ES2315665T3 - Dispositivo para la preparacion de una bebida a base de cafe. - Google Patents

Dispositivo para la preparacion de una bebida a base de cafe. Download PDF

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Abstract

Dispositivo para la preparación de una bebida a base de café mediante la extracción de una dosis de café molido contenida en una cápsula (8), comprendiendo dicho dispositivo un depósito de agua (1), una bomba (2), un cuerpo de calentamiento (15) y un órgano de inyección de agua (9) conectados sucesivamente por un conducto de llegada de agua (3); comprendiendo el dispositivo además, dispuestos en la prolongación del órgano de inyección de agua (9), un portacápsulas (7) y un orificio de salida (10) para la mezcla agua-café, estando el portacápsulas (7) adaptado para ser fijado y retirado manualmente del dispositivo y comprende unos medios para contener una cápsula (8) de café, de manera que el agua a presión que procede del órgano de inyección de agua (9) pueda atravesar la cápsula (8) y pasar a través del orificio de salida (10), estando dicho dispositivo caracterizado porque está constituido además por un solo y único conducto de derivación (5), estando dicho conducto de derivación (5) conectado por uno de sus extremos al conducto de llegada de agua (3), y presenta, en el otro de sus extremos, unos medios hidráulicos (6, 12, 13, 20) adaptados para controlar el flujo de una mezcla agua-café a través del orificio de salida (10); comprendiendo el dispositivo además una válvula (4) dispuesta sobre el conducto de derivación (5), estando dicha válvula (4) adaptada para ser o bien abierta y permitir un flujo del agua en el conducto de derivación (5) cuando se alcanza una presión previamente definida, o bien cerrado y bloquear cualquier flujo en el conducto de derivación (5) cuando aún no se ha alcanzado dicha presión previamente definida.

