ITMI20120784A1

ITMI20120784A1 - Erogatore di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande.

Info

Publication number: ITMI20120784A1
Application number: IT000784A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Morabito
Original assignee: Fas International Spa
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-11-09
Also published as: EP2661998A1

Description

"EROGATORE DI DOSI DI POLVERI PER DISTRIBUTORI AUTOMATICI PER LA PREPARAZIONE DI BEVANDE"

CAMPO TECNICO

La presente invenzione si riferisce ad un erogatore di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande.

PRECEDENTI DELL'INVENZIONE

Le polveri da infusione o solubili vengono usate nei distributori automatici per la preparazione di bevande da erogare su richiesta di un utente. Un esempio di polvere da infusione è dato dalla polvere di caffè utilizzata per la preparazione del caffè espresso. Il caffè espresso è una bevanda ottenuta dalla percolazione di acqua calda sotto pressione che passa attraverso uno strato di polvere di caffè. Nel passaggio attraverso la polvere di caffè, la pressione dell'acqua si esaurisce e la bevanda fuoriesce a pressione atmosferica. La macinatura del caffè tostato particolarmente fine e la compattazione della polvere di macinatura offre una resistenza all'acqua di percolazione tale da permettere l'estrazione di sostanze aromatiche che regalano alla bevanda le tipiche caratteristiche di crema, aroma, corpo e retrogusto.

Qualità diverse di caffè conferiscono alla bevanda gusti, aromi e caratteristiche organolettiche diverse. Miscelando tra di loro qualità diverse di caffè si possono ottenere infinite combinazioni di gusti e aromi. I vari tipi di miscela possono inoltre essere trattati per estrarre il contenuto di caffeina dal caffè, ottenendo caffè decaffeinato.

Chiaramente ogni consumatore ha proprie preferenze in termini di gusto della bevanda preparata; nei distributori automatici moderni deve essere prevista quantomeno la possibilità di scelta tra erogazione di caffè "normale" e caffè decaffeinato .

Per quanto riguarda le polveri solubili, esse sono utilizzate nei distributori automatici per la preparazione di bevande al gusto di cioccolato, al gusto di latte, al gusto di latte e cioccolato e simili. Le polveri solubili vengono mescolate con acqua calda in modo tale da sciogliersi nella stessa e realizzare la bevanda.

Anche in questo caso esistono innumerevoli combinazioni possibili di polveri solubili per ottenere una grande varietà di tipologie di bevande.

Da quanto sopra si evince che i distributori automatici devono poter immagazzinare diversi tipi di polveri per la preparazione di diverse tipologie di bevande, in maniera tale da poter soddisfare le esigenze di una pluralità di utenti.

A tale scopo, è noto dotare i distributori automatici di una pluralità di erogatori di dosi di polveri, ciascuno dei quali dotato di una camera di contenimento per un tipo di polvere e di organi dosatori per prelevare dall'interno della camera di contenimento una dose di polvere necessaria alla preparazione di una bevanda. Gli organi dosatori sono solitamente costituiti da un motore elettrico che pone in rotazione una coclea pescante all'interno della camera di contenimento e afferente ad un dispositivo compattatore di polveri. La rotazione della coclea provoca l'estrazione della polvere dalla camera di contenimento ed l'invio della stessa al dispositivo compattatore che provvede a compattare le polveri per predisporle ad essere erogate ad una camera di percolazione/miscelazione per la preparazione della bevanda.

Gli erogatori di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande della tecnica nota presentano tuttavia alcuni inconvenienti.

Infatti, lo spazio a disposizione all'interno del distributore automatico per l'alloggiamento degli erogatori, sebbene generoso, non consente di alloggiare un numero elevato di erogatori. Si noti infatti, che l'ingombro offerto dall'erogatore è dato sia dalla camera di contenimento delle polveri che dagli organi dosatori i quali, tra l'altro, necessitano di essere collegati in parallelo alla camera di percolazione/miscelazione per la preparazione della bevanda.

Inoltre, il costo di produzione di ogni erogatore ha un'incidenza non trascurabile sul costo complessivo di produzione del distributore automatico, in quanto gli organi dosatori necessitano di un motore elettrico per ogni camera di contenimento (si noti che le camere di contenimento sono solitamente realizzate in materiale plastico adatto allo stoccaggio di prodotti alimentari ed hanno un costo di produzione trascurabile rispetto agli organi dosatori).

