ES2332378T3 - Dispositivo de infusion para capsula con mecanismo de cierre de relacion de transmision variable. - Google Patents
Dispositivo de infusion para capsula con mecanismo de cierre de relacion de transmision variable. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo de infusión para la infusión de una cápsula que contiene un ingrediente de bebida que comprende: - un bastidor principal (2; 60), - una primera parte de soporte de la cápsula (5; 65), - una segunda parte de soporte de la cápsula (6; 66) para al menos sostener parcialmente la cápsula; siendo móvil dicha segunda parte de soporte de la cápsula (6; 66) en relación a la primera parte de soporte de la cápsula (5; 65) en el bastidor (2) y vinculada al bastidor mediante un mecanismo de cierre (23, 31; 68) que comprende un mecanismo de junta articulada (23; 72, 75, 76) para desplazar desde una posición abierta en la que las dos partes están distanciadas la una de la otra para permitir la introducción de la cápsula entre las dos partes y una posición cerrada en la que la primera y segunda partes de soporte están cerradas sobre la cápsula; - un mango manual (21; 69) que forma una palanca para activar vía el mecanismo de cierre la segunda parte de soporte desde la posición abierta a la posición cerrada y viceversa, caracterizado por el hecho que: el mecanismo de cierre (23, 31; 68) comprende medios adicionales de transmisión de fuerza (31; 71, 72) asociados al mango y vinculados al mismo, estando dispuestos los medios adicionales de transmisión de fuerza para desmultiplicar la fuerza aplicada mediante el mango sobre el mecanismo de junta articulada de manera que la desmultiplicación de fuerza se incrementa cuando se acciona el mango en la dirección de cierre.
Description
Dispositivo de infusión para cápsula con
mecanismo de cierre de relación de transmisión variable.
La invención se refiere de forma global a un
dispositivo para la infusión de una bebida o un líquido comestible,
adaptado para manipular una cápsula que contiene un(os)
ingrediente(s) que son aptos para producir una bebida o
líquido comestible al interactuar con un líquido, tal como por
ejemplo agua caliente presurizada, introducido en el volumen de la
cápsula.
Especialmente en el ámbito de las máquinas de
café, han sido desarrolladas ampliamente las máquinas en las cuales
se introduce una cápsula que contiene los ingredientes de la bebida
en un dispositivo de infusión. El dispositivo de infusión se cierra
herméticamente alrededor de la cápsula; se inyecta el agua en la
primera cara de la cápsula, se produce la bebida en el volumen
cerrado de la cápsula y se extrae una bebida elaborada a partir de
una segunda cara de la cápsula y se recoge en un receptáculo tal
como una taza o un vaso.
Los dispositivos de infusión han sido
desarrollados para facilitar la introducción de una cápsula
"nueva" y la extracción de la gastada.
Los documentos WO 2005/004683 y US 2005/0106288
se refieren a dicho dispositivo de infusión que comprende:
- un bastidor,
- una parte fija de soporte para la cápsula,
- un parte móvil de soporte; dicha parte estando
montada en relación al bastidor en una relación de
deslizamiento,
- un mecanismo de junta articulada que
proporciona un sistema mecánico que permite cerrar en una forma
estacionaria y hermética a los fluidos, las partes de soporte sobre
la cápsula mientras que también resisten la fuerza contraria que
actúa en la reabertura y generada por la presión interna de
infusión; y
- un mango para accionar directamente el
mecanismo de junta articulada.
Dicho dispositivo proporciona un conjunto simple
que permite la introducción de la cápsula mediante caída vertical a
través de un paso en el bastidor y la extracción de la cápsula
gastada en la misma dirección que la dirección de introducción.
