La presente invención se refiere a un mecanismo automático de erogación de café exprés, concebido para ser utilizado en cafeteras que comprenden una cámara de erogación, hasta la que se hace llegar el café molido y a la que se suministra agua caliente a presión, que pasa a través del café molido para la obtención de la infusión del mismo.

Más concretamente, el mecanismo de la invención es del tipo que comprende una estructura en la que va montado un husillo giratorio, no desplazable axialmente, que es portador de una tuerca a la que va asociado un carro desplazable, el cual dispone de una cavidad pasante paralela al husillo, cerrable superior e inferiormente por pistones, para definir una cámara de erogación.

La patente suiza 641030 (EP 0061472) describe una cafetera que incluye un mecanismo de erogación del tipo expuesto, en la cual los pistones que pueden cerrar la cámara de erogación son accionables hidráulicamente, lo cual supone una complicación del sistema y un encarecimiento considerable de la cafetera.

En la EP 0528757 se describe un mecanismo de erogación para una cafetera, el cual incluye un cilindro de erogación con una perforación que puede ser cerrada por dos émbolos para delimitar la cámara de erogación, siendo uno de los émbolos de posición fija y enfrentada a la perforación, mientras que el cilindro y el otro émbolo pueden desplazarse axialmente. El cilindro va relacionado con un husillo paralelo, mediante cuyo giro en uno u

otro sentido se consigue el desplazamiento de dicho cilindro en el sentido deseado.

Con la constitución expuesta, el cilindro de posición fija impide la carga axial del polvo de café, siendo necesario disponer de un embudo escamoteable giratorio e inclinado para la carga del mismo.

Además el émbolo móvil va montado sobre una tubuladura fija al armazón de la máquina, con interposición de juntas que deben provocar una fricción superior a la que existe entre dicho émbolo y la perforación del cilindro de erogación. Esta constitución supone una complicación en el montaje y funcionamiento del conjunto, que puede además crear problemas de funcionamiento, y que puede ser causa de frecuentes averías.

E1 objeto de la presente invención es eliminar los problemas expuestos mediante un mecanismo automático de erogación que permita la carga axial directa del polvo de café dentro de la cámara de cocción, sin tener que disponer embudos o rampas laterales de carga.

Otro objeto de la invención es simplificar el sistema de funcionamiento del émbolo o pistón móvil, de modo que se asegure en todo momento su bloqueo o libertad de movimiento, mediante elementos robustos y sin posibilidad de fallo.

También es objeto de la invención el facilitar las tareas de montaje y desmontaje del mecanismo automático de erogación en la cafetera, permitiendo así mismo su montaje en diferentes disposiciones que se

acomoden a la mejor posición dentro de la configuración de la máquina deseada.

El mecanismo de erogación de la invención es del tipo inicialmente expuesto, y comprende una estructura en la que va montado un husillo giratorio, no desplazable axialmente, el cual es portador de una tuerca a la que va lateralmente asociado un carro que es arrastrado por la tuerca en el desplazamiento axial de la misma. Este carro dispone de una cavidad pasante paralela a un husillo, la cual va cerrada inferiormente mediante un pistón inferior que es parcialmente desplazable dentro de dicha cavidad, mientras que por la parte superior la citada cavidad puede cerrase mediante un pistón superior independiente, definiendo así entre ambos pistones la cámara de erogación.

De acuerdo con la invención, el pistón superior va montado en un soporte que puede girar alrededor del husillo, entre una posición operativa en la que el pistón queda enfrentado a la cavidad del carro, y una posición inactiva en la cual dicho pistón queda fuera de la proyección de la cavidad. Este soporte es también portador de un tubo de carga de café molido, el cual se desplaza angularmente junto con dicho soporte entre una posición de carga, en la queda en alineación con la cámara y abertura superior de la misma, y una posición inactiva en la queda fuera de dicha alineación. En la primera posición citada del tubo de carga el pistón superior queda situado en la posición inactiva, mientras

que en la segunda posición de dicho tubo de carga el pistón ocupa su posición operativa.

En el equipo de invención los dos pistones, el superior e inferior, disponen de conductos para la entrada de agua y salida de infusión, pudiendo realizarse esta operación tanto en sentido descendente como en sentido ascendente.

