ES2336036T3 - Dispositivo para la preparacion de un liquido alimenticio a partir de una capsula. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la preparación de un líquido alimenticio a partir de una cápsula, que comprende: - una unidad de alimentación (2, 200, 250, 280) de fluido de inyección en la cápsula (10, 100), - un porta-cápsulas (6, 600, 660, 680) configurado para recibir y soportar una cápsula; siendo desacoplable dicho porta-cápsulas de la unidad, - medios complementarios de inserción (7, 700, 720, 750) configurados para permitir la inserción del porta-cápsulas a partir de su posición desacoplada, - medios de inyección (5, 500, 550, 580) previstos a través del soporte de inyección (4, 200, 450, 480) de la unidad de alimentación (2, 200, 250, 280); cuyos medios de inyección están montados en acoplamiento con respecto a la cápsula (10, 100) contenida en el porta-cápsulas, un medio de estanqueidad (16, 160) que está previsto en asociación con los medios de inyección (5, 500, 550, 580) para realizar la estanqueidad, por lo menos localmente y directamente, entre dichos medios de inyección y la superficie de inyección (3, 301) de la cápsula, proveyéndose medios de fijación (22, 60, 700, 270, 275) para aplicar un esfuerzo de fijación de la unidad de alimentación contra los bordes de apoyo (40, 713) del porta-cápsulas y/o de los bordes (34, 340, 345) de la cápsula, caracterizado porque los medios de fijación comprenden una parte de fijación (60) del soporte de inyección (4, 200, 450, 480) destinada a acoplarse, por lo menos según una componente axial con un borde (34, 345) de la cápsula que reposa sobre un borde de apoyo (40, 713) del porta-cápsulas; cuya parte de fijación (60) de los medios de fijación y los bordes de apoyo (34, 345) del porta-cápsulas forman una superficie de fijación con el borde (34, 345) de la cápsula sensiblemente circunferencial y continua.
Description
Dispositivo para la preparación de un líquido
alimenticio a partir de una cápsula.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la preparación de un líquido alimenticio a partir
de una cápsula. En particular la invención se refiere a la
preparación de bebidas calientes o frías a partir de cápsulas que
contienen uno o varios ingredientes alimenticios.
Existen numerosos sistemas para preparar bebidas
a partir de cápsulas. La forma de insertar la cápsula en la máquina
debe ser preferentemente bastante directa, sin complicaciones y
permitiendo fácilmente la retirada de la cápsula después de su
utilización.
El problema de algunos sistemas que comprenden
medios de soporte de cápsula integrados en la máquina procede del
hecho de que es difícil evitar por completo el contacto entre la
bebida y la máquina. Estos sistemas se adaptan difícilmente a una
utilización de bebidas múltiples por el hecho del contacto frecuente
entre la bebida y los medios de soporte de la cápsula. Esto
presenta, por lo tanto, problemas de contaminaciones cruzadas y
problemas de higiene, en particular con ciertos ingredientes, tales
como la leche.
Existen, por lo tanto, sistemas que comprenden
un porta-cápsulas desmontable; es decir,
desacoplable del resto del dispositivo con la finalidad de resolver
estos problemas. Otra ventaja es la de poder eliminar más fácilmente
la cápsula, en especial cuando ésta queda llena de líquido después
de la extracción. Se evita el almacenamiento de cápsulas que
contienen todavía líquido en la máquina. Esto facilita también la
sustitución de la cápsula y permite, por lo tanto, un aclarado o
limpieza más fáciles del porta-cápsulas, por
ejemplo, en el lavaplatos.
En la solicitud de patente WO 2006/082064 se
describe un dispositivo con un porta-cápsulas
desmontable que comprende un inyector. El inyector puede estar
dispuesto en diferentes lugares con respecto a la superficie de la
cápsula, lo que permite optimizar la circulación del fluido hacia el
interior de la cápsula y, por lo tanto, favorecer, por ejemplo, la
disolución o dispersión de ciertos ingredientes. Un sistema de este
tipo sigue siendo, no obstante, relativamente complejo y requiere
un buen ajuste entre la unidad de fluido de la máquina y el
inyector del porta-cápsulas cuando tiene lugar la
conexión. La precisión del ajuste es delicada y puede verse
afectada durante la utilización del sistema. El sistema puede
plantear también el problema de deslaminación de la cápsula en las
condiciones de puesta bajo presión en el momento del sellado de la
membrana, que forma la superficie de inyección contra los bordes
del cuerpo de la cápsula. Este fenómeno puede estar relacionado a
la falta de mantenimiento en el bloqueo del sellado por el soporte
del inyector que se conecta en el lado del
porta-cápsulas, en el que las fuerzas de bloqueo
ejercidas por el soporte sobre los bordes de la cápsula son más
reducidas.
Los otros dispositivos existentes no permiten
solucionar todos los problemas indicados en relación con la
invención de la solicitud de patente WO 2006/082064.
La solicitud de patente EP 1 153 561 A1 se
refiere a un dispositivo con un cajón móvil y una unidad de
inyección que desciende según una cinemática combinada de rotación
y de traslación. El dispositivo comprende un solo elemento de
perforación central y la elección del posicionamiento del elemento
de perforación no es libre. El soporte de la cápsula es móvil en
traslación pero no es desacoplable con respecto al dispositivo y,
por lo tanto, requiere manipulación o un sistema de expulsión para
permitir la retirada de la cápsula.
La solicitud de patente US 2003/066431 se
refiere a una máquina de café con un cajón móvil. El cajón móvil no
es del tipo no desmontable. La unidad de inyección puede consistir
en un soporte pivotante que comprende una boquilla de inyección que
se rebate sobre la parte superior de la cápsula. No obstante, el
dispositivo no prevé un cierre estanco entre la cápsula y la unidad
de inyección que permita la aplicación de presiones de extracción
elevadas en la cápsula. Esta máquina está, por lo tanto,
esencialmente adaptada a una utilización de percolación a baja
presión.
La patente US 3.260.190 se refiere a una máquina
de café que utiliza cartuchos que comprenden un cajón desmontable
que se inserta por deslizamiento en unas guías. Un sistema de
palancas permite aproximar y acoplar medios de perforación del
cartucho. Estos medios de perforación bloquean el cartucho en la
posición de funcionamiento.
La solicitud de patente WO 97/43937 se refiere a
un adaptador desmontable para recibir una dosis de café en
porciones que se insertan bajo un distribuidor de agua caliente por
medio de un sistema rotativo por bayoneta y con una configuración
estanca.
La solicitud de patente US 2003/0071056 se
refiere a una máquina para suministrar bebidas que comprende un
cajón en el que se dispone un cartucho el cual es perforado por un
inyector móvil realizando la estanqueidad directamente alrededor
del cartucho.
La solicitud de patente EP 1477092 se refiere a
un aparato para distribuir bebidas que comprende un cajón destinado
a recibir una dosis para la preparación de una bebida que se
inserta, de manera deslizante, en una posición de funcionamiento y
que es asegurada en esta posición de funcionamiento por medios de
bloqueo activados por la presión ejercida por el cajón en el
momento de la inserción y situados en el extremo del cajón.
La solicitud de patente EP 1 486 150 A2 se
refiere a un aparato para distribuir bebidas a presión reducida,
que comprende un cajón móvil en una unidad de inyección para recibir
un cartucho y asociado a un dispositivo de expulsión del cartucho.
La unidad de inyección comprende un inyector móvil linealmente y que
desciende para perforar el cartucho. El cajón es inmovilizado por
medios de retención que actúan efectuando el bloqueo transversal
para evitar simplemente su salida. En caso de presiones internas
elevadas existe riesgo de deslaminado de los bordes de sellado de
la cápsula por la ausencia de cierre.
La solicitud de patente WO 2006/066624 se
refiere a un aparato para preparar bebidas a partir de un envase
que comprende un soporte de envase dotado de una abertura para
recibir el envase y un elemento de tapa para cerrar la abertura;
proveyéndose medios de cierre y estando adaptado para desplazar el
soporte del envase según una dirección de translación a partir de
una posición abierta hacia una posición cerrada de la abertura de
soporte; estando el soporte desplazado más particularmente hacia la
parte superior por medios de engranajes y manivelas.
La mayor parte de los dispositivos del estado de
la técnica no están adaptados para resistir presiones elevadas.
Algunos dispositivo que podrían ser adaptados a presión elevada
están sometidos, no obstante, a problemas de estanqueidad, de falta
de cierre y de complejidad mecánica relacionados con la necesidad de
realizar una unión simultáneamente estanca entre el sistema de
inyección y suficientemente bloqueada para evitar la salida
accidental del porta-cápsulas, o incluso para evitar
la deslaminación accidental de la cápsula. El problema de
deslaminación a alta presión puede conducir a proyecciones de vapor
o de agua hirviendo, o incluso a la explosión de la cápsula.
Por otra parte, en la mayoría de los sistemas de
tipo anteriormente conocido, el mantenimiento del cierre del
soporte de la cápsula en el dispositivo se obtiene habitualmente por
compresión de medios de estanqueidad. Para evitar cualquier riesgo
de levantamiento accidental del soporte de la cápsula, en especial
si es desmontable, en la modalidad de trabajo a presión, es
esencial aplicar una acción de cierre suficiente de éste en el
dispositivo. Una acción de cierre importante sobre el medio de
estanqueidad propiamente dicho puede provocar el hundimiento de la
cápsula si la acción de cierre se aplica sobre la propia cápsula o
incluso un deterioro bastante rápido del medio de estanqueidad y,
por lo tanto, de las condiciones de estanqueidad. Otro problema es
que el fluido de inyección puede recubrir parcialmente la
superficie externa de la cápsula si la estanqueidad se hace sobre
los bordes de la cápsula, lo que no es muy higiénico.