Aunque dicho dispositivo es fácil de usar y
seguro, todavía hay unas cuantas desventajas. En concreto, el
dispositivo puede ser relativamente duro de cerrar mediante la
palanca y/o puede no ser bastante compacto. La compacidad depende
de varios factores técnicos y restringe los que son necesarios para
un funcionamiento adecuado del dispositivo. La cinemática de cierre
es tal que se necesita una palanca relativamente larga para
transferir una fuerza suficiente para cerrar el mecanismo de junta
articulada a partir de la fuerza manual ejercida por el usuario
sobre la palanca. La fuerza manual depende de la disposición de las
fuerzas de cierre del mecanismo de junta articulada que depende de
la fuerza de apriete ejercida sobre la cápsula para obtener un
sistema hermético a los fluidos y resistente a la presión. Por lo
tanto, a fin de que la fuerza manual permanezca aceptable, el brazo
de palanca debe incrementarse para ejercer el momento necesario
sobre el mecanismo de articulación. Además, la longitud de la
palanca requiere posicionar la palanca detrás del dispositivo, lo
cual no es óptimo ya que requiere que el usuario extienda su brazo
para agarrar la palanca desde un punto relativamente lejano del
frontal de la máquina y describir un gran arco de circunferencia
para cerrar el dispositivo. El espacio disponible puede no ser
suficiente (en concreto en las cocinas constreñidas) para alojar
dicho diseño del dispositivo o para llevar a cabo un funcionamiento
cómodo de la máquina.
En ciertos sistemas, las fuerzas de cierre
pueden ser además suficientes para permitir que se perfore un lado
de la cápsula. Por ejemplo, el lado de entrada de la cápsula se
perfora durante el cierre para permitir la introducción del fluido
de la inyección en la cápsula tras el cierre. Las fuerzas requeridas
para perforar la cápsula pueden ser relativamente importantes
cuando el ingrediente está en una forma compactada en la cápsula
más que en una forma suelta. El material del que está hecha la
cápsula también influencia en las fuerzas de cierre del dispositivo
requeridas. Por lo tanto, el incremento de la fuerza requerida para
perforar la cápsula, en concreto, aquella que contienen una
sustancia compactada, impone un mayor esfuerzo sobre el mango por el
usuario a un nivel que no es aceptable. Por lo tanto, hay una
necesidad de reducir el esfuerzo sobre el mango mientras se
proporciona la fuerza requerida para perforar la cápsula
correctamente durante el cierre del dispositivo sobre la
cápsula.
Además, el dispositivo conocido está vinculado a
una línea de agua que necesita ser flexible y lo suficientemente
larga para compensar por el desplazamiento de la parte móvil de
soporte durante los ciclos de abertura/cierre. La extensión de la
línea de agua requiere de este modo un volumen interno relativamente
grande del bastidor para evitar que la línea se apriete o se
flexione, lo que podría provocar una ruptura en el flujo de agua o
incidentes de regulación del caudal.
En vista de los problemas anteriores, es un
objeto de la presente invención proponer un dispositivo que, de
acuerdo con varias realizaciones posibles, requiera relativamente
menos fuerza manual de cierre para el mismo brazo de palanca o
requiera un brazo de palanca más pequeño para una misma fuerza para
cerrar las partes de la infusión en una forma estacionaria sobre la
cápsula.
Hay una necesidad de un dispositivo que
proporcione además elevadas fuerzas de cierre sobre la cápsula para
perforar y/o proporcionar un acoplamiento de cierre suficientemente
hermético en el dispositivo mientras no afecte sobre la facilidad
de cierre y a un nivel de esfuerzo manual que permanezca aceptable
para el usuario.
Hay también una necesidad de un dispositivo
simple y de bajo coste sin que afecte a las restricciones técnicas,
en concreto, la necesidad de fuerzas de cierre relativamente
elevadas.
Hay una necesidad de un dispositivo que pueda
ser incorporado en un diseño más compacto mientras se mantiene la
eficiencia de cierre y la seguridad del dispositivo de infusión
existente, en concreto, mientras se proporciona un cierre hermético
a los fluidos y resistente a la presión.