Además, la cámara de erogación y todo el circuito de erogación puede ser calentada de forma que pueda obtenerse en cualquier momento la infusión de café a temperatura deseada, manteniéndose esta constante para cada infusión. Este calentamiento puede llevarse a cabo mediante inyección de vapor de agua o mediante resistencia eléctrica, o cualquier otra fuente térmica.

El pistón inferior se prolonga inferiormente en un vástago tubular que queda rematado en un ensanchamiento inferior dotado de una garganta periférica sobre la que es acoplable un elemento de bloqueo elástico, cuando la tuerca y el carro alcanzan su posición limite inferior. E1 ensanchamiento inferior citado del vástago actúa sobre el elemento de bloqueo, provocando su deformación elástica, para acoplarse en o liberarse de la garganta, al ser dicho ensanchamiento empujado en sentido descendente por el carro o al ser empujado el pistón en sentido ascendente por el mismo carro, siempre con una fuerza superior a la de rozamiento entre el pistón y la cavidad del carro.

La estructura del mecanismo de erogación de la invención presenta, por encima de la cavidad definida en

el carro, una abertura enfrentada a dicha cavidad, a través de la cual se vierte el polvo de café cuando el tubo de carga queda enfrentado a dicha cavidad.

El soporte superior, portador del pistón superior y del tubo de carga, forma parte de una pieza en forma de C, cuya rama central discurre paralela al husillo, por el lado opuesto al ocupado por el carro, y cuyas ramas laterales son perpendiculares al eje del husillo y pueden girar libremente respecto del mismo, definiendo la rama superior una prolongación en voladizo, de donde queda suspendido el pistón superior y el tubo de carga.

La tuerca que provoca el desplazamiento del carro esta constituida por dos aros roscados paralelos unidos por un nervio axial externo, a través de la que se relaciona con una leva que controla su movimiento, de modo que produzca su giro o su desplazamiento axial al alcanzar determinadas posiciones. Esta leva, esta constituida por una pared aproximadamente semicilíndrica, que va montada alrededor del husillo, por el lado opuesto al ocupado por el carro y en posición coaxial con dicho husillo, discurriendo por fuera de esta pared la rama central de la pieza en C antes citada. La pared que conforma la leva dispone, por la superficie enfrentada al husillo, de dos canales axiales situados a diferente altura y no alineados, de igual sección, uno superior y otro inferior, que quedan separados por una ventana intermedia de altura aproximadamente igual a la del nervio que une los dos aros de la tuerca. Esta abertura

esta limitada superior e inferiormente por rampas helicoidales paralelas, desembocando el canal superior en la ventana en coincidencia con el punto mas alto de la rampa helicoidal superior, mientras que el canal inferior desemboca en coincidencia con el punto mas bajo de la rampa inferior. El desfase angular entre los dos canales axiales es igual al ángulo de giro del soporte superior entre las posiciones de carga de café y la posición de erogación. La rama central del soporte en forma de C dispone de un canal axial intermedio de sección igual a la de los canales de la pared semicilíndrica y de altura menor que la ventana de dicha pared. Este canal penetra a través de la ventana para recibir el nervio de unión de los aros de la tuerca como al quedar dicho nervio enfrentado con el canal superior o inferior de la pared semicilíndrica, permitiendo así el giro de la tuerca, al mismo tiempo que se produce un desplazamiento axial de la misma definido por las rampas helicoidales que limitan superior e inferiormente la ventana.

La altura del canal superior de la pared semicilíndrica corresponderá al desplazamiento axial de la tuerca durante el cual el carro se desplaza entre su posición superior limite y la de carga de café o viceversa, mientras que la altura del canal inferior corresponde al desplazamiento axial de la tuerca entre la posición limite inferior del carro y la de carga de café o viceversa.

El elemento de bloqueo elástico del ensanchamiento del vástago del pistón inferior puede

estar constituido por dos varillas secantes a una abertura que queda situada en la parte inferior de la estructura, en posición enfrentada al vástago del pistón inferior, siendo esta abertura de diámetro mayor que el ensanchamiento inferior de dicho vástago y estando situada a un altura coincidente con la que alcanza el ensanchamiento cuando la tuerca del husillo y el carro alcanza su posición inferior. Estas varillas definen un diámetro de paso ligeramente menor al del ensanchamiento del vástago y son elásticamente deformadas por empuje de dicho ensanchamiento, hasta alcanzar el diámetro del mismo.

