PT2119385E

PT2119385E - Dispositivo de extracção para cápsula com mecanismo de fecho de relação de transmissão variável

Info

Publication number: PT2119385E
Application number: PT09167136T
Authority: PT
Inventors: Stefan Etter; M Christophe S Boussemart; Christian Jarisch
Original assignee: Nestec Sa
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2011-01-06
Also published as: EP2225975B1; ES2356416T3; PL1859713T3; JP2013059649A; AU2007253304B2; HK1130645A1; PT1859713E; ATE492195T1; AU2007253304B9; EP2225975A1; CA2651900A1; RU2008151153A; WO2007135136A1; EP2119385A1; BRPI0712215A2; EP2119385B1; ATE556630T1; DE602006019159D1; BRPI0712215B1; AR061182A1

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE EXTRACÇÃO PARA CÁPSULA COM MECANISMO DE FECHO DE RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO VARIÁVEL" A invenção refere-se, em geral, a um dispositivo de extracção de uma bebida ou um liquido alimentar, adaptado para manusear uma cápsula contendo ingrediente(s), que pode produzir uma bebida ou liquido alimentar ao interagir com um liquido, tal como, por exemplo, água quente pressurizada, introduzida no volume da cápsula.

Especialmente no campo de máquinas de café, têm sido desenvolvidas muitas máquinas nas quais uma cápsula contendo ingredientes de bebida é introduzida num dispositivo de extracção. 0 dispositivo de extracção é fechado firmemente sobre a cápsula, é injectada água na primeira face da cápsula, a bebida é produzida no volume fechado da cápsula e uma bebida extraida pode ser descarregada a partir de uma segunda face da cápsula e recolhida num receptáculo, tal como uma chávena ou copo.

Foram desenvolvidos dispositivos de extracção para facilitar a introdução de uma cápsula "nova" e a remoção da gasta. 0 documento WO 2005/004683 refere-se a este dispositivo de extracção o qual compreende: 1 uma estrutura, - uma peça de retenção fixa para a cápsula, - uma peça de retenção móvel, sendo a referida parte montada numa relação deslizante relativamente à estrutura, - um mecanismo de junta articulada que proporciona um sistema mecânico que permite fechar, de um modo firme e estanque aos fluidos, as peças de retenção sobre a cápsula, enquanto resiste, igualmente, à força contrária que age de modo a reabri-las e gerada pela pressão interna de extracção; e - um manipulo para accionar directamente, como uma alavanca, o mecanismo de junta articulada.

Este dispositivo proporciona um conjunto simples permitindo a introdução da cápsula por queda vertical através de uma passagem na estrutura e remoção da cápsula gasta na mesma direcção que a direcção de introdução.

Embora este dispositivo seja fácil de utilizar e fiável, ainda existem algumas desvantagens. Em particular, o dispositivo pode ser relativamente difícil de fechar pela alavanca e/ou pode não ser suficientemente compacto. A compacidade depende de diversos factores e condicionalismos técnicos que são necessários para um funcionamento apropriado do dispositivo. A cinemática do fecho é tal que é necessária uma alavanca relativamente longa para transferir uma força suficiente para fechar o mecanismo de junta articulada a partir da força manual exercida pelo utilizador sobre a alavanca. A força manual 2 depende do ajuste das forças de fecho do mecanismo de junta articulada que depende da força de aperto exercida sobre a cápsula para proporcionar um sistema estanque aos fluidos e resistente à pressão. Consequentemente, de modo a que a força manual permaneça aceitável, o braço de alavanca deve ser aumentado de modo a exercer o binário necessário sobre o mecanismo de junta articulada. Além disso, o comprimento de alavanca necessário para posicionar a alavanca à retaguarda do dispositivo não está tão optimizado, visto que requer que o utilizador estenda o seu braço para agarrar a alavanca a partir de um ponto relativamente afastado da frente da máquina e descreva um grande arco de circulo para fechar o dispositivo. 0 espaço disponível pode não ser suficiente (em particular em cozinhas exíguas) para acomodar esta concepção de dispositivo ou efectuar uma operação confortável da máquina.

Em determinados sistemas, as forças de fecho devem, também, ser suficientes para permitir que um lado da cápsula seja perfurado. Por exemplo, o lado de entrada da cápsula é perfurado durante o fecho para permitir a introdução do fluido de injecção na cápsula após o fecho. As forças requeridas para perfurar a cápsula podem ser relativamente mais importantes quando o ingrediente está na cápsula numa forma comprimida do que numa forma solta. 0 material de que a cápsula é feita influencia igualmente as forças de fecho requeridas do dispositivo. Consequentemente, o aumento da força necessária para perfurar a cápsula, em particular, aquelas contendo uma substância comprimida, impõe ao utilizador um maior esforço no manipulo, a um nível que não é aceitável. Consequentemente, existe uma necessidade de reduzir o esforço sobre o manipulo proporcionando, ao mesmo tempo, a força requerida para perfurar 3 correctamente a cápsula durante o fecho do dispositivo sobre a cápsula.

