ES2644831T3

ES2644831T3 - Perforador de cartucho duradero

Info

Publication number: ES2644831T3
Application number: ES12748493.9T
Authority: ES
Inventors: David Larzul; Julien CHALENCON; François Besson; Blaise Rithener
Original assignee: Nestec SA
Current assignee: Nestec SA
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2032-08-21
Also published as: EP2747608B2; PT2747608T; WO2013026845A1; AU2012298549A1; ES2644831T5; CA2843541A1; EP2747608A1; EP2747608B1; RU2014111180A; JP2014524319A; CN103764000A; US20140326361A1; BR112014004229A2

Description

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DESCRIPCION

Perforador de cartucho duradero Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un sistema que incluye un cartucho y un dispositivo de extraccion de cartucho que presenta una camara de extraccion en la cual puede insertarse un cartucho, extraerse y a partir de la cual puede evacuarse. El dispositivo de extraccion puede incorporarse en una maquina de preparacion de bebidas.

Para la finalidad de la presente descripcion, se entiende por una “bebida” cualquier alimento lfquido, tal como te, cafe, chocolate fno o caliente, leche, sopa, comida para bebes, etc.. Los cartuchos indican cualquier envoltura que contenga un ingrediente pre-porcionado que sea blando o flexible, tal como vainas, y hecha de cualquier material, reciclable o no reciclable, biodegradable o no biodegradable, tal como aluminio o plastico, en particular vainas de aluminio o capsulas de aluminio.

Antecedentes

Un problema observado con sistemas de cartucho de ingredientes es la manipulacion del cartucho en un dispositivo de extraccion y el cierre de este alrededor del cartucho para realizar el proceso de extraccion y seguidamente la evacuacion adecuada del cartucho desde el dispositivo de extraccion. El cartucho habitualmente tiene que ser posicionado por el usuario en un soporte para cartuchos o en un alojamiento, a continuacion el dispositivo se cierra manualmente o automaticamente alrededor del cartucho.

Es importante posicionar correctamente el cartucho de manera que el dispositivo cierra adecuadamente alrededor de este y forme un buen sellado para garantizar unas buenas condiciones de extraccion. El mal posicionamiento puede danar el cartucho, y por ello afectar las condiciones de extraccion.

Para el sellado del dispositivo alrededor del cartucho para permitir la extraccion adecuada al pasar un lfquido presurizado a traves del cartucho sin fugas indeseadas, el cierre del dispositivo alrededor del cartucho debe llevarse a cabo con un gran nivel de precision. La distancia de cierre de los dispositivos de cierre mecanicos de tales dispositivos se ajusta habitualmente de forma manual durante el proceso de fabricacion del dispositivo para conseguir el nivel necesario de precision. La carga de la capsula debe tambien ser facil, sin pista y error del posicionamiento correcto de la capsula en el dispositivo. La carga tambien debe ser tan rapida como sea posible y no requiera manipulaciones excesivas. WO 2005/004683 se refiere a un dispositivo de preparacion con capsula que comprende: una primera parte; una segunda parte que puede moverse con relacion a la primera parte; un alojamiento para la capsula y que define, en una posicion cerrada de la parte movible contra la parte fija, una posicion de extraccion de la capsula a lo largo de un eje en dicho alojamiento; una parte de insercion y posicionamiento que comprende medios para guiar la capsula dispuesta de modo que inserta la capsula por gravedad y posiciona dicha capsula en una posicion intermedia; un sistema de vertido de bebida; y la segunda parte movible se dispone asf y esta construida para mover la capsula desde la posicion intermedia en la posicion de extraccion cuando el dispositivo esta cerrado. EP 1 721 553 describe una unidad de preparacion para cafeteras que utiliza capsulas. La unidad presenta una parte frontal con una salida de bebida y una parte trasera con una entrada de agua caliente. La parte frontal y la parte trasera estan montadas entre un par de elementos de guiado con resaltes enfrentados. La parte frontal puede moverse entre estos elementos de guiado para ser apretados contra la parte trasera de modo que forma con la parte trasera una camara de preparacion para acomodar una capsula a extraer, por lo que se deja un volumen sin ocupar en frente del elemento frontal entre los elementos de guiado dentro de la maquina. EP 1 659 547 se refiere a una maquina de bebidas para preparar infusiones, en particular, cafe espresso. La maquina incluye una camara de infusion dentro de una unidad de preparacion que tiene una parte frontal movible con un muelle de retorno y un conducto de salida de bebida que se extiende a traves del alojamiento exterior del conjunto. La parte frontal movible coopera con una parte trasera que puede moverse dentro del alojamiento y que puede ser empujada contra la parte frontal movible para comprimir el muelle de retorno por lo que el conducto de salida se desliza a traves del alojamiento exterior del conjunto. La vaina pasa a traves del alojamiento externo hacia la camara de infusion via un canal de alimentacion de vaina ngido y seguidamente la vaina se transfiere hacia la camara de infusion por un casquillo externo en la parte trasera movible de la unidad de preparacion que esta provista de un recorrido a modo de leva para mover la parte trasera. Esta disposicion implica varios problemas. La vaina debe moverse durante el cierre de la camara de preparacion y esto puede provocar el bloqueo y tambien hace que los medios de retencion de la vaina sean mas complejos. Ademas, la apertura y cierre de la camara de preparacion implica simultaneamente un desplazamiento lineal de la parte trasera movible dentro del alojamiento, de la parte frontal movible dentro del alojamiento y del conducto de salida a traves del alojamiento que aumenta el riesgo de super-guiado y atasco o alineamiento inadecuado de las diversas partes que se mueven linealmente una respecto a otras. El sistema de fluido comprende un conjunto movible que hace el sistema de fluido mas complejo de montar. Cuando tras la extraccion la unidad de preparacion se reabre para quitar la vaina, el agua presurizada contenida dentro de la camara de infusion puede sobresalir fuera del alojamiento. Ademas, un volumen desocupado se deja dentro de la maquina entre el elemento frontal y la carcasa cuando el conducto de salida esta en su posicion replegada.