El objetivo de la presente invención es el de
facilitar una solución a estos problemas.
La invención facilita la solución de los
problemas indicados, así como ventajas relacionadas con: disposición
de medios de inyección con la cápsula más directos y que consiguen
una mayor simplicidad y fiabilidad mecánica; libertad en cuanto a
la posición de la boquilla o punta de inyección para una utilización
"multi-bebidas" con la finalidad de poder
favorecer, por ejemplo, una mejor disolución de ciertos ingredientes
en la cápsula; disposición que consigue mejor estanqueidad en la
modalidad a presión de la cápsula con la finalidad de favorecer los
procedimientos de extracción, percolación, disolución y/o creación
de espuma; disposición que reduce el riesgo de explosión o de
deslaminación de la cápsula y que aporta de este modo una mayor
seguridad para el usuario; y una mayor higiene con un contacto
reducido entre el líquido y las superficies externas de la cápsula
o las superficies del porta-cápsulas.
Para ello, la invención se basa de acuerdo con
un primer principio general que consiste en prever un
porta-cápsulas de concepción más simple, es decir,
sin medio de inyección propiamente dicho, que se inserte en el
dispositivo en una posición de inserción, y además medios de
inyección de fluido en la cápsula que están soportados completamente
por la unidad de alimentación de fluido del dispositivo y que son
móviles en acoplamiento con la cápsula; estando previstos los
medios de estanqueidad en asociación con los medios de inyección con
la finalidad de realizar una estanqueidad directa entre los medios
de inyección y la cápsula, y un bloqueo disociado de los medios de
estanqueidad por medios que realizan un cierre suficientemente
eficaz contra la cápsula y el porta-cápsulas con
respecto a la unidad de inyección para soportar la presión en la
cápsula y evitar en especial los riesgos relativos a la
deslaminación de la
cápsula.
cápsula.
Más particularmente, la invención se refiere a
un dispositivo para la preparación de un líquido alimenticio a
partir de una cápsula según la reivindicación independiente 1.
Preferentemente, la superficie de cierre está
dispuesta de forma tal que se ajusta, como mínimo, en el límite del
borde de sellado de la pared de inyección de la cápsula, de manera
que el posible deslaminado de dicho sellado de la cápsula bajo
presión resulta imposibilitado o, por lo menos, se reduce el riesgo
de dicho deslaminado.
La presión ejercida por el medio elástico de
estanqueidad contra la cápsula es preferentemente una presión de
estanqueidad esencialmente axial obtenida por compresión del medio
elástico de estanqueidad sobre la superficie de inyección de la
cápsula. La presión realizada por el medio de estanqueidad se
ejerce, como mínimo, sobre la parte de la superficie de inyección
situada inmediatamente alrededor del punto de inyección.
Según un principio de la invención, la función
de cierre ejercida sobre el borde de la cápsula y contra el
porta-cápsulas y la función de estanqueidad contra
la cápsula están separadas. De esta manera, resulta posible también
realizar la estanqueidad sobre una parte flexible de la cápsula, tal
como la membrana superior, sin desgarrarla, como mínimo, más allá
de la abertura necesaria para practicar la inyección del fluido en
la cápsula y realizar un cierre eficaz contra una parte más rígida
de la cápsula, en especial contra su borde de sellado. La
estanqueidad puede ser obtenida, por lo tanto, sin esfuerzo excesivo
y por lo menos en parte por las fuerzas que se ejercen en la
cápsula en razón de la presión del fluido en la misma. En
particular, cuando la cápsula posee una pared de inyección
flexible, tal como una membrana flexible, ésta es empujada en
dirección a los medios de estanqueidad que rodean los medios de
inyección.
Se comprende, por lo tanto, que las fuerzas de
cierre pueden ser adaptadas para realizar un cierre eficaz evitando
problemas de deslaminación, no obstante, sin exceso por el hecho de
que la estanqueidad puede ser conseguida parcialmente por la
presión del fluido en la cápsula.
Según una modalidad posible, el medio elástico
de estanqueidad se extiende sobre una superficie del soporte de
inyección destinada a recubrir por completo la superficie de
inyección de la cápsula. Por este hecho, no solamente la
estanqueidad es realizada localmente alrededor del punto de
inyección, sino sobretodo la pared de inyección de la cápsula. La
ventaja consiste en asegurar la estanqueidad incluso para cápsulas
defectuosas, por ejemplo por la existencia de una perforación
realizada accidentalmente en la pared de la inyección de la
cápsula, lo que puede ocurrir cuando la pared es una membrana
perforable.
Según una forma de realización posible, el medio
elástico de estanqueidad se extiende también a la parte de cierre
del soporte de inyección contra el borde de la cápsula y/o del
porta-cápsulas. Por este hecho, la recuperación de
los juegos mecánicos de las piezas de cierre del dispositivo, así
como de las variaciones debidas a las tolerancias dimensionales del
borde de la cápsula resultan también posibles cuando tiene lugar el
cierre por elasticidad producido por dicho medio elástico.
Según una forma posible, el soporte de inyección
comprende también una parte de acoplamiento en relieve prevista
para empujar una pared flexible de la cápsula hacia el interior de
la misma. Tal como será explicado más adelante, esta disposición
sirve para reducir el riesgo de fuga o chorro brusco de líquido a
presión a través de la cápsula cuando tiene lugar el
desacoplamiento de los medios de inyección con la cápsula.
Según una forma posible de la invención, los
medios de inyección son preferentemente móviles según una
trayectoria rectilínea. Una configuración de este tipo permite una
buena asociación de los medios de inyección con la cápsula y tener
estanqueidad al controlar mejor, por ejemplo, las dimensiones del
punto o puntos de inyección realizados en la cápsula.
En este caso, los medios de inyección están
desplazados según una dirección rectilínea y sensiblemente
perpendicular a la superficie de inyección de la cápsula.
Según un aspecto de la invención, con la
finalidad de mejorar la disolución y/o la humectación de los
ingredientes contenidos en la cápsula, los medios de inyección
están localizados en una zona descentrada con respecto al eje
central de la abertura del porta-cápsulas para
recibir la cápsula. De esta manera, el fluido puede crear una
circulación más enérgica en la cápsula con una mayor turbulencia con
respecto a la implantación central o también una implantación que
comprende varios puntos de inyección repartidos de manera uniforme
sobre la superficie de inyección de la cápsula.
Los medios de inyección pueden estar formados,
como mínimo, con una boquilla de inyección solidaria del soporte de
inyección. Según una forma preferente, una sola boquilla de
inyección es utilizada para inyectar el fluido a presión a través
de la pared de la cápsula. Esto tiene como ventaja no necesitar más
que una reducida fuerza de perforación al revés que en los medios
de inyección de boquillas múltiples, siendo ello, por lo tanto, una
ventaja en especial para la perforación de paredes de cápsulas que
contienen polímeros que resisten la perforación. La superficie de
inyección puede ser perforada también de manera apropiada por la
boquilla y el fluido es inyectado directamente en la cápsula a
través de la boquilla o contra las superficies de la boquilla. Una
disposición de este tipo permite también limitar la zona que se debe
estanqueizar por el carácter puntual de la inyección.
Preferentemente, la boquilla de inyección forma un saliente con
respecto a la superficie de acoplamiento del soporte de inyección
para penetrar en la cápsula por contacto de la superficie del
soporte de inyección con la cápsula.
Preferentemente, la boquilla de inyección es
atravesada por un conducto para la conducción de líquido. El
orificio de conducción puede estar dispuesto en el eje del conducto
o ligeramente inclinado, de manera que dirige el chorro en la
dirección de fondo y de manera descentrada en la cápsula. Un
dispositivo de este tipo facilita la realización de la estanqueidad
alrededor del medio de inyección, de manera más precisa, alrededor
del conducto. No obstante, es posible prever un conducto de
conducción del líquido y una boquilla situados de manera separada y
un medio que asegura la estanqueidad que rodea simultáneamente la
boquilla y la entrada de fluido en la cápsula.
El medio elástico de estanqueidad se puede hacer
elástico por su forma y/o por el material que constituye dicho
medio.
El medio elástico local de estanqueidad es
preferentemente un medio de material elastómero.
El medio local de estanqueidad es
preferentemente un anillo de un material de caucho elástico o de
silicona que rodea la base de dicha boquilla de inyección.
El medio local de estanqueidad puede ser una
capa externa que recubre por completo o parcialmente el soporte de
inyección.
En una posible alternativa, el medio elástico de
estanqueidad puede formar parte integrante de la superficie de
inyección de la cápsula.
Preferentemente, la superficie de la cápsula
sobre la que está dispuesto el medio de estanqueidad es también
flexible. Puede tratarse ventajosamente de una membrana perforable.
La flexibilidad puede permitir compensar los juegos e
irregularidades superficiales y aumentar, de esta manera, la
eficacia de la estanqueidad.