Além disso, o dispositivo conhecido está ligado a uma linha de água que necessita de ser flexível e suficientemente longa para compensar o deslocamento da peça de retenção móvel durante os ciclos de fecho/abertura. A extensão da linha de água requer, deste modo, um volume interno da estrutura relativamente grande para evitar que a linha seja apertada ou dobrada, o que poderia causar problemas de interrupção do fluxo de água ou de controlo de caudal.

Face aos problemas acima, é um objectivo da presente invenção propor um dispositivo que, de acordo com diversas formas de realização possíveis, requeira relativamente menos força de fecho manual para um mesmo braço de alavanca ou requeira um braço de alavanca menor para uma mesma força, para fechar as peças de extracção de um modo firme sobre a cápsula.

Existe necessidade de um dispositivo que proporcione, igualmente, forças elevadas de fecho sobre a cápsula para perfurar e/ou proporcionar um acoplamento de vedação suficientemente apertado no dispositivo sem interferir com a facilidade de fecho e um nível de esforço manual que permaneça aceitável para o utilizador.

Existe, também uma necessidade para um dispositivo simples e de custo reduzido, sem afectar os condicionalismos técnicos, em particular, a necessidade de forças de fecho relativamente elevadas. 4

Existe uma necessidade para um dispositivo que possa ser construído com uma concepção mais compacta conservando ao mesmo tempo a eficiência de fecho e fiabilidade do dispositivo de extracção existente, em particular, proporcionando ao mesmo tempo um fecho estanque aos fluidos e resistente à pressão.

Estes objectivos são alcançados por meio das características das reivindicações independentes. As reivindicações dependentes desenvolvem com mais pormenor a ideia central da presente invenção. A unidade de extracção para a extracção de uma cápsula contendo ingredientes de bebida compreende uma estrutura e um primeiro e segundo elementos de retenção de cápsula para, pelo menos parcialmente, confinar a cápsula durante a extracção. 0 primeiro elemento de retenção pode ser móvel ao longo da estrutura entre uma posição aberta e fechada relativamente ao segundo elemento de retenção. Um mecanismo de fecho é proporcionado para actuar o primeiro elemento de retenção entre as duas posições compreendendo um elemento de actuação. 0 mecanismo de fecho compreende meios de engrenagem capazes de transferir o binário proporcionado pelo elemento de actuação para forças de translação de fecho sobre o primeiro elemento de retenção. 0 meio de engrenagem está disposto de modo a que a relação de transmissão varie progressivamente durante a rotação, permitindo, consequentemente, compensar o aumento da força requerida para perfurar e/ou confinar firmemente a cápsula pelas peças de retenção. 5 0 meio de engrenagem compreende um par de engrenagens de dentes rectos tendo secções transversais não circulares. Em particular, cada engrenagem de dente recto tem um raio transversal maior e os respectivos raios transversais estão posicionados numa relação de engrenamento a cerca de 90 graus um do outro. 0 elemento de actuação é, de um modo preferido, um manipulo ou, de modo alternativo, pode ser um motor com um veio de accionamento. Uma outra vantagem da invenção pode ser, na realidade, oferecer a oportunidade de reduzir o esforço a ser exercido por um motor para um dispositivo de extracção motorizado; consequentemente fazendo economias significativas no custo do motor e/ou consumo de energia

Outras vantagens, caracteristicas e objectivos da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição pormenorizada de formas de realização preferidas da presente invenção, em conjunto com as figuras dos desenhos anexos. A Fig. 1 mostra, em perspectiva, um dispositivo de extracção para uma máquina de produção de bebidas. A Fig. 2 mostra uma vista em corte longitudinal do dispositivo de extracção da Fig. 1, A Fig. 3 mostra, em perspectiva, o dispositivo de extracção das Figs. 1 e 2, mas na posição aberta. A Fig. 4 mostra uma vista em perspectiva simplificada do dispositivo de extracção, sem a estrutura e em posição aberta. 6 A Fig. 5 é uma vista lateral da Fig. 4 A Fig. 6 mostra uma vista em perspectiva simplificada do dispositivo de extracção em posição intermédia, A Fig. 7 é uma vista lateral da Fig. 6, A Fig. 8 mostra uma vista em perspectiva simplificada do dispositivo de extracção em posição fechada,