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US 3,260,190 y WO 2005/072574 describe una cafetera que tiene un cajon extrafole para posicionar una lata de cafe dentro. El cajon puede deslizarse horizontalmente en la cafetera y subirse hacia un dispositivo de inyeccion de agua. WO 2006/023309 describe una cafetera con un cajon deslizable para la introduccion de un cartucho de cafe en la maquina. El cajon puede moverse entre una posicion abierta y cerrada y tiene dos mitades carcasas para el cartucho que pueden pivotarse entre sf para formar una camara de preparacion cuando el cajon esta en la posicion cerrada y pivotable cuando el cajon se desliza fuera de la maquina.

US 6,966,251 describe una cafetera que tiene un cajon deslizable horizontalmente para posicionar una capsula dentro. Cuando se desliza en la maquina, el cajon puede subirse hacia una jaula de capsulas fija para formar una camara de preparacion para una capsula. EP 1 566 126 describe una cafetera con una unidad de preparacion vertical para acomodar vainas de cafe. La unidad de preparacion tiene una parte superior fija y una parte inferior movil para sostener una vaina y que puede ser levantada para cerrar la unidad de preparacion y bajar para insertar o extraer una vaina.

Unidades de preparacion adicionales se describen en EP 0730 425, EP 0862 882, EP 1219 217, EP 1 480 540, EP 1635 680, EP 1669 011, EP 1 774 878, EP 1776 026, EP 1893 064, FR 2 424 010, US 3,260,190, US 4,760,774, US 5,531,152, US 6,904,840, US 7,131,369, US 2005/0106288, US 2006/0102008, WO 2005/002405, WO 2005/016093, WO 2006/005756, WO 2006/066626 y WO 2007/135136.

Un problema se refiere a la extraccion optima de los ingredientes preparables suministrados dentro de un cartucho en el dispositivo de extraccion. Por un lado, existe una necesidad de produccion y logfstica para maximizar el llenado de cartuchos con ingredientes de modo que minimice la proporcion de masa de ingrediente/tamano del cartucho, por lo que el material de envasado y volumen del cartucho para almacenar y transportar puede minimizarse. Una solucion a este problema es compactar el ingrediente preparable en el cartucho. Por otro lado, para la circulacion de un fluido de extraccion, por ejemplo, agua caliente, a traves del cartucho, el ingrediente preparable no debena estar compactado tasta tal punto que forme una masa mas o menos impermeable. Naturalmente, es posible incrementar la presion del fluido de extraccion que circula hasta un punto suficiente para superar la barrera formada por la masa de ingrediente en el cartucho. Sin embargo, este acercamiento conduce a una reduccion significante de la velocidad de extraccion y preparacion de la bebida debido a la cafda de presion a traves de la masa de ingrediente. Ademas, el forzado significativo del fluido de extraccion bajo alta presion a traves del ingrediente preparable conduce a la extraccion de compuestos solidos indeseables del ingrediente preparable que afectan al sabor de la bebida que puede ser demasiado fuerte y severo. Este ultimo fenomeno es conocido en la tecnica como “sobre-extraccion”.

Para evitar el problema relacionado con el cierre mecanico preciso del dispositivo de extraccion alrededor de un cartucho de ingredientes, es conocido proporcionar un sistema de cierre hidraulico en donde el agua caliente utilizada para extraer un ingrediente en un cartucho tambien se usa para accionar un mecanismo de cierre hidraulico. En este caso, la distancia de cierre no requiere de un ajuste especial ya que la fuerza de cierre hidraulica aprieta a la vez los soportes del cartucho del dispositivo de extraccion alrededor del cartucho. Un ejemplo de dicho sistema se describe por ejemplo en WO 2008/037642. Diversos sistemas se han desarrollado a lo largo de esta idea, como por ejemplo se exponen en EP 1219 217, EP 1353 591, EP 1480 540, EP 1545 278, EP 1776 026, EP 1912 542, WO 2005/115206, WO 2006/005736 y WO 2011/042400.

Otro problema se refiere con la extraccion adecuada de un cartucho de un dispositivo de extraccion tras el uso, en particular cuando el dispositivo de extraccion tiene elementos perforadores que abren el sobre del cartucho para circular ffquido hacia y a traves del cartucho. Los cartuchos tienen a pegarse a los elementos perforadores. Se ha propuesto incorporar un empujador movible en el dispositivo para desacoplar una capsula de un elemento perforador curso arriba, por ejemplo, como se describe en WO 2007/135135. Sin embargo, el modo por el cual un cartucho se atasca a veces resulta diffcil de predecir de forma fiable de modo que un empujador movible es en ocasiones insuficiente para liberar el cartucho de modo que pueda evacuarse. La prediccion es incluso mas diffcil cuando un cartucho no es evacuado inmediatamente despues de la extraccion: en este caso, bebida residual puede secarse alrededor del cartucho en el dispositivo. Esto aumenta el pegado aleatorio del cartucho en el dispositivo.

Un problema adicional esta relacionado con el posicionamiento adecuado de un cartucho en un dispositivo de extraccion antes de la extraccion. Es conocida la cafda de cartuchos desde arriba hacia dispositivos de extraccion que tienen partes envolventes relativamente movibles entre la posicion abierta y cerrada y que utilizan un soporte para mantener el cartucho entre las partes envolventes antes del cierre. Dicho sistema se describe en WO 2007/135135. Dicho sistema habitualmente lleva a un buen posicionamiento del cartucho y permite el cierre adecuado de las partes envolventes. Sin embargo, en ocasiones el cartucho esta desalineado lateralmente de forma excesiva debido a las tolerancias laterales necesarias para permitir que el cartucho caiga mas o menos libremente en el soporte. Dicho desalineado puede llevar a problemas de cierre y sellado de las partes envolventes alrededor del cartucho.

