ES2254824T3 - Metodo y dispositivo para perforar una capsula sellada en una maquina de cafe. - Google Patents
Metodo y dispositivo para perforar una capsula sellada en una maquina de cafe.Info
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Abstract
Un dispositivo de perforación (32) para perforar una cápsula sellada (10) para una medida del café molido, en combinación con una máquina de café (1) que comprende un aspersor (4) de agua caliente presurizada, y una vasija dosificadora (7) enfrentada al mencionado aspersor (4) y desplazable con respecto al aspersor (4) hacia /desde una posición de infusión en la cual la vasija dosificadora (7) está conectada con el mencionado aspersor (4); en el que la vasija dosificadora (7) está adaptada para albergar la mencionada cápsula sellada rígida (10), la cual está cerrada en un extremo mediante una junta de hoja (15) que mira hacia el aspersor (4) en utilización; y el dispositivo de perforación (32) que está soportado por el mencionado aspersor (4) en una posición enfrentada a la mencionada vasija dosificadora (7); en el que el dispositivo de perforación (32) comprende varias agujas (44) enfrentadas a la mencionada vasija dosificadora (7), en donde cada mencionada aguja (44) comprende una parte activa (46) para hacer penetrar en la mencionada junta de hoja (15), estando caracterizado porque cada mencionada aguja, a lo largo de toda su longitud, es de la forma de una pirámide con caras (47) cóncavas de forma transversal.
Description
Método y dispositivo para perforar una cápsula
sellada en una máquina de café.
La presente invención está relacionada con un
dispositivo para perforar una cápsula sellada en una máquina de
café.
Más específicamente, la presente invención está
relacionada con un dispositivo para perforar una cápsula sellada en
una máquina de café, que comprende un aspersor de agua caliente
presurizada, y que es movible con respecto al aspersor desde una
posición en la cual la vasija dosificadora está conectada al
aspersor; en el que la vasija dosificadora alberga una cápsula
sellada rígida para la medida del café molido; y en donde la cápsula
sellada está cerrada en un extremo mediante una junta de una hoja
enfrentada al aspersor en utilización.
En las máquinas de café conocidas que utilizan
cápsulas selladas, el flujo de entrada del agua caliente presurizada
del aspersor se hace posible normalmente mediante la perforación de
la junta de hoja por los medios de varias agujas, las cuales se
desplazan a través de la hoja cuando se desplaza la vasija
dosificadora a la posición de la infusión.
Las agujas cilíndricas normalmente cónicas o de
punta o bien las agujas piramidales, tales como las expuestas en el
documento WO-A-9402059 o agujas en
forma de cruz tales como las expuestas en el documento
US-A-5398595 que se utilizan
normalmente para perforar la junta de hoja, han creado serios
problemas, debido al hecho de que cada aguja, conforme penetra en la
junta de la hoja, tiende por una parte a formar el agujero forzando
su recorrido gradualmente a través, y deformando por tanto
permanentemente la junta de la hoja, y por otro lado adhiriéndose
herméticamente a la superficie del agujero.
En el uso actual, al localizar los agujeros en la
junta de la hoja enchufada herméticamente por las respectivas
agujas, el agua caliente presurizada del aspersor tiende
primeramente a implosionar la junta de la hoja y a comprimir el café
molido dentro de la cápsula sellada, y a continuación fluyendo entre
las agujas y agujeros o bien rasgando la junta de la hoja.
Cualquiera sea el caso, la sobrepresión a la cual está sometido el
café molido por la junta de la hoja, deformándose hacia dentro,
ralentiza el proceso de la infusión, dando así por resultado un
café de un sabor deficiente, y en el caso de que rompa la junta de
la hoja, el agua tiende a formar conductos preferenciales a su
través, y entrando solamente en contacto con una parte del café
molido en la cápsula sellada. Una vez hecho el café, las agujas son
retiradas, y la sobrepresión dentro de la cápsula se libera
violentamente a través de los agujeros no obstruidos por las agujas,
de forma que una parte del café molido quedará liberado normalmente,
ensuciando el aspersor.
Es un objeto de la presente invención el
proporcionar un dispositivo para perforar una cápsula sellada,
diseñado para eliminar los inconvenientes anteriormente
expuestos.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un dispositivo para perforar una cápsula sellada, según
la reivindicación 1.