De manera general, los medios complementarios de
inserción del porta-cápsulas y de la unidad de
alimentación de fluidos comprenden nervios y ranuras de guiado que
permiten la inserción del porta-cápsulas en
deslizamiento en la unidad de alimentación de fluido.
Los medios de inyección y el soporte móvil
pueden ser solidarios de forma fija entre sí y, por lo tanto, pueden
ser desplazados conjuntamente.
Según una primera modalidad posible, el soporte
móvil es desplazado según una trayectoria rectilínea y sin rotación
axial. Los medios de accionamiento del soporte móvil pueden estar
dispuestos de manera que guían el soporte móvil sensiblemente de
forma lineal y sin movimiento de rotación. Las ventajas consisten en
asegurar un acoplamiento preciso de los medios de inyección contra
la cápsula y poder realizar de esta manera una estanqueidad local
resistente a la presión que reina en la cápsula. Esta configuración
proporciona también la elección en el posicionamiento relativo de
los medios de inyección con relación a la superficie de inyección de
cápsula, en especial de manera descentrada.
Según otra forma de realización, el soporte es
móvil según una trayectoria curvilínea que comprende simultáneamente
una componente axial y una componente en rotación. En particular,
el soporte móvil está articulado según un eje sensiblemente
paralelo al plano transversal de dicho soporte móvil y está situado
sobre un lado de dicho soporte. El eje es también desplazable en
translación según una dirección longitudinal. La amplitud de
desplazamiento longitudinal puede ser corta, del orden de 5 a 20
mm. Por ejemplo, un borde del soporte móvil puede estar articulado
por medios de articulación sobre una base fija de la unidad de
alimentación según un eje de alimentación móvil en translación,
como mínimo, en una lumbrera dispuesta en la base. Una ventaja de
esta configuración es que permite el ajuste entre el soporte de
inyección y el porta-cápsulas más tolerante y
permite de esta manera reducir el número de piezas.
Según una forma de realización, el soporte de
inyección es móvil con respecto a una base fija de la unidad de
alimentación. En este caso, los medios de inyección están montados,
por ejemplo, al soporte de manera fija; cuyo soporte es móvil con
respecto a la cápsula y al porta-cápsulas una vez se
encuentra en posición de inserción.
El soporte móvil está generalmente asociado a
medios de bloqueo del soporte móvil de inyección previstos para
desplazar los medios de inyección con respecto al
porta-cápsulas, el cual está fijado en posición de
inserción en la base, a partir de una posición situada a distancia
de los medios de inyección, permitiendo la inserción previa del
porta-cápsulas en la unidad de alimentación en una
posición de inyección por aproximación de los medios de inyección
contra la cápsula y/o el porta-cápsulas y permitir
de esta manera el acoplamiento de los medios de inyección con la
cápsula.
Según una característica, los medios
complementarios de inserción permiten la inserción del
porta-cápsulas en la unidad de alimentación según
una dirección lineal distinta de la dirección de desplazamiento del
soporte móvil o de los medios de inyección.
Esta dirección de inserción del
porta-cápsulas puede estar ventajosamente inclinada
de forma ligera con respecto al plano horizontal, de manera tal que
incline la pared de inyección de la cápsula situando la punta o
boquilla de inyección sobre la parte de la pared de inyección de la
cápsula sensiblemente más alta con respecto al centro de la
cápsula. Una ventaja de ello consiste en reducir el riesgo de salida
del líquido a presión en el momento del desacoplamiento manteniendo
la boquilla de inyección por encima del nivel de líquido que
permanece en la cápsula. De este modo, los medios de inserción del
porta-cápsulas pueden ser configurados para una
inserción del porta-cápsulas en la unidad de
alimentación, según un ángulo de inclinación comprendido entre 2 y
25 grados aproximadamente, preferentemente entre 5 y 10 grados. No
obstante, el ángulo no debe ser demasiado grande para evitar
también una salida de líquido hacia fuera de la cápsula por gravedad
cuando tiene lugar el desacoplamiento del medio de inyección con
respecto a la cápsula.
En una forma preferente, los medios de
accionamiento comprenden una rótula o una leva accionada por una
palanca manual o un motor.
Según otra forma de realización de la invención,
los medios de inyección son accionados directamente por una palanca
móvil desplazable en rotación sobre una base de la unidad de
alimentación. Los medios de inyección forman parte de un elemento
de soporte el cual está guiado en desplazamiento por la base. De
esta manera, el desplazamiento de la palanca en rotación arrastra
los medios de inyección. La palanca móvil es bloqueable contra la
base en posición de inyección de los medios de inyección con la
cápsula.
Según una forma de realización, la base y el
porta-cápsulas comprenden medios complementarios de
inserción dispuestos para bloquear y asegurar la fijación del
porta-cápsulas en posición de inserción por efecto
de la inserción del fluido a presión en la cápsula. De manera más
precisa, la base y el porta-cápsulas comprenden
medios complementarios en forma de cuña, los cuales están dispuestos
para mantener solidamente el porta-cápsulas en
posición de inserción bajo el efecto conjugado de las fuerzas de
rozamiento ejercidas por los medios complementarios y por la
presión interna ejercida en la cápsula por la inyección de fluido en
la cápsula. Dicho de otro modo, los medios complementarios de
inserción forman los medios de fijación y son
"auto-bloqueantes" bajo el efecto de la
presión de inyección. Una configuración de este tipo permite
simplificar el dispositivo mecánico y ofrece una mayor seguridad
evitando cualquier posibilidad de desacoplamiento del
porta-cápsulas mientras ejerce una cierta presión
en el sistema.
Según una característica, la unidad de
alimentación es abierta hacia abajo para recibir el
porta-cápsulas que se extiende por una parte de la
pared o paredes libres para soportar la cápsula en dirección de la
zona de servicio y para permitir el paso del líquido a partir de la
cápsula sin tocar el dispositivo fuera del
porta-cápsulas. De este modo, según la disposición
del porta-cápsulas en el dispositivo, es posible un
paso directo a partir de la cápsula sin tocar una superficie no
desacoplable del dispositivo. Según una configuración del
porta-cápsulas, el porta-cápsulas
comprende una envolvente para recibir la cápsula que termina, como
mínimo, por una abertura situada en el fondo de dicha envolvente.
La abertura está prevista con dimensiones suficientemente grandes
para evitar el contacto con el líquido suministrado y eventuales
proyecciones relacionadas con las turbulencias en el momento del
suministro de líquido a través de la cápsula.
Otras características y ventajas de la presente
invención aparecerán de la lectura de la descripción siguiente que
tiene carácter de ejemplo no limitativo y haciendo referencia a los
dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es una vista simplificada general de
un sistema de preparación de líquidos según la invención;
La figura 2 muestra una vista en perspectiva del
dispositivo según una primera forma de realización, en particular
de la unidad de alimentación en posición abierta y el
porta-cápsulas en posición desacoplada;
La figura 3 muestra una vista en perspectiva
igual que la figura 2 con el porta-cápsulas en
posición de inserción y la unidad de alimentación en posición
abierta;
La figura 4 muestra una vista en perspectiva
como en las figuras 2 y 3, en posición cerrada de la unidad de
alimentación, es decir, en posición de inyección;
La figura 5 muestra una vista en sección
transversal según el plano (P) de la figura 4;
La figura 6 muestra otra vista en perspectiva de
un detalle del dispositivo;
La figura 7 muestra una primera parte de una
estructura de regulación de la fuerza de fijación del dispositivo
contra la cápsula;
La figura 8 muestra una segunda parte
complementaria de la estructura de regulación de la fuerza de
fijación del dispositivo;
La figura 9 muestra una vista en perspectiva del
dispositivo, según una segunda forma de realización, en particular
de la unidad de alimentación en posición abierta y del
porta-cápsulas en posición desacoplada;
La figura 10 muestra una vista en sección
transversal, según el eje medio longitudinal del
porta-cápsulas de la figura 9;
La figura 11 muestra una vista en perspectiva
como en la figura 9, con el porta-cápsulas en
posición de inserción;
La figura 12 muestra una vista en sección
transversal de la figura 11;
La figura 13 muestra una vista en perspectiva
del dispositivo, según una tercera forma de realización, en
particular con la unidad de alimentación en posición abierta y el
porta-cápsulas en posición desmontada;
La figura 14 muestra una vista inferior y en
perspectiva del dispositivo, según la tercera forma de
realización;
La figura 15 muestra una vista en sección
transversal, según el eje medio longitudinal del
porta-cápsulas de la figura 13 en posición de
inserción del porta-cápsulas antes del cierre de la
unidad de inserción;
La figura 16 muestra una vista en sección
transversal, según la tercera forma de realización, en posición de
cierre de la unidad de alimentación;
La figura 17 muestra una vista en perspectiva
del dispositivo, según una cuarta forma de realización, en
particular con la unidad de alimentación en posición abierta y el
porta-cápsulas en posición desacoplada;
\newpage
La figura 18 muestra una vista en perspectiva
del dispositivo de la figura 16 en modalidad de inserción del
porta-cápsulas antes del cierre de la unidad de
alimentación;
La figura 19 muestra una vista en sección según
el eje medio longitudinal de la figura 18 en posición de cierre de
la unidad de alimentación.
