ES2326909T3 - Capsula para la preparacion de una bebida con un elemento de cierre hermetico unido a la misma y procedimiento de fabricacion de la misma. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir una cápsula (1) que contiene ingredientes de bebidas, diseñada para la introducción en un dispositivo de producción de bebidas en el cual un líquido a presión se introduce en la cápsula a fin de interactuar con los ingredientes en la cápsula y extrae una bebida de la cápsula, en el cual la cápsula comprende un cuerpo (4) dispuesto por un saliente a modo de reborde (6) con un elemento de cierre hermético (8) unido al mismo; el cual comprende: - preformar el cuerpo de la cápsula (4) y al menos una porción de dicho saliente a modo de reborde (6), - situar un elemento de cierre hermético (8) realizado con anterioridad en el saliente a modo de reborde (6), - plegar una porción del saliente a modo de reborde (6) sobre una porción al elemento de cierre hermético (8) para que se traduzca en que el elemento de cierre hermético se una al saliente a modo de reborde (6), caracterizado porque el elemento de cierre hermético (6) es en forma de anillo.
Description
Cápsula para la preparación de una bebida con un
elemento de cierre hermético unido a la misma y procedimiento de
fabricación de la misma.
La presente invención se refiere en conjunto a
cápsulas para contener ingredientes de bebidas, a un sistema para
producir bebida para utilizar en relación con dichas cápsulas, así
como a procedimientos para producir dichas cápsulas.
Los antecedentes de la presente invención son el
campo de las cápsulas que contienen ingredientes de bebidas (p. ej.
café molido, leche en polvo) u otros ingredientes comestibles (p.
ej. sopa deshidratada). Mediante la interacción de estos
ingredientes con un líquido, se pueden producir una bebida u otros
comestibles. La interacción puede ser por ejemplo un proceso de
extracción, infusión o disolución. Dicha cápsula está concretamente
adaptada para contener café molido a fin de producir una bebida de
café mediante la introducción de agua caliente a presión en la
cápsula y la extracción de una bebida de café de la cápsula.
El documento AU 515 875 se refiere a una cápsula
de bebida que contiene una sustancia para realizar una bebida
utilizando un aparato para inyectar un fluido a presión en la
cápsula. La cápsula comprende un cuerpo cerrado herméticamente que
contiene una sustancia y una membrana que define un elemento base de
cierre provisto de una línea de debilidad y adaptado para romperse
bajo la influencia de la presión del agua en la cápsula.
El documento EP 0 554 469 A1 se refiere a una
misma cápsula en la cual el saliente se forma con un pliegue en la
membrana que está alejada del filtro del interior.
El documento US 2003/0217643 se refiere a un
cartucho cerrado para preparar una bebida para la extracción bajo
presión y que comprende una cubierta o membrana que se suelda o se
pliega al borde del plato. El plato tiene un elemento para retener
sólidos, unido al mismo.
Los ingredientes en la cápsula constituyen el
"cuello de botella" del recorrido del flujo del agua y por lo
tanto provocarán una caída de presión entre el lado de aguas arriba
y el de aguas abajo del flujo del líquido a través de la cápsula,
dicha caída de presión aún se incrementará durante la interacción
entre el líquido y los ingredientes, por ejemplo debido a un
hinchamiento de los ingredientes. De forma correspondiente se tiene
que asegurar que el único flujo de agua tiene lugar realmente a
través del interior de la cápsula y que no fluye agua a partir del
inyector de agua. En otras palabras, cualquier flujo de agua
exterior a la cápsula ha de detenerse mediante el acoplamiento de
cierre hermético que se posiciona entre el elemento de cerramiento
anular de los medios de soporte y la cápsula, y en el recorrido del
flujo entre el inyector de agua y el orificio de extracción de la
bebida.
Dicho acoplamiento de cierre hermético puede
lograrse al menos hasta cierto grado, mediante el acoplamiento por
pinzamiento entre los medios de soporte de la cápsula (es decir,
elemento de cerramiento anular y porta cápsulas) y el saliente a
modo de reborde del cuerpo entre medio.
En el caso de que el acoplamiento de cierre
hermético no funcione adecuadamente y el agua fluya fuera de la
cápsula, no se acumulará la presión suficiente para provocar el
rasgado de la cara a rasgar dentro de la cápsula o, de forma
alternativa, la presión provocará un rasgado no completo de la cara
a rasgar y por lo tanto una escasa extracción de la sustancia. En
tal escenario se extraerá el agua del dispositivo de producción de
bebida sin haber interactuado o completamente interactuado bajo
condiciones suficientes de presión, con los ingredientes contenidos
en la
cápsula.
cápsula.
Se podría pensar una mejora según la cual este
acoplamiento de cierre hermético se mejora adicionalmente mediante
el revestimiento de la pared interior del elemento anular con
material de caucho elástico. En otras palabras, según dicho enfoque
el acoplamiento de cierre hermético está asegurado mediante
estructuras fijadas a o unidas al dispositivo de producción de
bebidas. Esto tiene desventajas porque después del uso de un número
sensible de cápsulas puede tener lugar un desgaste de los medios de
cierre hermético fijados, tal que la calidad de la bebida producida
se deteriora cada vez más por el agua que pasa por el cierre
hermético que ha dejado de ser eficiente. Además, los medios de
cierre hermético pueden ensuciarse con residuos orgánicos que se
adhieren a ellos, lo cual no es muy higiénico y puede afectar las
condiciones de cierre hermético y de presión también durante la
extracción.
