BRPI0909750B1

BRPI0909750B1 - dispositivo e cápsula para a preparação de uma bebida

Info

Publication number: BRPI0909750B1
Authority: BR
Inventors: Favre Eric
Original assignee: Mocoffee Ag; Monodor Sa
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2019-12-03
Also published as: HK1195860A1; EP2679120A3; WO2009113035A3; CA2716536A1; EP2265156B1; ES2615452T3; CN101969823A; RU2010142013A; EP2679120B1; DK2265156T3; HRP20170195T1; EP2679120A2; US8875617B2; JP2011513023A; AU2009223206B2; PL2679120T3; ES2419656T3; WO2009113035A2; BRPI0909750A2; PL2265156T3

Abstract

dispositivo e cápsula para a preparação de uma bebida a presente invenção se refere a um dispositivo para a preparação de uma bebida ou de um alimento líquido a partir de uma cápsula (3) que contenha uma substância a ser extraída pela introdução de água pressurizada na cápsula, o dispositivo compreendendo um bloco de extração ( 4) com um canal de introdução ( 14) da cápsula, um porta-cápsula (8) com uma parede de extração (22), um cabeçote de injeção (10) para a injeção de água na cápsula, e um mecanismo de abertura e fechamento (12) para efetuar um movimento relativo entre o porta-cápsula e o cabeçote de injeção para abrir e fechar o cabeçote de injeção no porta-cápsula. o canal de introdução (14) é inclinado por um ângulo (a) dentre 30º e 70º em relação a um plano horizontal (hz).

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

Pedido de patente de invenção para “DISPOSITIVO E CÁPSULA PARA A PREPARAÇÃO DE UMA BEBIDA” A presente invenção se refere a um dispositivo e a uma cápsula para a preparação de uma bebida por injeção de água quente pressurizada na cápsula.

Dispositivos para a preparação de bebidas por injeção de água quente através de uma cápsula que contenha uma substância a ser extraída, tal como café, são conhecidos e descritos, por exemplo, nas publicações EP1646304, EP1646305, e W02007016977. Em EP1646305, a cápsula é introduzida no dispositivo pela orientação da cápsula de um modo que as faces de injeção e de extração se encontrem em um plano essenciaimente vertical. A cápsula é retida em uma posição intermediária e em seguida deslocada da posição intermediária para a sua posição final no porta-cápsula quando o mecanismo de fechamento para a injeção é acionado.

No dispositivo segundo a publicação W02007016977, a cápsula é introduzida diretamente em um porta-cápsula em uma primeira posição, sendo o porta-cápsula em seguida articulado em uma segunda posição de injeção e após a injeção articulado novamente em uma terceira posição para a ejeção da cápsula. Uma desvantagem desse sistema anterior resulta dos múltiplos movimentos do porta-cápsula, da complexidade das peças mecânicas que pode reduzir a confiabilidade do dispositivo e aumentar o seu custo. Além disso, é mais difícil assegurar uma vedação perfeita do cabeçote de injeção contra o porta-cápsula, em torno da cápsula, tendo em conta as pressões elevadas (de 600 a 1.200 KPa). O objetivo da invenção é oferecer um dispositivo para a preparação de bebidas a partir de cápsulas por injeção de água quente pressurizada que seja confiável e econômico.

Seria vantajoso fornecer um dispositivo para a preparação de bebidas a partir de cápsulas que fosse fácil de utilizar.

Seria vantajoso fornecer um dispositivo para a preparação de bebidas a partir de cápsulas que fosse ergonômico.

Seria vantajoso fornecer um dispositivo para a preparação de bebidas a partir de cápsulas que permitisse a extração de bebidas em alta pressão de forma confiável.