Description

Dispositivo para la preparación de una bebida a base de café.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de los dispositivos para la preparación de bebidas a base de café por extracción de una dosis de café molido contenido en una cápsula.
Estado de la técnica
Unos dispositivos que funcionan según el principio citado existen desde hace numerosos decenios.
Las patentes US nº 2.899.886, US nº 2.968.560, US nº 3.403.617 y US nº 3.607.297 describen unos dispositivos en los que la cápsula es inicialmente perforada en varios puntos, y después atravesada por agua a presión.
La cápsula descrita en la patente CH 605 293 o en la patente EP 0 242 556 B1 comprende una membrana en su parte inferior. El agua a presión es inicialmente introducida en la parte superior de la cápsula, lo que provoca un hinchamiento de la cápsula, principalmente a nivel de la membrana. A partir de una cierta presión, la membrana se desgarra, permitiendo de esta manera el flujo de una mezcla agua-café.
En el dispositivo presentado en la patente EP 0 512 470 B1, al abombarse a consecuencia de la introducción del agua en la cápsula, la membrana se aplasta y se perfora contra una superficie que presenta unos elementos en relieve.
Otros dispositivos que utilizan un modo de funcionamiento idéntico o similar a los descritos anteriormente se presentan en los documentos de patente siguientes: EP 0 250 810 B1, EP 0 521 188 B1, EP 0 521 397 B1, EP 0 726 053 B1, EP 0 469 162 B1 y WO 92/07775.
Se conocen asimismo otros dispositivos en los que la mezcla agua-café es en primer lugar realizada en la cámara que contiene la cápsula, pero fluye solamente a partir del momento en que la presión en la cámara que contiene la cápsula ha alcanzado un valor mínimo previamente definido. Véanse en particular las solicitudes de patente EP 0 726 053 A1, EP 0 622 039 A1 y EP 1 016 364 A2.
En todos los dispositivos citados más arriba, el flujo de la mezcla agua-café se dispara a partir de una presión determinada, previamente definida cuando tiene lugar la fabricación del dispositivo.
La solicitud de patente EP 1 247 480 A1 describe un sistema que permite controlar la presión. Está constituido por un circuito hidráulico que comprende un conjunto de conductos, de válvulas y de cámaras. En función de la presión elegida, algunos conductos son desactivados y otros activados. Asimismo, algunas cámaras son vaciadas y otras llenadas. Estas modificaciones provocan la apertura o el cierre de los orificios de flujo.
La dosis de café está contenida en una cámara que se abre y se cierra en función de la presión hidráulica que reina en una cámara específica.
El circuito comprende varias válvulas de las que una, sensible a la presión, que funciona de manera que active un subcircuito de bloqueo del flujo de la mezcla agua-café cuando la presión del agua en el circuito es demasiado baja y, cuando la presión de suficiente, de manera que active un subcircuito de flujo de la mezcla agua-café líquida.
El dispositivo citado es relativamente complejo en su estructura y su funcionamiento. Además, está adaptado para un tipo específico de dosis de café y no está destinado a unos portacápsulas que se fijan o se retiran manualmente del dispositivo.
Resumen de la invención
La presente invención prevé en particular evitar los problemas citados.
Con este fin, la misma se refiere a un dispositivo para la preparación de una bebida a base de café por extracción de una dosis de café molido contenida en una cápsula tal como la definida en la reivindicación 1.
Debe observarse que el dispositivo según la invención presenta numerosos diferencias y ventajas con respecto al estado de la técnica. La solicitud EP 1 247 480 A1, por ejemplo, presenta las diferencias e inconvenientes siguientes:
-
cierre hidráulico de la cámara que retiene la cápsula,
-
complejidad del conjunto del dispositivo (pluralidad de válvulas y de líneas de conducción de agua, etc...),
-
disposición y funcionamiento del la válvula sensible a la presión,
-
ausencia de órganos de perforación de la cápsula, móviles con respecto al portacápsulas.
Preferentemente, el dispositivo comprende unos medios que permiten al usuario elegir la presión de apertura de la válvula, por tanto definir la presión de extracción del café de la cápsula.
La válvula es sensible a la presión, por ejemplo mecánicamente, lo que permite simplificar considerablemente el dispositivo.
Según una variante de la invención, los medios hidráulicos comprenden un obturador que alternativamente obtura o permite el flujo de una mezcla agua-café a través del orificio de flujo.
El obturador puede situarse en cualquier lugar entre la cápsula y el orificio de flujo. Según un modo de realización, se sitúa por debajo del portacápsulas.
Evidentemente, el dispositivo puede contener varios obturadores si varios orificios deben ser obturados.
Preferentemente, se utilizan con esta variante unos elementos de perforación, por ejemplo unos dientes, que están dispuestos sobre el portacápsulas de manera que la cápsula sea perforada cuando tiene lugar su inserción en el dispositivo.
Según otra variante de la invención, los medios hidráulicos están constituidos por lo menos por un órgano de perforación que, cuando es activado, perfora una cápsula dispuesta sobre el portacápsulas y permite de esta manera el flujo de una mezcla agua-café a través del orificio de flujo.
Ventajosamente, el dispositivo comprende varios órganos de perforación que se desplazan entre una posición de reposo (cuando no hay flujo de la mezcla agua-café), situada bajo o en el portacápsulas, y una posición activa situada por encima del portacápsulas. Así, la cápsula descansa inicialmente sobre una superficie plana. Cuando los medios hidráulicos son activados, los órganos de perforación emergen de la superficie plana y perforan la cápsula.
Según otra variante de la invención, el dispositivo puede ser utilizado por una capsula que presenta ya unos orificios recubiertos por una fina membrana. El portacápsulas comprende una membrana de silicona fijada sobre un resorte que obtura inicialmente dichos orificios pero que los libera a consecuencia de la aplicación de una fuerza que comprime el resorte.
Según otra variante de la invención, el portacápsulas contiene un orificio de flujo de diámetro relativamente ancho, presentando los bordes del orificio por lo menos un elemento de inicio cuya función consiste en desgarrar la membrana de una cápsula que se abomba. El orificio de flujo está inicialmente cerrado por un pistón y se abre a continuación por desplazamiento del pistón hacia abajo.
Resulta evidente que el dispositivo según la invención puede ser utilizado con un número muy grande de cápsulas diferentes, que comprende en particular una membrana que se abomba o no se abomba a consecuencia de la introducción de agua en la cápsula.
Asimismo, el dispositivo según la invención, sin su variante que comprende unos órganos de perforación, puede utilizar unas cápsulas con unas paredes rígidas, es decir sin membrana flexible.
Se observará asimismo que las cápsulas utilizadas pueden ser de formas diversas, por ejemplo cónica, cilíndrica o incluso cúbica.
Algunos modos de realización de la invención se describen a continuación por medio de las figuras siguientes:
La figura 1 presenta esquemáticamente una primera variante de la invención en modo de reposo.