Cualquier "fuga" al exterior de la cápsula
reduce la acumulación de presión en el interior de la cápsula. Por
otro lado, es bien conocido que una presión de extracción suficiente
es un factor clave para la calidad del café estilo exprés.
El documento EP 1 654 966 tiene como objetivo
una mejora del acoplamiento de cierre hermético posicionado entre
la entrada de líquido y el lado de extracción de la bebida de dicho
sistema de producción de bebida. La invención tiene como objetivo
trasladar una parte elástica del acoplamiento de cierre hermético
del dispositivo de producción de bebida a la cápsula. La ventaja es
que cualquier elemento de cierre hermético elástico se utiliza una
única vez (es decir sólo con la cápsula vinculada), tal que se pueda
asegurar un funcionamiento adecuado del cierre hermético y que no
puedan producirse problemas higiénicos en el elemento de cierre
hermético.
La presente invención tiene como objetivo otra
mejora del documento EP 1 654 966 a fin de mejorar las condiciones
de cierre hermético entre la cápsula y el elemento de cierre
hermético para asegurar la impermeabilidad durante la infusión. De
hecho, es importante evitar cualquier fuga potencial de líquido
entre el elemento de cierre hermético y el resto de la cápsula, en
concreto mediante la generación de una buena unión entre los
dos.
Además, también es de importancia que el
elemento de cierre hermético esté integrado a la cápsula utilizando
un proceso que puede aplicarse a gran escala industrial, ser muy
seguro con un número mínimo de productos defectuosos y ser además
económicamente competitivo.
El objeto se consigue por medio de las
características de las reivindicaciones independientes. Las
reivindicaciones dependientes desarrollan adicionalmente la idea
central de la presente invención.
Para esto, el procedimiento de la invención es
para producir una cápsula que contiene ingredientes de bebidas,
diseñada para la introducción en un dispositivo de producción de
bebidas, en el cual un líquido a presión se introduce en la cápsula
a fin de interactuar con los ingredientes en la cápsula, y se extrae
una bebida de la cápsula. El elemento de cápsula comprende un
cuerpo dispuesto por un saliente a modo de reborde con un elemento
de cierre hermético unido al mismo.
El procedimiento comprende:
- preformar el cuerpo de la cápsula y al menos
una porción de dicho saliente a modo de reborde,
- situar un elemento de cierre hermético con
forma de anillo realizado con anterioridad en el saliente a modo de
reborde,
- plegar una porción del saliente a modo de
reborde sobre una porción al elemento de cierre hermético para que
se traduzca en que el elemento de cierre hermético se una al
saliente a modo de reborde.
En otras palabras, el procedimiento tiene como
objetivo un proceso de aplicación del elemento de cierre hermético
que utiliza el pliegue del saliente a modo de reborde del cuerpo de
la cápsula, para obtener una aplicación impermeable del elemento de
cierre hermético en la cápsula, en concreto, en el saliente a modo
de reborde de la cápsula.
Más concretamente, la operación de plegado
comprende formar un extremo enrollado en el saliente a modo de
reborde dispuesto para pinzar una porción de dicho elemento de
cierre hermético. Debido a la configuración enrollada resultante de
la unión y el pinzamiento de una porción del elemento de cierre
hermético, la fuga de líquido puede evitarse entre el elemento de
cierre hermético y el cuerpo de la cápsula, y las condiciones de
las extracciones pueden garantizarse y mantenerse mejor de cápsula a
cápsula (es decir, mayor reproducibilidad de las condiciones de
infusión).
El elemento de cierre hermético puede tener una
forma general de anillo. El elemento de cierre hermético puede
situarse por lo tanto alrededor del cuerpo de la cápsula y en el
saliente a modo de reborde utilizando un mandril de guía, por
ejemplo, que empuje el elemento de cierre hermético y lo aplique en
contacto con el saliente a modo de reborde.
En concreto, el elemento de cierre hermético
puede comprender una porción de cierre hermético y una porción de
conexión que se prolonga hacia el exterior de la porción de cierre
hermético; en el cual la porción de conexión se pinza por el
pliegue de una porción del extremo enrollado del saliente a modo de
reborde. La porción de cierre hermético es la porción que se prevé
deformar o comprimir mediante una superficie de compresión del
dispositivo de producción y/o mediante el fluido presurizado contra
una superficie del dispositivo de producción, para obtener una
disposición de cierre hermético a los fluidos aguas abajo del
cerramiento de la cápsula del dispositivo durante la infusión.
Según un modo del procedimiento de la invención,
durante el preformado del cuerpo de la cápsula, un extremo
enrollado abierto o, de forma alternativa, un extremo enrollado
sensiblemente cerrado ya está preformado. Un extremo enrollado
sensiblemente cerrado presenta la ventaja de facilitar el manejo de
los cuerpos de las cápsulas, el transporte desde la estación de
preformado a la estación de aplicación del cierre hermético y el
almacenaje. Un extremo enrollado abierto del saliente del cuerpo
puede presentar la ventaja de una conexión más fuerte con el
elemento de cierre hermético doblando una porción de él así como
pinzarlo fuertemente.