Fig. 9 é uma vista lateral da Fig. 8, A Fig. 10 mostra uma vista em corte de uma variante compreendendo o meio de tubo de compensação fixo, A Fig. 11 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivo de extracção de acordo com a invenção, na posição aberta, para aí introduzir uma cápsula, A Fig. 12 mostra a forma de realização da Fig. 11 numa vista em perspectiva com a parede lateral removida, A Fig. 13 mostra uma vista em perspectiva com a parede lateral removida do dispositivo de extracção da Fig. 11 em posição fechada, A Fig. 14 mostra uma vista lateral tomada ao longo de um plano vertical mediano do dispositivo de extracção da Fig. 11, A Fig. 15 mostra uma vista lateral feita ao longo de um plano vertical mediano do dispositivo de extracção da Fig. 11 em posição fechada, 7 A Fig. 16 mostra uma vista esquemática da relação variável de transmissão do meio de engrenagem da forma de realização das Figs 12 a 15,

Antes de referir em pormenor às figuras dos desenhos anexos, são dadas as seguintes definições para maior clareza: - A designação "bebida" abrange líquidos bebíveis e alimentos líquidos, tais como (mas não limitados a) sopas e semelhantes. - A designação "cápsula" é qualquer receptáculo confinando um ingrediente de bebida em forma seca, líquida, sólida ou outra. A cápsula pode ter um invólucro rígido ou um invólucro flexível. Pode ser feita de um mesmo material ou de materiais diferentes. Pode ser hermeticamente fechada (e. g., um corpo e uma membrana de alumínio) ou não (e. g., parcial ou totalmente porosa). - A designação "extracção" e "dispositivo de extracção" refere-se a, respectivamente, todos os tipos de interacções entre um líquido e ingredientes, tais como extracção sob pressão, mistura, dissolução, infusão, etc., e módulos técnicos como parte de uma máquina de bebidas capaz de manusear uma cápsula para proporcionar o processo de extracção. - A relação espacial do dispositivo de extracção pode, igualmente, ser alterada sem sair do âmbito da invenção. Em particular, embora o dispositivo de extracção seja descrito numa disposição horizontal e sejam feitas referências às "direcções frontal" e "posterior" para facilitar a compreensão; o dispositivo poderia estar disposto noutra configuração espacial, i. e., vertical ou inclinada.