Estos objetos se logran por medio de las
características de las reivindicaciones independientes. Las
reivindicaciones dependientes desarrollan adicionalmente la idea
central de la presente invención.
Un primer aspecto de la invención se refiere a
un dispositivo de infusión para la infusión de una cápsula que
contiene un ingrediente de bebida que comprende:
- un bastidor principal,
- una primera parte de soporte de la
cápsula,
- una segunda parte de soporte para al menos
sostener parcialmente la cápsula; siendo móvil dicha parte de
soporte de la cápsula en relación a la primera parte de soporte de
la cápsula en el bastidor y vinculada al bastidor mediante un
mecanismo de cierre, que comprende un mecanismo de junta articulada
para desplazar desde una posición abierta en la que las dos partes
están distanciadas la una de la otra para permitir la introducción
de la cápsula entre las dos partes y una posición cerrada en la que
la primera y segunda partes de soporte están cerradas sobre la
cápsula;
- un mango que forma unos medios de palanca
dispuestos para activar vía el mecanismo de cierre la segunda parte
de soporte desde la posición abierta a la posición cerrada y
viceversa,
caracterizado por el hecho que el mecanismo de
cierre comprende medios adicionales de transmisión de fuerzas
asociados al mango y vinculados al mismo, estando dispuestos los
medios adicionales de transmisión de fuerza para desmultiplicar la
fuerza aplicada mediante el mango sobre el mecanismo de junta
articulada de manera que la desmultiplicación de fuerza se
incrementa cuando se acciona el mango en la dirección de cierre.
En un primer modo, los medios de transmisión de
fuerza comprenden palancas adicionales de fuerza adaptadas para
desmultiplicar la fuerza del mango sobre el mecanismo de junta
articulada.
Esta configuración ofrece la oportunidad para un
diseño más compacto. Ya que se requiere menos fuerza para el mismo
brazo de palanca, el mango manual puede acortarse y posicionarse de
una forma más efectiva y conveniente.
En un modo posible, el mecanismo de junta
articulada está compuesto por al menos un par de barras,
preferentemente, dos pares de barras situadas en paralelo, las
cuales están vinculadas a un primer extremo de la parte móvil de
soporte y el otro extremo fijado en rotación al bastidor. El segundo
extremo de dicho, al menos, un par de barras está también vinculado
en rotación a los medios de transmisión de fuerza en lugar de estar
vinculado en rotación al mango directamente. Como resultado, una
unidad de ángulo (es decir, un delta A de 1 grado) en el trayecto
angular de la palanca transferirá el esfuerzo a un desplazamiento
más pequeño del mecanismo de junta articulada al final del trayecto
angular del mango; (es decir, donde se tiene que superar el "punto
fuerte" del mecanismo de junta articulada), que al principio del
trayecto angular. Esto tiene como resultado menores esfuerzos
manuales que se han de aplicar sobre el mango cuando se supera el
punto fuerte; por lo tanto, presentando la oportunidad de reducir
el brazo de la palanca al compararse a los sistemas existentes de
momento dado.
En un modo, el mango se sitúa en una posición
relativamente encima y delante del punto trasero de la transmisión
que está fijado al bastidor. Esta configuración se ha encontrado más
eficiente para la transmisión adecuada de los esfuerzos vía los
medios de transmisión de fuerza mientras contribuyen al mismo tiempo
a un diseño compacto de infusión. En efecto, los medios de
transmisión de fuerza se extienden sensiblemente por encima del
mecanismo de junta articulada entre él y el mango; por lo tanto,
actuando mediante la desmultiplicación de la fuerza sobre el
mecanismo de junta articulada sin ocupar demasiado espacio
adicional. El mango describe un recorrido con forma de arco más
pequeño durante el funcionamiento y además resulta más accesible
para el usuario.
Preferentemente, el mango también está
articulado al lado superior del bastidor, en concreto a lo largo de
un eje. De nuevo esto contribuye a la efectividad de las fuerzas
aplicadas y a la ergonomía del dispositivo.
