico que, acoplado en el diámetro exterior y con un pasador fijado en el diámetro interior, transmite el movimiento de giro de dicho pasador en un único sentido y no en sentido contrario, girando sin tracción como un rodamiento tradicional. Por lo tanto, durante el movimiento de operación, cuando interviene el pistón (102 - 103) (Fig. 4, 6, 7b, 8b), el eje rotatorio (104) comienza a girar gracias a dicho pasador (106) que lo atraviesa en el ranura de paso y helicoidal (105) (Fig. 2), pero dado que dicho cojinete de giro libre (108) se interpone entre el mismo y el casquillo telescópico (109), donde el disco (110) está fijado a su vez, el giro el movimiento no se transmite; como consecuencia, durante el prensado dinamométrico el disco no gira (Fig. 5, 7c, 8c, 10c). Resultan especialmente apropiados para la invención rodamientos de agujas de copa estirada, de giro libre, con dimensión radial total reducida y aptos para soportar un par elevado en una sola dirección; a título de ejemplo no limitativo, resultan adecuados los rodamientos convencionalmente denominados HF, de la empresa italiana ISB - Italcuscinetti Spa, Rubiera (RE) -www.isb-bearing.com.

El prensado durante el retorno de la palanca se produce de forma diferente: la palanca (125) es seguida durante la subida mientras el pistón de nitrógeno (102) libera su compresión, pero continúa actuando sobre el eje rotatorio (104) y el café molido (203), girando dicho eje en sentido contrario al movimiento de operación. En este caso, el eje (104) comienza a girar gracias a que dicho pasador cilíndrico (106) lo atraviesa en la ranura (105) ya que dicho cojinete antirretorno (108) se interpone entre el mismo y el casquillo telescópico (109), y está a su vez fijado al disco (110), por lo tanto, dicho movimiento rotatorio se transmite generando una rotación del disco de 150°. A continuación, la siguiente rotación comenzará desde el punto donde se ha completado la anterior.

Hemos comprobado experimentalmente que utilizando dicho pistón de nitrógeno, en lugar de un resorte convencional, se asegura el valor de empuje deseado desde los primeros milímetros de carrera del vástago (103), es decir, una fuerza de compresión calibrada que se mantiene constante y regular durante toda su carrera (111), mientras que un resorte convencional, por el contrario, tiene una carga de funcionamiento exponencial, es decir, dependiente de la presión. Además, en la aplicación específica prevista en la invención, un pistón de nitrógeno asegura una duración sustancialmente mayor que la vida operativa del aparato de prensado. A los efectos de la invención, en particular, se ha encontrado que dicho movimiento giratorio unidireccional transmitido al disco en una sola dirección durante la fase de retorno de la palanca, es extremadamente ventajoso ya que evita que el café en polvo se pegue a la parte inferior del disco; de hecho se ha comprobado que dicho efecto ventajoso se debe principalmente a que dicha rotación durante la fase de subida de la palanca se produce sobre el café en polvo ya comprimido en la fase anterior de bajada de la palanca, y por tanto más duro como una masa compacta que tiende a despegarse en una sola pieza, sin desconcharse y/o dejar residuos en el disco.

En una forma de realización más detallada de un aparato de compresión y rotación que logra todos los objetivos preestablecidos, con medios capaces de transmitir, al disco (110), un movimiento de traslación sobre un eje vertical y también de rotación sobre el mismo eje, y rotando en ralentí durante la bajada de la palanca ejerciendo así sólo compresión sobre el disco, a la vez que transfiriendo compresión y también rotación durante la subida, a los efectos de la invención, se propone por tanto una combinación de elementos mecánicos de empuje (102 -105, 109 - 110) que se alinean verticalmente a lo largo del eje baricéntrico longitudinal (116) correspondiente al eje de traslación vertical, es decir el eje de dislocación, con una palanca (124 - 125) para acercarse al filtro, que combina unos medios de empuje calibrados como por ejemplo un resorte de gas particular del tipo pistón de nitrógeno (102) con un vástago central (103) que se traslada de un lado a otro empujando axialmente un eje, el cual a su vez empuja y también gira sobre sí mismo, que está provisto de una ranura pasante helicoidal (105) acoplada en el pasador cilíndrico transversal (106) fijado a un manguito de contención externo a modo de cilindro hueco (101), que a continuación se conecta de forma pivotante en su extremo inferior sobre dicho casquillo (109) del disco (110) interponiendo dicho rodamiento unidireccional (108) que tiene su eje de rotación vertical correspondiente a dicho eje (104, 116), de tal manera que gira libre en el sentido de rotación correspondiente al movimiento de operación, es decir al bajar la palanca (125), y transfiere dicho movimiento rotatorio del eje (104 -105) al disco solo durante la fase de retorno.

De esta forma, se transfiere compresión y rotación al café en polvo (110, 203) ya comprimido durante la elevación de la palanca (125) y con dicho vástago (103) en funcionamiento; en cambio, el eje gira inactivo (104, 108) ejerciendo solo compresión (110, 202) durante la bajada de la palanca. De ahí, dicha ventaja de ejercer una rotación sobre el polvo ya compactado; además, se consigue la ventaja de un giro progresivo en un único sentido, en que este truco a veces resulta favorable, a los efectos de la invención, si se compara con un giro convencional de vaivén.