Aun otro problema de los dispositivos de extraccion que utilizan perforadores para abrir los cartuchos de ingredientes esta relacionado con la forma de los perforadores. Por un lado, los perforadores debenan ser finos o conicos para permitir perforar los cartuchos con poco esfuerzo, en particular cuando la perforacion se lleva a cabo manualmente. Por otro lado, los perforadores debenan ser suficientemente fuertes sin romperse facilmente. Una

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solucion es utilizar perforadores hechos de materiales que sean significativamente mas fuertes que el material del cartucho a perforar. Sin embargo, tales perforadores, por ejemplo, perforadores metalicos para cartuchos de plastico, son caros de modo que se prefieren los perforadores de plastico. Cuando se utilizan capsulas mas duras, el problema aumenta.

Resumen de la invencion

Es por lo tanto un objeto preferido de la presente invencion resolver al menos algunos de los problemas anteriormente mencionados, en particular proporcionar un sistema perforador duradero para abrir cartuchos en un dispositivo de extraccion.

La invencion se refiere a un dispositivo para extraer un ingrediente en un cartucho al suministrar un lfquido de extraccion tal como agua caliente en dicho cartucho, que comprende: partes que envuelven el cartucho curso arriba y abajo relativamente movibles entre una posicion abierta para insertar y/o extraer dicho cartucho y una posicion cerrada para formar una camara de extraccion que envuelve dicho cartucho durante la extraccion; y al menos un perforador, por ejemplo, hecho de plastico, elegido desde un perforador curso arriba llevado por la parte curso arriba para abrir un tramo curso arriba de dicho cartucho y un perforador curso abajo llevado por la parte curso abajo para abrir un tramo curso abajo de dicho cartucho. Tal perforador tiene una forma general conica, en particular una forma conica que tiene una superficie truncada que delimita un borde perforador. La superficie truncada puede formar un angulo, por ejemplo, en el rango de 30 a 80 grados, tal como alrededor de 45 a 65 grados, a un eje central longitudinal de la superficie conica.

Habitualmente, el cartucho puede colocarse en el dispositivo desde arriba bajo el efecto de la gravedad. La evacuacion del cartucho tras la reapertura de las partes envolventes tambien es conducida por la gravedad.

Habitualmente, este dispositivo esta comprendido en una maquina de preparacion de bebidas para recibir cartuchos de ingredientes tales como capsulas y/o vainas. Por ejemplo, la maquina es una maquina de preparacion de cafe, te, chocolate o sopa. En particular, la maquina esta dispuesta para preparar dentro de la camara de extraccion una bebida al pasar agua caliente u otro lfquido a traves de un cartucho que contenga un ingrediente de la bebida a preparar, tal como cafe molido o te o chocolate o cacao o leche en polvo.

El perforador conico esta habitualmente dispuesto para conducirse manualmente hacia el cartucho, por ejemplo, via un mecanismo de conversion mecanico, antes de extraer el cartucho.

El perforador conico puede tener un angulo conico del orden de 5 a 30 grados, en particular dentro del rango de 10 a 20 grados.

La maquina puede incluir un perforador retrasado, por ejemplo, el perforador curso abajo, que perfora el cartucho despues del cierre de las partes curso abajo y curso arriba, tras la expansion del cartucho contra el perforador provocando la perforacion del cartucho por la subida de presion en el cartucho debido al lfquido circulado. Tal perforador retrasado no es accionado manualmente sino mediante la presion, por ejemplo, generada por una bomba. Por ello, el angulo de perforacion del perforador retrasado no tiene un impacto destacable en la ergonoirna del dispositivo de extraccion. Sigue que el perforador retrasado puede ser conico o tener un mayor angulo perforador, por ejemplo, en el rango de 30 a 120 grados, tal como 45 a 90 grados.

Por ejemplo, la maquina de preparacion comprende: una unidad de preparacion de bebida dispuesta para recibir cartuchos para usar y evacuar cartuchos tras usarlos, por ejemplo, un dispositivo de extraccion; un alojamiento que tiene una obertura que lleva a un area donde son evacuados los cartuchos de la unidad de preparacion; y un recipiente que tiene una cavidad que forma un espacio de almacenamiento para recoger cartuchos evacuados a dicha area en el recipiente hasta un nivel de llenado. El recipiente puede insertarse en el area para recoger cartuchos usados y es extrafble de esta area para vaciar los cartuchos recogidos. Ejemplos de tales maquinas se describen en WO 2009/074550 y en WO 2009/130099.

De acuerdo con la invencion, el perforador conico presenta una base con un pie de refuerzo que se aleja transversalmente de la forma conica, en particular un pie que tiene un cuerpo que se extiende alrededor de toda la periferia de la base y/o un cuerpo que se extiende radialmente o diametralmente o diagonalmente desde la base.

El cuerpo que refuerza el pie puede extenderse desde la base hasta un punto correspondiente al 3 hasta 20% de la anchura correspondiente de la base al nivel del cuerpo de refuerzo, por ejemplo, de 5 a 15%. El cuerpo de refuerzo puede tener un espesor que corresponda del 2 al 20% de toda la altura del perforador conico, en particular de 3 al 15% tal como 5 al 10%.

Al proporcionar dicho pie de refuerzo, el perforador conico es menos probable que se rompa en su base, en particular cuando el cartucho no esta adecuadamente posicionado en la camara de extraccion y esta sometido a tension posicional que provoca un efecto cascada a lo largo de los perforadores.

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Otro aspecto de la invencion se refiere a un sistema que comprende un dispositivo como se ha descrito anteriormente y a un cartucho.

Otros aspectos de la invencion se refieren al uso de un cartucho para dicho sistema; y un metodo de extraer un cartucho en dicho sistema.

Caractensticas y ventajas adicionales de la invencion resultaran evidentes a partir de la descripcion detallada y las reivindicaciones y dibujos.

Breve descripcion de los dibujos

La invencion se describira ahora con referencia a los dibujos esquematizados, en los que:

- Figuras 1a y 2a ilustran parte de un sistema de la tecnica anterior que tiene un dispositivo de extraccion y un cartucho de ingredientes que puede mejorarse en un sistema de acuerdo con la invencion; y

- Las figuras 1b, 1c, 1d, 2b y 2c muestran en detalles partes del dispositivo ilustrado en las figuras 1a y 2a cuyo dispositivo incorpora ademas las mejoras de una realizacion de un sistema de acuerdo con la invencion.