La figura 2 presenta la variante de la figura 1 en modo activo.
La figura 3 presenta esquemáticamente una segunda variante de la invención en modo de reposo.
La figura 4 presenta la variante de la figura 3 en modo activo.
La figura 5 muestra una válvula en posición cerrada.
La figura 6 muestra la válvula de la figura 5 en posición abierta.
La figura 7 muestra una sección frontal de un modo de realización del dispositivo según la invención en modo de reposo.
La figura 8 muestra una sección frontal de un modo de realización del dispositivo según la invención en modo activo.
Referencias numéricas utilizadas en las figuras
1.
Depósito
2.
Bomba
3.
Conducto de llegada de agua
4.
Válvula
5.
Conducto de derivación
6.
Medios hidráulicos de activación
7.
Portacápsulas
8.
Cápsula
9.
Órgano de inyección de agua
10.
Orificio de salida
11.
Racor en Y
12.
Obturador
13.
Elemento perforante
14.
Orificio de flujo
15.
Cuerpo de calentamiento
16.
Orificio de entrada de válvula
17.
Orificio de salida de válvula
18.
Zona de cierre
19.
Resorte
20.
Depósito flexible
21.
Cuerpo anular móvil
22.
Anillo de fijación
23.
Soporte de cápsula
24.
Placa de soporte para elementos perforantes
25.
Pistón obturador
El dispositivo esquematizado en las figuras 1 y 2 se compone de un conducto de llegada de agua 3 que conecta sucesivamente un depósito 1, una bomba 2, un cuerpo de calentamiento 15 y un órgano de inyección de agua 9 que presenta un extremo suficientemente cortante para perforar una cápsula 8 dispuesta sobre un portacápsulas 7 en la prolongación del conducto de llegada de agua 3. El portacápsulas 7 presenta en su parte inferior un orificio de salida 10.
La parte superior del portacápsulas comprende unos elementos perforantes 13, móviles según una dirección vertical. Una vez que el fondo de la cápsula 8 es perforado por los elementos perforantes 13, una mezcla agua-café puede fluir a través del portacápsulas 7 de manera que sea recuperada en una taza (no ilustrada) dispuesta bajo el orificio de salida 10.
El dispositivo comprende asimismo un conducto de derivación 5 cuyo extremo superior está conectado sobre el conducto de llegada de agua 3, entre la bomba 2 y el cuerpo de calentamiento 15, por medio de un racor en Y 11: el conducto de derivación 5 comprende también una válvula 4 adaptada para abrirse a partir de una presión previamente definida. Finalmente, el extremo inferior del conducto de derivación 5 está conectado a unos medios hidráulicos de activación 6, por ejemplo un pistón, que, cuando son activados a consecuencia de la apertura de la válvula 4, arrastran los elementos perforantes 13 hacia arriba en dirección a la cápsula 8.
El dispositivo funciona como sigue: inicialmente, la válvula 4 está cerrada y la bomba 2 desactivada. Se coloca una nueva cápsula 8 sobre el portacápsulas 7, seguido de la perforación de su pared superior por el órgano de inyección 9. El agua es a continuación introducida en el conducto de llegada 3 por activación de la bomba 2. Véase la figura 1 que representa en negro las porciones de conducto ocupadas por el agua consecutivamente a la activación de la bomba 2.
Cuando el agua que se encuentra en el conducto de llegada de agua 3, por tanto en la cápsula 8, ha alcanzado una presión previamente definida, la válvula 4 se abre de manera que el agua fluye en el resto del conducto de derivación 2 y activa los elementos perforantes 13 que perforan la pared inferior de la cápsula 8 (véase la figura 2). La mezcla agua-café contenida en la cápsula 8 fluye a través del portacápsulas 7, a través de orificios (no ilustrados) y es recuperada en una taza dispuesta bajo el orifico de salida 10.
Evidentemente los esquemas ilustrados en las figuras 1 y 2 no resumen todas las posibilidades de realización de la invención. El portacápsulas no está necesariamente dispuesto debajo de la cápsula. A título de ejemplo, se puede prever un portacápsulas que retenga la cápsula por encima. Asimismo, los elementos perforantes pueden perforar la cápsula lateralmente o por encima.
La variante ilustrada en las figuras 3 y 4 sólo difiere de las figuras 1 y 2 por el hecho de que los elementos perforantes están reemplazados por un (incluso varios) obturador 12 que, cuando está inactivo, bloquea el conducto de salida y, cuando está activo, lo libera. Se observará que en esta variante, la pared inferior de la cápsula 8 es perforada cuando tiene lugar su colocación en el portacápsulas 7, previamente a la llegada de agua en la cápsula.
Las figuras 5 y 6 representan una válvula 4 que puede ser utilizada con el dispositivo según la invención. La válvula 4 comprende un orificio de entrada 16 puesto en relación con el conducto de agua 3, un orificio de salida 17 puesto en relación con los medios hidráulicos 6, 12, 13, estando los dos orificios conectados por una zona de cierre 18 a través de la cual puede alojarse un pistón obturador 25. En posición de reposo, el pistón obturador está confinado en la zona de cierre 18 por medio de un resorte 19. En tanto la fuerza ejercida por el resorte 19 sobre el pistón obturador es superior a la fuerza ejercida por la presión que reina en el conducto de llegada de agua 3, la válvula 4 permanece cerrada. Cuando la presión de agua predomina, la válvula 4 se abre y el agua sale por el orificio de salida 17.
Ventajosamente, la fuerza ejercida por el resorte puede ser regulada por el usuario del dispositivo. Variando la presión de la mezcla agua-café que reina en la cápsula, el usuario tiene por tanto la posibilidad de preparar su café según sus gustos.
Un modo de realización detallado de la variante de las figuras 1 y 2 está representado en la figuras 7 y 8. Se utilizan las mismas referencias numéricas.
El mecanismo de accionamiento de los elementos perforantes 13 comprende las piezas siguientes: un depósito de material flexible 20 de forma anular, conectado con el conducto de derivación 5 (no ilustrado), un cuerpo anular móvil 21 que rodea la cápsula 8 y cuya parte superior descansa sobre el depósito 20, una placa de soporte 24 de elementos perforantes 13 unida al cuerpo anular 21 por un anillo de fijación 22. El soporte 23 del portacápsulas 7 comprende un conjunto de orificios a través de los cuales los elementos perforantes pueden moverse.
El mecanismo de accionamiento de los elementos perforantes 13 funciona como sigue: en posición de reposo (figura 7), los elementos perforantes están dispuestos bajo la pared inferior de la cápsula 8. En modo activo (figura 8), el agua penetra en el depósito 20. Este último se hincha y arrastra hacia arriba el cuerpo anular móvil 21 así como el conjunto que le es solidario, o sea el anillo de fijación 22, la placa de soporte 24 y los elementos perforantes 13. La pared inferior de la cápsula es entonces perforada, lo que provoca el flujo de la mezcla agua-café a través del orificio de salida 10.
Resulta evidente que la invención no está limitada a los ejemplos descritos anteriormente. Por ejemplo, el racor en Y puede situarse asimismo entre el cuerpo de calentamiento y el órgano de inyección. Con esta configuración, la utilización de un depósito flexible tal como el escrito más arriba sería particularmente ventajosa. Éste podría ser reemplazado fácilmente en caso de formación de incrustaciones en el circuito de derivación.