Por lo tanto, en la operación de plegado, el
extremo enrollado puede finalmente enrollarse adicionalmente o al
menos comprimirse suficientemente para pinzar fuertemente el
elemento de cierre hermético.
En un modo posible, el elemento de cierre
hermético se pinza por la superficie exterior del extremo doblado o
enrollado del saliente a modo de reborde. Como resultado, se genera
una buena unión a lo largo de una gran superficie mientras que no
se corta o daña el elemento de cierre hermético.
Además, durante la formación del extremo
enrollado, una porción de dicho extremo
pre-enrollado se comprime para cerrar al menos
parcialmente la abertura anular y para pinzar la porción de conexión
del elemento de cierre hermético.
En un posible aspecto, la sección de la porción
de conexión del elemento de cierre hermético se realiza
relativamente más delgada que la sección mayor de la porción de
cierre hermético del elemento de cierre hermético. La sección más
delgada permite obtener un extremo enrollado y plegado relativamente
pequeño, con el elemento de cierre hermético estando unido
adecuadamente al mismo. La porción del elemento de cierre hermético
comparativamente más gruesa, asegura un ajuste suficiente del
material de cierre hermético para ser capaz de compensar por o para
rellenar correctamente el espacio, hueco o las irregularidades al
cerrar el dispositivo de producción y/o por efecto de la presión
del fluido que actúa sobre el elemento de cierre hermético. En
concreto, se puede necesitar un volumen suficiente de material de
cierre hermético para deformarse bajo la presión ejercida por el
fluido presurizado y comprimirse o deformarse de otra forma contra
superficies tanto del elemento de cerramiento del dispositivo como
la superficie de la cápsula para formar una disposición de cierre
hermético a los líquidos.
En un modo posible, el elemento de cierre
hermético se realiza previamente con una porción de cierre hermético
y una porción de conexión que están relativamente alineadas la una
con la otra y durante el plegado del extremo enrollado se enrolla
adicionalmente o al menos se aplana para plegar la porción de
conexión a lo largo de una superficie externa del extremo
enrollado.
En otro modo, el elemento de cierre hermético se
realiza previamente con una porción de conexión que está inclinada
hacia abajo en relación a la porción de cierre hermético y durante
el plegado, un extremo enrollado se enrolla adicionalmente para
enderezar la porción de conexión, eventualmente enrollarla, y
pinzarla.
Además, el elemento de cierre hermético puede
comprender una porción de prolongación anular, que se prolonga más
allá del saliente a modo de reborde a lo largo del lado del cuerpo
de la cápsula. El cuerpo puede tener una forma troncocónica o
cilíndrica, por ejemplo. La porción de prolongación asegura una
superficie mayor de contacto entre el elemento de cierre hermético
y la superficie del cuerpo de la cápsula, y un mayor volumen de
material de cierre hermético y de este modo mejora la disposición
impermeable, pero también mejora un ajuste del elemento de cierre
hermético con la cápsula.
El procedimiento de la invención también
contempla preformar el cuerpo de la cápsula mediante embutición
profunda de una lámina de metal o de
metal-plástico. El cuerpo de la cápsula puede
embutirse profundamente durante una etapa o etapas secuenciales
para formar una cavidad abierta principal y final, que posibilita el
llenado de ingredientes alimenticios. Durante esta(s)
etapa(s) de embutición profunda, puede formarse la porción
pre-enrollada. La porción
pre-enrollada puede además formarse tras la
embutición profunda de la cavidad del cuerpo en una etapa
posterior.
posterior.
En otra etapa posterior, el cuerpo se llena con
el ingrediente alimenticio tal como café tostado o molido.
El cuerpo de la cápsula puede comprender
aluminio. Puede ser una única tela de aluminio o una
multi-tela de plástico y aluminio tal como
polipropileno y aluminio, polietileno-aluminio o
ácido poliláctico-aluminio.
Por supuesto, el elemento de cierre hermético
puede unirse al cuerpo de la cápsula mediante medios de conexión
adicionales a fin de mejorar aún más el contacto con el elemento de
cierre hermético y evitar cualquier riesgo de fuga, así como
mejorar la apariencia visual y reducir el riesgo de cápsulas
defectuosas. Por ejemplo, comprende una etapa adicional de encolado
o soldadura del elemento de cierre hermético en el saliente a modo
de reborde. El elemento de cierre hermético puede unirse a la
cápsula utilizando un adhesivo o mediante soldadura (termal o
ultrasónica).
En otra etapa posterior que sigue a la etapa de
llenado del ingrediente alimenticio, se lleva a cabo la soldadura
de una membrana a lo largo de una porción de la cara exterior del
saliente a modo de reborde para cerrar la cápsula y mantener una
frescura duradera de los ingredientes alimenticios.
El elemento de cierre hermético puede ser de un
material elástico. Preferentemente, el elemento de cierre hermético
es de material caucho-elastómero,
plástico-elastómero, plástico o silicona.