La figura 1 muestra de forma simplificada un
sistema para la distribución de líquidos preparados a partir de
cápsulas que comprenden un dispositivo o aparato (1) y cápsulas (10)
adaptada a dicho dispositivo. El líquido puede ser una bebida
caliente o fría, tal como café, capuchino o té, u otra preparación
alimenticia, tal como salsas sopas u otras.
Cada una de las cápsulas contiene uno o varios
ingredientes alimenticios en forma sólida, líquida, gelificada o
pastosa. Se puede tratar, por ejemplo, de polvo de café tostado y
molido, café soluble, en polvo o concentrado líquido de leche,
cacao o té en hojas o en forma soluble.
La cápsula es ventajosamente del tipo que se
describe en la patente EP 1472156 B1. En particular, la cápsula
puede comprender una pared de inyección (3) en forma de una membrana
flexible a través de la cual es inyectado el fluido (es decir, una
cantidad de agua caliente o fría) a partir de la unidad de
alimentación y un conducto (44) destinado a guiar el líquido
preparado directamente a la taza. La membrana puede ser fijada sobre
un borde de sellado del cuerpo de la cápsula. La cápsula puede
comprender una cámara interna estanca al aire que contiene los
ingredientes. La cámara puede ser perforada bajo el efecto del
aumento de presión de fluido inyectado en la cámara para dejar
pasar el líquido preparado. La perforación se puede hacer por medios
de perforación apropiados a la cápsula en asociación con, como
mínimo, una membrana interna de la cámara. La perforación se puede
efectuar por deformación de la membrana interna contra los medios de
perforación hasta alcanzar la fuerza de rotura del material de la
membrana. Una ventaja de la cápsula es poder realizar una
extracción, disolución o percolación bajo presión controlada, del
orden de 5 a 20 bar, en el interior de la cápsula retardando la
salida de los ingredientes y mejorando la interacción de los
ingredientes con el fluido a presión. Este principio permite crear
una mayor cantidad de espuma con los procedimientos de percolación
a baja presión. Otra ventaja consiste en poder limitar, al mismo
tiempo, el contacto entre el líquido y el dispositivo, tal como se
describe en la patente EP 1472156 B1. Se deberá comprender que la
invención no queda limitada a la utilización de la cápsula según la
presente patente. Por ejemplo, la membrana y los medios de apertura
pueden ser sustituidos por un elemento filtrante, por ejemplo, tal
como un filtro de papel y/o plástico y un soporte de filtro que
comprende canales de recogida y/o aberturas de distribución del
líquido.
En la presente descripción, el término "fluido
de inyección" se refiere esencialmente a agua caliente o fría o
también a una mezcla de agua y aire.
El dispositivo puede comprender un bastidor (40)
en el que está montada una unidad de alimentación de fluido a
presión (2) y comprende un porta-cápsulas (6)
desmontable del dispositivo. Bajo el porta-cápsulas
está dispuesta una zona de servicio (41) que comprende, por
ejemplo, un soporte (42) de la taza. El dispositivo comprende, por
otra parte, una reserva de agua, tal como un depósito desmontable,
asociado a una bomba, un calentador de agua y un circuito de fluido
que permite alimentar la unidad de alimentación de fluido (2) en
agua caliente y/o fría según necesidad. El dispositivo comprende,
por otra parte, un medio de control, más o menos sofisticado, que
permite al usuario seleccionar, según una elección selectiva
preestablecida, varias opciones de preparaciones calientes y/o
frías y/o varios volúmenes de bebidas a distribuir. Los medios de
control pueden estar asociados a un controlador el cual controla
selectivamente la puesta en marcha de la bomba, del dispositivo de
calentamiento de agua y de la válvula o válvulas asociadas al
circuito de fluido. El medio de control puede ser un medio del tipo
palanca o uno o varios botones de mando.
Las figuras 2 a 6 muestran una primera forma de
realización del dispositivo, según la invención. El
porta-cápsulas (6) y la unidad de alimentación de
fluido a presión (2) comprenden medios complementarios de inserción
(7) configurados para transmitir la inserción del
porta-cápsulas (6) según una dirección preferente
(A) en la unidad. Los medios (7) son tales que el
porta-cápsulas puede ser desacoplado del
dispositivo. Por "desacoplable" se comprende que el
porta-cápsulas está conectado en posición
"separada" al dispositivo, en particular, a la unidad de
alimentación (7) por cualquier medio de conexión permanente y puede
ser transportado libremente para vaciar su cápsula una vez que ésta
ha sido utilizada y para poder ser cargada de nuevo con otra cápsula
(10). El porta-cápsulas puede ser también lavado o
limpiado fácilmente con la finalidad de eliminar cualesquiera
residuos alimenticios de su superficie.
No obstante, la invención se puede referir
también a un porta-cápsulas no desacoplable con
respecto al dispositivo o a la unidad de alimentación, pero que es
insertable a partir de una posición del cajón abierto en la unidad
de alimentación. Una configuración de "cajón abierto" significa
que la carrera del porta-cápsulas se ha detenido en
el desplazamiento en apertura por medios de tope que permiten la
carga de una cápsula sin necesidad de retirar por completo el
porta-cápsulas. Se comprende que el
porta-cápsulas puede ser dispuesto también de
manera que tome una posición de cajón abierto, pudiendo ser
desacoplable según necesidad.
Los medios complementarios de inserción (7) del
porta-cápsulas en la unidad de alimentación pueden
tener diferentes formas. Los medios complementarios están
preferentemente dispuestos para permitir la inserción directa y
sensiblemente lineal del porta-cápsulas en la
unidad de alimentación por simple empuje del usuario sobre el
porta-cápsulas en la dirección de inserción (A). El
porta-cápsulas se encuentra posicionado en una
posición de referencia en la unidad de alimentación antes del
desplazamiento y el acoplamiento de los medios de inyección con la
cápsula.
Según una forma práctica posible, los medios de
inserción comprenden nervios de guiado (18) y ranuras de guiado
(19) complementarias formadas respectivamente en los lados del
porta-cápsulas (6) y en los lados internos de la
base (20) de la unidad de alimentación. Dichos medios de inserción
se prolongan lateralmente y preferentemente según una dirección
sensiblemente horizontal o ligeramente inclinada con respecto a la
horizontal. (Por ejemplo, algunos grados solamente).
Por el lado de la unidad de alimentación de
fluido (2), la base (20) está fijada a un dispositivo de manera no
desplazable. Sobre esta base (20) está montado un soporte de
inyección (4) en forma de disco, el cual es móvil con respecto a la
base. El soporte de inyección llamado "soporte móvil" en el
resto de la descripción, según esta forma de realización, se
desplaza bajo el efecto de medios de accionamiento (22) que forman
parte de los medios de fijación a lo largo de la base y según una
cinemática sensiblemente lineal y sin rotación en este primer caso.
En una configuración preferente de esta primera forma de realización
de la invención, la trayectoria del soporte móvil es completamente
lineal.
El soporte móvil (4) comprende medios de
inyección (5) que están posicionados preferentemente de manera
descentrada con respecto al eje centro (O) del soporte móvil y del
centro (O1) de la superficie de inyección de la cápsula cuando esta
está en situación de inyección en el dispositivo.
El desplazamiento puramente axial y lineal del
soporte móvil engendra un acoplamiento igualmente axial y lineal de
los medios de inyección con la cápsula. Esta disposición favorece a
una perforación o contacto con la cápsula que está perfectamente
controlado. En particular, en caso de perforación por los medios de
inyección de la cápsula, las dimensiones y la geometría del
orificio perforado de la cápsula por el medio de perforación quedan
mejor definidos. Entonces, se puede garantizar la estanqueidad de
manera local, es decir, alrededor de los medios de inyección y
entre estos y la superficie de la cápsula. También se puede
garantizar buenas condiciones de presión en la cápsula sin riesgo
de fugas conservando un mecanismo de cierre simple y poco
voluminoso.
El soporte móvil (4) está, por lo tanto, guiado
en desplazamiento según una dirección vertical y perpendicular a la
dirección de inserción del porta-cápsulas (6) por
medios de guiado en traslación (21). Estos medios pueden comprender
dos ranuras de guiado (23) formadas a lo largo, como mínimo, de dos
ramas (24, 25) de la base fija en la que desplaza, como mínimo, una
varilla, preferentemente dos varillas (27, 28), en el interior de
cada ranura (23) tal como se observa en la figura 6. Las ranuras
están dispuestas sensiblemente de forma vertical a lo largo de los
ramales. Las varillas (27, 28) podrían ser sustituidas por un rebaje
único de forma alargada y dispuesto en el sentido de las
ranuras.
El accionamiento del soporte móvil de su
posición abierta, es decir, alejada del
porta-cápsulas (figura 3) a su posición de
inyección (figura 4) es conseguida por el sistema de accionamiento
(22). Se pueden prever diferentes sistemas de accionamiento. Según
la forma representada, el medio de accionamiento es una articulación
(29) asociada a una palanca manual (30). En una forma automatizada,
la palanca podría ser sustituida por un motor. Preferentemente, los
sistemas de accionamiento están situados verticalmente por encima
del soporte móvil y están acoplados a la base. De manera más
precisa, la palanca (30) comprende dos brazos (86, 87) separados
lateralmente y articulados, por una parte, al extremo de los dos
ramales (24, 25) de la base fija por los ejes fijos separados
lateralmente (44, 45) y, por otra parte, a un par de brazos (31, 32)
de la articulación por otros dos ejes móviles (46, 47). El par de
brazos (31, 32) está articulado sobre el soporte móvil en forma de
disco (4) mediante los ejes que se prolongan exteriormente en las
lumbreras por las varillas (27).