E1 carro que define la cámara de erogación, es portadora en su base superior de una guillotina que va relacionada con un mecanismo de accionamiento que provoca su desplazamiento transversal sobre dicha base entre una posición de retracción, que queda por detrás de la desembocadura de la cavidad del carro, y una anterior en la queda por delante de dicha desembocadura. En su desplazamiento desde la posición posterior a la anterior empuja al marro que previamente ha sido expulsado de la cámara de erogación.

Todas las características expuestas, así como otras propias de la invención, según quedan recogidas en las reivindicaciones, se exponen seguidamente con mayor detalle con ayuda de los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de realización no limitativo.

En los dibujos :

La figura 1 es una perspectiva de un mecanismo automático de erogación para cafeteras, constituido de acuerdo con la invención.

La figura 2 es una sección vertical del mecanismo de erogación, tomada según la línea de corte II-II de la figura 1.

La figura 3 es una sección similar a la figura 2, simplificada, tomada según la línea de corte III-III de la figura 4 y con el mecanismo en posición de reposo.

La figura 4 es una sección transversal, tomada según la línea de IV-IV de la figura 3.

La figura 5 es una vista similar a la figura 3, con el mecanismo en posición de carga.

La figura 6 es una vista similar a la figura 3, con el mecanismo en posición de compresión para erogación de café.

La figura 7 es una vista similar a la figura 3, mostrando al carro en posición de descenso para limpieza.

Las figuras 8 a 10 son vistas similares a la figura 3, mostrando al mecanismo en fases sucesivas de limpieza.

Las figuras 11 y 12 son secciones transversales, tomadas según la línea de corte XI-XI de la figura 3, mostrando el soporte superior en sus posiciones limites.

La figura 13 es una perspectiva de la pieza en forma de C de la cual forma parte el soporte superior.

La figura 14 es una perspectiva de la pared posterior con la leva que define dicha pared.

La figura 15 es una perspectiva de la tuerca montada sobre el husillo.

La figura 16 es una perspectiva del carro que define la cámara de erogación.

Las figuras 17 a 24 muestran en desarrollo la leva de la pared de la figura 14 con diferentes posiciones relativas entre dicha leva, la pieza en C de la figura 13 y el nervio de la tuerca de la figura 15.

El mecanismo automático de erogación de café de la invención comprende una estructura que, en el ejemplo mostrado en la figura 1, está-compuesta por una placa superior 1, una placa inferior 2 y paredes laterales 3.

Dentro de esta estructura va montado, como mejor puede apreciarse en la figura 2, un husillo giratorio 4, no desplazable axialmente, que es portador de una tuerca 5, mostrada en perspectiva en la figura 15, compuesta por dos anillos roscados unidos por un nervio axial 6. A esta tuerca va lateralmente asociado un carro 7 que dispone de un anillo posterior 8 a través del cual pasa libremente el husillo 4 y que esta destinado a introducirse entre los anillos de la tuerca 5, tal y como puede apreciarse en las figuras 2,15 y 16. E1 carro 7 dispone además de una cavidad 9 paralela al husillo 4 que va superiormente abierta. Dentro de esta cavidad se aloja un pistón 10, desplazable a lo largo de dicha cavidad, que se prolonga inferiormente en un vástago 11 que sobresale a través del taladro 12 del fondo de la cavidad 9. El vástago 11 queda rematado en un ensanchamiento extremo 13 que dispone de

una garganta periférica 14 y que queda rematado en su extremo libre en una porción cónica 15.

En el extremo superior del husillo 4, en un tramo cilíndrico del mismo, va montado un soporte 16 que forma parte de una pieza en C 17, cuyas ramas laterales disponen de aberturas 18 a través de las cuales pasan tramos extremos del husillo 4 carente de rosca, de modo que la pieza 17 puede girar libremente respecto de dicho husillo. E1 tramo superior se prolonga en voladizo en el soporte 16, el cual es portador de un pistón superior 20 y de un tubo de carga 21, figuras 2 a 5.