Descripcion detallada

La invencion se muestra ahora con referencia a la realizacion particular ilustrada en las figuras 1a a 2c.

Estas figuras ilustran diferentes aspectos de un sistema que incorpora un dispositivo de preparacion 1 y un cartucho 9 para preparar bebidas al circular agua caliente, tal como agua, a traves de un cartucho de ingredientes 9 en forma de una vaina mas o menos flexible o blanda, por ejemplo, hecha de un envoltorio flexible hermetico y generalmente sellado, tal como un envoltorio de aluminio o plastico que contiene mas o menos el ingrediente para la bebida compactado, por ejemplo, cafe molido, como por el ejemplo el comercializado por NESPRESSO™

La realizacion particular del cartucho 9 ilustrado en las figuras tiene forma de una tableta generalmente redondeada que tiene un envoltorio 9' con una parte periferica 9” que encierra una cavidad para el ingrediente 9'''. La parte periferica 9” tiene una extension que forma una pestana de cierre anular 9”” alrededor del cartucho 9. Ejemplos de tales cartuchos 9 se describen con mayor detalle en WO 2011/000723, WO 2011/000724 y WO 2011/000725.

El dispositivo 1 esta configurado para preparar el ingrediente en el cartucho 9 al suministrar un lfquido de preparacion tal como agua caliente en el cartucho via un dispositivo de suministro de lfquido 38. El dispositivo 1 tiene una parte que envuelve el cartucho curso arriba 7 y una parte que envuelve el cartucho curso abajo 8. Las partes que envuelves el cartucho curso arriba y abajo 7, 8 pueden moverse relativamente entre una posicion abierta para insertar y/o extraer el cartucho 9 y una posicion cerrada para formar una camara de preparacion 11 que encierra el cartucho 9 durante la preparacion.

Una bebida aromatizada, por ejemplo, te o cafe, esta formada al mezclar el lfquido con el ingrediente en el cartucho 9 y recoger la bebida en una salida para bebida 31 via un paso 31'.

En la realizacion particular ilustrada en las figuras 1a y 2a, la parte curso arriba 7 tiene un soporte 10 que mantiene el cartucho 9 cuando se coloca y/o extrae en el dispositivo 1. Alternativamente, el soporte puede fijarse en la parte curso abajo 8 o moverse relativamente con relacion a ambas partes 7, 8.

El soporte para cartuchos 10 se proporciona en un espacio abierto dejado en la posicion abierta de partes envolventes 7, 8 para recibir y sostener el cartucho en su descenso cuando se suministra al dispositivo 1 desde arriba.

El soporte 10 tiene una forma general cilmdrica o “de anillo”. Comprende una primera camara o camara de soporte 18 dispuesta para recibir y sostener el cartucho 9 en un sitio de pre-posicionamiento cuando el dispositivo de preparacion 1 esta en la posicion abierta. Tambien comprende una segunda camara o camara de expulsion 19 dispuesta para recibir el cartucho 9 cuando el dispositivo 1 esta cerrado y de este modo permite la extraccion del cartucho tan pronto como el dispositivo 1 se reabre. La camara de soporte 18 esta delimitada por superficies de soporte coaxiales 20 que mantienen el borde del cartucho contra gravedad. La seccion transversal de las superficies 20 es ligeramente mas grande que la parte envolvente 8 de modo que permite a la parte 8 atravesar relativamente la camara de soporte 18. Los tramos de cilindro 20 son tal que el cartucho 9 puede mantenerse en una posicion ligeramente inclinada o sensiblemente recta.

En la region superior de la camara 18, se proporciona una obertura 21 con una anchura suficiente para permitir al cartucho 9 insertarse en la camara 18 por efecto de la gravedad, como se ilustra en la figura 1a.

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La camara de expulsion 19 esta situada adyacente a la camara de soporte 18. Tiene una obertura inferior 22 sensiblemente opuesta a la obertura de colocacion del cartucho 21 para caer libremente por gravedad cuando el dispositivo 1 se reabre despues de la preparacion.

El soporte 10 tiene un tramo posterior cilmdrico y un tramo frontal cilmdrico de diametros ligeramente mas grandes que el diametro externo de la parte curso abajo 8 para que la parte 8 se deslice en el soporte 10 durante el cierre.

Las dos camaras 18, 19 del soporte 10 estan separadas por un retenedor de cartucho 25 orientado transversalmente a la direccion de deslizamiento (cierre). El retenedor 25 puede ser una superficie en rampa que comprende un par de crestas arqueadas sobre cuyos bordes 9”” del cartucho 9 pueden soportarse. La superficie en rampa puede estar ligeramente inclinada con relacion al plano envolvente. Los tramos de las crestas sobresalen hacia dentro en la direccion radial y estan dimensionados para retener el borde del cartucho en ambos lados del cartucho. El tamano de los tramos de las crestas se da por el diametro del elemento envolvente 8. Por ejemplo, puede ser del orden de 1.4 mm.

El soporte 10 esta fijado en los lados laterales de la parte curso arriba 7 por un par de brazos que sobresalen hacia atras 28. De este modo, el soporte 10 esta fijo o estatico con relacion a la parte curso arriba 7 pero puede moverse con relacion a la parte curso abajo 8 durante el movimiento de cierre.

Una descripcion detallada del soporte 10 que funciona dentro del conjunto formado por la parte curso arriba 7 y la parte curso abajo 8 para manipular el cartucho 9 se aporta en WO 2007/135135 en donde el lector puede dirigirse para poner en practica este aspecto del dispositivo 1.

El accionamiento de las partes curso arriba y abajo 7, 8 entre las posiciones abierta y cerrada se ilustra con detalle en WO 2007/135135. Una variacion que puede usarse para accionar el dispositivo 1 se describe en WO 2011/042400.