In vista dello stato della tecnica descritto, compito tecnico della presente invenzione è quello di proporre un erogatore di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande esente dagli inconvenienti sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un erogatore di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande che consenta lo stoccaggio di un numero elevato di tipi di polveri.

Ulteriore scopo della presente invenzione è proporre un erogatore di dosi di polveri per distributori automatici che, a parità di numero di tipi di polveri erogabili, presenti costi di produzione ridotti rispetto alla tecnica nota.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

In accordo con la presente invenzione, il compito tecnico e gli scopi proposti vengono raggiunti mediante un erogatore di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande secondo le caratteristiche di una o più delle annesse rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione, data a titolo di esempio non limitativo con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la figura 1 mostra una vista schematica prospettica di un erogatore di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande in accordo con la presente invenzione,

la figura 2 mostra una vista dall'alto dell'erogatore di figura 1;

- la figura 3 è vista in sezione secondo il piano III-III dell'erogatore di figura 2;

- le figure da 4 a 6 sono ingrandimenti di un particolare dell'erogatore di figura 3 in diverse fasi operative; e

- la figura 7 è una rappresentazione schematica a blocchi di alcuni particolari dell'erogatore di figura 1.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

Un erogatore di polveri da infusione per distributori automatici in accordo con la presente invenzione è stato complessivamente indicato con il numero 1.

L'erogatore 1 oggetto della presente invenzione è atto a stoccare ed erogare dosi di polveri per la preparazione di bevande in distributori automatici.

L'erogatore 1 comprende una pluralità di camere di contenimento 2 tra loro distinte per contenere polveri di prodotti da infusione e/o da miscelazione. Un esempio di polvere da infusione è il caffè macinato utilizzato per la preparazione di caffè, ed un esempio di polvere da miscelazione è il latte in polvere. Le camere di contenimento 2 sono distinte nel senso che ciascuna di esse è adibita ad alloggiare polveri senza la possibilità che le polveri di una camera possano invadere o mescolarsi con le polveri contenute in un'altra camera. Preferibilmente le camere di alloggiamento sono almeno due. Nella forma realizzativa preferita dell'invenzione, le camera di alloggiamento 2 sono quattro, come mostrato in figura 1. Le camere di alloggiamento 2 hanno una forma prismatica, preferibilmente sono sagomate come settori di cilindro tra di loro affiancate a realizzare un cilindro. Per forma cilindrica si intende nel contesto della presente invenzione una forma sostanzialmente cilindrica, vale a dire una forma che è assimilabile ad un cilindro; in altre parole la forma cilindrica di cui sopra non deve necessariamente essere intesa in senso strettamente geometrico. Tutte le camere di contenimento 2 sono ruotabili intorno ad uno stesso asse di rotazione X. Si noti che l'asse di rotazione X è esterno a tutte le camere di contenimento 2, vale a dire non attraversa le camere 2. Ogni camera 2 è dotata di un rispettivo coperchio superiore 3 (si veda figura 3) scorrevole all'interno della camera 2, in particolare scorrevole lungo una direzione parallela all'asse X. Ciascun coperchio superiore 3 è sostanzialmente sempre in contatto con il pelo libero delle polveri contenute nella rispettiva camera 2, abbassandosi all'abbassarsi del pelo libero delle polveri. In questo modo, oltre ad evitare che oggetti estranei possano entrare nella camera di contenimento 2, le polveri sono meno esposte all'aria conservando le proprie caratteristiche organolettiche in maniera migliore. Preferibilmente, le camera di alloggiamento 2 sono realizzate in materiale plastico del tipo adatto ad entrare in contatto con prodotti alimentari .