Os objetivos da invenção são alcançados pelo dispositivo para a preparação de bebidas a partir de cápsulas por injeção de água quente pressurizada aqui descrito. São aqui descritos um dispositivo e uma cápsula para a preparação de uma bebida ou de um alimento, com a cápsula contendo uma substância a ser extraída pela introdução de água quente na cápsula, e o dispositivo compreendendo um bloco de extração com um canal de introdução da cápsula, um porta-cápsula com uma parede de extração, um cabeçote de injeção para a injeção de água quente na cápsula, e um mecanismo de abertura e fechamento para efetuar um movimento relativo entre o porta-cápsula e o cabeçote de injeção para abrir e fechar o cabeçote de injeção no porta-cápsula. O canal de introdução é inclinado por um ângulo entre 30° e 70° em relação ao plano horizontal. Uma porção da parede lateral do compartimento do porta-cápsula distante do canal de introdução é inclinada por um ângulo entre 55° e 25° em relação ao plano horizontal. A parede lateral do envoltório da cápsula tem uma forma alargada truncada, com o ângulo cônico em um modo de realização estando entre 0° e 10°. Em um modo de realização, a cápsula preenchida com uma substância para a preparação de uma bebida tem uma distribuição de peso tal que o centro de gravidade G esteja situado na parte inferior da cápsula, ou seja, entre a linha à meia-altura e a base. Isso permite aprimorar a orientação da cápsula quando esta cai no compartimento para garantir que ela caia de forma confiável. O centro de gravidade pode ser abaixado variando-se a espessura e o formato do envoltório da cápsula, por exemplo, por um acréscimo de material na parede inferior da cápsula. A base da cápsula pode ser mais espessa do que as paredes laterais da cápsula.

Em um modo de realização, o centro de gravidade é abaixado preenchendo-se apenas parcialmente o envoltório da cápsula com uma substância para a preparação de uma bebida, em um nível inferior a 95%, de preferência inferior a 90% do volume total do interior da cápsula.

Vantajosamente, o ângulo do canal de introdução permite a introdução da cápsula até a sua posição final no porta-cápsula e permite também uma fácil ejeção da cápsula em uma configuração compacta e econômica. O canal de introdução é inclinado preferivelmente em um ângulo entre 40° e 60° em relação ao plano horizontal. O ângulo do canal de introdução combinado com a inclinação da porção de parede lateral do compartimento da cápsula e a forma da cápsula permitem assegurar a paralisação da cápsula sem mecanismos complementares. O bloco de extração compreende um orifício de ejeção da cápsula que pode vantajosamente ser orientado em um ângulo lateral β entre 20° e 60°, em relação a um plano vertical (PV) que corta um eixo (IN) do canal de introdução. De preferência, o ângulo lateral β está entre 30° e 50°. Λ E também descrito um dispositivo para a preparação de uma bebida ou de um alimento líquido a partir de uma cápsula que contenha uma substância a ser extraída pela introdução de água pressurizada na cápsula, o dispositivo compreendendo um bloco de extração com um canal de introdução da cápsula, um porta-cápsula com uma parede de extração, um cabeçote de injeção para a injeção de água na cápsula, e um mecanismo de abertura e fechamento para efetuar um movimento relativo entre o porta-cápsula e o cabeçote de injeção, para abrir e fechar o cabeçote de injeção no porta-cápsula, o dispositivo compreendendo ainda um mecanismo de ejeção da cápsula que compreende um impulsor configurado para impulsionar o lado de baixo de um flange da cápsula quando o cabeçote de injeção é reerguido até a sua posição aberta. O mecanismo de ejeção da cápsula compreende uma haste ou porção de haste integrada ao impulsor ou ligada a este e compreendendo um gancho, uma projeção ou outro meio de acoplagem desmontável configurado para se encaixar a uma projeção, um gancho ou outro meio de acoplagem desmontável complementar do cabeçote de injeção quando este é reerguido. O mecanismo de ejeção da cápsula pode ser munido de uma mola de retomo que impulsione o impulsor para uma posição de recuo que permita a inserção de uma cápsula no compartimento do porta-cápsula. O mecanismo de ejeção da cápsula pode vantajosamente compreender um carne sobre o bloco de extração ou fixo a este, configurado para liberar a haste do cabeçote de injeção quando este é reerguido até a sua posição aberta. É também descrito um dispositivo para a preparação de uma bebida ou de um alimento líquido a partir de uma cápsula que contenha uma substância a ser extraída pela introdução de água pressurizada na cápsula, o dispositivo compreendendo um bloco de extração com um canal de introdução da cápsula, um porta-cápsula com uma parede de extração, um cabeçote de injeção para a injeção de água na cápsula, e um mecanismo de abertura e fechamento para efetuar um movimento relativo entre o porta-cápsula e o cabeçote de injeção para abrir e fechar o cabeçote de injeção no porta-cápsula, caracterizado pelo porta-cápsula ser montado de forma articulada em relação ao corpo do bloco de extração, com o porta-cápsula podendo se articular a partir de uma posição de extração até uma posição de descarga da cápsula, e o dispositivo compreendendo ainda um mecanismo de ejeção da cápsula que compreende um trilho configurado para suportar um flange da cápsula quando o porta-cápsula é articulado de sua posição de extração para sua posição de descarga.