Se describirá una realización no limitante de la
invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos,
en los que:
la figura 1 es una vista lateral, parcialmente en
sección axial, de una máquina de café que incorpora una realización
preferida del dispositivo de perforación de la presente
invención;
la figura 2 muestra una vista despiezada en
perspectiva de parte de la máquina de la figura 1;
la figura 3 muestra una vista a escala ampliada
en perspectiva de un primer detalle de la figura 2;
la figura 4 muestra una sección a lo largo de la
línea IV-IV en la figura 3;
la figura 5 muestra una vista en planta a mayor
escala de un segundo detalle de la figura 2;
la figura 6 muestra una sección a lo largo de la
línea VI-VI en la figura 5;
la figura 7 muestra una vista a escala mayor en
perspectiva de un detalle en las figuras 5 y 6;
la figura 8 muestra una vista a escala mayor en
perspectiva de un detalle de una cápsula sellada en utilización;
la figura 9 muestra una vista en perspectiva de
un detalle de la figura 8 después de la utilización.
El numero 1 en la figura 1 indica en conjunto una
máquina de café que tiene un conjunto de infusión 2, que a su vez
comprende una caldera 3, un aspersor 4 montado en la caldera 3 y
para recibir el agua caliente presurizada de la caldera 3, a lo
largo del conducto de alimentación 5 coaxial con el aspersor 4 a lo
largo del eje 6, y la vasija de dosificación 7 enfrentada al
aspersor 4 y desplazable hacia/desde el aspersor 4, mediante un
dispositivo de accionamiento conocido no mostrado, en una dirección
8 substancialmente paralela al eje 6, y entre una posición de carga
(figura 1) desacoplada del aspersor 4, y una posición de infusión
(no mostrada) conectada al aspersor 4. El flujo del agua caliente
presurizada a lo largo del conducto de alimentación 5 hacia el
aspersor 4 está controlado por una válvula de una dirección 9
calibrada, según se explica con detalle más adelante, para abrirse
solo cuando la presión dentro de la parte del conducto de
alimentación 5 en la zona de aguas arriba desde la válvula 9 alcanza
un valor dado.
La vasija dosificadora 7 alberga un contenedor de
café molido mediante una cápsula 10 rígida sellada conocida, la cual
comprende un cuerpo en forma de copa 11, que contiene una medida de
café molido y que tiene una pared extrema continua 12, y una pared
13 lateral en forma de cono truncado, de forma cónica hacia la pared
extrema 12, y teniendo una brida anular exterior 14 en el extremo
opuesto al conectado a la pared extrema 12. La cápsula sellada 10
está completada con una junta de hoja 15, que está conectada de
forma fluida a la brida 14, para sellar la medida del café molido
dentro del cuerpo 11 en forma de copa, y posicionándose mirando al
aspersor 4 cuando la cápsula sellada 10 se coloca dentro de la
vasija dosificadora 7, con la brida 14 descansando sobre un borde
libre 16 de la vasija dosificadora 7.
La vasija dosificadora 7 está montada dentro de
un dispositivo de perforación conocido (no mostrado) para perforar,
en la utilización, la pared extrema 12 de la cápsula sellada 10,
para conectar el interior de la cápsula sellada 10 al canalón de
filtro 17 montado en la vasija dosificadora 7.
Tal como se muestra en la figura 1, la caldera 3,
que es conocida, comprende dos placas de contacto mutuo 18 y 19, que
definen un serpentín 20, que tiene en un extremo una entrada 21 para
el agua presurizada de una bomba no mostrada, y en el otro extremo
tiene una salida 22 en comunicación con un conducto de alimentación
5, el cual está formado axialmente dentro de una inserción
cilíndrica 23 montada a través de los agujeros formados coaxialmente
con el eje 6, a través de las placas 18 y 19, y a través de la placa
de contorneada 24 interpuesta entre la caldera 3 y el aspersor 4. La
inserción cilíndrica 23 sobresale por la placa contorneada 24, y se
encaja dentro de un extremo de un manguito 25 en forma de cono
truncado, en donde una parte central del mismo abarca una partición
transversal perforada que define un asiento anular 26 sobre el cual
descansa la bola 27 de la válvula 9.