L'erogatore 1 comprende inoltre organi compattatori 4 predisposti a pressare una dose di polveri proveniente da una delle camere di alloggiamento 2 (secondo modalità più avanti specificate) per realizzare una pastiglia da inviare in una camera di percolazione e/o di miscelazione per la preparazione della bevanda. Gli organi compattatori 4 comprendono un cilindro 5 circondato dalle camere di alloggiamento 2 (figura 1). Il cilindro 5 è fisso e le camere di alloggiamento 2 ruotano rispetto ad esso. In particolare, il cilindro 5 funge da guida per la rotazione delle camere 2, le quali sono ruotabilmente vincolate allo stesso attraverso pattini 2a che contattano la superficie laterale esterna del cilindro 5 (figura 1 e 2). Il cilindro 5 presenta un asse di sviluppo coincidente con l'asse di rotazione X delle camere 2. Il cilindro 5 presenta un'apertura 6 posta in prossimità del fondo delle camere 2 (figura 3) per consentire selettivamente a ciascuna camera di alloggiamento 2 di essere in comunicazione di fluido con l'interno del cilindro e trasferire ad esso dosi di polveri. Si noti che il cilindro 5 presenta una sola apertura 6 di entrata per le polveri. Gli organi compattatori 4 comprendono inoltre un pistone 7 (figura 3) scorrevole nel cilindro 5 per compattare le polveri ivi trasferite. Nella parte terminale del cilindro 5 è previsto uno sportello 8 di chiusura del cilindro stesso. Lo spazio delimitato dal pistone 7, lo sportello 8 e l'interno del cilindro 5 crea una camera di compattazione 9. Lo sportello 8 è mobile tra una posizione di chiusura del cilindro 5 (figura 3, 4 e 5) in cui chiude a tenuta il cilindro e quindi la camera di compattazione 9 ed una posizione di apertura del cilindro 5 (figura 6) nella quale mette in comunicazione di fluido l'interno del cilindro 5 con l'ambiente esterno aprendo la camera di compattazione 9. Quando le polveri sono state caricate nella camera di compattazione 9, il pistone 7 si trova in posizione sollevata e lo sportello 8 è in posizione di chiusura (figura 4). Il pistone 7 viene quindi abbassato e compatta le polveri (figura 5) riducendo il volume della camera di compattazione 9. Si noti che in questa fase lo sportello 8 è in posizione di chiusura. Quando le polveri sono state compattate realizzando una pastiglia, lo sportello 8 si apre aprendo la camera di compattazione 9 e consentendo alla pastiglia formata di essere scaricata per raggiungere una camera di percolazione/miscelazione del distributore automatico (figura 6). Si noti che l'apertura 6 nel cilindro 5 è affacciata alla camera di compattazione 9 quando il pistone 7 è in posizione sollevata, mentre l'apertura 6 viene chiusa dal pistone 7 quando quest'ultimo è nella posizione abbassata.

L'erogatore 1 comprende organi dosatori 10 selettivamente attivi su una camera di contenimento 2 alla volta e predisposti a prelevare polveri dalle camere di contenimento 2 ed erogarle agli organi compattatori 4. Gli organi dosatori 10 e le camere di contenimento 2 sono tra di loro mobili in modo tale che gli organi dosatori 10 siano selettivamente affacciati ad una camera di contenimento sola. Nella forma realizzativa preferita dell'invenzione, le camere di contenimento sono ruotabili e gli organi dosatori 10 sono fissi. A tale scopo, l'erogatore 1 comprende una base di alloggiamento il dalla quale si sviluppano le camere di alloggiamento 2. La base di alloggiamento il è ruotabile intorno al citato asse di rotazione X rispetto ad un telaio di supporto 12 per gli organi dosatori 10. La base di supporto 12, oltre agli organi dosatori 10, sorregge anche la base di alloggiamento il. La base di alloggiamento il ha forma sostanzialmente circolare e su di essa sono attivi organi di movimentazione 13 predisposti a porre in rotazione la stessa. Nella forma realizzativa preferita dell'invenzione (si veda figura 1), gli organi di movimentazione 13 comprendono una ghiera 13a che si sviluppa lungo l'intera circonferenza della base di alloggiamento il. La ghiera 13a è meccanicamente accoppiata ad un pignone 13b dotato di sedi di accoppiamento con i denti della ghiera 13a, in modo tale che la rotazione del pignone 13b determini la rotazione della base di alloggiamento il intorno all'asse di rotazione X. Il pignone 13b è montato girevole sul telaio di supporto 12 degli organi dosatori 10.

All'interno di ogni camera di contenimento 2 è prevista una coclea 14 (figura 3) che attraversa tutta la camera di contenimento 2 in direzione Y perpendicolare all'asse di rotazione X. In particolare, ciascuna coclea 14 si sviluppa a partire dalla parete perimetrale della base di alloggiamento 11 fino alla parete del cilindro 5, alla stessa quota dell'apertura 6. La prima estremità della coclea 14, vale a dire quella posta in corrispondenza della parete perimetrale della base di alloggiamento 11, è dotata di una boccola 14a predisposta a ricevere in accoppiamento meccanico un albero rotante. Quando la coclea 14 viene posta in rotazione, essa convoglia le polveri contenute nella camera di contenimento 2 verso l'apertura 6 degli organi compattatori 4. A tale proposito, ciascuna coclea 14 è selettivamente impegnata dagli organi dosatori 10 i quali provvedono a trasferire quantità di moto alla coclea 14 per porla in rotazione.

