ES2305800T3 - Dispositivo para dosificar y modelar obleas para productos de infusion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para dosificar y modelar obleas (1) que contienen un producto de infusión, las obleas (1) siendo del tipo que comprende una parte de material filtrante que contiene en su interior una dosis de producto de infusión; el dispositivo comprendiendo al menos: - una estación (2) para la alimentación del producto dentro de por lo menos una matriz de modelado (3) que define una dosis individual del producto y que está hecha en medios (4) para modelar un respectivo disco comprimido (5) del producto de infusión y liberar el disco comprimido (5) desde la matriz (3) en el material filtrante para formar la oblea (1); dichos medios (4) para modelar el disco (5) comprendiendo un tambor rotativo (8) provisto de una pluralidad de pistones (9) dispuestos radialmente en la superficie del tambor (8), los cuales pistones tienen una cabeza hueca (10) que forma una matriz (3) adecuada para recibir una dosis del producto alimentado desde la estación de alimentación (2); el dispositivo estando caracterizado por el hecho que el tambor (8) está provisto de medios de propulsión rotacional (17) que actúan sobre cada pistón (9) y que son adecuados para hacer girar continuamente cada pistón (9) alrededor de su propio eje.
Description
Dispositivo para dosificar y modelar obleas para
productos de infusión.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para dosificar y modelar obleas para productos de
infusión.
Actualmente en el mercado de productos de
infusión, tales como café, café de cebada, té y manzanilla, ha
crecido notablemente el uso de obleas de una dosis individual y
ahora una forma muy popular de hacer café estilo americano es la de
usar tales obleas en máquinas ideadas a tal efecto, incluso para uso
hogareño o en oficinas (es decir, para cantidades chicas o
medianas).
Esta descripción no se refiere a otras formas de
saquitos filtro que normalmente se utilizan para realizar café tipo
americano y que constan de un saquito
"maxi-dosis" ideado para ser colocado en un
contenedor tipo embudo dispuesto en la parte superior de una
máquina que entrega agua caliente hirviente. El agua caliente entra
en contacto con el saquito filtro con café lo cual produce una
bebida de café que simplemente gotea dentro de una taza dispuesta
en posición subyacente.
A diferencia de esta solución - ampliamente
usada y muy popular - las obleas que se usan para la infusión
individual normalmente se componen de dos porciones de papel de
filtro situadas una encima de la otra y soldadas para encerrar en
su interior una dosis de producto de forma circular.
En el caso específico de obleas para café
americano, al producto no se lo comprime demasiado (y tampoco hay
que hacerlo), lo cual significa que queda relativamente suelto
dentro de la oblea.
Por motivos técnicos relacionados al tipo de
máquinas que se usan para hacer las obleas, estas últimas tienen un
perfil asimétrico, lo que equivale a decir, con una superficie plana
(definida por una de las porciones de papel de filtro) y una
superficie con forma de taza (definida por la otra porción del papel
de filtro) que contiene la dosis del producto de infusión.
El documento US 4.437.294 publica un dispositivo
en conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1.
Asimismo, también los documentos US 4.870.808 y
US 6.135.120 publican un dispositivo en conformidad con el
preámbulo de la reivindicación 1.