La pieza en forma de C 17 y por tanto el soporte 16 puede girar entre dos posiciones extremas, una de carga de café, mostrada en la figura 12, en la cual el tubo de carga de café 21 queda enfrentado a la cavidad 9 del carro 7, mientras que el pistón superior 20 queda situado fuera de la proyección de dicha cavidad, y una posición de erogación mostrada en la figura 11, en la cual el pistón superior 20 queda enfrentado a la cavidad 9 del carro 7 y el tubo de carga 21 queda fuera de la proyección de dicha cavidad.

La placa inferior 2 de la estructura dispone de una abertura 22 de contorno ligeramente mayor que el del ensanchamiento 13 del vástago 11. Esta abertura queda atravesada por dos varillas 23 que ocupan posiciones diametralmente opuestas y que quedan separadas entre si una distancia menor que el diámetro de la garganta 14 del vástago 16 y que son elásticamente deformables para

actuar como elemento de bloqueo, al recibir la garganta 14 de dicho ensanchamiento.

Tanto el pistón inferior 10 como el pistón superior 20 disponen de pasajes 25 y 26 para la entrada de agua y salida de infusión en cualquier sentido.

Tal y como puede apreciarse en la figura 1, la placa superior 1 dispone, en posición enfrentada a la cavidad 9, de una abertura 27 a la cual quedara también enfrentado el tubo de carga 21 al alcanzar este la posición de carga de café.

El carro 7 es guiado en su desplazamiento vertical por columnas 28.

Entre el husillo 4 y la pieza en C 17 va dispuesta una pared 30 como mostraba en perspectiva en la figura 14, la cual define una leva para controlar el movimiento de la tuerca 5, de modo que se produzca el giro o el desplazamiento lineal de esta tuerca cuando alcanza determinadas posiciones. La leva citada esta constituida por dos canales axiales 31 y 32, situados en la superficie enfrentada al husillo, que están situados a diferente altura y en posición desalineada, siendo los dos canales de igual sección, ligeramente mayor que la del nervio 6 de la tuerca 5. Estos dos canales quedan separados por una ventana intermedia 33 cuya altura es aproximadamente igual a la del nervio 6. Esta abertura queda superior e inferiormente limitada por rampas helicoidales y paralelas 34 y 35, desembocando el canal superior 31 en la ventana 33 en coincidencia con el punto más alto de la rampa helicoidal superior 34, mientras que

el canal inferior 32 desemboca en la ventana 33 en coincidencia con el punto más bajo de la rampa inferior 35. Los canales 31 y 32 quedan separados entre sí una amplitud angular aproximadamente igual al ángulo de giro del soporte superior 16 y por tanto de la pieza en C 17, entre las posiciones límites de carga de café y de erogación.

Como puede apreciarse en la figura 13, la rama central de la pieza en C dispone de un canal axial intermedio 36 de sección igual a la de los canales 31 y 32 de la pared 30 y de altura menor que la ventana 33 de dicha pared. Este canal 36 penetra a través de la ventana 33 para recibir el nervio 6 de la tuerca 5, cuando dicho nervio queda enfrentado con el canal superior o inferior de la pared 30, permitiendo así el giro de la tuerca, al mismo tiempo que se produce un desplazamiento axial de la misma que viene definido por la inclinación de las rampas helicoidales 34 y 35 que limitan superior e inferiormente la ventana 33.

Según puede apreciarse en las figuras 3 a 10, el carro es portador en su base superior de una guillotina 38 que va relacionada con un mecanismo de accionamiento que provoca su desplazamiento transversal sobre dicha base entre una posición de retroacción, figura 8, que queda por detrás de la desembocadura de la cavidad 9, y una anterior, figura 10, en la cual queda por delante de dicha desembocadura.

El mecanismo de accionamiento citado de la guillotina 38 consiste en una palanca acodada 39 que va

situada en un lateral del carro y articulada al mismo a través del acodamiento, mediante un eje 40.