Outros objetivos e aspectos vantajosos da invenção surgirão a partir das reivindicações, da descrição detalhada e dos desenhos anexos, nos quais: a figura la é uma vista em perspectiva de um bloco de extração de um dispositivo para a confecção de uma bebida a partir de uma cápsula de acordo com a invenção; a figura lb é uma vista em perspectiva e em corte do bloco de extração da figura 1 a; a figura lc é uma vista superior do bloco de extração da figura la; a figura ld é uma outra vista em corte do bloco de extração da figura la; a figura 2a é uma outra vista em perspectiva e em corte do bloco de extração de acordo com a figura la, com o cabeçote de injeção na posição alta (aberta), antes da introdução de uma cápsula; a figura 2b é uma vista semelhante à figura 2a, mostrando a introdução de uma cápsula que cai em um compartimento de um porta-cápsula do dispositivo; a figura 2c é uma vista semelhante à figura 2a, mostrando a cápsula no compartimento do porta-cápsula do dispositivo; a figura 2d é uma vista semelhante à figura 2a com uma cápsula no compartimento do porta-cápsula e o cabeçote de injeção na posição baixa (fechada) pronta para a introdução de água pressurizada; a figura 2e é uma vista semelhante à figura 2a que mostra o cabeçote de injeção sendo reerguido e a cápsula sendo ejetada após a utilização; a figura 2f é uma figura semelhante à figura 2e que mostra o cabeçote de injeção quase que inteiramente reerguido e a cápsula sendo descarregada após a utilização; a figura 3 é uma vista em perspectiva do porta-cápsula e do mecanismo de ejeção da cápsula; a figura 4 é uma vista em perspectiva e em corte do porta-cápsula com um mecanismo de ejeção de acordo com uma segunda modalidade; as figuras 5 a - 5g são vistas de corte do bloco de extração de acordo com um outro modo de realização da invenção, mostrando etapas de um ciclo de operação da máquina desde a introdução de uma cápsula até a extração da cápsula; e as figuras 6a - 6c são figuras em perspectiva do bloco de extração da modalidade ilustrada nas figuras 5a - 5g; a figura 6a ilustra o bloco de extração pronto para a introdução de uma cápsula, a figura 6b em uma posição durante a injeção de água na cápsula e a extração de uma bebida, e a figura 6c na posição de ejeção da cápsula após a extração, com partes do bloco de extração tendo sido removidas para uma melhor visibilidade do porta-cápsula.