Más en detalle, el dispositivo propuesto por la invención (10), realizado tal como se ha descrito anteriormente, prevé la siguiente secuencia de operaciones durante su funcionamiento: partiendo de una posición inicial (P1) con una palanca levantada (Fig. 7a, 8a, 10a), en el movimiento de funcionamiento, es decir al bajar la palanca (125), se produce una primera fase de dislocación de recorrido libre (112) del plato móvil (123) con la unidad de prensado rotativo (100), que se prolonga hasta el contacto con el café molido (202), que comprende también una primera presión no calibrada sobre el polvo, por lo tanto con el vástago (103) todavía completamente extendido, hasta llegar a la posición (P2) (Fig. 7b, 8b, 10b) donde se inicia la presión dinamométrica calibrada, que está inmediatamente disponible gracias a un ventajoso resorte de gas (102) del tipo pistón de nitrógeno, donde el pasador transversal (106) alcanza preferentemente la posición final de recorrido (P3) de la ranura (105, P3) (Fig. 7c , 8c , 10c). Por tanto, en la fase de retorno de la palanca (125), es decir al elevarla con la ayuda del resorte de extensión o retorno (126), dicho giro del disco (110) se produce en combinación con la presión calibrada de la fase anterior (113), al levantar la palanca y al menos hasta la desactivación de dicho pistón de nitrógeno, completando el ángulo (Rm) proporcionado por el mecanizado helicoidal del eje rotatorio; finalmente, con una subida adicional de la palanca se consigue una liberación completa y se vuelve a la posición inicial (P1).

Todavía sobre el ángulo de rotación del eje (104, 105) previsto, a los efectos de esta invención, se ha encontrado experimentalmente que se logran unas mayores ventajas con una rotación máxima (Rm) del disco (110) igual a 150° (Fig. 9), dada por dicho mecanizado helicoidal del eje (104) que actúa como ranura integrada (105); sin embargo, el operador profesional puede decidir no completar el recorrido del pistón (102 - 103, 111) dependiendo de las condiciones particulares de uso, o para un servicio más rápido, o por el tipo de café utilizado, o por el estilo de preparación del café expreso u otras necesidades, obteniendo en cualquier caso una compresión calibrada óptima también con una rotación efectiva sobre el polvo de café ya comprimido durante el retorno de la palanca.

Además, se observa que dicha unidad de prensado rotativo (100), en la forma de realización preferente (Fig. 1 -6), está integrada de forma ventajosa en un sistema de encimera autónomo (Fig. 1, 7a - 7c), por ejemplo una estructura de carga portante (120) con una base (122) que comprende una placa fija (121) acoplada a una placa móvil (123) correspondiente que puede moverse verticalmente por medio de un mecanismo (124) de palanca (125) (Fig. 3), el cual (123) soporta dicho grupo de prensado rotativo (100) trasladándolo sobre el filtro (201) para actuar de manera óptima sobre el café molido (202), a lo largo de su propio eje longitudinal (116). No obstante, el ventajoso sistema de prensado rotativo que se propone en la presente invención, con especial referencia a dicha unidad de prensado rotativo (100 -110), en una variante de forma de realización también puede integrarse en un equipo típico de barra profesional como por ejemplo un molinillo dosificador de café o una maquina de café expreso.; además, puede funcionar de forma manual o automática, es decir, con la ayuda de sistemas eléctricos y mecánicos en lugar de medios mecánicos accionados por palanca.

Referencia

(10) dispositivo de prensado rotativo calibrado con rotación durante la fase de retorno de la palanca, para café molido en polvo, de acuerdo con lo previsto en la presente invención; en que dicho dispositivo es del tipo también llamado pisón de palanca dinamométrica con rotación;

(100) unidad de prensado rotativo integrado, con rotación unidireccional solamente durante la fase de retorno de la palanca, de acuerdo con la presente invención;

(101) estructura cilíndrica hueca de acero, destinada a alojar elementos, fijada a la placa móvil;

(102) resorte de empuje de gas, del tipo pistón de nitrógeno;

(103) vástago del pistón o empujador central;

(104) eje rotatorio, con ranura helicoidal pasante;

(105) ranura helicoidal pasante;

(106) pasador transversal cilíndrico, fijado a agujeros en la estructura cilíndrica;

(107) orificio de fijación del pasador;

(108) rodamiento unidireccional o giro libre;

(109) casquillo telescópico;

(110) disco;

(111) recorrido o excursión total del resorte de gas;

(112) recorrido libre, con resorte de gas en reposo;

(113) recorrido dinamométrico, con fuerza de presión regulada por medio del resorte de gas que se calibra en un valor de empuje establecido;

(114) referencia de inicio fija;

(115) referencia de posición del disco;

(116) eje baricéntrico longitudinal de la unidad de prensado rotativo, correspondiente al eje vertical de deslizamiento del eje interno y también al eje de desplazamiento por medio del mecanismo de palanca;

(120) estructura portante;