Gli organi dosatori 10 comprendono un motore elettrico 15 avente un albero motore 15a (mostrato in figura 1) meccanicamente accoppiato ad un organo di trasmissione 16 (figura 3). L'organo di trasmissione 16 è mobile rispetto all'albero motore per accoppiarsi e disaccoppiarsi da ciascuna coclea 14 (in figura 3 l'organo di trasmissione è illustrato nella condizione di disaccoppiamento dalla coclea 14). In particolare, l'organo di trasmissione 16 è predisposto ad accoppiarsi meccanicamente alla boccola 14a della coclea 14. La mobilità dell'organo di trasmissione 16, vale a dire il suo movimento da e verso la coclea 14 è attuata da un qualsiasi dispositivo meccanico o elettromeccanico in grado di traslare l'organo di trasmissione. Un esempio di dispositivo utilizzabile per traslare l'organo di trasmissione è dato dal sistema di innesto di un motorino di avviamento del tipo utilizzato sulle autovetture. Ruotando le camere di contenimento 2, una boccola 14a di una rispettiva camera 2 viene affacciata all'organo di trasmissione 16. Traslando quest'ultimo ed accoppiandolo alla boccola 14a, la coclea 14 viene azionata spingendo le polveri nel cilindro 5, ed in particolare nella camera di compattazione 9, attraverso l'apertura 6.

L'attivazione degli organi dosatori 10 e degli organi compattatori 4 è gestita da una unità di comando e controllo 17 (figura 7). Si noti che quanto segue sarà riferito all'erogatore 1 sopra descritto, vale a dire dotato di una pluralità di camere di contenimento 2 rotanti. Tuttavia, quanto segue è riferibile anche ad un erogatore del tipo comprendente un'unica camera di contenimento 2 alla quale sono associati rispetti organi dosatori (ad esempio del tipo già descritti) che azionano una coclea 14 posta all'interno della camera di contenimento 2. La coclea 14 ha la funzione di trasferire polveri ad organi compattatori 4 del tipo sopra descritto, vale a dire comprendenti il cilindro 5 ed il pistone 7 (e dotati dell'apertura 6).

All'unità di comando e controllo 17 viene inviato un segnale SP rappresentativo del tipo di polveri da erogare agli organi compattatori 4. Si noti infatti che la quantità di polveri da inviare agli organi compattatori 4 è funzione del tipo di polvere, ad esempio polveri di caffè liofilizzato richiedono quantitativi diversi rispetto a polveri di caffè espresso. In funzione del segnale SP ricevuto l'unità di comando e controllo genera ed invia un segnale SR agli organi di movimentazione 13 rappresentativo della camera di contenimento 2 da affacciare agli organi dosatori 10 (nel caso di erogatore del tipo sopra già descritto). Tale operazione è assente nel caso di erogatore dotato di una camera di contenimento 2 alla quale sono associati rispettivi organi dosatori 10. Gli organi di movimentazione 13, ed in particolare il pignone 13b, al ricevimento del segnale SR pongono in rotazione la base di alloggiamento 11 affacciando la camera contenente la polvere selezionata agli organi dosatori 10. L'unità di comando e controllo 17 genera ed invia un segnale SA di attivazione all'organo di trasmissione 16 il quale al ricevimento dello stesso si accoppia meccanicamente alla coclea 14. L'unità di comando e controllo 17 genera ed invia inoltre un segnale SQ rappresentativo di una quota di posizionamento al pistone 7. Al ricevimento di tale segnale SQ, il pistone 7 si posiziona alla predeterminata quota all'interno del cilindro 5 definendo, in combinazione con lo sportello 8, un volume di contenimento della camera di compattazione 9. Tale volume è pari al volume di polvere che dovrà essere compattato per realizzare la pastiglia di polveri da erogare al dispositivo di percolazione/miscelazione per la preparazione della bevanda. Quindi, l'unità di comando e controllo 17 genera ed invia un segnale SC al motore elettrico 15 degli organi dosatori 10 in modo tale che la coclea 14 ruoti immettendo polveri nel cilindro 5. Si noti che l'unità di comando e controllo 17 aziona il motore 15 e quindi la coclea 14 per un tempo predeterminato funzione della quantità di polveri da immettere negli organi compattatori 4. A tale proposito, un timer 18 qenera un segnale ST rappresentativo del tempo di azionamento della coclea 14 e lo invia all'unità di comando e controllo 17. Alternativamente, l'unità di comando e controllo aziona il motore 15 fintanto che la coclea 14 compie un predeterminato numero di giri funzione della quantità di polveri da immettere negli organi compattatori 4. In questo caso, un encoder 19 attivo sulla coclea 14 genera ed invia all'unità di comando e controllo 17 un segnale SE rappresentativo dei giri compiuti dalla coclea 14. Per garantire l'effettivo afflusso della quantità necessaria di polveri all'interno della camera di compattazione 9, il tempo di azionamento del motore 15 (o il numero di giri della coclea 14) è maggiore del tempo (o del numero di giri della coclea 14) nominale necessario a convoqliare il quantitativo di polveri predeterminato. Il pistone 7 compatta quindi la polvere e l'apertura dello sportello 8 consente l'erogazione della pastiglia così realizzata alla camera di percolazione/miscelazione del distributore automatico.