As Figs. 1 e 2 mostram uma vista geral de um dispositivo ou módulo. 0 dispositivo de extracção para uma cápsula pode ser integrado em diferentes máquinas de produção de bebidas, em especial máquinas de café. Pode constituir um módulo independente que apenas necessita de ser ligado a um abastecimento de água pressurizada (fornecida, e. g. a partir de uma bomba ligada a um termobloco, caldeira ou outro tipo de aquecedor). 0 dispositivo 1 de extracção da invenção compreende uma estrutura 2 principal feita, em geral, de um material durável tal como aluminio, aço inoxidável, cobre ou plástico rígido ou combinações destes. A estrutura desenvolve-se na frente do dispositivo por uma descarga 3 de distribuição de bebida e na retaguarda do dispositivo, por um invólucro 4 de configuração substancialmente tubular. A estrutura desenvolve-se, portanto, de um modo substancialmente horizontal ao longo do plano I mediano horizontal. A descarga de distribuição inclui um canal interno que está configurado para recolher a bebida e distribui-la para baixo, no sentido A. 0 dispositivo compreende, ainda, partes de retenção da cápsula, respectivamente, uma primeira parte 5 de retenção ou frontal e uma parte 6 de retenção posterior; cooperando ambas, em conjunto, para reter a cápsula no lugar durante o processo de extracção. As partes 5, 6 de retenção estão configuradas, além 9 disso, para formar um invólucro no lado de injecção de água da cápsula; permitindo, desse modo, que a água entre no invólucro para interagir com o ingrediente na cápsula. 0 invólucro é, de um modo preferido, estanque aos fluidos ao longo das bordas 7 periféricas das partes; sendo a impermeabilidade aos fluidos obtida por uma força suficiente da parte 6 de retenção posterior, encostando a uma borda da cápsula e pressionando-a na direcção da borda da parte de retenção frontal. Para uma vedação apropriada, pode ser proporcionada uma junta 8 na parte 6 de retenção posterior ou como parte da própria cápsula, como descrito no pedido pendente de patente Europeia N° 04025320.5. A parte de retenção posterior pode ser uma placa tendo elementos salientes que rasgam ou perfuram uma membrana da cápsula quando uma pressão suficiente se tiver desenvolvido no interior do invólucro. A bebida pode ser descarregada através dos canais e furos executados na própria placa e/ou na superfície e/ou lado da placa. Outros princípios de extracção são possíveis, tais como a pré-abertura do lado de distribuição da cápsula e a filtração da bebida através de um filtro na placa, por exemplo. A parte 5 de retenção frontal está, de um modo preferido, fixa na estrutura, por exemplo, é introduzida de modo fixo numa aresta 9 formada entre a descarga 3 de distribuição e o invólucro 4. A parte 6 de retenção posterior tem a forma de uma gaiola com uma cavidade 10 interna que envolve o corpo da cápsula e está associada a meios 11 de abastecimento de água dispostos para injectar água na cavidade e, consequentemente, na cápsula, formando com a cavidade o invólucro estanque aos fluidos. No 10 fundo da cavidade 10, estão alojados elementos 12 perfurantes, tais como lâminas, para abrir a cápsula e permitir que a água pressurizada entre na cápsula. A água pode ser injectada em qualquer ponto na cavidade, tal como num lado ou no fundo através de uma entrada 13 de água. Os meios de abastecimento de água incluem, além disso, meios 14 de tubagem para transportar a água de um aquecedor para a entrada, uma válvula 15 de contra-pressão para controlar a pressão no dispositivo e evitar o refluxo e um conector 16 estanque. A parte 6 de retenção posterior é móvel na estrutura 2 para poder mover-se, entre uma posição de abertura permitindo que a cápsula seja introduzida entre as duas partes 5, 6 e uma posição fechada para extrair a cápsula. A parte de retenção pode mover-se ao longo de uma trajectória de fecho, da posição de abertura para a de fecho que não é, de um modo necessário, totalmente linear. De um modo preferido, a trajectória não é totalmente linear. Em particular, a trajectória de fecho tem uma primeira parte que está ligeiramente deslocada relativamente ao eixo 0 que passa através do centro da parte de retenção frontal. Tem uma segunda parte que está centrada ao longo do eixo 0. A variação para um movimento puramente linear da trajectória de fecho tem a função de mover a cápsula de uma posição de introdução descentrada para uma posição de extracção. A cápsula é retida em pré-posição através de meios de retenção que podem ser forçados durante o fecho das partes de retenção. Quando as peças de retenção são reabertas, a cápsula que já não está retida pelos meios de retenção pode cair para baixo por acção da gravidade. Este modo de introdução e pré-posicionamento da cápsula já foi descrito com todos os pormenores no documento WO 2005/004683 Al; cujo conteúdo faz parte da presente descrição, pelo menos, relativamente à descrição da solução para reter a 11 cápsula durante o fecho (i. e., página 2, linhas 36 até página 7, linhas 26) .

Para guiar a parte de retenção na trajectória de fecho, a parte de retenção inclui, por exemplo, pinos 17 laterais que se projectam para fora e são guiados ao longo de sulcos 18, orientados longitudinalmente, proporcionados ao longo do lado do invólucro. Os sulcos são formados com uma primeira (da retaguarda) e segunda (da frente) partes; estando a primeira parte ligeiramente deslocada relativamente ao eixo das partes de retenção no estado fechado do dispositivo.

Como é, igualmente, visível na Fig. 3, a estrutura está dotada de uma passagem 19 superior disposta para receber a cápsula. 0 perfil da passagem 19 pode ser adaptado à forma da cápsula a ser recebida no lado de introdução correcto. Como é visível na Fig. 2, a estrutura compreende, também uma passagem 20 inferior para descartar a cápsula gasta, uma vez o processo de extracção terminado e a parte de retenção posterior reaberta. Como já mencionado, a cápsula cai para baixo, por acção da gravidade porque já não está retida por meios de retenção da cápsula, quando a parte de retenção posterior reabre. A disposição de fecho cinético do dispositivo de extracção que constitui uma ideia central da invenção será agora descrita relativamente às Figs. 4 a 9.