Fazendo referência às figuras, mais particularmente às figuras la, lb, 2b e 2d, um dispositivo para a confecção de uma bebida a partir de uma cápsula compreende um bloco de extração 4 com um corpo 6, um porta-cápsula 8, um cabeçote de injeção 10 e um mecanismo de abertura 12 da câmara de extração. O bloco de extração compreende ainda um canal de introdução 14 para a inserção de uma cápsula no dispositivo, e um canal ou orifício de injeção 16 para a descarga de uma cápsula após a utilização. O porta-cápsula 8 compreende um compartimento 18 com uma parede lateral 20 e uma parede de extração 22 que forma a base do compartimento 18. A parede lateral 20 do compartimento tem uma forma alargada truncada correspondente à forma da cápsula 3 destinada a ser recebida no compartimento. A parede de extração 22 pode possuir uma ou várias pontas de perfuração e um ou vários orifícios para o fluxo do produto líquido extraído da cápsula após a perfuração. A parede de extração e o compartimento do porta-cápsula, assim como a cápsula, podem vantajosamente ser feitos como descrito nas patentes EP507905 ou EP1646304 ou podem ter outras configurações. A parede lateral do envoltório da cápsula tem uma forma alargada truncadam, com o ângulo cônico em um modo de realização estando entre 0° e 10°. A parede da base da cápsula pode ter uma forma essencialmente convexa, côncava ou plana. O porta-cápsula de acordo com a invenção compreende ainda um mecanismo de ejeção 24 da cápsula que será descrito em detalhes abaixo. O cabeçote de injeção 10 compreende uma parede de injeção 26 com pontas de perfuração 28 e um canal de alimentação de água pressurizada 30 para a injeção de água através da parede superior 32 da cápsula quando o cabeçote de injeção está fechado contra o porta-cápsula 8, tal como ilustrado na figura 2d. A parede de injeção pode vantajosamente ter a construção descrita na patente EP 1646304 ou pode ter outras configurações. O cabeçote de injeção é removível entre uma posição de abertura que permite a introdução de uma cápsula no compartimento 18 do porta-cápsula 8, tal como ilustrado na figura 2a, e uma posição fechada em que o cabeçote de injeção está apoiado de encontro ao porta-cápsula, tal como ilustrado na figura 2d. Uma junta 32 que envolve a parede de injeção permite vedar hermeticamente o cabeçote de injeção contra o flange 34 da cápsula que é apoiado no outro lado contra a borda 35 do porta-cápsula. O deslocamento do cabeçote de injeção é acionado pelo mecanismo de abertura e fechamento 12, que compreende ao menos dois braços ou pares de braços articulados 36a, 36b. Um braço ou par de braços 36a é fixo de forma articulada 38a ao corpo 6 do bloco de extração, e um outro braço ou par de braços 36b é fixo de forma articulada 38b ao cabeçote de injeção, sendo os dois braços (ou pares de braços) articulados entre si em torno de um eixo de articulação 38c. O eixo de rotação 38a do primeiro braço articulado 36a está integrado a uma alavanca 40 que, no modo de realização ilustrado, deve ser comandada manualmente por um usuário para a rotação do primeiro braço articulado 36a. O primeiro braço (ou pares de braços) articulado 36a pode vantajosamente ser mais curto do que o segundo braço (ou pares de braços) articulado 36b, a fim de reduzir o tamanho do bloco de extração, especialmente o volume necessário para os deslocamentos dos braços articulados. O torque necessário para o deslocamento do cabeçote de injeção na posição alta é pequeno. Ao revés, para o fechamento hermético do cabeçote de injeção contra o flange da cápsula e a borda do porta-cápsula, levando-se em conta as pressões exercidas durante a injeção de água pressurizada, a força de apoio deve ser grande. Os braços articulados permitem um grande deslocamento com um torque fraco no começo do movimento de fechamento e um pequeno deslocamento com uma força elevada para o fechamento. O travamento na posição fechada é assegurado quando os braços articulados 36a, 36b são alinhados ou passam ligeiramente do ponto de alinhamento, tal como ilustrado na figura 2d. O mecanismo de ejeção 24 da cápsula compreende um impulsor de ejeção 42 acoplado a uma haste 44, e uma mola de retorno 46. A mola de retorno mantém o impulsor 42 em uma posição de recuo (posição baixa) como ilustrada na figura 2a. A haste 44 compreende um gancho 48 destinado a se encaixar a um gancho ou projeção complementar 50 sobre o cabeçote de injeção 10 quando este é reerguido em direção à sua posição alta tal como ilustrada na figura 2e. Quando a haste é reerguida pelo cabeçote de injeção na abertura, o impulsor é reerguido para fora de sua posição de recuo e levanta o flange 52 da cápsula a fim de ejetá-la do compartimento 18 e descarregá-la pelo orifício de descarga 16. O gancho 48 da haste é liberado da projeção ou do gancho complementar 50 do cabeçote de injeção por um carne 54, integrado ou fixo ao corpo 6, quando o cabeçote de injeção atinge ou se aproxima de sua posição alta (isto é, a posição mais aberta) tal como ilustrado na figura 2f. A haste é assim liberada e empurrada pela mola de volta à sua posição de recuo, tal como ilustrada na figura 2a, pronta para a introdução de uma nova cápsula no compartimento do porta-cápsula.

Na variante de acordo com a figura 4, o impulsor é empurrado por uma mola de retorno 46. Contudo, a porção da haste compreende um laço cuja extremidade livre 48’ atua como um gancho para se enganchar à projeção 50 do cabeçote de injeção, com o laço possuindo alguma elasticidade que permita que ele seja desenganchado do cabeçote de injeção quando este atinge a sua posição alta (aberta).