Chiaramente un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti alle configurazioni sopra descritte. Tali varianti e modifiche sono tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Erogatore di dosi di polveri per distributori automatici per la preparazione di bevande comprendente una pluralità di camere di contenimento (2) tra loro distinte per contenere polveri, organi compattatori (4) predisposti a pressare una dose di polveri, organi dosatori (10) selettivamente attivi su una camera di contenimento (2) alla volta predisposti a prelevare polveri dalle camere di contenimento (2) ed erogarle agli organi compattatori (4), detti organi dosatori (10) e dette camere di contenimento (2) essendo tra di loro mobili per affacciare selettivamente una camera di contenimento (2) alla volta agli organi dosatori (10).
2. Erogatore secondo la rivendicazione 1, in cui dette camere di contenimento (2) presentano forma sostanzialmente a settore cilindrico e sono ruotabili intorno ad un asse di rotazione (X) comune per affacciarsi selettivamente a detti organi dosatori (10).
3. Erogatore secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente una base di alloggiamento (11) dalla quale dette camere di contenimento (2) si sviluppano in allontanamento; detta base di alloggiamento (11) essendo ruotabile intorno ad un asse di rotazione (X) rispetto ad un telaio di supporto (12) per detti organi dosatori (10).
4. Erogatore secondo le rivendicazioni 2 e 3, in cui detti organi compattatori (4) comprendono un cilindro (5) fisso rispetto a detto telaio di supporto (12) e circondato da dette camere di contenimento (2), ed un pistone (7) scorrevole in detto cilindro (5) per compattare le polveri ivi trasferite .
5. Erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una coclea (14) attiva all'interno di ciascuna di dette camere di contenimento (2), ciascuna coclea (14) essendo selettivamente impegnabile da detti organi dosatori (10) e selettivamente posta in comunicazione di fluido con detti organi compattatori (4) per trasferire agli stessi dosi di polvere.
6. Erogatore secondo la rivendicazione 5, in cui detti organi dosatori (10) comprendono un motore elettrico (15) avente un albero motore meccanicamente accoppiato ad un organo di trasmissione (16); detto organo di trasmissione (16) essendo mobile rispetto a detto albero per accoppiarsi e disaccoppiarsi meccanicamente e selettivamente a ciascuna di dette coclee (14).
7. Erogatore secondo le rivendicazioni 4 e 5, in cui detto cilindro (5) degli organi compattatori (4) comprende un'apertura laterale (6), detta apertura laterale (6) essendo selettivamente impegnabile da ciascuna coclea (14) per mettere in comunicazione di fluido la rispettiva camera di contenimento (2) con il cilindro (5) e trasferire dosi di polvere nello stesso.
8. Erogatore secondo la rivendicazione 3 in cui detta base di alloggiamento (11) comprende una cremagliera (13a) impegnata da un pignone (llb); detto pignone (13b) ponendo in rotazione detta base di alloggiamento (11) intorno a detto asse di rotazione (X).
9. Erogatore secondo le rivendicazioni 3 e 4, in cui detto cilindro (5) di detti organi compattatori (4) è coassiale all'asse di rotazione (X) di dette camere di contenimento (2).
10. Distributore automatico comprendente almeno un erogatore (1) di dosi di polveri secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.