Em primeiro lugar, o dispositivo de extracção destina-se a ser fechado manualmente por um manipulo 21 que está posicionado no lado superior do dispositivo e é articulado em rotação ao longo de um eixo 22 fixo ao lado superior da estrutura. 12 A parte de retenção posterior está associada a um mecanismo 23 de junta articulada que é conhecido "per se". Este mecanismo permite mover a parte 6 de retenção e travá-la firmemente no lugar por um efeito de "articulação" uma vez superado um "ponto duro" que corresponde à extensão do mecanismo numa configuração angular ligeiramente invertida relativamente à sua posição dobrada. Para tal, este mecanismo compreende, de um modo preferido, dois pares 24, 25 de tirantes 26, 27. Os dois pares estão colocados em paralelo em cada lado da parte de retenção, de modo a oferecer uma resistência elevada aos esforços de torção. Os primeiros tirantes 26 ou frontais estão unidos no eixo 28 da extremidade frontal, no lado da parte 6 de retenção posterior e, na outra extremidade, num eixo 29 de articulação livre, aos segundos tirantes 27 ou da retaguarda do mecanismo de junta articulada. 0 segundo tirante 27 da retaguarda é, em seguida, unido por um eixo 30 da extremidade posterior a um meio de transmissão de força cuja estrutura e função serão descritas em seguida. Os dois tirantes 26, 27 estão, deste modo, unidos ao longo de um eixo 29 de articulação livre que tem a capacidade de se mover verticalmente e horizontalmente à medida que os eixos frontais 28, 30 e posteriores são afastados durante o fecho do dispositivo de extracção. Pode observar-se que ambos os eixos 28, 30 frontal e posterior são, respectivamente, guiados e ligados à estrutura, ao passo que o eixo 29 de articulação não é. O eixo 28 frontal projecta-se através do pino 17 lateral no sulco 18 lateral. O eixo 30 posterior é estático relativamente à estrutura permitindo suportar as forças de reacção quando a parte de retenção é empurrada para a frente, para a parte de retenção frontal.

Como é visível na Fig. 2, é proporcionado um sistema de controlo de força dos meios de junta articulada para permitir 13 compensar as tolerâncias de fabrico e controlar de um modo preciso a sua força de fecho. Para tal, os dois tirantes 26, 27 são unidos por um eixo 50 de ligação/furo 51 oblongo. É proporcionada uma agulha 53 para controlar a posição do eixo 50 no furo 51 oblongo de modo a ajustar a força necessária para fechar o mecanismo de junta articulada. A posição da agulha 53 é ajustável longitudinalmente ao longo de uma rosca 54 complementar e pode ser movida por meio de chave de fendas ou uma chave de bocas. Uma espiral 52 pode, além disso, ser proporcionada para impedir que a agulha se desatarraxe durante a utilização do dispositivo de extracção, o que, de outra forma, afectaria a força de fecho do dispositivo de extracção. De acordo com a invenção, o manipulo não está directamente articulado no eixo 30 posterior do mecanismo 23 de junta articulada mas está ligado a um meio 31 intermédio de transmissão de força, cuja função é desmultiplicar a força do manipulo para o mecanismo de junta articulada. Este mecanismo é formado por, pelo menos, dois segundos pares 32, 33 de tirantes 34, 35 ligados, respectivamente, a cada lado do manipulo e do mecanismo de junta articulada. Cada par de tirantes compreende um tirante 34 superior ligado, através de um eixo 36 de articulação livre superior ao manipulo e um tirante 35 inferior, mais curto, ligado ao tirante superior através de um eixo 37 de articulação intermédio, livre e ligado de modo fixo ao mecanismo 23 de junta articulada num determinado ângulo B fixo, e. g., de cerca de 110-130 graus.

Consequentemente, o movimento do manipulo 21 em rotação a partir da posição de abertura (Figs. 4-5) no sentido do fecho (Figs. 7-8 e finalmente Figs. 8-9) forçará os meios 31 de transmissão a dobrar-se no eixo 37 de articulação intermédio, transferindo, consequentemente, uma força ao mecanismo de junta 14 articulada que aumenta enquanto o ânqulo A de dobragem dos meios 31 diminui. Em consequência, a força exercida pelos meios de transmissão de força no mecanismo de junta articulada para passar o "ponto duro", entre as posições intermédias da Fig. 7 e a posição de fecho da Fig. 9, é mais elevada do que a força no inicio da operação de fecho (i. e., entre a abertura da Fig. 5 e a intermédia da Fig. 7). De modo igualmente comparativo, o deslocamento Ad2 vertical do mecanismo de junta articulada no final do processo de fecho, ao passar de uma forma em "V" aberto para a forma em "V" invertido (Fig. 9), é muito menor do que o deslocamento Adi da posição aberta para a intermédia (Fig. 7). 0 deslocamento Ad2 exerce-se ao longo de um intervalo A2 angular funcional do manipulo que é ainda relativamente importante (Fig. 7). Consequentemente, a razão ΔΑ/Ad entre o ângulo de rotação do manipulo e o deslocamento do mecanismo de junta articulada (ou, de modo equivalente, o deslocamento relativo das partes de retenção) tende a aumentar à medida que o manipulo é actuado para baixo, para a posição de fecho.