El aspersor 4, situado coaxialmente con el eje 6
entre la placa contorneada 24 y la vasija dosificadora 7, está
conectado integralmente en la placa contorneada 24 y la caldera 3
para bloquear en posición la placa 28, la cual está situada entre el
aspersor 4 y placa contorneada 24, tiene un agujero central para el
paso del manguito 25, y que se proyecta lateralmente, de una forma
no mostrada, con respecto al aspersor 4 para soportar las guías (no
mostradas) a lo largo de las cuales se desliza la vasija
dosificadora 7 en la dirección 8.
Tal como se muestra más claramente en la figura
2, el aspersor 4 comprende un cuerpo tubular 29 coaxial con el eje
6, y teniendo en la placa enfrentada al extremo 28 una brida anular
30 conectada integralmente a la placa contorneada 24 y a la placa 19
de la caldera 3 de una forma no mostrada. El cuerpo tubular 29 tiene
un agujero central pasante 31 coaxial con el eje 6, y albergando una
parte extrema del manguito 25 opuesta que está acoplada por la
inserción cilíndrica 23, y que soporta un dispositivo de perforación
32 que tiene una tapa perforada 33.
El dispositivo de perforación 32 forma parte del
aspersor 4 y comprende, además de la tapa 33, una placa circular 34
coaxial con el eje 6, que tiene un agujero central pasante 35
coaxial con el eje 6, y teniendo en un lado enfrentado al cuerpo
tubular 23, un apéndice tubular 36 montado en forma fluida estanca,
con la interposición de una junta hermética 37, dentro del extremo
del manguito 25 opuesto al acoplado por la inserción cilíndrica 23,
para definir un asiento para un resorte 38 mediante el cual la bola
27 es presionada contra el asiento 26. La placa 34 está montada de
forma fluida estanca al extremo libre del cuerpo tubular 29, con la
interposición de dos juntas anulares 39 y 40, de las cuales el
asiento anular 40 rodea la periferia de la placa 34, y estando
conectada en forma desmontable al cuerpo tubular 29 mediante una
junta de bayoneta 41, definida por los apéndices 42 en forma de L,
que se extienden hacia el cuerpo tubular 29 desde la placa 34 y a lo
largo del apéndice 36 tubular, y mediante los respectivos asientos
43 formados axialmente sobre el cuerpo tubular 29 y alrededor del
agujero central 31.
En el lado que mira a la vasija dosificadora 7,
la placa 34 tiene varias agujas 44 en forma integral con la placa 34
y que se extienden en forma paralela al eje 6, desde la placa 34
hacia la vasija dosificadora 7. Tal como se muestra en la figura 7,
cada aguja 44 comprende una parte 45 de base substancialmente
cilíndrica, y una parte 46 de punta activa en la forma de una
pirámide de cuatro lados, en donde cada cara 47 es una cara cóncava
conectada a cada cara adyacente 47 a lo largo de un borde de corte
48, y que tiene un radio de curvatura que disminuye gradualmente
desde el extremo de la cara 47 conectada a la parte 45 de la base,
hasta la punta 49.
Tal como se muestra más claramente en las figuras
1, 3 y 4, la tapa 33 tiene la forma de una copa, siendo coaxial con
el eje 6 con su concavidad mirando a la caldera 3, y estando
conectada en forma axial deslizante al cuerpo tubular 29. La tapa 33
comprende una pared 50 lateral cilíndrica, una superficie interna
que está encajada de forma deslizante a una superficie exterior del
cuerpo tubular 29; y una pared extrema 51 paralela y enfrentada a la
placa 34, y teniendo varios agujeros en forma de conos truncados 52,
siendo cada uno coaxial con la respectiva aguja 44.