Se debe observar que el sistema de accionamiento
(22) está asociado preferentemente a un medio de recuperación
elástica (no representado). El medio de recuperación elástica puede
estar asociado a la palanca y/o a la articulación, de manera que
sustituye automáticamente el soporte de inyección en posición alta o
a una cierta distancia del porta-cápsulas en
ausencia de fuerzas de reacción ejercidas sobre los medios de
accionamiento por los bordes pinzados de la cápsula permitiendo el
bloqueo del soporte por los medios de accionamiento y de bloqueo.
Como ejemplo de medio de recuperación elástica se prevé un resorte
sobre el eje de articulación (44) y/o el eje (45) para llevar la
palanca automáticamente a la posición elevada según la figura 2 en
ausencia del porta-cápsulas o bien de la cápsula en
el porta-cápsulas.
La figura 5 muestra en detalle la unidad de
alimentación de fluido y de la disposición del
porta-cápsulas en posición de inyección.
Según una forma preferente de la invención, los
medios de inyección (5) tienen forma intrusiva o entrante en la
cápsula. Pueden comprende, por ejemplo, una boquilla de inyección
(13) solidaria del soporte móvil (4) que perfora la cara superior
de la cápsula. La boquilla es atravesada por un conducto (14) de
conducción del líquido a la cápsula. La boquilla de inyección se
prolonga a través del soporte y por el lado opuesto a la cápsula
mediante uno o varios conectores (49). Uno de los conectores puede
comprender una derivación en dos entradas (50, 51) separadas que
permiten la alimentación de fluido caliente y la alimentación de
fluido a temperatura ambiente o fría. Las entradas están conectadas
a tubos flexibles de alimentación conectados por su parte al resto
del circuito de fluido. La selección de fluido caliente o frío para
alimentar los medios de inyección puede ser realizada por una o
varias válvulas (no representadas). Tal como se muestra en la figura
5, la boquilla de inyección se termina en un orificio de reducida
sección, preferentemente inferior a 0,5 mm, que permite dirigir un
chorro de fluido a gran velocidad hacia el interior de la cápsula.
Preferentemente, el orificio está dirigido axialmente con respecto
al conducto (14) y en dirección al fondo de la cápsula. La posición
descentrada, la dirección y la elevada velocidad del chorro
contribuyen a generar una circulación turbulenta de fluido en el
interior de la cápsula y, por lo tanto, produce mejora de la
disolución o de la dispersión de ciertos ingredientes,
comprendiendo en ellos el agua fría como fluido inyectado.
Según una posibilidad de la invención, la
estanqueidad puede ser realizada sobre una superficie restringida
localmente y alrededor del punto de inyección a través de la
superficie de la cápsula o en la totalidad de la superficie de
inyección de la cápsula. Este enfoque permite, entre otros efectos,
reducir la fuerza mecánica necesaria para el cierre estanco del
sistema, resistiendo fuertes presiones en la cápsula (por ejemplo,
del orden de 5 a 20 bar) y limitar la complejidad mecánica del
dispositivo. Para la estanqueidad local, el medio de inyección
comprende un medio de estanqueidad (16) en forma de un anillo
elástico que rodea la base (17) de la boquilla de inyección.
El anillo de estanqueidad puede tener un grosor
comprendido entre 0,2 y 3 mm, preferentemente entre 0,5 y 2 mm. Su
diámetro depende del diámetro de la parte entrante de la boquilla de
inyección. Preferentemente, es de 1,5 a 30 veces el diámetro de la
boquilla de inyección, preferentemente, entre 2 y 15 veces su
diámetro. Se puede prever una o varias ranuras circulares entre la
base de la boquilla y el anillo de estanqueidad para mejorar la
estanqueidad.
Según otra posibilidad de la invención, la
estanqueidad se realiza en toda la superficie de la cápsula. Se
prevé entonces que toda la superficie de contacto del soporte (4),
comprendiendo en ella la zona local alrededor de la boquilla de
inyección (13), está realizada en un material elástico de
estanqueidad, tal como un material elastómero o silicona. En este
caso, el anillo (16) está sustituido por toda la estructura elástica
de la superficie inferior del soporte.
El anillo de estanqueidad o asimismo la
superficie inferior elástica del soporte de inyección puede estar
realizada en un material elastómero, en silicona o en un material
plástico de reducida dureza y elásticamente flexible. Se debe
comprender que la cara de inyección de la cápsula puede ser también
flexible. La superficie puede ser al principio ligeramente convexa
por la presencia del gas contenido en la cápsula y después se
deforma, en este caso, parcialmente bajo el efecto de la presión
mecánica axial ejercida por el medio de estanqueidad (16). La
estanqueidad por compensación de los juegos se obtiene por la
asociación del medio de estanqueidad (16) y por la deformación de
la cara de inyección de la cápsula. La deformación de la cara de
inyección interviene en el momento de la puesta a presión de la
cápsula por el fluido de inyección. Se crean entonces fuerzas
internas de empuje en la cápsula en dirección del medio de
estanqueidad para aplicar la superficie (10) de la cápsula contra
dicho medio.
Gracias a la estanqueidad realizada por el
anillo (16) o la superficie elástica del soporte, el fluido
inyectado a presión a través de la boquilla de inyección es
bloqueado directamente a nivel de la base del orificio practicado
por la boquilla, o en su proximidad inmediata y, por lo tanto, no
puede salir entre la superficie (10) de la cápsula y la del soporte
móvil (4). Se reduce también las superficies del dispositivo en
contacto con el líquido evitando las posibles salidas de líquido.
El sistema se hace también estanco con respecto al
porta-cápsulas y de manera independiente de la
fijación del porta-cápsulas propiamente dicho en el
dispositivo.
Según una característica que ya se ha explicado,
el soporte móvil de inyección (4) y sus medios de inyección son
bloqueables en la posición de inyección por los medios de fijación,
en particular, el sistema de accionamiento (22) según una parte de
fijación (60), cuando el porta-cápsulas contiene una
cápsula y el porta-cápsulas es insertado en la
unidad de alimentación de fluido. El soporte móvil (4) comprende una
parte de superficie de fijación (60) que se apoya sobre el borde
(34) de la cápsula. El borde (34) descansa por su parte apoyándose
sobre bordes de apoyo o de fijación (40) del
porta-cápsulas. El borde está, por lo tanto, pinzado
entre la parte (60) y los bordes (40) del
porta-cápsulas. Los medios de accionamiento, en
particular, la articulación accionada por la palanca, ejercen, por
lo tanto, fuerzas de fijación de compresión que son transmitidas por
el soporte móvil (4) al borde de la cápsula. El bloqueo de la
articulación obtenido por el paso del punto "duro" de ésta se
hace cuando una cápsula se encuentra presente en el
porta-cápsulas creando de este modo un sobrespesor
necesario para forzar el paso del punto "duro" de la
articulación y obtener, por lo tanto, una posición estable de
fijación del soporte. Esta fijación es importante para permitir
asegurar la seguridad en la inmovilización del
porta-cápsulas en la modalidad de funcionamiento
bajo presión de fluido en la cápsula. El bloqueo contribuye también
a mantener firmemente el borde (34) sobre el que se aplica el
sellado de la membrana (3) sobre el cuerpo de la cápsula sin riesgo
de deslaminado de su membrana (10) con respecto al borde del cuerpo
de la cápsula.
Según una modalidad posible, en caso de ausencia
de cápsula o de porta-cápsulas, el descenso del
soporte móvil (4) por medio de la palanca que actúa sobre la
articulación no genera apoyo y, por lo tanto, no genera fuerzas de
reacción suficientes sobre la articulación. Por el hecho de la
presencia de un medio de recuperación elástica asociado con la
palanca y/o la articulación, la palanca bascula en dirección de la
reapertura, lo que hace volver a subir la articulación a partir del
momento en el que no se ejerce apoyo alguno sobre la palanca por el
usuario. Por lo tanto, es imposible mantener el soporte móvil en
posición estable bajada cuando el porta-cápsulas es
levantado o la cápsula no está acoplada en el
porta-cápsulas. Este es llevado, por lo tanto, a la
posición de apertura, permitiendo de este modo el desacoplamiento
del porta-cápsulas o bien la inserción del
porta-cápsulas con su cápsula en el
dispositivo.
En otra modalidad posible, incluso en caso de
ausencia de cápsula en el porta-cápsulas, la
fijación del soporte móvil (4) contra el
porta-cápsulas resulta posible de forma estanca. La
estanqueidad es efectuada por la aplicación de la superficie de
fijación (60), preferentemente de material flexible (elastómero o
equivalente) contra los bordes superiores del
porta-cápsulas. Una ventaja resulta, por lo tanto,
poder cerrar el dispositivo incluso en caso de ausencia de cápsula
en el dispositivo para limpiar el conjunto. El
porta-cápsulas protege en este caso al usuario
contra eventuales proyecciones de agua hirviendo en el momento de la
limpieza.