Naturalmente, os meios de transmissão de força poderiam ser substituídos por meios equivalentes que podem diferir na sua forma, mas que exercem a mesma função de desmultiplicação da força (í. e., o mesmo efeito primário). A Fig. 10 refere-se a uma variante do dispositivo de extracção. O melhoramento consiste nos meios de abastecimento de água ao dispositivo de extracção da cápsula. Os meios 11 de abastecimento de água compreendem uma parte 38 de tubo de compensação do comprimento que é inamovível relativamente à estrutura, ao passo que a parte 6 de retenção posterior se move durante a abertura e fecho contra a peça de retenção frontal. A parte de tubo de compensação do comprimento é, por exemplo, uma 15 parte de tubo que se estende, de um modo preferido, para a retaguarda, numa configuração rectilinea. 0 tubo pode ser flexível ou semi-rígido, mas a sua rigidez deve ser determinada para permitir que o próprio tubo se introduza na parte 6 de retenção quando a parte for aberta (í. e., movida para a retaguarda), mas não demasiado rígido para evitar bloquear a abertura do dispositivo.

Na sua extremidade 39 frontal, a parte de tubo 38 pode ser montada numa relação deslizante na parte 6 de retenção. Mais particularmente, a parte de retenção pode incluir uma passagem 40 tubular, tal como uma parte alargada numa manga rígida. A ligação da extremidade 39 frontal na passagem é uma ligação estanque aos fluidos, mas deslizante; necessitando, consequentemente, de um ou mais elementos 41 de vedação introduzidos no interior da passagem, tais como juntas tóricas e semelhantes. A extremidade 42 posterior da parte de compensação do tubo pode ser unida de modo fixo a uma parte 49 de ligação e reorientação, que tem a função de mudar a direcção do tubo conforme necessário. No caso presente, a parte de compensação do tubo 38 pode ser um invólucro rígido, oco, com uma entrada 42 para receber um tubo 43 de abastecimento de fluido a montante que traz o fluido do aquecedor de água e uma descarga 44 para receber a extremidade unida posterior dos meios de tubo de compensação. O invólucro pode abranger a habitual válvula 45 de contra-pressão, se necessário, a qual é, normalmente, proporcionada mais a jusante dos meios de abastecimento de água, i. e., imediatamente antes da cavidade de extracção. São proporcionados elementos 46, 47 de vedação e acessórios 48 16 apropriados, para assegurar uma ligação estanque aos fluidos apropriada através do invólucro.

Quando a parte 6 de retenção posterior é movida para trás, a parte de compensação do tubo que está fixo pela sua extremidade 42 posterior, mas livre na sua extremidade 39 frontal introduzir-se-á na passagem e, eventualmente, na cavidade 10 de extracção. A extremidade frontal da parte pode ser reforçada com plástico, metal e/ou fibras para melhorar a sua durabilidade. Toda a parte pode, igualmente, ser feita ou reforçada nestes materiais. A extremidade pode, igualmente, ser ligeiramente alargada para melhorar o esforço de vedação na direcção radial quando novamente no sitio, em acoplamento de vedação com a passagem para o abastecimento de água. A extremidade 39 frontal da parte de compensação do tubo 38 pode projectar-se no interior da cavidade 10 interna da peça 6 de retenção quando a peça de retenção é movida para trás durante a reabertura do dispositivo de extracção. A parte de compensação do tubo pode, deste modo, ajudar a remover a cápsula da cavidade. Quando a peça 6 de retenção é movida para trás, a cápsula pode estar ainda acoplada pelos elementos 12 de perfuração causando, deste modo, a permanência da cápsula encravada na cavidade. Consequentemente, a parte de compensação do tubo pode empurrar a cápsula para ficar desacoplada dos elementos de perfuração à medida que a peça de retenção está a deslizar para trás.

Uma forma de realização da invenção é agora descrita relativamente às Figs. 11 a 16. 17 0 dispositivo compreende uma estrutura 60 principal que pode ser composta por uma parte 61 esquerda da estrutura, uma parte 62 direita da estrutura, uma parte 63 superior da estrutura (e. g., para estabilidade) e uma parte 64 frontal de saida de bebida. A estrutura pode ser totalmente fabricada em plástico ou metal ou numa combinação de plástico e metal. As partes podem ser feitas de partes injectadas ou extrudidas. O dispositivo nas Figs 11 a 13 compreende dois elementos de retenção, respectivamente um primeiro e segundo elementos 65, 66 de retenção; os quais estão posicionados numa relação espacialmente afastada na posição aberta da Fig. 12, para permitir a introdução de uma cápsula 9 no dispositivo.