Otro método de la técnica conocida y del
correspondiente aparato para realizar este tipo de oblea está
descrito en la patente de invención EP-432.126. El
método allí publicado comprende la siguiente secuencia de etapas
operativas:
- -
- alimentación de una primera tira de papel de filtro hasta una estación donde adecuados medios provocan que el papel de filtro se arrugue o pliegue;
- -
- movimiento de la tira de papel de filtro a lo largo de la superficie de un tambor de modelado, provisto de cavidades circulares y de medios de aspiración, y simultáneamente arrastre de una cinta en contacto con el papel de filtro, con el papel de filtro estando dispuesto entre la cinta y la superficie del tambor de modelado, de manera que áreas separadas de la cinta sean tiradas por aspiración dentro de las cavidades del tambor, arrastrando el papel de filtro a lo largo de las mismas de manera de formar una sucesión de bolsas en el papel de filtro;
- -
- llenado de una dosis de producto dentro de cada bolsa por medio de una estación de dosificación situada después de la cinta de arrastre por aspiración según la dirección de rotación del tambor de modelado de bolsas y que se compone de un segundo tambor rotativo sincronizado con el tambor de modelado de bolsas;
- -
- unión de la primera tira de papel de filtro, provista de las bolsas llenas de producto, a una segunda tira alimentada en correspondencia de una estación de cierre situada después de la estación de llenado, nuevamente con respecto a la dirección de rotación del tambor de modelado;
- -
- corte de las obleas hechas de esta manera y alimentación de estas últimas hacia otras estaciones de empaquetado.
La estructura de la unidad de dosificación y
modelado del aparato presenta varias desventajas debido a:
- -
- la necesidad de preprocesar la tira de papel de filtro para convertirla en adecuada para formar las bolsas, lo que significa que el aparato requiere una estación adicional; esta operación siendo necesaria especialmente cuando en la tira de papel de filtro se forman dos o más filas paralelas de bolsas; y
- -
- la posible dificultad de controlar con precisión el volumen de producto colocado dentro de cada bolsa debido a las dos superficies cilíndricas rotativas de los tambores (dosificación y modelado); lo cual puede provocar que una cierta cantidad de producto se pierda ya que su alimentación dentro de la bolsa se produce por gravedad.
El objetivo de la presente invención es el de
eliminar las desventajas mencionadas proporcionando un dispositivo
con una estructura simple para dosificar y modelar discos para
obleas que contienen productos de infusión y que permita que el
disco de producto de infusión sea modelado de manera que sea al
mismo tiempo práctico, rápido y fiable en la dosificación del
producto, y que permita que el disco del producto se ubique sobre
una tira de papel de filtro a altas velocidades operativas.
En conformidad con la presente invención, este
objetivo se logra a través de un dispositivo para dosificar y
modelar obleas que contienen un producto de infusión y que poseen
las características descritas en una o varias de las
reivindicaciones que están más adelante.
Las características técnicas de la presente
invención, con referencia a los objetivos citados con anterioridad,
están descritas claramente en las reivindicaciones que están más
adelante y sus ventajas se ponen de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue, con referencia a los dibujos anexos
que exhiben realizaciones preferidas de la presente invención
proporcionadas a título puramente ejemplificador y sin restringir el
alcance del concepto inventivo, y en los cuales:
- la figura 1 es una vista lateral, con algunas
partes omitidas y otras en corte transversal para exhibir mejor
algunos detalles, de un dispositivo para dosificar y modelar discos
para obleas que contienen productos de infusión;
- la figura 2 es un corte transversal a través
de la línea II-II de la figura 1;
- la figura 3 es una vista lateral que exhibe el
movimiento de los medios de modelado de la figura 1;
- la figura 4 es una vista esquemática lateral
de una oblea para productos de infusión hecha usando el dispositivo
exhibido en los dibujos listados arriba.
Con referencia a los dibujos anexos, en
particular a las figuras 1 y 4, el dispositivo en conformidad con
la presente invención se puede utilizar para realizar obleas (1),
normalmente obleas de una sola dosis, de material de filtro que
contienen un producto de infusión, tales como, pero sin que ello
implique ninguna restricción, mezcla de café americano molido, café
de cebada, etc.
En este documento se describe solamente la
estación para alimentar el producto de infusión y para modelar un
disco de producto (5), sin tratar otras estaciones que pudieran
estar antes o después del dispositivo en conformidad con la
presente invención en un aparato genérico para realizar la oblea en
su totalidad.