La presente invención puede referirse además a
una cápsula para contener ingredientes de bebida, estando diseñada
la cápsula para la introducción en un dispositivo de producción de
bebidas, en el cual un líquido a presión se introduce en la cápsula
a fin de interactuar con los ingredientes en la cápsula y extraer
una bebida de la cápsula. Para esto, la cápsula comprende un
elemento de cierre hermético con la forma de un anillo en su
superficie exterior. El elemento de cierre hermético está dispuesto
geométricamente para estar en acoplamiento de cierre hermético con
al menos una superficie de presión coincidente del dispositivo de
producción de bebida. El elemento de cápsula comprende un cuerpo
que se prolonga mediante un saliente a modo de reborde con el
elemento de cierre hermético unido al mismo. Según un aspecto de la
invención, el elemento de cierre hermético se pinza mediante el
extremo enrollado del saliente a modo de reborde de la cápsula.
Otros aspectos de la cápsula pueden pensarse en relación al
procedimiento de la invención o bien como se ha mencionado
anteriormente o como aparecerá con mayor detalle en la siguiente
descripción de la realización.
La Fig. 1 muestra una primera realización del
sistema de cápsula de la presente invención, en la cual se sitúa
una cápsula en el porta cápsulas pero todavía no ha alcanzado su
posición de cierre en el dispositivo de producción de bebida,
la Fig. 2 muestra una ampliación de la Fig.
1,
la Fig. 3, la primera realización en un estado,
en el cual la cápsula ha alcanzado su posición de cierre entre las
piezas de cerramiento de la cápsula, es decir, un elemento de
campana y el porta cápsulas,
las Fig. 4 a 11 muestran diferentes etapas para
aplicar el elemento de cierre hermético en el cuerpo de la cápsula
según el procedimiento de la invención,
la Fig. 12 es una gráfica que ilustra las etapas
de un modo de la invención,
la Fig. 13 muestra una vista lateral del cuerpo
preformado de la cápsula de la invención,
la Fig. 14 es una vista ampliada de la Fig. 13
que muestra un detalle de la configuración del elemento de cierre
hermético posicionado antes del plegado final,
la Fig. 15 muestra una vista lateral del cuerpo
preformado de la cápsula antes de la introducción del elemento de
cierre hermético según otra variante de la invención,
la Fig. 16 es una vista ampliada de la Fig. 15
que muestra un detalle de la configuración del elemento de cierre
hermético posicionado antes del plegado final,
la Fig. 17 es la vista ampliada de la Fig. 15
pero tras el plegado final.
Cabe señalar que en lo sucesivo se describirá la
invención en relación a un determinado diseño de cápsula, es decir
un diseño según el cual la cápsula comprende un cuerpo base a modo
de taza y un elemento de lámina de cierre. Sin embargo, se ha de
entender que son viables otros diseños de la cápsula, tales como por
ejemplo cápsulas que disponen de una forma lenticular con dos
paredes esencialmente complementarias y opuestas (por ejemplo
láminas), estando cerradas herméticamente por ejemplo con el borde
con forma de anillo. En conjunto, una cápsula según la presente
invención comprende al menos dos elementos de pared opuestos
(caras), que están conectados el uno con el otro por los bordes
para formar una sección cerrada herméticamente y saliente a modo de
reborde, encerrando de este modo un interior cerrado
herméticamente.
La realización muestra un porta cápsulas 13 con
elementos de relieve 12 que están diseñados para rasgar y perforar
un elemento de lámina 5 que cierra un cuerpo base a modo de taza 4
de la cápsula 1. Este rasgado del elemento de lámina 5 puede
producirse tan pronto como la presión en el interior de la cápsula
exceda un valor umbral. Cabe señalar que los elementos de relieve
pueden tener cualquier forma saliente capaz de provocar un rasgado
controlado del elemento de lámina. Como un ejemplo sólo se citan
pirámides, agujas, abolladuras, cilindros y nervios alargados. El
elemento de relieve puede ser además una única aguja o
perforador.
La Fig. 1 muestra un estado en el cual dicha
cápsula se ha situado en un porta cápsulas 13, el elemento de
lámina 5 descansa sobre los elementos de relieve 12 del porta
cápsulas 13 y el cuerpo base a modo de taza 4 de la cápsula 1 que
ya está parcialmente rodeado por la pared circular 25 de un elemento
de cerramiento 9 del dispositivo de producción de bebidas. El
elemento de cerramiento mostrado puede tener la forma de una
campana. Otras formas son viables, en las cuales el diseño de los
contornos interiores (cavidades) del elemento de cerramiento está
adaptados en conjunto para coincidir sensiblemente con los contornos
de la cápsula 1.
El porta cápsulas 13 (que también representa un
elemento de cerramiento) y el elemento de cerramiento 9 de este
modo pueden encerrar de forma selectiva un espacio de cerramiento de
cápsula 22 cuando se traslada de una posición abierta a una
posición de cerramiento de cápsula.
Cabe señalar que el elemento de lámina 5 tal y
como se muestra no es necesaria ni exactamente plano debido a una
sobrepresión definida en el interior de la cápsula, dicha
sobrepresión se genera por ejemplo mediante la introducción de un
gas protector cuando se produce el llenado de la cápsula y mediante
desorción de gas de los ingredientes alimenticios tras el cierre
hermético, por ejemplo, dióxido de carbono del café.
El elemento de cerramiento (campana) 9 además
comprende una superficie de compresión anular 18, y una abertura de
entrada de agua 20 para suministrar un líquido tal como por ejemplo
agua caliente a presión a un sistema de inyección de agua 14, el
cual está montado de forma liberable (por ejemplo enroscado) al
elemento de campana 9.