Las partes envolventes 7, 8 pueden montarse a lo largo de un marco capaz de corresponderse a lo largo de un eje sensiblemente longitudinal. Para el cierre de las partes envolventes 7, 8 alrededor del cartucho 9, las partes curso arriba y abajo 7, 8 son forzadas a acercarse a una posicion donde pueden formar un acoplamiento estanco a fluidos junto a las superficies de encaje periferico mientras punzona el borde 9”” del cartucho 9 en la posicion cerrada.

Normalmente, el dispositivo 1 esta integrado en una maquina de preparacion de bebida que incluye un circuito para fluido con un sistema de inyeccion de lfquido.

Por ello, el dispositivo de extraccion 1 puede estar asociado con un circuito para fluido que tenga un sistema de inyeccion de lfquido que incluye: una fuente de lfquido, tal como agua fria en particular almacenada en un deposito, una bomba para bombear lfquido desde el deposito via un conducto, un calentador para calentar el lfquido y una entrada 38 de la camara de preparacion 11 para suministrar el lfquido caliente hacia la camara 11.

En la camara 11, el lfquido presurizado y caliente circula a traves del cartucho 9 para formar una bebida mediante la extraccion del ingrediente contenido en la cavidad 9”' del cartucho 9, siendo la bebida recogida y dispensada por la salida 31 asociada con la parte curso abajo 8, por ejemplo, hacia una taza o tazon de usuario situada por debajo.

Cuando el dispositivo 1 esta dispuesto para preparar ingredientes en cartuchos parcialmente sellados o sellados 9, el dispositivo 1 puede incluir abridores de cartucho 30, 32. Por ejemplo, la parte curso arriba 7 puede incluir un abridor de cartucho curso arriba 32 y/o parte curso abajo 8 puede tener un abridor de cartucho 30.

Como se ilustra en las figuras 1b, 1c y 1d, la camara de preparacion 11 tiene un espacio de expansion de confinamiento 12 que no esta ocupado por el cartucho 9 cuando las partes envolventes 7, 8 estan en la posicion cerrada que envuelve el cartucho 9; y ocupado por el cartucho 9 tras la expansion provocada por la exposicion del ingrediente al lfquido preparador.

Como se ilustra con mayor detalle en las figuras 1c y 1d, el espacio de expansion 12 puede delimitarse por una ranura o cavidad 12” adyacente a un tramo periferico 9” del cartucho 9 esta envuelto por partes curso arriba y abajo 7,8. Dependiendo del espacio de expansion necesario, ranura o cavidad 12' puede ser relativamente poco profunda. La forma del espacio de expansion 12 depende naturalmente de la forma del cartucho 9 y la expansion necesaria del cartucho 9 durante la preparacion. Por ello, el espacio de expansion no se proporciona necesariamente en forma de una cavidad o ranura que sobresale de la camara de preparacion.

Antes de exponer el ingrediente en la cavidad 9”' para el lfquido de preparacion, el tramo periferico 9” no esta situado dentro del espacio de expansion 12 y sigue la lmea discontinua 12” indicada en la figura 1d. En este caso, el tramo periferico 9” tiene la forma de un cono generalmente troncoconico. Cuando el ingrediente esta expuesto al lfquido de preparacion, el ingrediente es humedecido con el lfquido y se expande dentro de la cavidad 9”', por lo que el tramo periferico 9” es empujado en el espacio de expansion 12 y puede ser llevado para expandirse hacia o incluso encajar con la forma de la ranura o cavidad 12'.

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El espacio de expansion 12 es un espacio de confinamiento. Por ello, la bebida formada en el cartucho 9 no esta prevista para fluir fuera del cartucho 9 a traves del espacio 12. Normalmente, el cartucho 9 no estara abierto, por ejemplo, cortado o recortado, al nivel del espacio de expansion 12.

El espacio de expansion 12 sirve para aumentar el espacio de preparacion disponible en la cavidad 9'” de modo que prohnbe la sobre extraccion indeseada de ingrediente por el lfquido de preparacion debido a una resistencia de caudal excesiva a traves del ingrediente provocada por la expansion del ingrediente mojado, en particular cuando el lfquido de preparacion se suministra de forma presurizada en la cavidad 9”', por ejemplo, con una bomba que presuriza el lfquido dentro del orden de 3 a 25 bares habitualmente de 5 a 20 bares.

Habitualmente, el espacio de expansion 12 tiene un volumen que esta del orden de 1 a 10% del volumen de la camara de preparacion 11 o del volumen de la cavidad de ingredientes 9”' del cartucho 9, en particular del orden de 1 a 5% tal como 1,5% al 4%, cuando las partes envolventes 7, 8 estan en la posicion cerrada para envolver el cartucho 9 antes de la expansion del cartucho 9.

Tras la expansion, el cartucho 9 puede ocupar al menos el 50% del espacio de expansion (12), en particular al menos el 60% o 70% del mismo. Habitualmente, tras la expansion, el cartucho 9 ocupara al menos el 80% del espacio de expansion 12, en particular al menos el 90%, tal como al menos el 95% o 98%. La ocupacion del espacio de expansion 12 por el cartucho 9 dependera de la flexibilidad del cartucho 9, la naturaleza y el grado de llenado del ingrediente en la cavidad 9” y la presion del caudal de lfquido en el cartucho 9.

El espacio de expansion 12 puede delimitarse en la parte curso abajo 8, por ejemplo, tal como se ilustra en la realizacion particular en las figuras. En una variante, el espacio de expansion puede delimitarse en la parte curso arriba o incluso en ambas partes.

La superficie de delimitacion 12' del espacio de expansion 12 puede estar ligeramente inclinada alejada de la superficie enfrentada 9” del cartucho 9 antes de la expansion, en particular por un angulo de superior a 10 grados, tal como superior a 5 grados. Dicha ligera inclinacion, es decir, la ausencia de bordes afilados en este punto, evita el desgarre o corte del envoltorio del cartucho 9' alrededor de la superficie de delimitacion 12' cuando el cartucho 9 se expande en la camara 11.