De acordo com um aspecto da invenção, um elemento 67 de retenção da cápsula é proporcionado no intervalo aberto entre os elementos de retenção, para receber e guiar a cápsula na sua descida e segurá-la numa pré-posição no dispositivo de extracção. O elemento 67 de retenção está disposto para manter a cápsula durante o fecho do dispositivo de extracção e para permitir a ejecção da cápsula durante a reabertura do dispositivo de extracção.

Uma descrição pormenorizada do principio para reter e ejectar a cápsula no dispositivo de extracção é dada no pedido de patente Europeia co-pendente, apresentado no mesmo dia que o presente pedido e intitulado: "Brewing device with a capsule holder for facilitating insertion and removal of capsule". 18

Na forma de realização divulgada, o primeiro elemento de retenção é montado de modo deslizante ao longo da estrutura, i. e., as duas partes 65, 66 laterais, para serem capazes de movimento alternado ao longo de um eixo I mediano substancialmente longitudinal. 0 segundo elemento 66 de retenção é colocado na estrutura numa posição não móvel, i. e., posição fixa. Consequentemente, para fechar os elementos 65, 66 de retenção sobre a cápsula 67, o primeiro elemento 65 de retenção é forçado a aproximar-se do segundo elemento 66 de retenção até uma posição onde pode formar um acoplamento estanque aos fluidos com o segundo elemento de retenção na posição fechada da Fig. 13.

De acordo com um aspecto da invenção, o dispositivo de extracção tem um mecanismo 68 de fecho, compreendendo um elemento 69 de accionamento e meio 70 de transmissão de força que transfere a força exercida por ou sobre o elemento 69 de accionamento para o primeiro elemento de retenção. O elemento 69 de accionamento pode ser uma alavanca manual. A alavanca transfere o binário à medida que é aplicado pelo utilizador directamente no meio 68 de transmissão de força. O meio de transmissão de força compreende meios de engrenagens de dente rectos que são concebidos para transferir o binário da alavanca para forças de translação para o elemento 65 de retenção.

Mais particularmente, o meio 70 de engrenagem de dentes rectos consiste num par de engrenagens 71, 72 que acoplam

através de engrenamento e estão ligadas em rotação à estrutura, i. e., as partes 61, 62 esquerda e direita da estrutura, respectivamente, a um eixo 73 posterior e eixo 74 frontal. A engrenagem 71 posterior representa a engrenagem principal que recebe o binário da alavanca e que força a engrenagem frontal, 19 ou engrenagem 72 mandada, a rodar. A engrenagem 72 frontal está ligada aos meios 75 de tirante num ponto 76 de articulação montado transversalmente na engrenagem frontal que está desviado do centro 74 axial da engrenagem frontal. Os meios 75 de tirante podem ser um par de tirantes laterais ligados, respectivamente, à engrenagem 72 frontal através do referido ponto 76 de articulação e ao primeiro elemento 65 de retenção através de um ponto 77 de articulação frontal. Em consequência do curso angular na alavanca, e. g., um curso de cerca de 90 graus, as engrenagens são postas em rotação transferindo, desse modo, forças de translação através dos meios 75 de tirante para o primeiro elemento 65 de retenção. Os meios de tirante e a engrenagem frontal formam um meio de junta articulada que se dobra no ponto 76 de articulação.

Além disso, de acordo com um modo preferido, os meios de engrenagem de dentes rectos são concebidos para proporcionar uma relação variável de transmissão. A relação de transmissão representa a razão entre as velocidades de entrada da engrenagem principal e a velocidade de saída da engrenagem mandada, como ilustrado na Fig. 16. A relação de transmissão é obtida directamente pela razão dos raios (rl/r2) no ponto de engrenamento. De acordo com a invenção, a relação dos raios, rl/r2, varia progressivamente durante os cursos angulares dos meios de engrenagem, consequentemente, igualmente durante o curso angular da alavanca, proporcionando, portanto, uma velocidade de saída variável na engrenagem mandada que é transferida, como uma velocidade variável de translação de fecho, para o primeiro elemento de retenção.

De um modo preferido, a engrenagem de dentes rectos é concebida de tal modo que a relação de transmissão proporciona 20 um binário de saida progressivamente crescente e, inversamente, uma velocidade de rotação de saida decrescente. Este binário de saída crescente transfere forças de translação crescentes para o primeiro elemento de retenção e, inversamente, uma redução da velocidade de fecho do primeiro elemento de retenção na direcção do segundo elemento de retenção.