El sistema de inyección de agua puede comprender
uno o más elementos de perforación (cuchillas, alfileres, etc.) 24
diseñados para producir una o más aberturas en la pared superior 17
de la cápsula 1, cuando el porta cápsulas 13 y el elemento de
campana 9 se desplazan para acercarse entre sí, por ejemplo mediante
un mecanismo de cierre automático o accionado manualmente. Un
conducto 19 atraviesa el sistema de inyección y se dirige al
cerramiento 22 del elemento de cerramiento 9 para que se pueda
suministrar agua al interior de la cápsula 1, una vez los elementos
de perforación 24 sobresalen en el interior de la cápsula 1.
La cápsula 1 comprende dicha pared superior 17,
una pared lateral 7 y un saliente a modo de reborde 6, en el cual
el elemento de lámina 5 se cierra herméticamente a dicho saliente a
modo de reborde 6, para cerrar herméticamente el cuerpo base a modo
de taza 4 de la cápsula 1. De nuevo, son posibles otros diseños para
la cápsula siempre y cuando se pueda cerrar herméticamente la
cápsula y contenga los mencionados ingredientes.
Según la presente invención, la superficie
exterior de la cápsula 1 presenta un elemento de cierre hermético
impermeable (hecho de material hermético) 8 específico, llamado
posteriormente "elemento de cierre hermético". El elemento de
cierre hermético 8 puede ser compresible, más preferentemente
incluso elástico.
El material para el elemento de cierre hermético
puede ser caucho-elastómero, plástico caucho,
plástico o silicona.
Si se utiliza un material elástico para el
cierre hermético 8, se utilizan preferentemente materiales de caucho
elásticos. El término "caucho-elástico"
significa cualquier material adecuado con la elasticidad del caucho
cuando se comprime, incluyendo pero no limitándose a elastómeros,
siliconas, plásticos, látex, balata u otros. Los materiales
preferidos para el elemento de cierre hermético son: elastómero
termoplástico (TPE) tal como Santoprene^{TM} comercializado por
la compañía Exxon Mobil Chemical, silicona o EPDM (monómero de
etileno propileno dieno).
Como resulta más evidente en la Fig. 2, la
cápsula de la invención comprende un saliente a modo de reborde con
una porción de soporte 60 para el elemento de cierre hermético y una
porción de extremo enrollado 61 para plegarse y para pinzar una
zona del elemento de cierre hermético. La porción de soporte 60 se
une con el cuerpo 4 en un determinado ángulo (es decir, ligeramente
superior a 90 grados cuando el cuerpo tiene una forma truncada). El
saliente a modo de reborde así como la superficie de base 40 del
cuerpo recibe el elemento de cierre hermético anular 8. A fin de
unir el elemento de cierre hermético al saliente a modo de reborde
de una forma segura, el elemento de cierre hermético se prolonga
hacia la porción enrollada 61 mediante una porción de conexión 80
la cual se introduce y pliega mediante la porción enrollada y
plegada 61 del saliente. Más concretamente, en el ejemplo
ilustrado, la porción enrollada 61 finaliza en un extremo para
plegar 62, el cual comprime y pinza la porción de conexión a lo
largo de una línea o superficie anular. Fuera de la porción
enrollada 61, el elemento de cierre hermético se prolonga a lo
largo de la porción de soporte 60 del saliente a modo de reborde,
mediante una porción de cierre hermético 81 que se puede prolongar
hacia arriba mediante un porción de aro 82 aplicada contra la
superficie de base 40 del cuerpo 4. La porción de cierre hermético
81 y la porción de aro 82 pueden formar superficies de diferentes
inclinaciones o pueden unirse en una única superficie inclinada,
cóncava o plana. Se elige la forma del elemento de cierre hermético
8 con forma de cuña para presentar una masa suficiente de material
para compensar por las irregularidades, huecos o intersticios entre
la cápsula y el elemento de cerramiento o campana. Como el cierre
hermético impermeable puede obtenerse además dinámicamente, es
decir, por efecto del agua a presión que fuerza sobre el elemento de
cierre hermético, la forma, dimensiones de la masa global del
elemento de cierre hermético debería ser suficiente para deformar,
de este modo "fluir" elásticamente y llenar correctamente las
aberturas pendientes cuando se acumula la presión durante la
infusión.
infusión.
En las superficies de contacto entre el elemento
de cierre hermético 8 y el saliente y/o superficie de base del
cuerpo se podría aplicar un adhesivo o soldadura. La zona de
adhesivo o soldadura puede cubrir parcial o totalmente las
superficies de contacto entre el cuerpo y el elemento de cierre
hermético.
Por ejemplo, el plegado puede tener un efecto
para tirar ligeramente hacia fuera el elemento de cierre hermético
que podría provocar un hueco en la unión entre la porción de aro 82
y la superficie de base 40. Aunque este hueco puede afectar sólo a
la apariencia de la cápsula, no afecta al efecto impermeable en la
superficie de contacto entre el cierre hermético y el resto del
saliente, ya que dicha impermeabilidad se mantiene de forma eficaz
en la zona de plegado. Un pegado o soldadura adicional puede de este
modo servir para mejorar adicionalmente estas superficies de
contacto y eliminar o al menos llenar este hueco.