La tapa 33 comprende hacia fuera de la pared
lateral 50, varios salientes 53 huecos, definiendo cada uno un
asiento para el extremo de un resorte respectivo 54 paralelo al eje
6 y comprimido entre la tapa 33 y la brida 30 del cuerpo tubular 29,
y conectado axialmente al cuerpo tubular 29 mediante una junta 55 de
bayoneta elástica, definida por los apéndices 56 en forma de L que
sobresalen, en forma paralela al eje 6, desde la brida 30 hacia la
vasija dosificadora 7 y teniendo unos dientes extremos radiales 57
que miran al eje 6, y mediante los rebordes 58 circunferenciales
correspondientes que sobresalen hacia fuera desde la pared lateral
50 y en forma transversal con el eje 6. La altura de los apéndices
56 y el grosor de las nervaduras 58 son tales que puedan permitir a
la tapa 33 que se deslice a lo largo del cuerpo tubular 29 y en
oposición a los resortes 54, entre una posición de reposo de
extracción en la que las nervaduras 58 cooperen con los dientes 57,
y en donde las puntas 49 de los dientes 49 están situadas dentro de
los agujeros 52, y una posición de extracción (no mostrada) en la
que la pared extrema 51 de la tapa 33 se apoya de forma fluida sobre
la junta anular 39, y substancialmente el conjunto total de la
parte 46 de la punta activa de cada aguja 44 que sobresale hacia
fuera de la pared extrema 51. En esta conexión deberá destacarse que
el grosor de la pared 51 es preferiblemente igual al menos a la
altura de la parte 45 de la base de cada aguja 44.
En el uso actual, después de recibir la cápsula
10 sellada en la posición de carga que se muestra en la figura 1, la
vasija dosificadora 7 se desplaza en la dirección 8 a una posición
de infusión (no mostrada) en contacto con el aspersor 4, mediante un
dispositivo de accionamiento conocido (no mostrado) definido
normalmente por un cilindro hidráulico, el cual está alimentado con
agua caliente presurizada paralelamente al conducto de alimentación
5 y a menor presión que en la válvula de apertura 9.
Cuando la vasija dosificadora 7 llega al final de
su recorrido hacia el aspersor 4, la vasija sellada 4, la cápsula
sellada 10, la junta de hoja 15 que se apoya de forma fluida sobre
una superficie exterior 59 de la pared extrema 51 de la tapa 33,
hace que se deslice la tapa 33 axialmente a lo largo del cuerpo
tubular 29, en oposición a los resortes 54, los cuales se comprimen,
de forma que las agujas 44 sobresalgan desde la pared extrema 51 y
puedan cortar la junta de hoja 15, prácticamente sin flexionarla,
para formar los respectivos agujeros 60 a través de la junta de la
hoja 15.
Dada la forma y los bordes de corte 48 de las
agujas 44, cada agujero 60 está definido por un grupo de cortes que
se extienden hacia fuera de un origen común, y que en el ejemplo
mostrado (figuras 8 y 9) es substancialmente de la forma de un corte
en cruz definiendo, en la junta de la hoja 15, varias cuchillas
flexibles o pétalos 61, uno para cada cara 47 de la aguja respectiva
44, la cual se flexiona elásticamente hacia dentro de la cápsula
sellada 10, para definir con las caras cóncavas 47, los respectivos
conductos libres 62.
Cuando la pared extrema 51 queda retenida en la
posición de extracción en contacto con la junta 39, la presión en la
zona de aguas arriba de la válvula 9 se incrementa para abrir la
válvula 9 en una cámara definida por la placa 34 y la pared extrema
51 en la posición de extracción contra la junta 39. Desde esta
cámara, el agua caliente presurizada fluye en la cápsula sellada 10
a través de los espacios libres entre las partes de la base
cilíndrica 45 y las superficies en forma de cono truncado de los
agujeros respectivos 52 en la pared extrema 51, y a través de los
conductos 62 de los agujeros 60, sin ejercer ninguna sobrepresión
sobre la junta de hoja 15. Los conductos libres 62 eliminan el
riesgo de que la junta 15 de hoja perforada sea desgarrada por la
presión del agua caliente, que a su vez puede circular libremente
dentro de la cápsula sellada 10, y siendo distribuida uniformemente
a través del café molido en la cápsula sellada, sin formar ninguno
de los conductos preferenciales.
La perforación substancialmente simultánea de la
pared extrema 12 de la cápsula sellada 10 por un dispositivo
adicional de perforación conocido (no mostrado) en la vasija
dosificadora 7 permite que el café líquido pueda alcanzar y fluir a
través del canalón de filtro 17.