(121) placa fija de la estructura portante;

(122) base;

(123) placa móvil, desplazable verticalmente con palanca y resorte;

(124) mecanismo de desplazamiento de la placa móvil;

(125) palanca de operación;

(126) resorte de extensión;

(127) horquilla;

(128) cubierta;

(200) cubeta portafiltros, para máquinas de expreso;

(201) filtro;

(202) café en polvo recién molido, sin prensar;

(203) café molido en polvo, prensado;

(P1 - P3) principales posiciones de desplazamiento del grupo de prensado, para accionar la palanca. (P1) es la posición inicial sin desplazamiento con palanca levantada en estado de reposo, en la que el vástago del resorte de gas está completamente extendido y el pasador transversal se encuentra en el tope superior de la ranura del eje. (P2) es la posición inicial de la acción de empuje del resorte de gas, el cual es calibrado y regular durante todo su recorrido. (P3) es la posición final de desplazamiento máximo con palanca bajada, en que el pasador transversal llega al tope inferior de dicha ranura, abajo, sin transferir el giro al disco durante el movimiento de operación gracias al cojinete antirretorno interpuesto en el mismo.

(Rm) ángulo máximo de rotación del disco, correspondiente a toda la excursión de la ranura helicoidal.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de prensado rotativo calibrado (10) para café molido en polvo, del tipo denominado pisón dinamométrico de palanca y destinado a ejercer compresión y rotación sobre la dosis de café (202 -203) que se muele y dispensa (202) dentro del filtro (201) de una cubeta portafiltros (200), el cual (10) comprende una estructura portante (120) con una palanca (125) que traslada verticalmente una unidad de prensado rotativo cilíndrico (100) que integra medios telescópicos, los cuales están conectados en el extremo inferior a un disco circular (110) y que están destinados a compactar de forma controlada el café en dicho filtro (201) y comprenden un resorte de empuje que, al accionar dicha palanca (125), se transfiere a dichos medios telescópicos y por tanto a dicho disco una presión calibrada, es decir dinamométrica; en que dicha unidad de prensado rotatoria (100) integra también medios de rotación simultánea a la activación de dicha palanca (125) y a dicha presión calibrada; en que dicho dispositivo de prensado rotativo (10) se caracteriza porque dicha unidad de prensado rotativo (100) transfiere dicha rotación al disco (110) únicamente en la fase de retorno de la palanca de activación (125), es decir, levantándola, mediante unos medios de movimiento interno (101 -110) integrados verticalmente a lo largo de un eje baricéntrico longitudinal (116); en que dicha unidad de prensado rotativo (100 - 110), del tipo compacto y que consiste en una estructura cilíndrica hueca en su interior (101), está cerrada por arriba y abierta por abajo para alojar un resorte de empuje del tipo pistón de gas (102) dispuesto en tope en la parte superior de manera que el vástago (103) sobresale hacia abajo y empuja, a lo largo de dicho eje (116), un eje (104, 116) contenido en éste (103) de manera que se desliza sobre el mismo eje (116) transfiriendo a dicho disco (110, 202 - 203) una compresión calibrada y regular durante su recorrido (111, 125), y en que dicho eje (104) también está provisto de una ranura pasante helicoidal (105), que es atravesada por un pasador transversal (106) que es solidario con la estructura cilíndrica (101) que está fijada horizontalmente sobre dos orificios (107) practicados en la misma, en que dicha ranura (105) provoca que dicho eje (104) gire sobre sí mismo simultáneamente a dicho deslizamiento vertical (116, 125), como una sola pista integrada; y en que entre dicho eje (104) y dicho disco (110) se interpone un cojinete (108), que es del tipo unidireccional, es decir, de giro libre en un sentido de giro, y que va alojado en un casquillo (109) conectado al disco (110), de tal manera que le transmite (110) el movimiento rotatorio de dicho eje (104 - 105) únicamente en la fase de retorno de dicha palanca (103, 125, 203) y no en el movimiento de maniobra, rodando así libremente durante el descenso de la palanca (103, 125) sólo con compresión sobre dicho polvo (202).

2. Dispositivo de prensado calibrado (10), de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque proporciona una estructura portante (120) con una placa fija (121) que contiene un mecanismo (124) accionado por dicha palanca (125) y asistido por un resorte de retorno (126), que desplaza verticalmente una placa móvil correspondiente (123) que a su vez soporta y traslada verticalmente dicha unidad de prensado rotativo (100 -110).

3. Dispositivo de prensado calibrado (10), de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicho pistón de gas (102 - 103) contiene nitrógeno, y es un pistón de nitrógeno que ejerce una fuerza inmediatamente disponible, constante y calibrada de 20 Kg con una tolerancia de /- 20%.

4. Dispositivo de prensado calibrado (10), de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 o 3, caracterizado porque la extensión de dicho deslizamiento y de dicha rotación de dicho eje (104, 116) dependen de la extensión del vástago (103, 125) y simultáneamente del desarrollo de la ranura (105 - 106), que corresponde al menos a la extensión (111) del vástago (103) y como máximo permite un ángulo de rotación (Rm) del disco (110) de 150° con una tolerancia de /-20%.