La Fig. 3 muestra el estado en el cual el
elemento de cerramiento 9 y el porta cápsulas 13 consiguen un
acoplamiento de presión de cierre y debido a la entrada de agua en
el interior de la cápsula y a la acumulación de presión en la
misma, los elementos de relieve piramidales 12 del porta cápsulas 13
producen aberturas en el elemento de lámina 5 de la cápsula 1. Tras
la introducción de la cápsula, los elementos de cuchilla 24 del
inyector de agua 14 han creado perforaciones 16 en la pared
superior 17 de la cápsula 1. Cuando se acumula una presión
suficiente del fluido en el interior de la cápsula, se puede extraer
la bebida producida a partir de los ingredientes contenidos en la
cápsula, por los pequeños intersticios o perforaciones generados
mediante el rasgado del elemento de lámina 5 por los elementos de
relieve 12.
Las etapas del procedimiento de la invención se
describirán ahora en relación con las Figs. 4 a 12. En una primera
etapa (no ilustrada), se produce el cuerpo 4 de la cápsula. Se
produce el cuerpo con una preforma del saliente a modo de reborde
6, el cual todavía no ha sido plegado pero permanece abierto para la
introducción y conexión del elemento de cierre hermético en una
etapa de producción posterior. El cuerpo 4 se puede preformar
mediante embutición profunda de una lámina de metal o un conjunto de
múltiples telas que incluyen metal, es decir, aluminio y plástico,
por ejemplo, polipropileno, polietileno o ácido poliláctico y
eventualmente aglomerantes y/o barnices. Dependiendo de la
complejidad de la forma del cuerpo y la profundidad de la cavidad,
la lámina puede embutirse profundamente en más de una etapa.
Además, la cavidad principal del cuerpo y el saliente a modo de
reborde pueden embutirse profundamente en una misma operación o,
alternativamente, en operaciones independientes.
El cuerpo preformado puede entonces situarse en
un molde 30 que comprende una superficie de soporte anular 31 sobre
la cual el saliente a modo de reborde puede sostenerse fijamente. La
Fig. 5 muestra en detalle la preforma del saliente a modo de
reborde sostenido en la superficie de soporte 31 del molde 30. Por
ejemplo, el saliente a modo de reborde preformado puede comprender
un extremo pre-enrollado 63, es decir, una porción
que no se ha enrollado completamente en una forma cerrada
sensiblemente toroidal. El pre-enrollado está
abierto hacia arriba y finaliza mediante una porción de reborde
vertical para formarse 64, prevista para formarse en la
configuración enrollada. La porción de reborde 64 puede preformarse
recta o ligeramente curvada.
La Fig. 5 muestra además el elemento de cierre
hermético, el cual se introduce sobre el cuerpo de la cápsula
mediante un mandril de guía 32 que desliza hacia abajo a lo largo de
la superficie interna 33 del molde. El elemento de cierre hermético
puede empujarse mediante el mandril de guía 32 en un esfuerzo
descendente hasta que se hace tope contra la superficie de soporte
60 del saliente a modo de reborde tal como se muestra en la Fig. 6.
El mandril de guía tiene una forma con suficientes superficies
grandes, las cuales complementan el elemento de cierre hermético
para evitar la torsión del elemento de cierre hermético y para
asegurar que el elemento de cierre hermético llega plano sobre el
saliente a modo de reborde.
Las superficies de contacto del elemento de
cierre hermético y el cuerpo pueden estar parcial o totalmente
cubiertas con un adhesivo antes de la introducción del elemento de
cierre hermético. En concreto, se puede añadir un adhesivo en las
superficies de contacto entre la porción vertical 82 del cierre
hermético y la superficie de base del cuerpo 40, la cual es la zona
crítica del elemento que se puede estirar tras pinzar el otro
extremo del elemento de cierre hermético.
La Fig. 7 muestra en detalle la disposición del
elemento de cierre hermético y del saliente a modo de reborde
pre-enrollado tras la introducción del elemento de
cierre hermético en posición sobre el saliente. Es evidente que, el
elemento de cierre hermético se prolonga radialmente mediante una
porción de conexión 80 con un grosor reducido "t", comparada
con la porción que descansa sobre la porción de soporte 60 del
saliente. Esta porción de conexión 80 del elemento de cierre
hermético se considera que va a ser la porción pinzada mediante el
saliente a modo de reborde. La porción de conexión 80 puede
prolongarse al lado plegado mediante una porción una porción
terminal ensanchada 83, la cual no (o ligeramente) se comprime tras
el plegado. En la siguiente etapa tras la adecuada introducción del
elemento de cierre hermético en la posición sobre el saliente, se
activa un mandril de plegado 34, el cual se desliza hacia abajo a
lo largo del molde para pinzar la porción de reborde para formar
64. El mandril de plegado 34 tiene en conjunto una superficie de
molde sensiblemente medio-toroidal 35 que acopla la
porción de reborde 64 en su descenso hacia el saliente a modo de
reborde como se muestra en la Fig. 9. Debido al constante esfuerzo
descendente aplicado por el mandril de plegado en este extremo del
saliente, la porción 64 se enrolla y en su extremo 62 y/o superficie
exterior final 65, y pinza la porción de conexión 80 del elemento
de cierre hermético. La porción de conexión 80 puede además
enrollarse ligeramente o simplemente, doblarse ligeramente
(dependiendo de su longitud) y así comprimirse y su grosor reducido
a un grado de compresión que depende del diseño enrollado final y
del grosor de la porción, como se ilustra en la Fig. 10. El área
enrollada 80, es decir, el área comprimida del elemento de cierre
hermético mediante el extremo enrollado del saliente, representa
una zona hermética donde el líquido de la infusión a gran presión
(por ejemplo 10-20 bar) no puede pasar. Por lo
tanto, se obtiene una disposición impermeable resultante, en esta
área entre el saliente a modo de reborde y el elemento de cierre
hermético (Fig. 11).