Además, el mango puede ser más corto en longitud
que la longitud del conjunto formado por la segunda parte de
soporte y el mecanismo de junta articulada cuando se prolonga en la
posición de cierre. En concreto, el mango puede ser más corto que
la longitud del conjunto sin detrimento de la facilidad de cierre
del dispositivo por un usuario adulto. Por ejemplo, el mango puede
ser un 25% más corto o más.
Por ejemplo, los medios de transmisión de fuerza
están configurados en relación al mango y al mecanismo de junta
articulada de forma que al menos el último 50% del trayecto del
mango se utiliza para desplazar el trayecto del mecanismo de junta
articulada aproximadamente o inferior al último 20%, más
preferentemente inferior al último 10%.
El trayecto del mecanismo de junta articulada
está determinado aquí como la distancia transversal o
"vertical" recorrida por el punto de la rótula respecto a la
línea central que atraviesa los dos ejes de los extremos que giran
de los medios de barra.
Preferentemente, el dispositivo de infusión de
la invención está orientado para ser capaz de llevar a cabo una
fácil introducción y extracción o expulsión de la cápsula. Para
esto, la segunda parte de soporte está dispuesta para deslizar en
una dirección sensiblemente horizontal dentro del bastidor. El
dispositivo puede comprender además un paso adaptado para la caída
vertical de la cápsula entre las dos partes de soporte. Por lo
tanto, la introducción de la cápsula puede llevarse a cabo de forma
similar a una hucha. Los medios de retención de la cápsula están
dispuestos entre las dos partes de soporte para retener la cápsula
en una posición predefinida antes del cierre. Estos medios de
retención pueden ser idénticos a las soluciones descritas en el
documento WO 2005/004683.
El dispositivo de infusión puede comprender
además medios de suministro de agua conectados a la segunda parte
de soporte configurada para inyectar agua en dicha parte, los medios
de suministro de agua, donde se conectan a la segunda parte de
soporte, comprenden una porción de tubo para compensar la longitud
que está fijada relativamente al bastidor, la segunda parte de
soporte siendo movible respecto a dicha porción de tubo para
compensar la longitud cuando se abre y se cierra contra la primera
parte de soporte de la cápsula.
Por lo tanto, la porción de tubo para compensar
la longitud de los medios de suministro de agua, que es necesaria
para compensar el desplazamiento relativo de la porción de soporte
de la posición cerrada a la de abertura del dispositivo, está hecha
con la intención de permanecer en una configuración relativamente
estática. Dicha configuración de los medios de suministro de agua
permite eliminar el volumen necesario para absorber el
desplazamiento del tubo durante la abertura del dispositivo. La
longitud del tubo de agua puede además reducirse significativamente.
El tubo del agua está menos sometido a la solicitación mecánica
como flexión o torsiones repetidas que pueden afectar las
condiciones de la infusión (presión, caudal, temperaturas, ...) y
por lo tanto su vida útil se mejora.
Más concretamente, la porción de tubo para
compensar la longitud está montada en relación a la segunda parte
de soporte de manera que se introduce la misma al menos
parcialmente, en la parte de soporte mientras la parte de soporte
se desplaza a la posición abierta. La porción de tubo para compensar
la longitud puede deslizar al menos parcialmente en un paso de la
parte de soporte de la cápsula mientras dicha parte de soporte se
desplaza hacia su posición abierta. El conducto puede estar formado
por un tubo hueco de metal que forma parte de o está conectado a la
parte de soporte y puede guiar la porción de tubo en un acoplamiento
deslizante mientras se reduce la solicitación mecánica sobre la
porción del propio tubo. En un posible modo, una porción del tubo
para compensar se desplaza al interior de la parte de soporte cuando
se abren las partes de soporte. Ventajas, características y
objetivos adicionales de la presente invención quedarán más claros a
partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones
preferidas de la presente invención junto con las figuras de los
dibujos adjuntos.