La oblea (1) exhibida en la figura 4 es
simplemente un ejemplo del tipo de oblea a la cual se hace
referencia, sin restringir el alcance de la presente invención: la
oblea (1) se compone de una dosis de producto cerrado entre dos
longitudes (1a y 1b) de material filtrante dispuestas una arriba de
la otra y cerradas alrededor de sus bordes.
El dispositivo según la presente invención (ver
las figuras de 1 a 3) básicamente comprende una estación (2) para
alimentar el producto dentro de al menos una matriz de modelado (3)
que define una dosis individual del producto y que está hecha en
medios (4) para formar un respectivo disco comprimido (5) del
producto de infusión y liberar el disco comprimido (5) de la matriz
(3) sobre el material filtrante para formar la oblea (1).
La matriz (3) efectúa esas operaciones mientras
se mueve alrededor de un recorrido circular (O) alrededor del cual
se mueven los medios de modelado (4).
La estación de dosificación (2) comprende una
tolva fija (7) situada de frente a un tambor rotativo (8) (ver la
flecha F8) que forma parte de los medios de modelado (4).
La tolva (7) tiene una parte de descarga
configurada tipo arco para seguir periféricamente una superficie de
paso del tambor (8) de manera que el producto sea dosificado en un
área predeterminada.
Las figuras 1 y 2 muestran que el tambor
rotativo (8) está provisto de una pluralidad de pistones (9)
dispuestos radialmente sobre la superficie del tambor (8), cada
pistón (9) teniendo una cabeza hueca (10) que define la matriz (3)
para recibir una dosis del producto alimentado desde la tolva
(7).
Como está descrito con mayor nivel de detalles
más adelante, cada uno de los pistones (9) puede realizar una serie
de movimientos sincronizados en una dirección radial gracias a
medios propulsores (11), girando al mismo tiempo continuamente
alrededor de su eje de manera de permitirle al disco (5) formarse
adecuadamente según se ha descrito arriba y simultáneamente
manteniendo el disco (5) comprimido y separado de las paredes de la
cabeza hueca (10) que define a la matriz (3).
Para realizar lo anterior, dichos medios
propulsores radiales (11) están colocados entre cada pistón (9) y
el tambor (8) para actuar sobre los pistones (9) de manera de
impartir la pluralidad de movimientos sincronizados a los pistones
(9) en función de sus posiciones angulares por el recorrido
circular, denotado con la letra P, y de manera de:
- -
- recibir el producto;
- -
- comprimir el producto para modelar el disco (5); y
- -
- separar y depositar el disco (5) sobre el material filtrante.
Observando con mayor nivel de detalles, los
medios de propulsión radial comprenden medios de leva (11) que se
componen de al menos un perfil de leva guía (12) asociado
establemente con la parte interna del tambor (8) y vinculado por un
rodillo seguidor de leva (13) por cada pistón (9).
Cada rodillo seguidor de leva (13) está
rígidamente vinculado al extremo de una respectiva biela (14) cuyo
otro extremo está asociado con un perno de control (15) conectado
con libertad de rotación al extremo interno del cilindro (16) del
pistón (9) de manera de mover el pistón (9) radialmente en ambos
sentidos en función de la posición angular del pistón (9) en el
recorrido circular (P).
En otros términos, el perno de control (15) está
en contacto rotacional, a través de un cojinete (16c), con la base
del cilindro (16) de manera de mover el pistón (9) hacia atrás y
delante (ver las flechas F9) en función de los movimientos del
rodillo seguidor de leva (13).