Según un principio de la invención, se comprende
que los esfuerzos de fijación sobre el
porta-cápsulas en la unidad de alimentación no son
soportados directamente por el medio de estanqueidad que actúa
alrededor de la boquilla de inyección. Ello constituye una ventaja,
puesto que la función de estanqueidad está disociada de la función
de fijación del porta-cápsulas en la unidad,
teniendo esta última por función evitar el desacoplamiento posible
del porta-cápsulas cuando el dispositivo se
encuentra bajo presión. Esto permite también realizar la
estanqueidad sobre una parte flexible de la cápsula y lo más cerca
posible del punto de inyección sin riesgo de rotura de la
superficie de inyección de la cápsula, en especial cuando ésta es
una membrana flexible. Resulta de ello que el medio de estanqueidad
se encuentra asimismo menos solicitado en compresión y, por lo
tanto, conserva mayor tiempo sus características de elasticidad y,
por lo tanto, de estanqueidad.
Se debe comprender que los medios de
accionamiento y de bloqueo del soporte móvil podrían ser de
naturaleza distinta a una articulación. Se podría tratar de una
leva o de una serie de engranajes.
El grosor del soporte móvil puede ser regulado
por medios de regulación. La regulación puede ser necesaria para
asegurar el buen funcionamiento de los medios de accionamiento
teniendo en cuenta fenómenos de desgaste, tolerancias, dilatación
posible debida al calor, sobre diferentes componentes que
constituyen el sistema, a saber, la cápsula y el propio
dispositivo. La regulación permite, por ejemplo, regular la fuerza
de paso necesaria para hacer pasar la articulación de su punto
"duro". Los medios de regulación permiten regular la fuerza de
cierre de los medios de accionamiento e influyen, por lo tanto, en
la fuerza ejercida por los medios de inyección contra la superficie
de la cápsula para asegurar una buena estanqueidad en condiciones de
presión elevadas en la cápsula. Los medios de regulación permiten
regular de la manera más fina posible la sensación de cierre para
el usuario. El usuario debe tener, por lo tanto, la sensación de un
cierre correcto y de seguridad pero igualmente sin esfuerzos
excesivos.
El medio de regulación puede comprender un juego
de galgas de espesores variables de la placa de soporte móvil, por
ejemplo tal como se muestra en las figuras 7 y 8. Según una
realización preferente, un juego de galgas está formado por la
asociación de una primera estructura de galgas (61) que pertenecen a
una primera pared (62) y una segunda estructura de galgas (63) que
pertenece a una segunda pared (64) del soporte móvil. Las figuras
5, 7 y 8 muestran el principio de funcionamiento. Las dos paredes
(62, 64) adoptan forma de disco. Una tercera pared inferior (68)
sirve de soporte a la pared (64). La pared inferior (64) está
montada de manera que pueda ser regulada en rotación con respecto a
la pared superior (62), que es fija. La pared (62) comprende un
pivote central (65) en el que se inserta la pared (64) mediante un
orificio central (66). Las dos paredes (62, 64) poseen estructuras
de galgas que comprenden series de escalados (67) que forman
diferentes niveles de galgado. A cada serie o grupos de serie
corresponde un grosor predeterminado del soporte móvil. El espesor
deseado se escoge haciendo girar la pared (64) con respecto a la
pared (62), de manera que sitúe las dos estructuras en coincidencia
para un galgado de espesor que varia de manera progresiva en función
de la posición relativa en rotación. La pared regulable en rotación
(64) es accesible por una conexión desmontable (69), tal como un
tornillo que se inserta en el vástago central (65) que comprende un
fileteado interno.
Se puede prescindir de los medios de regulación,
en especial cuando el soporte móvil posee una superficie elástica
que se extiende hasta dentro de la parte de fijación (60); ello
permite compensar de manera natural los juegos mecánicos y/o las
variaciones dimensionales posibles de las cápsulas.
Otro problema que se plantea la invención
consiste en reducir el riesgo de crear un chorro de líquido por
fuera y por el lado de la cara de inyección de la cápsula después de
la retirada de los medios de inyección, de manera más precisa, de
la parte de entrada de la boquilla de inyección, por fuera de la
cápsula. Este fenómeno se produce en general, por una parte, por el
hecho de que la cápsula no se vacía por completo de su líquido
después de la utilización y, por otra parte, por el hecho de que
predomina una cierta sobrepresión en la cápsula después de la
inyección. Para paliar este inconveniente, el dispositivo según la
invención propone una solución que consiste en disminuir el volumen
interno de la cápsula antes de la inyección y restablecer el volumen
de la cámara en el momento de la retirada de los medios de
inyección de la cápsula. Esta variación de volumen de la cápsula
permite crear un volumen de absorción suficiente que permite
compensar parcialmente, por lo menos, la sobrepresión en el
interior de la cápsula. En lugar de que la expansión de gas se
produzca en el exterior de la cápsula por un chorro de fluido, ésta
se efectúa en un volumen expansible preestablecido.
Para ello, una solución consiste en preveer una
parte de acoplamiento (15) en relieve del soporte móvil que está
configurada para empujar la pared (10) de la cápsula hacia el
interior de la cápsula y disminuir de esta manera el volumen
interno de la misma. La superficie de acoplamiento forma parte de la
pared inferior (68) del soporte móvil. Al ser la superficie de
inyección de la cápsula suficientemente flexible, por ejemplo, una
membrana de algunas décimas de milímetro, ésta se deforma por el
contacto con la superficie de acoplamiento del soporte móvil cuando
tiene lugar la puesta en posición de inyección. La superficie de
acoplamiento (15) se acopla de manera íntima con la membrana de la
cápsula cuando tiene lugar la inyección por la presión interna que
predomina en la cápsula que hincha la membrana en dirección de dicha
superficie (15). La superficie de acoplamiento (15) podría estar
realizada de un material elástico que lleva a cabo la función de
elemento de estanqueidad sobre la superficie de la cápsula. En este
caso, el anillo (16) puede ser sustituido por una pared elástica de
estanqueidad que recubre sensiblemente toda la membrana (10) de la
cápsula. La pared elástica de estanqueidad puede extenderse también
más allá hasta la parte de fijación (60). Una configuración de este
tipo reduce el número de piezas y permite garantizar la compensación
de los juegos, así como la estanqueidad, incluso si la membrana
fuera perforada accidentalmente antes de su inserción en el
porta-cápsulas o deslaminada en el momento de la
puesta a presión.
Cuando el soporte móvil es retirado, la
superficie de acoplamiento (15) ya no ejerce empuje contra la
cápsula y la superficie de inyección tiende a recuperar
parcialmente, por lo menos, su posición original o incluso convexa
por el efecto de expansión de gas en el interior de la cápsula.
La pared del soporte puede formar de esta manera
una zona (15) de acoplamiento de forma convexa que se imprime en la
superficie superior de la cápsula empujando ésta hacia el interior
de la misma.
Preferentemente, los medios de inyección están
dispuestos según una configuración descentrada con respecto al eje
central (O) de dicho soporte móvil. Igualmente el punto de más
relieve de dicha superficie está lateralmente separado de los
medios de inyección. El punto y la altura de la convexidad dependen
de la superficie de acoplamiento, del volumen de la cápsula y de
otros factores que permiten producir un hundimiento que permite
disponer un espacio de expansión interno suficiente en la cápsula.
El espesor máximo de la parte en relieve de la superficie de
acoplamiento (15) con respecto a la base puede ser aproximadamente
de 2 a 5 mm.
Una segunda forma de realización posible es la
mostrada en las figuras 9 a 12. Igual que en el caso anterior, el
dispositivo comprende un porta-cápsulas (600)
desacoplable de la unidad de alimentación de fluido (200) la cual
es solidaria del resto del dispositivo igual que en la figura 1. El
porta-cápsulas posee una parte de soporte libre
(110) ampliamente abierta hacia la parte superior, la cual forma una
envolvente para recibir una cápsula (100) y poseyendo una abertura
de salida (111) en el lado opuesto de sección más reducida para
dejar pasar el líquido a partir de la cara de suministro de la
cápsula. La cápsula reposa, por lo tanto, en la cavidad formada por
la parte libre o envolvente y sus bordes (240) disponiéndose en
apoyo contra los bordes superiores (713) del
porta-cápsulas.
El porta-cápsulas se ha
dispuesto para su inserción a lo largo de los bordes de la unidad de
alimentación por simple deslizamiento. El
porta-cápsulas posee un asa (682) para la
manipulación fácil durante la inserción y retirada. El
porta-cápsulas y la base fija (201) de la unidad
poseen medios complementarios de inserción en forma de cuña (700).
El principio de estos medios es el de permitir una inserción en
deslizamiento y después un acuñamiento suficiente del
porta-cápsulas en la base en su posición de
inserción bajo el efecto conjugado de la geometría de los medios
complementarios de inserción y de la presión de fluido ejercida en
la cápsula. En la puesta a presión del sistema, las fuerzas de
rozamiento entre la cápsula y la unidad de alimentación aumentan de
manera tal que se efectúa el cierre contra el
porta-cápsulas y que el
porta-cápsulas no podría ser retirado por el
usuario incluso en ausencia de un cerrojo mecánico.
Para ello, el porta-cápsulas
(600) comprende dos bordes laterales que forman nervios (710) que
poseen un grosor variable. De manera más precisa, los bordes o
aristas tienen un espesor que disminuye en dirección del extremo de
inserción libre del porta-cápsulas. La arista
inferior (711) de los bordes laterales forma una pendiente y
converge en dirección de la arista superior (712) en el sentido de
inserción del porta-cápsulas en la unidad. Los
nervios poseen, por lo tanto, un espesor definido por las aristas
(711, 712) que se reducen progresivamente en la dirección del
extremo libre (713) del porta-cápsulas.