Cuando el suministro de agua de la caldera 3 se
corta y la vasija dosificadora 7 se desmonta del aspersor 4 en la
dirección 8 mediante el control externo, las agujas 44 son retiradas
gradualmente de los respectivos agujeros 60, y la presión de agua
residual dentro de la cápsula sellada deforma los pétalos 61 de cada
agujero 60 hacia fuera para cerrar substancialmente el agujero 60 y
producir una resistencia hidráulica para impedir que el agua y el
café molido pudieran "explotar" fuera de la cápsula sellada 10
sobre el aspersor 4. En otras palabras, dada su forma, cada agujero
60 actúa como una válvula de cuchilla sin retorno, impidiendo la
obstrucción del aspersor 4 una vez completado el filtrado.
Claims (10)
1. Un dispositivo de perforación (32) para
perforar una cápsula sellada (10) para una medida del café molido,
en combinación con una máquina de café (1) que comprende un aspersor
(4) de agua caliente presurizada, y una vasija dosificadora (7)
enfrentada al mencionado aspersor (4) y desplazable con respecto al
aspersor (4) hacia /desde una posición de infusión en la cual la
vasija dosificadora (7) está conectada con el mencionado aspersor
(4); en el que la vasija dosificadora (7) está adaptada para
albergar la mencionada cápsula sellada rígida (10), la cual está
cerrada en un extremo mediante una junta de hoja (15) que mira hacia
el aspersor (4) en utilización; y el dispositivo de perforación
(32) que está soportado por el mencionado aspersor (4) en una
posición enfrentada a la mencionada vasija dosificadora (7); en el
que el dispositivo de perforación (32) comprende varias agujas (44)
enfrentadas a la mencionada vasija dosificadora (7), en donde cada
mencionada aguja (44) comprende una parte activa (46) para hacer
penetrar en la mencionada junta de hoja (15), estando
caracterizado porque cada mencionada aguja, a lo largo de
toda su longitud, es de la forma de una pirámide con caras (47)
cóncavas de forma transversal.
2. Un dispositivo según la reivindicación 1, en
el que cada cara cóncava (47) define, con cada cara adyacente (47),
un borde (48) de corte de conexión.
3. Un dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
en el que cada cara cóncava (47) de cada aguja (44) tiene un radio
de curvatura que disminuye gradualmente hasta cero hacia la punta de
la aguja (44).
4. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, y que comprende una placa (34) que
soporta las mencionadas agujas (44), y una tapa (33) que comprende
una pared extrema (51) que tiene varios agujeros (52), en el que
cada uno está alineado con una mencionada aguja respectiva (44);
estando localizada la mencionada pared (51) entre la mencionada
placa (34) y la mencionada vasija dosificadora (7), y siendo
desplazable en oposición al empuje de los medios elásticos (54),
desde una posición de extraída que cubre las mencionadas agujas
(44), hasta una posición de retirada en la que las mencionadas
agujas (44) sobresalen de la mencionada pared extrema (51) a través
de los mencionados agujeros respectivos (52) y hacia la mencionada
vasija dosificadora (7).
5. Un dispositivo según la reivindicación 4, en
el que las mencionadas agujas (44) están dimensionadas de forma que
sobresalgan de la mencionada pared extrema (51) cuando la pared
extrema (51) se encuentre en posición de extracción, en una parte
incluida totalmente en la mencionada parte de la punta activa
(46).
6. Un dispositivo según la reivindicación 4 ó 5,
en el que cada mencionada aguja (44) comprende, además de la
mencionada parte de punta activa (46), una parte de la base (45) de
una altura igual como máximo al grosor de la mencionada pared
extrema (51).
7. Un dispositivo según la reivindicación 6, en
el que la mencionada parte de la base (45) es cilíndrica.
8. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 7, en el que los mencionados agujeros (52) son
de forma de cono truncado.
9. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 8, en el que la mencionada tapa (33) está
soportada por un cuerpo de soporte tubular (29) a través de la
interposición de los mencionados medios elásticos (54), y que está
conectada axialmente al cuerpo de soporte tubular (29) por una junta
(55) de bayoneta elástica.
10. Un dispositivo según la reivindicación 9, en
el que la mencionada placa (34) está soportada por el mencionado
cuerpo tubular (29), y estando conectada axialmente al cuerpo (29)
de soporte tubular por una junta de bayoneta (41).
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