La Fig. 1 muestra en perspectiva un dispositivo
de infusión para una máquina de producción de bebidas de acuerdo
con un primer modo de la presente invención,
la Fig. 2 muestra una vista de sección
transversal y longitudinal del dispositivo de infusión de la Fig.
1,
la Fig. 3 muestra en perspectiva el dispositivo
de infusión de las Figs. 1 y 2 pero en posición abierta,
la Fig. 4 muestra una vista en perspectiva
simplificada del dispositivo de infusión sin el bastidor y en
posición abierta,
la Fig. 5 es una vista lateral de la Fig. 4,
la Fig. 6 muestra una vista en perspectiva
simplificada del dispositivo de infusión en posición intermedia,
la Fig. 7 es una vista lateral de la Fig. 6,
la Fig. 8 muestra una vista en perspectiva
simplificada del dispositivo de infusión en posición cerrada,
la Fig. 9 es una vista lateral de la Fig. 8,
la Fig. 10 muestra una vista de sección
transversal de una variante de la invención que comprende los medios
fijos de tubo para compensar,
la Fig. 11 muestra una vista en perspectiva de
un dispositivo de infusión de acuerdo con otra realización de la
invención en la posición abierta para introducir una cápsula en el
mismo,
la Fig. 12 muestra la realización de la Fig. 11
en una vista en perspectiva con la pared lateral extraída,
la Fig. 13 muestra una vista en perspectiva con
la pared lateral extraída del dispositivo de infusión de la Fig. 11
en la posición cerrada,
la Fig. 14 muestra una vista lateral tomada a lo
largo de un plano medio vertical del dispositivo de infusión de la
Fig. 11,
la Fig. 15 muestra una vista lateral tomada a lo
largo de un plano medio vertical del dispositivo de infusión de la
Fig. 11 en posición cerrada,
la Fig. 16 muestra una vista esquemática de la
relación de transmisión variable de los medios de engranaje de la
realización de las Figs. 12 a 15.
\vskip1.000000\baselineskip
Antes de referirse en detalles a las figuras de
los dibujos adjuntos, se dan las siguientes definiciones para
aclarar:
- El término "bebida" comprende líquidos
bebibles y comestibles líquidos como (pero no limitado a) sopas y
similares.
- El término "cápsula" es cualquier
receptáculo que encierra un ingrediente de la bebida en forma seca,
líquida, sólida u otra. La cápsula puede tener un envoltorio duro o
un envoltorio blando. Puede estar hecha de un mismo material o de
diferentes materiales. Puede estar herméticamente cerrada (por
ejemplo, un cuerpo y membrana de aluminio) o no (por ejemplo,
parcial o totalmente porosa).
- El término "infusión" y "dispositivo de
infusión" hace referencia a, respectivamente, toda clase de
interacciones entre un líquido e ingredientes, como extracción a
presión, mezcla, disolución, cocimiento, etc., y módulos técnicos
como parte de una máquina de bebidas capaz de manipular una cápsula
para obtener el proceso de bebida.
- La relación espacial del dispositivo de
infusión puede cambiarse sin alejarse del ámbito de la invención.
En concreto, aunque el dispositivo de infusión se describa en una
disposición horizontal y se hacen referencias a "direcciones
posterior" y "frontal" para la facilidad de comprensión; el
dispositivo podría estar dispuesto en otra configuración espacial,
es decir, vertical o inclinada.
Las Figs. 1 y 2 muestran una visión general de
una primera realización del dispositivo o módulo de infusión de la
presente invención.
El dispositivo de infusión para una cápsula
puede estar integrado en diferentes máquinas de producción de
bebidas, especialmente máquinas de café. Puede constituir un módulo
independiente, que sólo necesita ser conectado a un suministro y
para agua presurizada (suministrada por ejemplo a partir de una
bomba conectada a un termobloque, hervidor u otro tipo de
calentador).