Por el lado de la unidad de alimentación, la
base fija (201) comprende una parte en forma de U invertida con una
superficie de acoplamiento transversal superior (210) y dos bordes
separados lateralmente (220) que se prolongan hacia abajo para
formar ranuras de guiado (720). Los nervios poseen una altura
variable, en especial con una superficie de retención (221) que
convergen en dirección de la superficie de acoplamiento transversal
(210) y del fondo (212) de la base. Se comprende, por lo tanto, que
a medida que tiene lugar la inserción del
porta-cápsulas (600) en la unidad de alimentación,
los bordes superiores (713) del porta-cápsulas se
aproximan progresivamente con respecto a la superficie de
acoplamiento (210) de la base. El ángulo formado por los nervios
del porta-cápsulas y el ángulo formado por las
ranuras pueden ser distintos en algunos grados con la finalidad de
permitir un acompañamiento bajo el efecto de la presión en la
cápsula. Se observará también que la parte delantera del
porta-cápsulas, al ser más afilada que la parte
dirigida hacia el asa, la boquilla (140) de los medios de inyección
no estorba la entrada del porta-cápsulas y, en
particular, no rompe la superficie superior de la cápsula.
La pendiente formada por los medios de inserción
(700) en forma de cuña permite también posicionar el
porta-cápsulas una vez que éste está insertado en
la base, con algunos grados de inclinación con respecto a la
horizontal. Esta inclinación sirve para reducir notablemente,
incluso para eliminar el fenómeno de retroceso al mantener la
cápsula inclinada y manteniendo un volumen de gas y/o de aire
alrededor de el punto de inyección, lo que consigue que en el
momento de la retirada de los medios de inyección, un volumen
suficiente de gas y/o de aire escape en lugar del líquido a
presión. La inclinación es mantenida en esta posición hasta la
retirada de la boquilla de inyección de la cápsula. En particular,
la arista o superficie de retención (221) de la ranuras de guiado
de la base se encuentra preferentemente en la horizontal, de manera
que levante en cierta medida la parte posterior de la cápsula, es
decir, del lado del asa, y por consiguiente el punto de inyección
de la cápsula. Por este hecho, cuando tiene lugar la retirada del
porta-cápsulas por deslizamiento, la cápsula (100)
permanece inclinada (dirigida hacia delante y hacia abajo) para
mantener el nivel de líquido en la cápsula por debajo del punto de
inyección.
Por lo tanto, se comprenderá que los medios de
inserción en forma de cuña pueden tener dos funciones; una primera
función de fijación "auto-bloqueante" y una
segunda función de levantamiento del punto de inyección para evitar
las salidas de líquido.
La unidad de alimentación puede comprender un
medio de bloqueo (800), cuya función principal es bloquear los
medios de inyección en posición de inyección con respecto a la
cápsula.
El medio de bloqueo puede tener la función
adicional de asegurar el mantenimiento en su lugar del
porta-cápsulas en la posición de inserción en la
unidad; el medio de bloqueo sirve también entonces para asegurar que
el porta-cápsulas ha alcanzado su posición de
inserción final, es decir, que ha sido acoplado suficientemente en
la unidad de alimentación.
De manera ventajosa, este medio de bloqueo es
solidario de una palanca (400), la cual controla el accionamiento
de los medios de inyección (500), de manera que el bloqueo del
porta-cápsulas es realizado de manera simultánea
con el acoplamiento en la inyección de los medios de inyección (500)
solidarios del soporte con la cápsula y por accionamiento manual
del soporte móvil.
De este modo, la palanca (400) está articulada
sobre la base móvil según un eje transversal (401) sensiblemente
paralelo a la superficie de la base (210). El soporte y/o los medios
de inyección en sí mismos comprenden medios de recuperación
elástica que permiten el retorno de los medios de inyección en
posición "alta" o desacoplada con respecto a la cápsula.
Preferentemente, un resorte (502) está asociado a los medios de
inyección.
La palanca (400) transmite a los medios de
inyección (500) el esfuerzo manual del usuario de cierre que se ha
mostrado con la dirección descendente según la flecha (C). El
soporte es, por lo tanto, capaz de pivotar entre una posición en la
que los medios de inyección (500) están distantes verticalmente con
respecto a la cápsula o del porta-cápsulas en
posición de inserción y una posición de inyección en la que los
medios de inyección están acoplados contra o a través de la
cápsula. El soporte (500) posee dos brazos laterales (410)
determinando, de esta manera, una ranura central que permite que los
medios de inyección (500) sean guiados con respecto al soporte, de
manera que se transforma la rotación del soporte en una translación
de los medios de inyección.
Se debe observar que el soporte está posicionado
sobre la superficie superior (211) de la base, de manera que los
medios de inyección (500) deben atravesar la base para establecer el
contacto de la cápsula cuando tiene lugar el movimiento de la
palanca. Los medios de inyección comprenden una parte de guiado
(501) de forma, por ejemplo cilíndrica, guiada a través de la base
mediante un paso que está delimitado a través de un anillo (214).
Por esta razón, el esfuerzo de rotación del soporte es transmitido
en forma de un esfuerzo lineal sobre los medios de inyección que se
insertan en la cápsula de manera perpendicular a la superficie de
inyección.
Se debe observar que el soporte (500) y los
medios de fijación (800) pueden adoptar diferentes formas. Así, por
ejemplo, se puede concebir una solución más compacta en la cual los
medios de inyección forman un botón pulsador para pasar de una
posición de acoplamiento o "baja" a una posición de
desacoplamiento por simple presión manual ejercida sobre la parte
superior del medio de inyección (500).
Los medios de inyección terminan en dirección
del porta-cápsulas en una boquilla de inyección
(510) atravesada por un conducto de conducción de agua (140). La
boquilla de inyección está dotada en su contorno de un medio de
estanqueidad local (160). Este medio de estanqueidad puede estar
formado por una pieza específica de estanqueidad, tal como un
gatillo de un elastómero u otros, o puede ser simplemente una
prolongación anular transversal de la parte de guiado (501)
apropiada para apoyarse contra la superficie de inyección (301) de
la cápsula.
Tal como ya se ha mencionado, en el extremo
opuesto al eje de articulación (401) del soporte (400) y de la base
(200) está dispuesto un medio de bloqueo (800) del
porta-cápsulas. Este medio comprende una pared de
tope (801) que prolonga el soporte hacia abajo. Dicho medio puede
ser accionado por el usuario una vez que el
porta-cápsulas ha sido insertado en la base. La
pared de tope se acopla entonces en función de bloqueo contra el
borde transversal (714) del porta-cápsulas, tal como
se ha mostrado en la figura 12. La pared es mantenida en posición
de bloqueo por un cerrojo (802), el cual está montado con capacidad
de rotación sobre la base según un eje (803) y venciendo un resorte
(804) y comprendiendo una parte de acoplamiento (805) con el
soporte y un gatillo (806) que puede ser accionado para devolver una
parte de acoplamiento a la posición de apertura del cerrojo.
La forma de funcionamiento de esta segunda forma
de la invención es el siguiente. El porta-cápsulas
es cargado nuevamente con una cápsula nueva y a continuación es
insertado en la unidad de alimentación según los medios de guiado
(700). Antes de la inserción, el soporte de inyección (500) se
encuentra en posición alta y la pared (801) se encuentra separada
con respecto a la entrada de la unidad de alimentación. El
porta-cápsulas es insertado en la base de forma
deslizante según los medios de inserción (700). Una vez se encuentra
en la posición final de inserción, el usuario puede cerrar el
cerrojo apoyándose sobre el extremo delantero del soporte (400)
formando de esta manera una palanca de bloqueo. El medio de bloqueo
(800) se acopla entonces por medio del cerrojo (802) y el
porta-cápsulas no puede ser desacoplado sin accionar
el gatillo (802) abriendo el mismo. La inyección de fluido en la
cápsula puede empezar entonces accionando el medio de control (42).
El efecto de inyección del fluido dentro de la cápsula produce el
cierre de la superficie interna (210) contra los bordes (340) de la
cápsula en el porta-cápsulas, haciendo, de esta
manera, que el porta-cápsulas quede firmemente
insertado dentro de la unidad de alimentación. Después de la
inyección del fluido en la cápsula y del suministro de la bebida a
través de ésta, el usuario puede liberar el
porta-cápsulas accionando el gatillo (802) para su
apertura. El soporte móvil (400) sube entonces en posición alta bajo
el efecto del soporte de inyección (500) que lo levanta a causa del
resorte de recuperación (214). La subida del soporte de inyección
(500) desacopla la boquilla de la cápsula. Se produce la
desgasificación a través de la boquilla de inyección hasta conseguir
el equilibrio de presiones entre el interior de la cápsula y el
exterior. Entonces el porta-cápsulas puede ser
retirado por deslizamiento manteniendo simultáneamente el nivel de
líquido en la cápsula por debajo del punto de inyección por la
existencia de la inclinación mantenida por el
porta-cápsulas en la unidad de inyección.