Tal como se ilustra en las figuras 2b y 2c, la parte curso arriba 7 habitualmente tiene al menos un inyector de lfquido 32 para suministrar lfquido hacia el cartucho 9. Cuando el envoltorio del cartucho 9' esta sellado en el lado curso arriba del cartucho, tal como un inyector 32 puede tener un perforador 34 para perforar un tramo curso arriba del envoltorio 9' y un conducto de inyeccion de lfquido 38 para inyectar lfquido al cartucho 9 tras perforarlo. El inyector de lfquido 32 tiene en particular una pluralidad de perforadores de inyeccion 34 y/o una pluralidad de conductos de inyeccion 38. En la realizacion ilustrada, los perforadores 32 tienen una disposicion radial y anular en el inyector 32. En particular, 20 perforadores 34 estan dispuestos de tal forma en esta realizacion. El sistema puede incluir mas o menos perforadores.

Los perforadores de inyeccion 34 pueden tener una forma generalmente conica, en particular una forma piramidal y/o prismatica o conica y/o cilmdrica, tal como una forma conica que tiene una superficie truncada 35 que delimita un borde perforador 34'. Perforadores de inyeccion 34 pueden ser conducidos manualmente en el cartucho 9.

El perforador de inyeccion 34 puede delimitar internamente o parcialmente internamente el conducto de inyeccion de lfquido 38. En particular, al menos un perforador 34 puede delimitar un par de conductos de fluido 38.

En una variante, tales perforadores pueden estar separados del conducto de inyeccion de lfquido. En tal caso, los perforadores son “simples” perforadores para abrir el cartucho y no perforadores “de inyeccion” 34 para inyectar ifquido en el cartucho, siendo el lfquido no inyectado en el cartucho a traves de los perforadores pero adyacente.

El perforador 34 puede presentar una base con un pie de refuerzo que sobresale lateralmente, tal como un pie que deforma el envoltorio 9' del cartucho 9 opcionalmente sin desgarrar o cortar significativamente. Para reforzar el perforador 34 y evitar fallos por rotura, puede utilizarse dicho pie. Esto ofrece la ventaja de que no afecta la capacidad de obertura del cartucho 9 (borde de obertura y angulo de penetracion del perforador en el cartucho) y esfuerzo necesario.

Este pie puede tener un cuerpo 34” que se extiende alrededor de toda una periferia de la base y/o un cuerpo 34”' que sobresale radialmente o diametralmente o diagonalmente desde la base.

Como se ilustra en las figuras 2b y 2c, el inyector 32 tiene un sistema de anclaje 32' para anclar el inyector 32 en la parte curso arriba 7, por ejemplo, oberturas dispuestas separadas y anularmente 32' para fijar el inyector 32 con remaches y/o tornillo en la parte 7.

El inyector 32 puede proporcionarse en una cavidad poco profunda de la parte curso arriba 7. El inyector 32 esta configurado habitualmente para inyectar agua bajo presion en el cartucho 9 cuando el dispositivo 1 esta

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ajustadamente cerrado. La inyeccion 32 puede comprender al menos una entrada de agua y posiblemente perforadores 34.

Ademas, la parte curso arriba 7 habitualmente incluye un empujador de cartucho curso arriba 36 para empujar el cartucho 9 fuera de la parte curso arriba 7 en la extraccion del cartucho 9. Por ello, para una extraccion sencilla y fiable del cartucho 9, en particular desde perforadores 34, el empujador 36 puede disponerse de forma movible para empujar el cartucho 9 lejos del inyector 32 a medida que se reabren las partes envolventes 7, 8. Como resultado, el cartucho se desacopla de los elementos perforantes 34 y cae por gravedad desde la camara 11. Un movimiento redproco del empujador 36 puede coordinarse con el mecanismo conductor de las partes envolventes 7, 8. Tal empujador 36 y su incorporacion en el dispositivo de extraccion 1 se describe con mayor detalle en WO 2007/135135.

Un sistema 30 para abrir un tramo curso abajo del cartucho 9 y/o para filtrar la bebida puede proporcionarse. Por ejemplo, puede formarse por una pletina que comprende elementos en relieve para punzonar el cartucho durante el cierre del dispositivo o bajo el efecto de la presion que se crea dentro del cartucho durante la operacion de preparacion.

Un sistema 30 para abrir un tramo curso abajo del cartucho 9 puede tener elementos punzantes, por ejemplo, pasadores, piramides y/o conos, que tienen un punto en la direccion punzante del cartucho de hasta 2 mm, en particular en el orden de 0,5 a 1,5 mm.

Especialmente cuando el tramo curso abajo del envoltorio del cartucho 9' esta sellado, la parte curso abajo 8 puede incorporar un sistema de apertura 30. Dicho sistema puede incluir un o mas elementos punzantes, por ejemplo, en forma de conos, piramides, pasadores o similares.

El sistema 30 puede estar configurado generalmente como una placa.

El sistema 30 puede fijarse en una obertura 30' de la parte curso abajo 8, por ejemplo, dispuesto de forma central en medio del espacio de expansion anular 12.

Un sistema 30 en forma de una placa disco que soporta abridores de cartucho (por ejemplo, perforadores) se ilustra en la figura 1a y esquematicamente indicado en la figura 1d. La cavidad 30' para recibir el sistema 30 se muestra en las figuras 1b y 1c. Una obertura de sujecion 30” para el sistema 30 se ilustra en la figura 1c. Por ejemplo, un pie del sistema 30 puede ser encajado por fuerza, clipado, atornillado, pegado o soldado en la obertura 30”.

El sistema perforador curso abajo 30 puede ser un sistema perforador retrasado, por ejemplo, abrir el cartucho 9 por expansion bajo presion contra el sistema 30 debido al lfquido presurizado que circula al cartucho 9.

La parte curso abajo 8 puede tener una cavidad para recibir sensores de cartucho 30”', por ejemplo, para identificar la presencia y/o el tipo de un cartucho 9 colocado en el dispositivo 1. Dicho sistema de sensor de cartucho puede ser del tipo descrito en WO 2011/000723, WO 2011/000724 y WO 2011/000725.