El dispositivo de infusión 1 de la invención
comprende un bastidor principal 2 hecho de forma global de un
material resistente como aluminio, acero inoxidable, cobre o
plástico duro o combinaciones de los mismos. El bastidor se
prolonga sobre el frontal del dispositivo mediante una salida de
suministro de bebida 3 y sobre la parte posterior mediante una
carcasa 4 de configuración sensiblemente tubular. El bastidor se
extiende de este modo sensiblemente horizontal a lo largo del plano
medio horizontal I. La salida de suministro incluye un conducto
interno que está configurado para recoger la bebida y para
suministrarla hacia abajo en la dirección A.
El dispositivo comprende además porciones de
soporte para la cápsula, respectivamente, una primera porción de
soporte o frontal 5 y una porción de soporte posterior 6; ambas
cooperan para sujetar la cápsula durante el proceso de infusión.
Las porciones de soporte 5, 6 están configuradas además para formar
un cerramiento en el lado de la inyección de agua de la cápsula; de
este modo se permite que el agua entre en el cerramiento para
interactuar con el ingrediente en la cápsula. El cerramiento es
preferentemente hermético a los fluidos a lo largo de los bordes
periféricos 7 de las porciones; la hermeticidad a los fluidos se
obtiene mediante una fuerza suficiente de la porción trasera de
soporte 6 contactando con un saliente de la cápsula y apretándolo
hacia el borde de la porción frontal de soporte. Para un cierre
hermético adecuado, se puede disponer una junta 8 sobre la porción
de soporte posterior 6 o como parte de la propia cápsula como se
describe en la solicitud pendiente de patente europea No.
04025320.5.
La porción de soporte posterior puede ser una
placa con elementos sobresalientes que rasga o perfora una membrana
de la cápsula cuando se ha acumulado una presión suficiente en el
interior del cerramiento. La bebida puede extraerse a través de
conductos y orificios llevados a cabo en la propia placa y/o la
superficie y/o el lado de la placa. Otros fundamentos para la
infusión son posibles como la pre-abertura del lado
de suministro de la cápsula y filtrar la bebida vía un filtro en la
placa, por ejemplo.
La porción de soporte frontal 5 está fijada
preferentemente en el bastidor, por ejemplo, está fijamente
introducida en un resalte 9 formado entre la salida de suministro 3
y la carcasa 4.
La porción de soporte posterior 6 tiene la forma
de una caja con una cavidad interna 10 que comprende el cuerpo de
la cápsula y está asociada con medios de suministro de agua 11
dispuestos para inyectar agua en la cavidad y en consecuencia en la
cápsula formando con la cavidad 10, el cerramiento hermético a los
fluidos. En el fondo de la cavidad 10, se alojan elementos de
perforación 12 como cuchillas para abrir la cápsula y permitir que
el agua presurizada entre en la cápsula. El agua puede inyectarse en
cualquier punto en la cavidad como en un lado o en el fondo vía una
entrada de agua 13. Los medios de suministro de agua incluyen además
medios de tubo 14 para transportar agua desde un calentador a la
entrada, una válvula de contrapresión 15 para regular la presión en
el dispositivo y evitar el flujo de retorno y un conector cerrado
herméticamente 16.
La porción de soporte posterior 6 es móvil en el
bastidor 2 para ser capaz de desplazarse desde una posición abierta
permitiendo que la cápsula se introduzca entre las dos porciones 5,
6 y una posición cerrada para la infusión de la cápsula. La porción
de soporte puede desplazarse a lo largo de un recorrido de cierre
desde la abertura a la posición cerrada que no es de forma
necesaria completamente lineal. Preferentemente, el recorrido no es
completamente lineal. En concreto, el recorrido de cierre tiene una
primera porción que está ligeramente desplazada respecto a la línea
central O que atraviesa el centro de la porción de soporte frontal.