Los movimientos de los pistones (9) están
indicados en el diagrama de la figura 3. Como se puede ver, cada
pistón (9) comienza en un punto cero imaginario (P0) y efectúa los
siguientes movimientos a lo largo de los distintos arcos
circulares:
- -
- en un primer tramo (P4) el pistón (9) se mueve radialmente hacia la parte interna del tambor (8) hacia una posición de dosificación del producto, lo que equivale a decir, de manera que la cabeza (10) se aleje del tramo configurado tipo arco de la tolva (7) y el pistón (9) alcance un punto (P4A) que corresponde a su punto muerto inferior;
- -
- en el recorrido de dosificación denotado con P1 (de un ángulo \alpha), el pistón (9) al comienzo está lejos del tramo configurado tipo arco de la tolva (7), de manera de recolectar todo el producto posible dentro de la cabeza (10), y luego comienza a moverse apenas en la dirección radial hacia la parte externa del tambor (8) hasta alcanzar el punto final (P3) de la tolva (7) donde hay una pared (7a) que sirve para rasar el producto alojado en la matriz (3);
- -
- durante el avance a lo largo del recorrido denotado con P2 (de un ángulo \beta) para compactar el disco (5), el pistón (9) se sigue moviendo radialmente hacia la parte externa del tambor (8) y contra una pared de tope (20) hasta alcanzar su punto muerto superior, que corresponde al punto P2M, donde se queda hasta que comienza a moverse por un tramo del recorrido denotado con P5;
- -
- de este modo, apenas antes de volver al punto cero (P0) donde se suelta el disco (5), el pistón (9) comienza a retroceder a lo largo del tramo del recorrido (P5) con forma de arco de manera de facilitar la separación del disco (5) de la matriz (3).
Para permitir que esos movimientos se lleven a
cabo de modo preciso, el perfil de la leva (12) está dividido en
dos tramos con forma de arco (12a y 12b), un tramo inferior fijo
(12a) y un tramo superior ajustable (12b) que corresponde a la
parte del recorrido (P) de los pistones (9) que comprende al menos
el recorrido de dosificación (P1): esto permite calibrar con
precisión las posiciones entre la matriz (3) y la tolva (7) de
manera de controlar el volumen de producto que entra dentro de la
matriz (3).
Más exactamente, el semiarco que define el tramo
(12b) puede ser ajustado, en ambas direcciones, como está indicado
por la flecha F12b, de manera de incrementar o disminuir la
distancia entre la cabeza (10) del pistón y el punto de rasado (P3)
que corresponde al volumen de producto dentro de la cabeza (10) pero
sin cambiar los puntos finales del semiarco (12b).
Como se ha mencionado con anterioridad, los
pistones (9) pueden girar continuamente alrededor de sus ejes (ver
la flecha F32 de la figura 2) gracias a los medios de propulsión
rotacional (17) situados en el tambor (8) y que actúan sobre cada
pistón (9).
Los medios de propulsión rotacional (17) pueden
comprender un engranaje anular fijo (18) colocado dentro del tambor
(8) y engranado con correspondientes ruedas dentadas (19)
engargoladas al respectivo cilindro (16) de cada pistón (9) de
manera que los pistones (9) giren continuamente mientras se mueven
alrededor del recorrido circular (P).
Esta rotación tiene el efecto de compactar el
disco (5) pero sin permitir que la superficie del producto se
adhiera a la superficie de la cabeza (10) del pistón (9) dentro de
la matriz (3); esto se traduce en que, con posterioridad, cuando se
suelta el disco (5) sobre el material filtrante, el disco (5) se
separa totalmente y sin dejar restos.
Como se ha mencionado arriba, hay paredes con
forma de arco (20 y 21) en la periferia de la superficie externa
del tambor (8) apropiadas para permitir que los pistones (9) sean
empujados contra la matriz (3) de los pistones (9) en una parte del
recorrido circular (P) y de manera de cooperar con los pistones (9)
al menos al momento del modelado y compresión del disco.
Como se puede ver en la figura 1, debajo del
tambor (8) podría haber una estación (6) para hacer avanzar el
material filtrante (1a) que recibe al disco (5) proveniente del
tambor (8).
Esta estación de avance (6) puede comprender una
cinta sin fin (22), arrastrada alrededor de un par de poleas
motorizadas (23 y 24).