Para a preparação de uma bebida, o cabeçote de injeção está em sua posição alta como ilustrada na figura 2a, e o usuário insere uma cápsula no canal de introdução 14. O eixo IN do canal de introdução tem um ângulo de inclinação (a) entre 30° e 70°, de preferência entre 40° e 60°, por exemplo, em tomo de 45°, em relação a um plano horizontal HZ. A cápsula 3 desliza pela força da gravidade ao longo do canal de introdução até cair dentro do compartimento 18 do porta-cápsula 8 como ilustrado na figura 2b.

Em um modo de realização, a combinação do ângulo de inclinação (a) do canal, do peso, da forma da cápsula e do coeficiente de atrito da cápsula contra o canal é configurada para assegurar uma velocidade máxima (E) da cápsula no momento pouco antes de se apoiar contra a parede lateral, dentre 0,5 m/s e 3,0 m/s, de preferência entre 1,0 m/s e 2,0 m/s. A energia cinética da cápsula é, por esta medida, otimizada para assegurar que a cápsula caia no compartimento 18 de maneira confiável e na posição correta.

Em um modo de realização, a cápsula preenchida com uma substância para a preparação de uma bebida, com uma distribuição de peso tal que o centro de gravidade G esteja na parte inferior da cápsula, ou seja, entre a linha à meia-altura Mea base. Isso permite aprimorar a orientação da cápsula quando esta cai no compartimento 18, a fim de assegurar que ela caia de forma confiável. O centro de gravidade pode ser abaixado através da variação da espessura e da forma do envoltório da cápsula, por exemplo, por uma adição de material à parede da base da cápsula. A base da cápsula pode ser mais espessa do que as paredes laterais da cápsula. O centro de gravidade pode ser abaixado também preenchendo-se apenas parcialmente o envoltório da cápsula com uma substância para a preparação de uma bebida, em um nível inferior a 95%, de preferência inferior a 90% do volume total do interior da cápsula. O mecanismo de abertura e fechamento 12 é em seguida acionado pela rotação da alavanca 40 que faz girar o primeiro braço articulado 36a, que por sua vez articula o segundo braço articulado 36b, fazendo o cabeçote de injeção 10 descer até vir se apoiar contra a cápsula no compartimento 18 como ilustrado na figura 2d. Nessa posição de fechamento, a junta 32 do cabeçote de injeção se apóia sobre a face superior do flange 34 da cápsula ensanduichada contra a borda do porta-cápsula, e as pontas 28 do cabeçote de injeção perfuram a parede superior da cápsula. A água pressurizada entre 500 e 1.200 KPa é injetada pelo canal de alimentação 30 e entra na cápsula através dos orifícios perfurados pelas pontas 28. Quando a pressão da água no interior da cápsula atinge um certo nível, a base da cápsula desce de encontro às pontas de perfuração da parede de extração 22 e a substância a ser extraída flui através dos orifícios da parede de extração.

Após o fim da injeção de água, o cabeçote de injeção é reerguido pelo acionamento da alavanca 40. Durante a sua subida, o cabeçote de injeção se encaixa ao gancho 48 do mecanismo de ejeção que, ao ser erguido, reergue o impulsor 42 que se apóia sobre o flange 34 da cápsula e a ejeta do compartimento 18. O impulsor 42, conduzido por rolamentos 56 ou corrediças efetua de preferência um movimento curvilíneo ou retilíneo, porém inclinado em direção ao orifício de descarga 16 para melhor projetar a cápsula 3 na direção do orifício de descarga. A rotação dos braços articulados 36a, 36b pode ser efetuada manualmente como no modo de realização ilustrado, mas pode igualmente ser efetuada por um motor. O mecanismo de abertura e fechamento do cabeçote de injeção pode ser também construído alternativamente, por exemplo, na forma de um atuador linear com um sistema de porcas e parafusos, ou com um sistema hidráulico.