Como se ilustra en las figuras 1b, 1c y 1d, la parte curso abajo 8 puede comprender un empujador de cartucho curso abajo 37 para ayudar a la extraccion de cartucho 9 del sistema perforador 30, en particular al empujar y deformar opcionalmente sin desgarrar o cortar el cartucho 9. El empujador de cartucho 37 puede ser empujado en una direccion de empuje por un muelle de empuje 37'.

En la realizacion particular descrita en las figuras 1b a 1d, el empujador 37 esta dispuesto para empujar en la parte periferica 9” de la cavidad de ingredientes 9”' del cartucho 9. Por ello, el empujador 37 empuja el cuerpo del ingrediente de cartucho 9 y no meramente sobre la pestana del cartucho (posiblemente libremente deformable).

En particular, cuando el dispositivo 1 tiene perforadores de cartucho curso arriba 34 y perforador de cartucho curso abajo, es preferible proporcionar un empujador de cartucho 36, 37 asociado con cada uno de los perforadores curso arriba y abajo 30, 34. Por ello, no existe un riesgo de la extraccion inadecuada del cartucho 9 desde el dispositivo 1 en la reapertura del dispositivo 1.

El empujador curso arriba 36 y/o empujador curso abajo 37 puede proporcionarse en forma de un piston, en particular un piston linealmente movible.

El dispositivo 1, en particular la parte curso abajo 8, puede tener al menos un elemento posicionador de cartucho 39, en particular un par de elementos posicionadores, que grna el cartucho 9 en un alineamiento de preparacion de cartucho 3, 3' entre las parte curso arriba y abajo 7, 8.

Por ello, el eje 3' del cartucho 9 no se lleva meramente a la altura adecuada entre las partes curso arriba y abajo 7, 8 pero tambien lateralmente alineado. El eje 3' del cartucho 9 se lleva para encajar el eje 3 del eje de extraccion 3 de

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partes 7, 8. El eje 3 puede extenderse a traves de la camara 11. El eje 3' puede extenderse centralmente a traves del cartucho 9, como se ilustra en la figura 1a.

El elemento posicionador 39 esta situado en particular en una parte inferior periferica 9” del cartucho 9 cuando el cartucho 9 esta alineado entre las partes curso arriba y abajo 7, 8. Opcionalmente, el elemento posicionador 39 puede deformar el cartucho 9 en la direccion de cierre cuando las partes curso arriba y abajo 7, 8 se mueven relativamente en la posicion cerrada.

Dicho elemento posicionador 39 del cartucho evita el desalineado del cartucho 9 cuando este esta meramente soportado por el elemento de soporte 10.

Como se ilustra en las figuras 1b y 1c, el elemento posicionador 39 se proyecta ligeramente desde las partes curso arriba y abajo 7, 8 por lo que el cartucho 9 no se mantiene por el elemento posicionador 39 al abrir o cerrar el dispositivo 1. El elemento 39 tiene un tramo de contacto arqueado 39' de modo que el envoltorio arqueado 9', en particular la parte 9”, del cartucho 9 se posiciona por un solo punto de contacto o punto en el elemento 39. Por ello, al proporcionar una pareja de tales elementos de contacto 39 en combinacion con el soporte 10, el posicionamiento horizontal del cartucho 9 y el alineamiento del cartucho 9 con el dispositivo de extraccion 1 pueden asegurarse.

Como se ilustra en las figuras adjuntas, el soporte 10 y elementos de posicionamiento 39 no estan necesariamente montados en la misma parte de las partes curso arriba y abajo 7, 8. Pueden montarse en las mismas partes o diferentes. Sin embargo, sus funciones son en cierta medida diferentes: el soporte 10 sostiene el cartucho 9 contra la fuerza de gravedad y el elemento posicionador 39 ajusta el alineamiento del cartucho 9 con las partes curso arriba y abajo 7, 8 para el cierre adecuado de cartucho 9 entre estas partes 7, 8.

La invencion tambien se refiere al uso de un cartucho 9 para un sistema 7, 8, 9 como se ha descrito anteriormente, o un metodo para extraer un cartucho 9 en dicho sistema.

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REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (1) para extraer un ingrediente en un cartucho (9) al suministrar un Kquido de extraccion tal como agua caliente en dicho cartucho, que comprende:

- partes que envuelven el cartucho curso arriba y curso abajo (7, 8), relativamente moviles entre una posicion abierta para insertar y/o extraer dicho cartucho y una posicion cerrada para formar una camara de extraccion (11) que envuelve dicho cartucho durante la extraccion; y

- al menos un perforador elegido a partir de un perforador curso arriba (34) llevado por la parte curso arriba (7) para abrir un tramo curso arriba de dicho cartucho y un perforador curso abajo (30) llevado por la parte curso abajo (8) para abrir un tramo curso abajo de dicho cartucho,

Dicho al menos un perforador (30, 34) tiene una forma generalmente conica, en particular una forma conica que tiene una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34'), caracterizado por el hecho de que dicho al menos un perforador conico (34) presenta una base con un pie de refuerzo que se extiende transversalmente alejado de dicha forma conica, en particular un pie que tiene un cuerpo (34”) que se extiende alrededor de toda una periferia de la base y/o un cuerpo (34”') que se extiende radialmente o diametralmente o diagonalmente desde la base.
2. El dispositivo (1) de la reivindicacion 1, en el que dicho al menos un perforador (30, 34) tiene generalmente:

- forma prismatica o cilmdrica, conica por una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34');

- forma piramidal o conica que tiene opcionalmente una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34');