La superficie de la cinta (22) preferentemente
está perforada o es porosa de manera de permitir que medios (25)
creen un vacío que interactúa con el tramo operativo de la cinta
(22): este es el tramo de cinta que hace avanzar la tira de
material filtrante (1a) y es donde se deposita el disco de producto
(5) y por aspiración se sostiene correctamente en su lugar sobre la
tira de material filtrante (1a) (los medios (25) se exhiben
esquemáticamente puesto que son de tipo conocido).
Esta descripción se refiere, a título puramente
ejemplificador y no limitativo, a la colocación del disco (5) sobre
una tira (1a) del material filtrante, asumiendo que después del
dispositivo en conformidad con la presente invención hay otras
estaciones para completar la oblea (1) dándole su forma final como
se muestra en la figura 4: lo que equivale a decir, compuesta por
dos partes de material filtrante (1a y 1b) soldadas entre sí que
encierran en su interior al disco (5).
El dispositivo según se ha descrito arriba
permite obtener discos monodosis (5) para obleas que contienen un
producto de infusión a modelar de manera nítida y extremadamente
rápida con dosis de producto dosificadas con precisión.
La estructura especial de esta unidad de
dosificación y modelado permite lograr altas velocidades de
producción incluso usando filas individuales de material filtrante,
haciendo así que el diseño de la parte restante del aparato sea más
simple y flexible.
El dispositivo crea un disco nítido y
extremadamente compacto de producto dosificado con precisión gracias
a los simultáneos movimientos traslacional y rotacional de los
pistones de modelado: el movimiento traslacional controla las
etapas de dosificación, modelado y liberación del disco de producto,
mientras que el movimiento rotacional permite que el disco sea
compactado rápidamente y en un corto tramo del recorrido sin
permitirle adherirse a la superficie de la matriz.
La invención que se acaba de describir es de
evidente aplicación industrial y puede ser sometida a variantes o
modificaciones sin por ello apartarse del alcance del concepto
inventivo, como se expresa en las reivindicaciones que siguen.
Claims (11)
1. Dispositivo para dosificar y modelar obleas
(1) que contienen un producto de infusión, las obleas (1) siendo
del tipo que comprende una parte de material filtrante que contiene
en su interior una dosis de producto de infusión; el dispositivo
comprendiendo al menos:
- -
- una estación (2) para la alimentación del producto dentro de por lo menos una matriz de modelado (3) que define una dosis individual del producto y que está hecha en medios (4) para modelar un respectivo disco comprimido (5) del producto de infusión y liberar el disco comprimido (5) desde la matriz (3) en el material filtrante para formar la oblea (1);
- dichos medios (4) para modelar el disco (5) comprendiendo un tambor rotativo (8) provisto de una pluralidad de pistones (9) dispuestos radialmente en la superficie del tambor (8), los cuales pistones tienen una cabeza hueca (10) que forma una matriz (3) adecuada para recibir una dosis del producto alimentado desde la estación de alimentación (2);
- el dispositivo estando caracterizado por el hecho que el tambor (8) está provisto de medios de propulsión rotacional (17) que actúan sobre cada pistón (9) y que son adecuados para hacer girar continuamente cada pistón (9) alrededor de su propio eje.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que medios (4) mueven la matriz
(3) a lo largo de un recorrido circular (P).
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que debajo de los medios (4) para
modelar el disco (5) hay una estación (6) para soportar y hacer
avanzar el material filtrante.
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que la estación de alimentación
del producto (2) comprende una tolva fija (7) colocada de modo de
enfrentar un primer tambor rotativo (8), que forma parte de los
medios de modelado (4); la tolva (7) presentando una parte de
descarga con forma de arco para seguir periféricamente una
superficie de paso del primer tambor (8) de manera de permitir la
alimentación del producto en un área predeterminada.
5. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que los medios de propulsión
radial (11) están colocados entre cada pistón (9) y el tambor (8)
para actuar sobre los pistones (9) de manera de impartirles a los
pistones (9) una pluralidad de movimientos sincronizados en función
de sus posiciones angulares en un recorrido circular (P) y de
manera de recibir el producto, comprimir el producto para formar el
disco (5), separar y depositar el disco (5) sobre el material
filtrante.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho que los medios de propulsión
radial comprenden medios de leva (11) compuestos por al menos un
perfil de leva guía (12) asociado establemente con la parte interna
del tambor (8) y vinculado por un rodillo seguidor de leva (13) por
cada pistón (9); cada rodillo seguidor de leva (13) estando
vinculado al extremo de una respectiva biela (14), cuyo otro extremo
está asociado con un perno de control (15) conectado con libertad
de rotación al extremo interno del cilindro (16) del pistón (9) de
manera de mover el pistón (9) radialmente en ambas direcciones según
la posición angular del pistón (9) en el recorrido
circular (P).
circular (P).
7. Dispositivo según las reivindicaciones 5 y 6,
caracterizado por el hecho que los medios de leva (11)
provocan que cada pistón individual (9) se posicione según los
movimientos referidos a una respectiva posición o tramo angular del
recorrido circular (P) y correspondientes a:
- -
- un primer tramo de recorrido con forma de arco (P4) donde el pistón (9) se retrae radialmente hacia el tambor (8) de manera que el pistón (9) se mueva hacia una configuración de dosificación de producto cuando alcanza un punto (P4A) que corresponde a su punto muerto inferior;
- -
- un segundo tramo de recorrido con forma de arco (P1) de dosificación cuando el pistón (9) está inicialmente en el punto muerto inferior (P4A), de manera de recolectar todo el producto que fuera posible dentro de la cabeza (10), y moverse en una dirección radial hacia la parte externa del tambor (8) hasta alcanzar el punto final (P3) de la estación de alimentación (2) donde hay una pared (7a) para rasar el producto que se ha alojado dentro de la matriz (3);
- -
- un tercer tramo de recorrido con forma de arco (P2) para compactar el disco (5), donde el pistón (9) se mueve radialmente hacia la parte externa del tambor (8) y contra una pared de tope (20) hasta corresponder con su punto muerto superior (P2M) donde se queda hasta comenzar en
- -
- un cuarto tramo de recorrido con forma de arco (P5) donde el pistón (9) retrocede para facilitar la separación del disco (5) de la matriz (3) apenas antes de alcanzar el punto (P0) donde se suelta del disco (5).
8. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho que el perfil de leva (12) está
dividido en dos sectores con forma de arco (12a y 12b), un tramo
inferior fijo (12a) y un tramo superior ajustable (12b) que
corresponde a una parte del recorrido (P) de los pistones (9) que
comprende al menos un área donde los pistones se llenan con
producto.
9. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que los medios de propulsión
rotacional (17) comprenden un engranaje anular fijo (18) colocado
dentro del tambor (8) y engranado con correspondientes ruedas
dentadas (19) engargoladas al respectivo cilindro (16) de cada
pistón (9) de manera que los pistones (9) giren continuamente
mientras se mueven alrededor del recorrido circular (P), compactando
así al disco (5) e impidiéndole pegarse dentro de la cabeza (10)
del pistón (9) permitiendo al mismo tiempo que el disco (5) se
pueda separar en su totalidad al momento de su deposición sobre el
material filtrante.
10. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho que hay paredes configuradas tipo
arco (20, 21) en la periferia de la superficie externa del tambor
(8) adecuadas para permitir que los pistones (9) sean empujados
contra las matrices (3) en una parte del recorrido circular (P) y de
manera de cooperar con los pistones (9) al menos cuando se modela y
comprime el disco (5).
11. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho que la estación de avance (6)
comprende una primera cinta (22), movida alrededor de un par de
poleas (23 y 24) y que tiene una superficie perforada o porosa;
habiendo sido provistos medios (25) para crear un vacío al menos en
el tramo operativo de la primera cinta (22) que hace avanzar el
material filtrante y sobre la cual se deposita el disco de producto
(5).
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