No primeiro modo de realização ilustrado, o eixo IN do canal de introdução 14 da cápsula não está alinhado sobre um mesmo eixo EV que o orifício de descarga 16 da cápsula. Isso permite formar um apóio que faz a cápsula parar e cair no compartimento 18 do porta-cápsula no final da descida no canal de introdução 14. No modo de realização ilustrado, o orifício de descarga é direcionado em um ângulo β, de preferência entre 30° e 50°, por exemplo, de 45° a partir de um plano vertical PV que passa pelo eixo IN do canal de introdução (ver figura lc). Essa configuração permite igualmente a descarga das cápsulas em uma cesta de coleta de cápsulas usadas próxima ao bloco de extração.

Vantajosamente, a introdução da cápsula em seu compartimento não necessita de qualquer mecanismo específico ou complicado, e a ejeção da cápsula de seu compartimento é efetuada automática e simplesmente reerguendo-se o cabeçote de injeção. Um sistema simples, confiável e ergonômico de introdução e de ejeção de cápsulas é portanto oferecido pela presente invenção.

Com referência às figuras 5a - 5g e às figuras 6a - 6c, um bloco de extração de acordo com outro modo de realização da invenção é ilustrado, no qual o mecanismo de ejeção e de descarga da cápsula é diferente dos descritos anteriormente. No que diz respeito aos elementos com os mesmos números de referência, o leitor poderá fazer referência à descrição relacionada acima.

Nessa modalidade, o mecanismo de descarga da cápsula 24’ compreende um trilho de descarga 60, assim como um dispositivo de travamento 62 do porta-cápsula 8’. O porta-cápsula 8’ é montado de forma articulada em torno de um eixo de rotação 64, em relação ao corpo 6 do bloco de extração. O trilho de descarga 60 é integrado ao corpo 6 do bloco de extração e compreende de preferência duas porções de trilho 60a, 60b, tal como ilustradas na figura 6c, dispostas em cada lado da cavidade 18 do porta-cápsula. As porções de trilho 60a, 60b são separadas por uma distância w ligeiramente superior ao diâmetro d da porção da cápsula abaixo do flange 34. O porta-cápsula compreende uma borda 35’ com porções entalhadas 35’a, 35’b posicionadas sob os trilhos de descarga quando o porta-cápsula está na posição alta (posição de introdução da cápsula e de extração tal como ilustrada nas figuras 5a, 5b). A porção da borda 35’ do porta-cápsula que não está disposta sob o trilho de condução fica na altura da superfície superior do trilho de descarga na posição de extração, de modo que o flange da cápsula possa se apoiar contra uma borda quase contínua em torno do compartimento 18. A distância da superfície superior 61 do trilho de descarga 60 em relação ao eixo de articulação 64 do porta-cápsula é maior em direção à extremidade livre 63 (Rl) do que a distância da superfície superior do trilho de descarga em relação ao eixo de articulação nas proximidades do corpo do bloco de extração (R2). Assim, quando o porta-cápsula se articula a partir de sua posição de extração como ilustrado na figura 5c, para a posição de ejeção ilustrada na figura 5g, o trilho, se apoiando contra o lado de baixo do flange da cápsula que desliza ao longo do trilho, ergue a cápsula para fora do compartimento 18. Em razão da aceleração do porta-cápsula durante a sua articulação e do rápido movimento, a cápsula é ejetada para fora do compartimento do porta-cápsula com uma certa velocidade que permite que ela seja bem liberada do bloco de extração e seja propelida para dentro de um vaso de descarga 59 (ver figura 6b) de cápsulas disposto sob o bloco de extração. A rotação do porta-cápsula de sua posição de extração para a sua posição de descarga é efetuada por uma mola 65, no exemplo ilustrado uma mola toroidal, mas muitas outras formas de molas e de mecanismos de rotação da cápsula podem ser previstos no escopo da invenção. A rotação da cápsula pode igualmente ser realizada por um motor ou atuador elétrico. O retorno do porta-cápsula de sua posição de descarga até sua posição de extração é assegurado por um braço de retorno 66 (ver figura 6c) que é fixo de maneira articulada ao cabeçote de injeção 10. O braço de retorno 66 é montado de forma articulada em torno de um eixo 68 fixo a uma porção integrada ao cabeçote de injeção 10, e na direção da outra extremidade do braço há uma fenda 70 na qual um pino 71 integrado ao corpo do porta-cápsula 8’ é inserido. A fenda 70 permite um certo deslocamento do pino 71 em relação ao braço de retorno 66 quando o cabeçote de injeção se desloca entre a posição baixa de extração (tal como ilustrada na figura 5c) e uma posição intermediária entre a posição de extração e a posição alta. Quando o cabeçote de injeção se ergue de sua posição intermediária para a sua posição alta, tal como ilustrada na figura 5 a, o braço de retomo 66 interage com o pino 71 do porta-cápsula e o movimenta precisamente para a sua posição alta (posição de extração), ilustrada nas figuras 5a e 6a. O dispositivo de travamento 62 do porta-cápsula compreende um corpo removível 74 com um pino de travamento 75 apoiado contra uma projeção 76 do porta-cápsula quando este está em sua posição de extração e o corpo removível está em sua posição de travamento, tal como ilustrado na figura 5a. O corpo removível é montado de forma deslizante sobre o corpo 6 do bloco de extração, com uma mola 77 disposta entre o bloco de extração e o corpo removível impulsionando o corpo removível para a sua posição de travamento ilustrada na figura 5a. Um gancho 78 é montado em um eixo 79 de forma articulada em relação ao corpo removível 74, e compreende uma protuberância 80 destinada a se encaixar a uma projeção complementar 81 do cabeçote de injeção (ver figura 5c) quando este desce até a sua posição de extração. Quando o cabeçote de injeção se reergue em direção à sua posição alta após um ciclo de extração, o gancho 78 que se encaixa ao cabeçote de injeção faz o corpo removível 74 se reerguer, contra a impulsão da mola 77, de modo que o pino de travamento 75 se desligue da projeção 76 do porta-cápsula, como ilustrado nas figuras 5d e 5e. Isso permite que o porta-cápsula se articule até sua posição de descarga pela força da mola 64 (ilustrada na figura 6c) que atua sobre o porta-cápsula. Quando o cabeçote de injeção 10 se aproxima de sua posição alta, o gancho 78 se apóia contra um carne 82 fixo em relação ao bloco de extração, causando a rotação do gancho. O gancho se desprende do cabeçote de injeção para permitir que o corpo removível 74 retome à sua posição de travamento como ilustrada na figura 5g. O pino de travamento 60 pode possuir uma superfície oblíqua 85 que atua como uma superfície de carne para reerguer o pino de travamento quando o porta-cápsula é articulado de volta à sua posição de extração. Com efeito, o pino de travamento 75 já se encontra em sua posição de baixa antes de o porta-cápsula ser retornado completamente à sua posição de extração, e a superfície de carne oblíqua 85 permite que o corpo removível de travamento seja reerguido para permitir a passagem da projeção 76 sob o pino de travamento que é em seguida impulsionado para a sua posição de travamento se encaixando à projeção 76 do porta-cápsula.