Claims (7)

1. Dispositivo para la preparación de una bebida a base de café mediante la extracción de una dosis de café molido contenida en una cápsula (8), comprendiendo dicho dispositivo un depósito de agua (1), una bomba (2), un cuerpo de calentamiento (15) y un órgano de inyección de agua (9) conectados sucesivamente por un conducto de llegada de agua (3); comprendiendo el dispositivo además, dispuestos en la prolongación del órgano de inyección de agua (9), un portacápsulas (7) y un orificio de salida (10) para la mezcla agua-café, estando el portacápsulas (7) adaptado para ser fijado y retirado manualmente del dispositivo y comprende unos medios para contener una cápsula (8) de café, de manera que el agua a presión que procede del órgano de inyección de agua (9) pueda atravesar la cápsula (8) y pasar a través del orificio de salida (10), estando dicho dispositivo caracterizado porque está constituido además por un solo y único conducto de derivación (5), estando dicho conducto de derivación (5) conectado por uno de sus extremos al conducto de llegada de agua (3), y presenta, en el otro de sus extremos, unos medios hidráulicos (6, 12, 13, 20) adaptados para controlar el flujo de una mezcla agua-café a través del orificio de salida (10); comprendiendo el dispositivo además una válvula (4) dispuesta sobre el conducto de derivación (5), estando dicha válvula (4) adaptada para ser o bien abierta y permitir un flujo del agua en el conducto de derivación (5) cuando se alcanza una presión previamente definida, o bien cerrado y bloquear cualquier flujo en el conducto de derivación (5) cuando aún no se ha alcanzado dicha presión previamente definida.
2. Dispositivo según la reivindicación anterior que comprende unos medios de regulación, por un usuario, de dicha presión previamente definida.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la válvula (4) es sensible a la presión.
4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios hidráulicos (6, 12) comprenden un obturador (12) que alternativamente bloquea o permite el flujo de una mezcla agua-café a través de un orificio de salida (10).
5. Dispositivo según la reivindicación anterior, caracterizado porque el portacápsulas (7) presenta por lo menos un orificio de flujo (14) y porque los medios hidráulicos (6, 12) están dispuestos de manera que puedan obturar dicho orificio (14).
6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios hidráulicos (6, 13) están constituidos por lo menos por un órgano de perforación (13) que, cuando es activado, perfora una cápsula (8) dispuesta sobre el portacápsulas (7) y permite de esta manera el flujo de una mezcla agua-café a través del orificio de salida (10).
7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios hidráulicos comprenden un depósito flexible (20) que, cuando se hincha a consecuencia de la llegada de agua, arrastra unos medios (21, 22, 24, 12, 13) que permiten el flujo de una mezcla agua-café a través del orificio de salida (10).
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