El tramo de la palanca que queda situado por debajo de este eje de articulación 40 es portador de un tope lateral 41 que apoya, durante el desplazamiento vertical del carro 7, sobre el canto 42 de la pieza 30 y que cuando el carro alcanza el ensanchamiento inferior 13 del vástago 11, figura 9, choca contra un tope 43 que forma dicho canto, provocando entonces la basculación de la palanca 39 hasta alcanzar la posición de la figura 10.

En su extremo superior la palanca 39 dispone de una ranura arqueada 44 a través de la que se articula, mediante el pivote 45 a la guillotina 38 para provocar su desplazamiento sobre la base del carro 7.

El funcionamiento del mecanismo de invención es como sigue : En la figura 3 se muestra al mecanismo en posición en reposo, en el cual el canal 36 de la pieza en C 17 queda situado dentro de la ventana 33, tal y como se muestra en la figura 17, con el nervio 6 de la tuerca 5 alojado parcialmente en dicho canal 36 y parte en el canal 31 superior de la leva. Para iniciar el funcionamiento, con el fin de obtener una infusión de café, mediante el giro del husillo 4 el carro 7 desciende, junto con la tuerca 5 hasta que el nervio 6 queda situado en la ventana 33, según se muestra en la figura 19, momento en el cual el canal 36 junto con la pieza en C 17 se desplazan a lo largo de la ventana 33 hasta ocupar la posición 36', en la cual el tubo de carga

21 queda enfrentado a la cámara 9, produciéndose en este instante la carga de café. A continuación el husillo gira en sentido contrario y desplaza de nuevo el canal de la pieza en C desde la posición 36'a la posición 36 de la figura 21, quedando así el nervio 6 enfrentado al canal superior 31, para iniciar su desplazamiento sobre el mismo hasta alcanzar la posición limite superior en la que comprime al café y se produce la erogación, tal y como se muestra en la figura 6. El nervio 6 alcanza la posición limite superior, tal y como se muestra en la figura 18. Después de la compresión y erogación el husillo 4 gira en sentido contrario el nervio desciende hasta alcanzar la ventana 33, según se muestra en la figura 19, desplazándose luego a lo largo de la misma hasta que alcanza la posición de la figura 20, en la cual el tubo de carga 21 vuelve a quedar enfrentado a la cámara 9 y al seguir girando el husillo se produce el desplazamiento en sentido descendente del nervio 6 hasta que se llega a una posición de extracción del marro de café 47 y continua bajando hasta la extracción total de dicho marro, según se muestra en las posiciones sucesivas de las figuras 7 a 9. Cuando alcanza la posición de la figura 8 el carro 7 apoya sobre el ensanchamiento 13 del pistón empujándolo en sentido descendente, momento en el que el saliente 41 de la palanca 39 choca contra el tope 43, provocando la basculación de la palanca 39 hasta la posición de la figura 10, en la cual el marro 47 cae ya fuera del carro. En esta última posición el saliente 13 del vástago 11 queda retenido por las varillas 23 que

conforman el elemento de bloqueo y se han introducido en la garganta 14.

Cuando el carro 7 alcanza la posición límite inferior, el nervio 6 de la tuerca 5 ocupará la posición de la figura 23. A partir de este instante el husillo gira en sentido contrario y se inicia el ascenso del nervio 6 y el retroceso de la guillotina 38 hasta la posición de retracción. El vástago 11 queda retenido hasta que el carro 7 en su movimiento de ascenso alcanza al pistón superior 10, arrastrando entonces en sentido ascendente al pistón y vástago hasta extraer el ensanchamiento 13 del elemento de retención definido por las varillas 23, volviendo el nervio 6 a quedar alojado en el canal 36', figura 21, donde tiene lugar la carga y a continuación se desplaza el nervio y canal a lo largo de la ventana 33 hasta la posición 36 y 6', en la que se inicia el ascenso del carro para ir a la posición de compresión y erogación de la figura 18. Si no ha recibido carga se pasa a la posición de reposo de la figura 17, para iniciar el proceso según ya se ha expuesto.

Como puede verse, combinando el giro del husillo 4 en uno u otro sentido y gracias a la leva definida por la ventana posterior 33 y canales 31 y 32, junto con el canal 36 de la pieza en C, se combina la posición de la cavidad o cámara de erogación 9 con la situación del pistón superior 20 y tubo de carga 21.