Las figuras 13 a 16 muestran una tercera forma
de realización posible de la invención. El dispositivo comprende,
igual que en las modalidades anteriores, un
porta-cápsulas (660) desacoplable con respecto a una
unidad de alimentación de fluido a presión (250) e insertable según
medios de inserción (720) sensiblemente idénticos a los medios (7)
de la forma de realización de las figuras 1 a 6. Esta tercera forma
de realización comprende, asimismo, medios de inyección (550)
soportados por el soporte móvil (450), el cual es accionado por
medios de accionamiento (270), tal como una articulación y una
palanca (271), tales como los que se ha descrito en lo
anterior.
Una diferencia esencial consiste, no obstante,
en el desplazamiento de los medios de inyección contra la cápsula.
En efecto, en esta forma de realización, el soporte móvil (450) es
subido según el eje de articulación (451) situado en el lado
delantero del soporte y dispuesto en forma de guiado axial de manera
tal que permite un desplazamiento combinado, simultáneamente en
translación y en rotación del soporte móvil contra el
porta-cápsulas. De manera más precisa, el soporte
móvil comprende un eje (451) que es paralelo al plano transversal
del soporte (450), que está montado en uno o varios alojamientos de
guiado axial o lumbreras (452) de la base (251), orientadas
paralelamente al eje central del alojamiento del
porta-cápsulas, permitiendo simultáneamente un
movimiento del soporte según una dirección (D) en rotación y una
dirección (E) en translación axial. Las ventajas con respecto a las
formas de realización anteriores están relacionadas esencialmente a
la adaptación que permite la compensación de los juegos funcionales
evitando los desgases con respecto a una cinemática puramente lineal
y axial, permitiendo, a la vez, el desacoplamiento de los bordes
(345) de la cápsula cuando tiene lugar en la reapertura. El soporte
es accionado por la palanca (271).
Igual a lo que se muestra en las figuras 14 a
16, el soporte móvil comprende una parte de acoplamiento (150) de
forma convexa, la cual permite reducir el volumen de la cápsula
cuando tiene lugar el cierre por las mismas razones que se han
descrito anteriormente. La parte de acoplamiento (150) ocupa
parcialmente la superficie del soporte móvil y está separada de la
boquilla de inyección (130), la cual está descentrada con respecto
al eje central (O) del soporte.
El soporte móvil puede comprender un anillo o
relieve local (260) de material elástico (160). Este anillo o
relieve puede ser sustituido por una superficie inferior del soporte
que está realizada de manera parcial o por completo en un material
elástico, comprendido la superficie de acoplamiento (150).
Tal como muestra la figura 14, el soporte de
inyección (450) posee una zona de cierre (60) (materializada por
las líneas de trazos) localizada en la periferia de la superficie
inferir del soporte. Esta parte puede estar constituida también por
un material elástico. La parte de fijación (60) se ajusta apoyándose
sobre el borde (345) de la cápsula cuando tiene lugar el
acoplamiento de la parte de inyección contra la cápsula (figura
16). Se comprenderá, por lo tanto, que la estanqueidad se consigue
esencialmente de forma inmediata alrededor de la boquilla de
inyección por el anillo o relieve (260) y que la parte de fijación
tiene por función esencial bloquear el
porta-cápsulas en su lugar y evitar la deslaminación
del cordón de estanqueidad de la cápsula.
Las figuras 17 a 19 muestran otra forma de
realización de la invención. En este caso, el
porta-cápsulas (680) y la base (281) de la unidad
de alimentación (280) están dotados de medios de inserción en forma
de cuña (750) idénticos a los descritos en la forma de realización
de las figuras 9 a 12. La unidad de alimentación posee, por su
parte, un soporte (480) sobre el que se disponen los medios de
inyección (580), los cuales son desplazables en una dirección que
combina rotación y desplazamiento axial. De manera más precisa, el
soporte móvil (480) en forma de disco está montado sobre una parte
fija de extensión (282) de la base, según un eje de rotación (460)
situado en el lado, por ejemplo, la parte posterior del disco. El
soporte móvil es accionado por medios de accionamiento (275) del
tipo de una articulación y una palanca (276), tal como en la forma
de realización de las figuras 1 a 6. Los medios de inyección son
idénticos a los de las modalidades de realización de las figuras 1
a 6. Cuando tiene lugar el cierre, la fijación sobre los bordes
(345) de la cápsula se efectúa por una parte de fijación de forma
anular del soporte móvil (480). Igualmente, el soporte móvil
comprende una superficie (150) de acoplamiento de forma convexa, la
cual permite reducir el volumen de la cápsula cuando tiene lugar el
cierre por las mismas razones que las anteriormente descritas.
Tal como se puede comprender, la invención no
está limitada a las formas de realización que se han descrito, sino
que se extiende a otras formas posibles dentro del marco del alcance
de las reivindicaciones que se adjuntan.
Claims (17)
1. Dispositivo para la preparación de un líquido
alimenticio a partir de una cápsula, que comprende:
- una unidad de alimentación (2, 200, 250, 280)
de fluido de inyección en la cápsula (10, 100),
- un porta-cápsulas (6, 600,
660, 680) configurado para recibir y soportar una cápsula; siendo
desacoplable dicho porta-cápsulas de la unidad,
- medios complementarios de inserción (7, 700,
720, 750) configurados para permitir la inserción del
porta-cápsulas a partir de su posición
desacoplada,
- medios de inyección (5, 500, 550, 580)
previstos a través del soporte de inyección (4, 200, 450, 480) de
la unidad de alimentación (2, 200, 250, 280); cuyos medios de
inyección están montados en acoplamiento con respecto a la cápsula
(10, 100) contenida en el porta-cápsulas,
un medio de estanqueidad (16, 160) que está
previsto en asociación con los medios de inyección (5, 500, 550,
580) para realizar la estanqueidad, por lo menos localmente y
directamente, entre dichos medios de inyección y la superficie de
inyección (3, 301) de la cápsula,
proveyéndose medios de fijación (22, 60, 700,
270, 275) para aplicar un esfuerzo de fijación de la unidad de
alimentación contra los bordes de apoyo (40, 713) del
porta-cápsulas y/o de los bordes (34, 340, 345) de
la cápsula,
caracterizado porque los medios de
fijación comprenden una parte de fijación (60) del soporte de
inyección (4, 200, 450, 480) destinada a acoplarse, por lo menos
según una componente axial con un borde (34, 345) de la cápsula que
reposa sobre un borde de apoyo (40, 713) del
porta-cápsulas;
cuya parte de fijación (60) de los medios de
fijación y los bordes de apoyo (34, 345) del
porta-cápsulas forman una superficie de fijación
con el borde (34, 345) de la cápsula sensiblemente circunferencial y
continua.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el medio elástico de estanqueidad (16,
160) rodea localmente la base (17) de una boquilla de inyección
(13, 130).
3. Dispositivo, según la reivindicación 2,
caracterizado porque el medio elástico de estanqueidad se
extiende sobre una superficie de soporte de inyección (4, 200, 450,
480) destinada a recubrir por completo la superficie de inyección
(3, 301) de la cápsula.
4. Dispositivo, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el medio de estanqueidad se extiende
sobre la parte de fijación (60) del soporte de inyección (4, 200,
450, 480).
5. Dispositivo, según la reivindicación 2, 3 ó
4, caracterizado porque el medio de estanqueidad está
realizado en un elastómero o silicona.
6. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el soporte
de inyección (4, 200, 450, 480) comprende una parte de acoplamiento
(15, 150) en relieve prevista para empujar una pared flexible (3,
301) de la cápsula hacia el interior de la misma.
7. Dispositivo, según la reivindicación 6,
caracterizado porque la superficie de acoplamiento está
constituida por su parte en un medio elástico que realiza la
estanqueidad sobre la pared de la cápsula.
8. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
de inyección (5, 500, 550) están localizados en una zona
descentrada con respecto al eje central (O) del soporte de
inyección.
9. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
de inyección (5, 500, 550) están formados, como mínimo, por una
boquilla de inyección (13, 510).
10. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los medios de
inyección (5, 500) son móviles según una trayectoria
rectilínea.
11. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los medios de
inyección (550) son móviles según una trayectoria que combina, como
mínimo, una componente en rotación y una componente axial.
12. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
complementarios de inserción (7, 700, 720, 750) del
porta-cápsulas (6, 600, 660, 680) y de la unidad de
alimentación de fluido (2, 200, 250, 280) comprenden nervios (18,
710) y ranuras (19, 720) de guiado que permiten la inserción del
porta-cápsulas por deslizamiento en la unidad de
alimentación de fluido.
13. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
de fijación (22, 270, 275) comprenden una articulación (29) o una
leva accionada por una palanca (30, 271, 276).
14. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
complementarios de inserción (700, 750) forman medios de fijación
dispuestos para bloquear el porta-cápsulas en
posición de inserción por efecto de la inyección de fluido a
presión en la cápsula.
15. Dispositivo, según la reivindicación 14,
caracterizado porque los medios complementarios de inserción
(700) adoptan forma de cuña.
16. Dispositivo, según la reivindicación 15,
caracterizado porque los medios complementarios de inserción
(700, 750) comprenden nervios (710) asociados a ranuras (720) de
altura progresivamente variable.
17. Combinación de un dispositivo y una cápsula
(10, 100), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque la cápsula comprende un cuerpo dotado de
un borde (34) sobre el que está estanqueizada una membrana flexible
que forma la pared de inyección.
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