Como se ilustra en la Fig. 12, el procedimiento
abarca una o más etapas 100 de embutición profunda del cuerpo de la
cápsula, una etapa de introducción 110 del elemento de cierre
hermético sobre el cuerpo a modo de taza de la cápsula y una etapa
de plegado 120 del saliente a modo de reborde para pinzar y unir el
elemento de cierre hermético en el cuerpo de la cápsula como se
describe en detalle. En una siguiente etapa 130, se llena el cuerpo
con ingredientes alimenticios y finalmente se suelda la membrana 5,
por ejemplo, mediante soldadura por calor o ultrasónica, en la cara
exterior de la porción de soporte 60 del saliente a modo de reborde.
Se pueden prever etapas adicionales en cualquier momento adecuado
durante el procedimiento de producción tal como el posicionamiento
y la unión de filtros en el interior del cuerpo y/o la membrana 5
antes o después de la embutición profunda del cuerpo.
La configuración de plegado según el
procedimiento de la invención puede abarcar varias realizaciones
posibles.
La Figs. 13 y 14 muestran un posible modo en el
cual, en reposo, (es decir, tras la introducción pero antes del
plegado) el elemento de cierre hermético 8 se realiza con
anterioridad (es decir, moldeado) con una porción de conexión 80,
la cual no está alineada con la porción de cierre hermético 81 del
elemento de cierre hermético sino inclinada hacia abajo. El
saliente a modo de reborde está configurado de forma similar en su
preforma con una porción pre-enrollada y doblada
hacia abajo 69 con una abertura orientada hacia arriba 70. La
porción 69 puede hacer un ángulo de plegado de aproximadamente 90
grados (+/- 15 grados) respecto a la porción de soporte 60 del
saliente. La porción de conexión 80 del elemento de cierre hermético
es tal que se mueve sensiblemente a lo largo de la porción
pre-enrollada 69 en la dirección de la abertura 70.
En este caso, el plegado se lleva acabo por un mandril del plegado
(no ilustrado) que actúa en una dirección de abajo hacia arriba para
enderezar la porción enrollada y cerrarla alrededor de la porción
de conexión 80 del saliente a modo de reborde mientras se pinza lo
suficientemente apretado para generar una disposición de cierre
hermético impermeable. Mientras el mandril de plegado está actuando
sobre la porción final del saliente a modo de reborde, una fuerza
contraria (por ejemplo, una superficie de soporte estático del
molde) puede aplicarse sobre la superficie superior del elemento de
cierre hermético para posibilitar un efecto de plegado adecuado. En
la configuración final de plegado, el cuerpo de la cápsula está
como en la realización de las Figs. 1-3, con la zona
extrema más exterior del elemento de cierre hermético siendo
enrollada ligeramente dentro del extremo enrollado del saliente. Las
Figs. 15 a 17 ilustran otra posible variante en la cual el elemento
de cierre hermético 8 tiene una porción de conexión 80 recortada
con un grosor reducido. El cuerpo de la cápsula está preformado con
una porción de extremo enrollado 66 mientras se deja o no una
abertura anular 67 orientada hacia el interior en dirección del
extremo de la porción 80, por ejemplo, haciendo tope contra su
extremo. La forma de la porción de extremo enrollado 66 antes de la
operación de plegado final puede ser un toroide alargado y cerrado o
sensiblemente cerrado. Dicha forma presenta una vez plegado en el
elemento de cierre hermético, una superficie mayor de plegado. La
Fig. 16 muestra la disposición después de la introducción del
elemento de cierre hermético pero antes de la operación de plegado
final. El plegado en la Fig. 17 se lleva a cabo mediante la
compresión y el aplanamiento de la porción enrollada del reborde 66
que se traduce en una porción plana plegada del reborde 67, que
pinza con su superficie exterior 68 la porción final de grosor
reducido 80 del elemento de cierre hermético 8. Debido a la porción
extrema cerrada del cuerpo preformado, es decir, de forma toroidal
alargada, una ventaja es que se facilita el transporte de los
cuerpos de la estación de embutición profunda a la estación de
plegado. En concreto, el transporte de los cuerpos puede llevarse a
cabo neumáticamente a través de raíles de guía y por lo tanto, los
bordes redondeados y suavizados de las cápsulas son menos propensos
a bloquear o atascar las cápsulas en el dispositivo de transporte
neumático. Otra ventaja está vinculada con la capacidad de apilar
los cuerpos para el transporte, almacenaje o para hacer un stock
amortiguador en la fábrica.