Nos modos de realização ilustrados, a cápsula desliza somente por gravitação no canal de introdução 14 até o compartimento 18. Todavia, é igualmente possível fornecer um pino ou impulsor (não mostrado), por exemplo, no interior de uma tampa (não mostrada) que se articule em relação ao bloco de extração, que impulsione a cápsula ao longo do canal de introdução até a sua posição acima do compartimento 18. Essa tampa com impulsor pode então atuar sobre um sensor de posição que detecte a sua posição fechada, indicando que a cápsula está introduzida e que o cabeçote de injeção pode ser fechado sobre o porta-cápsula. Outros meios de auxílio da condução da cápsula ao longo do canal de introdução até a sua posição acima do compartimento podem ser realizados sem ultrapassar o escopo da invenção. Por exemplo, faces opostas do canal podem compreender rolamentos sobre molas que sejam separados elasticamente quando a cápsula for introduzida no canal de introdução, e que em seguida impulsionem a cápsula em direção ao compartimento 18 do porta-cápsula, retornando à sua posição de repouso.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo e cápsula para a preparação de uma bebida ou de um alimento líquido, a cápsula (3) contendo uma substância a ser extraída pela introdução de água pressurizada na cápsula, o dispositivo compreendendo um bloco de extração (4) com um canal de introdução (14) da cápsula, um porta-cápsula (8) com um compartimento (18), uma parede de extração (22), uma parede lateral (20), um cabeçote de injeção (10) para a injeção de água na cápsula, e um mecanismo de abertura e fechamento (12) para efetuar um movimento relativo entre o porta-cápsula e o cabeçote de injeção para abrir e fechar o cabeçote de injeção no porta-cápsula, o canal de introdução (14) sendo inclinado por um ângulo (α) entre 30° e 70° em relação a um plano horizontal (HZ), caracterizado por o ângulo (γ) entre uma porção da parede lateral (20) do porta-cápsula distante do canal de introdução e o plano horizontal (HZ) estar entre 55° e 25° e em que o mecanismo de abertura fechamento do cabeçote de injeção compreender pelo menos dois braços ou pares de braços articulados, um primeiro (36a) estando montado de maneira pivotante ao corpo (6) do bloco de extração e o outro (36b) de maneira pivotante ao cabeçote de injeção, o primeiro braço articulado tendo um comprimento menor que o segundo braço articulado.