- forma estrechada conica y cilmdrica que presenta opcionalmente una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34'); o forma estrechada piramidal y prismatica, que tiene opcionalmente una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34').
3. El dispositivo de la reivindicacion 1 o 2, en el que la parte curso arriba (7) comprende una instalacion perforadora curso arriba (32) que soporta una pluralidad de dichos perforadores curso arriba (34) y/o la parte curso abajo (8) comprende una instalacion perforadora curso abajo que soporta una pluralidad de perforadores curso abajo.
4. El dispositivo segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho al menos un perforador (30, 34) presenta una o mas superficies de delimitacion para delimitar internamente o parcialmente internamente del perforador un conducto para lfquidos (38), en particular un par de conductos (38), tales como uno o mas conductos de inyeccion de lfquido (38) delimitados por un perforador curso arriba (34) para inyectar lfquido en dicho cartucho tras perforarlo.
5. El dispositivo segun cualquier reivindicacion anterior, que tiene un dispositivo de extraccion de cartucho (36, 37) para ayudar la extraccion de dicho cartucho cuando las partes envolventes (7, 8) son llevadas desde la posicion cerrada a la abierta, el dispositivo de extraccion de cartucho comprende lejos del sistema perforador curso arriba (34) y un empujador curso abajo (37) para empujar dicho cartucho lejos del sistema perforador curso abajo (30), los empujadores del cartucho curso arriba y/o abajo (36, 37) del dispositivo (1) estando opcionalmente dispuestos para empujar y deformar dicho cartucho opcionalmente sin desgarrarlo o cortarlo.
6. El dispositivo segun la reivindicacion 5, en el que al menos uno de los empujadores de cartucho curso arriba y abajo (36, 37) es: empujado en una direccion de empuje, en particular por un muelle de empuje (37'): o coordinado con un mecanismo conductor de las partes curso arriba y abajo (7, 8).
7. El dispositivo segun la reivindicacion 5 o 6, en el que los empujadores de cartucho curso arriba y abajo (36, 37) tienen un movimiento de empuje:

- dicho cartucho (9) cuyo movimiento es general paralelo a una direccion de apertura y cierre de las partes curso arriba y abajo (7, 8); y/o

- dicho cartucho desde una parte periferica (12) de la camara de cartucho (11), en particular para empujar dicho cartucho en una parte periferica (9”) de una cavidad de ingredientes (9'”) de dicho cartucho; y/o

- dicho cartucho desde una parte media de la camara de cartucho (11), en particular para empujar dicho cartucho (9) a lo largo de un eje generalmente central de dicho cartucho.
8. El dispositivo segun cualquier reivindicacion anterior, que comprende un sistema de manipulacion de cartucho que comprende un soporte para cartucho (10), en particular un soporte fijado o solidario con la parte curso arriba (7) o la parte curso abajo (8), para recibir y soportar dicho cartucho (9) contra la gravedad cuando se inserta y desciende bajo gravedad entre las partes envolventes en la posicion abierta antes de formar la camara de extraccion (11), el sistema de manipulacion comprendiendo ademas al menos un elemento posicionador de cartucho (39), en particular un par de elementos posicionadores, que grna horizontalmente tal cartucho (9) tras la recepcion por el soporte (10) en un alineado de extraccion del cartucho (3, 3') entre las partes curso arriba y abajo (7, 8), opcionalmente:

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- Los elementos posicionadores de cartucho (39) estando fijados o solidarios con la parte curso abajo (8) y/o teniendo un tramo arqueado (39') para contactar con dicho cartucho; y/o

- el elemento posicionador (39) estando configurado para deformar el cartucho (9) en una direccion de cierre las partes curso arriba y abajo (7, 8) cuando se mueven relativamente en la posicion cerrada; y/o

- el soporte (10) que tiene una camara de soporte (18) para recibir y mantener dicho cartucho (9) y una camara de expulsion (19) para recibir dicho cartucho cuando las partes envolventes (7, 8) estan en la posicion cerrada para permitir la extraccion de dicho cartucho cuando las partes envolventes son llevadas a la posicion abierta,

los elementos posicionadores de cartucho (39) estando por ejemplo situadas o adyacentes a una parte inferior periferica de la camara para el cartucho (11) cuando las partes envolventes (7, 8) estan en la posicion cerrada, en particular situadas adyacentes a una parte inferior periferica (9”) de dicho cartucho (9) cuando dicho cartucho esta alineado entre las partes curso arriba y abajo (7, 8).
9. Un sistema que comprende un cartucho (9) y un dispositivo (1) como se define en cualquier reivindicacion anterior.
10. El sistema de la reivindicacion 9, en el que dicho pie de dicho al menos un perforador (30, 34) deforma opcionalmente sin desgarrar o cortar significativamente el cartucho (9).
11. El sistema de la reivindicacion 9 o 10, en el que la camara de extraccion (11) presenta un espacio de expansion confinante (12), en particular un espacio confinante delimitado por la parte curso abajo (8), que esta:

- desocupado por el cartucho (9) cuando las pares envolventes (7, 8) estan en la posicion cerrada que envuelve el cartucho; y

- ocupado por el cartucho tras la expansion provocada por la exposicion del ingrediente al lfquido de extraccion.
12. El sistema segun la reivindicacion 11, en el que el espacio de expansion (12) esta delimitado por una superficie (12') que esta ligeramente inclinada lejos de una superficie enfrentada (9') del cartucho (9) antes de la expansion, en particular inclinada mediante un angulo no superior a 10 grados, tal como no superior a 5 grados.
13. El sistema segun la reivindicacion 11 o 12, en el que el espacio de expansion (12) tiene un volumen que esta:

- en el rango de 1 al 10% del volumen de la camara de extraccion (11) o del volumen de una cavidad para ingredientes (9”') del cartucho (9), en particular del rango de 1 a 5% tal como 1,5 a 4%, cuando las partes envolventes (7, 8) estan en la posicion cerrada para envolver el cartucho antes de la expansion del cartucho; y/o

- ocupado por el cartucho (9) tras la expansion en un grado de al menos el 50% del espacio de expansion (12), en particular al menos el 60% o 70%, tal como al menos el 80% del espacio de expansion (12), opcionalmente al menos el 90%, por ejemplo al menos el 95% o 98%.
14. Un metodo de extraccion de un cartucho (9) en un sistema como se define en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, que comprende abrir una parte curso arriba o una parte curso abajo del cartucho (9) con dicho perforador (30, 34) que tiene una forma generalmente conica y una base con un pie de refuerzo que se extiende transversalmente lejos de la forma conica.
15. Uso de un cartucho (9) para preparar en un sistema tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, o para un metodo de extraccion de un cartucho (9) en un sistema tal como se define en la reivindicacion 14.