Claims (22)
1. Procedimiento para producir una cápsula (1)
que contiene ingredientes de bebidas, diseñada para la introducción
en un dispositivo de producción de bebidas en el cual un líquido a
presión se introduce en la cápsula a fin de interactuar con los
ingredientes en la cápsula y extrae una bebida de la cápsula, en el
cual la cápsula comprende un cuerpo (4) dispuesto por un saliente a
modo de reborde (6) con un elemento de cierre hermético (8) unido
al mismo;
el cual comprende:
- preformar el cuerpo de la cápsula (4) y al
menos una porción de dicho saliente a modo de reborde (6),
- situar un elemento de cierre hermético (8)
realizado con anterioridad en el saliente a modo de reborde (6),
- plegar una porción del saliente a modo de
reborde (6) sobre una porción al elemento de cierre hermético (8)
para que se traduzca en que el elemento de cierre hermético se una
al saliente a modo de reborde (6), caracterizado porque el
elemento de cierre hermético (6) es en forma de anillo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la operación de plegado comprende formar
un extremo enrollado (61) en el saliente a modo de reborde
dispuesto para pinzar una porción (80) de dicho elemento de cierre
hermético.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el elemento de cierre hermético (8)
comprende una porción de cierre hermético (81) y una porción de
conexión (80) que se prolonga hacia el exterior de la porción de
conexión; en el cual la porción de conexión (80) se pinza por el
extremo enrollado (61) del saliente a modo de reborde.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque durante el preformado del cuerpo de la
cápsula, un extremo enrollado abierto (61, 69) o un extremo
enrollado sensiblemente cerrado (66) ya está preformado.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque durante el plegado, el extremo enrollado
(61, 69, 66) se enrolla adicionalmente o al menos se comprime para
al menos encerrar parcialmente la porción de conexión (80) y
pinzarla de forma ajustada.
6. Procedimiento según las reivindicaciones 3 o
4, caracterizado porque la sección de la porción de conexión
(80) se realiza relativamente más delgada que la sección mayor de la
porción de cierre hermético (81) del elemento de cierre hermético
(8).
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el elemento de
cierre hermético se realiza previamente con una porción de cierre
hermético (81) y una porción de conexión (80) que están
relativamente alineadas la una con la otra y durante el plegado del
extremo enrollado (66) se enrolla adicionalmente o al menos se
aplana para plegar la porción de conexión (80) a lo largo de una
superficie externa (68) del extremo enrollado.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque el elemento de
cierre hermético (8) se realiza previamente con una porción de
conexión (80) que está inclinada hacia abajo en relación a la
porción de cierre hermético (81) y durante el plegado, un extremo
enrollado (69) se enrolla adicionalmente para enderezar la porción
de conexión (80), eventualmente enrollarla, y pinzarla de forma
ajustada.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque el elemento de
cierre hermético (8) comprende adicionalmente una porción de aro
anular (82) que se prolonga más allá del saliente (6) a lo largo de
la superficie de la base (40) del cuerpo de la cápsula.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento
de cierre hermético (8) se pinza por la superficie exterior (68)
del extremo doblado (66) del saliente a modo de reborde.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo
de la cápsula (4) es preformado mediante embutición profunda de una
lámina de metal o de metal-plástico.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el cuerpo de la cápsula (4) comprende
aluminio.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
una etapa adicional de encolado o soldadura del elemento de cierre
hermético (8) en el saliente a modo de reborde (6).
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
una etapa posterior de llenado del cuerpo (4) con el ingrediente
alimenticio.
\newpage
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque comprende una etapa posterior de
soldadura de una membrana (5) a lo largo de una porción de la cara
exterior del saliente a modo de reborde (6) para cerrar la
cápsula.
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento
de cierre hermético (8) es de material elástico.
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento
de cierre hermético (8) es de material caucho, plástico o
silicona.
18. Una cápsula para contener ingredientes de
bebidas, estando diseñada la cápsula (1) para la introducción en un
dispositivo de producción de bebidas en el cual un líquido a presión
se introduce en la cápsula a fin de interactuar con los
ingredientes en la cápsula y extraer una bebida de la cápsula, la
cápsula que comprende un elemento de cierre hermético (8) en la
superficie exterior de la cápsula, el elemento de cierre hermético
estando dispuesto geométricamente para estar en acoplamiento de
cierre hermético con al menos una superficie de presión coincidente
(18) del dispositivo de producción de bebidas durante la preparación
de bebidas,
en la cual la cápsula comprende un cuerpo (4)
que se prolonga mediante un saliente a modo de reborde (6) con el
elemento de cierre hermético (8) unido al mismo,
caracterizada porque el elemento de cierre hermético (8)
tiene la forma de un anillo y se pinza mediante el saliente a modo
de reborde (6)de la cápsula.
19. Cápsula según la reivindicación 18,
caracterizada porque el elemento de cierre hermético (8)
comprende una porción de conexión (80), la cual se pinza mediante
un extremo enrollado (61) del saliente a modo de reborde.
20. Cápsula según las reivindicaciones 18 o 19,
caracterizada porque el elemento de cierre hermético (8) es
de material elástico.
21. Cápsula según las reivindicaciones 18, 19 o
20, caracterizada porque el elemento de cierre hermético (8)
es de material caucho elástico.
22. Cápsula según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 21, caracterizada porque la cápsula
tiene un cuerpo embutido profundamente de aluminio o
plástico-aluminio (4) herméticamente cerrado
mediante una membrana (5) con cierre hermético en la superficie
exterior del saliente.
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