Consequentemente, são aplicadas maiores forças de fecho quando são mais desejadas, i. e., no final do movimento de fecho. A modificação das forças de saída é obtida, igualmente, sem modificar significativamente a força de entrada exercida na alavanca; consequentemente, facilitando o fecho manual do dispositivo.

Para tal, o raio rl (no ponto de engrenamento) da engrenagem principal torna-se menor e o raio r2 (no ponto de engrenamento) da engrenagem mandada torna-se maior durante o curso angular do mecanismo de fecho no sentido do fecho (Sentido A na Fig. 16) . A relação é tal que rl é maior do que r2 no início do movimento de fecho e rl é menor do que r2 no final do movimento de fecho.

Por exemplo, a relação rl/r2 de transmissão pode variar de 5:1 a 1:5. A fim de obter relações de transmissão variáveis, as engrenagens podem ter uma secção transversal não circular, com um eixo longitudinal mais longo e um eixo transversal mais curto.

Por exemplo, as engrenagens têm uma secção transversal elipsoidal. Para tal, cada engrenagem de dentes rectos tem um 21 raio transversal maior. Os respectivos raios transversais maiores das engrenagens de dentes rectos estão, deste modo, posicionados a cerca de 90 graus um do outro.

As Figs 14 e 15 ilustram respectivamente o estado aberto e o estado de fecho do dispositivo. No estado aberto, a alavanca 69 está posicionada substancialmente na posição elevada e o primeiro elemento 65 de retenção está afastado do segundo (fixo) elemento 66 de retenção. O raio rl da engrenagem principal é máximo, ao passo que o raio r2 da engrenagem mandada é minimo. Pelo menos uma das engrenagens, e. g. a engrenagem mandada, pode, também, compreender uma curvatura interna na região da sua dimensão menor, de modo a reduzir a distância entre os pontos de articulação e ter uma concepção mais compacta. Quando a alavanca é actuada para baixo fechando o dispositivo, a relação de transmissão irá variar, criando uma força crescente progressiva e uma desaceleração da velocidade de fecho no elemento de retenção. No final do curso angular da alavanca (Fig. 15), i. e., uma trajectória angular de cerca de 90 graus, a relação de transmissão dos meios de engrenagem é invertida e a força torna-se máxima e, portanto, a velocidade torna-se mínima. O dispositivo de extracção compreende, além disso, um meio 78 de assistência à ejecção na forma de um punção que aplica uma força de ejecção para soltar a cápsula da superfície interna do primeiro elemento de retenção. A cápsula pode permanecer unida à superfície, por exemplo, devido aos elementos perfurantes estarem engatados na cápsula. Consequentemente, o meio 78 de assistência à ejecção está coordenado com a abertura dos elementos de retenção sobre a cápsula, para garantir que aplica a força de ejecção à medida que o elemento de retenção reabre. Para tal, o meio de assistência à ejecção é guiado pelos meios 22 de engrenagem. 0 punção do meio de assistência à ejecção tem uma extremidade mandada e é posterior acoplada directamente pela engrenagem empurrado em translação pela engrenagem.

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Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Unidade (1, ΙΑ, 1B) de extracção para extracção de uma cápsula contendo ingredientes de bebida, compreendendo: uma estrutura (2), um primeiro e segundo elementos (7, 8) de retenção da cápsula para, pelo menos parcialmente, confinar a cápsula (9) durante a extracção; em que o primeiro elemento (7) de retenção é móvel ao longo da estrutura (2) entre uma posição aberta e uma fechada relativamente ao segundo elemento (8) de retenção; um mecanismo (3) de fecho para actuar o primeiro elemento de retenção entre as duas posições compreendendo um elemento (11) de actuação; caracterizada por o mecanismo (3) de fecho compreender meios (12) de engrenagem capazes de transferir o binário proporcionado pelo elemento (11) de actuação para forças de translação de fecho sobre o primeiro elemento (7) de retenção, os meios (12) de engrenagem estando dispostos de modo a que a relação de transmissão varie progressivamente durante a rotação e compreender um par de engrenagens (14, 15) de dentes rectos tendo secções transversais não circulares. 1
2. Unidade de extracção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por cada engrenagem (14, 15) de dente recto ter um raio transversal maior e, em que os respectivos raios transversais estão posicionados numa relação de engrenamento a cerca de 90 graus um do outro.
3. Unidade de extracção de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o elemento de actuação ser um manipulo.
4. Unidade de extracção de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o elemento de actuação ser um motor com veio de accionamento. Lisboa, 22 de Dezembro de 2010 2 1/14 /

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