2. Dispositivo e cápsula de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo canal de introdução (14) ser inclinado por um ângulo entre 40° e 50° em relação ao plano horizontal, e pelo ângulo médio entre a parede lateral (20) e o plano horizontal (HZ) estar entre 50° e 40°.

3. Dispositivo e cápsula de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo bloco de extração (4) compreender um orifício (16) da cápsula orientado segundo um ângulo lateral (β) entre 20° e 60°, em relação a um plano vertical (PV) que atravessa um eixo (IN) do canal de introdução (14).

4. Dispositivo e cápsula de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo ângulo lateral (β) estar entre 30° e 50°.

5. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender um mecanismo de ejeção (24) da cápsula (3) que compreende um impulsor (42) configurado para impulsionar o lado de baixo de um flange da cápsula quando o cabeçote de injeção (10) é reerguido até a sua posição aberta.

6. Dispositivo e cápsula de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo mecanismo de ejeção (24) da cápsula (3) compreender uma haste (44) ou porção de haste integrada ao impulsor (42) e compreendendo um gancho (48) configurado para se encaixar a uma projeção ou gancho (50) do cabeçote de injeção (10) quando este é reeeguido.

7. Dispositivo e cápsula de acordo com a reivindicação 6 ou 6, caracterizado pelo mecanismo de ejeção (24) da cápsula (3) compreender uma mola de retorno (46) que impulsiona o impulsor (42) até uma posição de recuo que permite a inserção de uma cápsula no compartimento (18) do porta-cápsula (8).

8. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo mecanismo de ejeção (24) da cápsula (3) compreender um came (54) que interage com a haste (44) quando o cabeçote de injeção (10) se aproxima de sua posição aberta a fim de liberar a haste do cabeçote de injeção.

9. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo porta-cápsula (8) ser montado de forma articulada em relação ao corpo (6) do bloco de extração (4), com o porta-cápsula podendo ser articulado a partir de uma posição de extração até uma posição de ejeção da cápsula, sendo que o dispositivo compreende ainda um mecanismo de ejeção da cápsula que compreende um trilho configurado para suportar uma borda inferior da cápsula quando o porta-cápsula é articulado a partir de sua posição de extração até a sua posição de ejeção.

10. Dispositivo e cápsula de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo trilho ter uma forma tal que a distância entre o trilho e o eixo de articulação do porta-cápsula aumente da posição de extração para a posição de ejeção.

11. Dispositivo e cápsula de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo trilho ter uma forma curvilínea e lisa.

12. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pela cápsula (3) possuir uma distribuição de peso tal que o centro de gravidade (G) esteja na parte inferior da cápsula.

13. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pela cápsula (3) ser preenchida parcialmente apenas até um nível inferior a 90% do volume total do interior da cápsula.

14. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pela combinação do ângulo de inclinação (α) do canal, do peso, da forma da cápsula (3), e do coeficiente de atrito da cápsula contra o canal ser configurada para assegurar uma velocidade máxima da cápsula no instante imediatamente antes de se apoiar contra a parede lateral do compartimento (18) do porta-cápsula (8), dentre 0,5 m/s e 3,0 m/s, de preferência entre 1,0 m/s e 2,0 m/s.

15. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo trilho compreender duas porções de trilho (60a, 60b) dispostas em cada lado do compartimento (18) do porta-cápsula (8).

16. Dispositivo e cápsula de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo porta-cápsula (8) compreender uma borda (35’) com porções (35a, 35b) entalhadas posicionadas sob os trilhos de descarga quando o porta-cápsula está em sua posição alta.