Tiene una segunda porción que está centrada a lo largo de la línea
central O. El cambio a un desplazamiento lineal puro del recorrido
de cierre tiene la función de desplazar la cápsula desde una
posición descentrada de introducción a una posición de infusión. La
cápsula se retiene en pre-posición vía los medios de
retención que pueden ser forzados durante el cierre de las
porciones de soporte. Cuando las partes de soporte se
re-abren, la cápsula que ya no se retiene por los
medios de retención puede caer hacia abajo por gravedad. Dicho modo
de introducción y pre-posicionado de la cápsula ya
ha sido descrita en detalle completo en el documento WO 2005/004683
A1; el contenido del cual es parte de la presente descripción, al
menos en relación a la descripción de la solución para retener la
cápsula durante el cierre (es decir, página 2, líneas 36 a página 7,
líneas 26).
Para guiar a la porción de soporte en el
recorrido de cierre, la porción de soporte incluye, por ejemplo,
pasadores laterales 17 que sobresalen hacia fuera y que están
guiados a lo largo de las hendiduras orientadas longitudinalmente
18 dispuestas a lo largo del lado de la carcasa. Las hendiduras
están formadas de unas primera (posterior) y segunda (frontal)
porciones; con la primera porción estando ligeramente desplazada
respecto a la línea central de las porciones de soporte en el
estado cerrado del dispositivo.
Como también es aparente en la Fig. 3, el
bastidor está dotado de un paso superior 19 dispuesto para recibir
la cápsula. El perfil del paso 19 puede adaptarse a la forma de la
cápsula para que se reciba en el lado correcto de introducción.
Como es aparente en la Fig. 2, el bastidor también comprende un paso
inferior 20 para desechar la cápsula gastada una vez ha finalizado
el proceso de infusión y la porción de soporte posterior se reabre.
Como ya se ha mencionado, la cápsula cae por gravedad ya que no se
retiene por los medios de retención de la cápsula cuando la porción
de soporte posterior se reabre.
La disposición cinemática de cierre del
dispositivo de infusión que constituye la idea central de la
invención se describirá en relación a las Figs. 4 a 9.
En primer lugar, el dispositivo de infusión está
previsto que se cierre manualmente por un mango 21 que está
posicionado en el lado superior del dispositivo y está articulado en
rotación a lo largo de un eje 22 fijado al lado superior del
bastidor.
La porción de soporte posterior está asociada a
un mecanismo de junta articulada 23 que es conocido "per
se". Dicho mecanismo permite desplazar la porción de soporte
6 y bloquearla firmemente mediante un efecto "rótula" una vez
un "punto fuerte" se ha superado lo que corresponde a una
prolongación del mecanismo en una configuración angular ligeramente
invertida en relación a su posición plegada. Por esto, este
mecanismo comprende preferiblemente dos pares 24, 25 de barras 26,
27. Los dos pares están situados en paralelo a cada lado de la
porción de soporte a fin de ofrecer una alta resistencia a los
esfuerzos de torsión. Las barras primeras o frontales 26 están
unidas al eje frontal extremo 28 en el lado de la porción de soporte
posterior 6 y en el otro extremo en un eje de giro libre 29 a las
barras segundas o posteriores 27 del mecanismo de junta articulada.
La segunda barra posterior 27 está unidad después mediante un eje
posterior extremo 30 a unos medios de transmisión de fuerza cuyas
estructura y funcionamiento se describirán a continuación. Las dos
barras 26, 27 están por lo tanto unidas a lo largo del eje de giro
libre 29 que tiene la capacidad de desplazarse vertical y
horizontalmente mientras los ejes frontal y posterior 28, 30 se
desplazan durante el cierre del dispositivo de infusión. Se puede
observar que los ejes frontal y posterior 28, 30 están,
respectivamente guiados y vinculados al bastidor mientras que el
eje de giro 29 no lo está. El eje frontal 28 sobresale mediante el
pasador lateral 17 en la hendidura lateral 18. El eje posterior 30
es estático en relación al bastidor permitiendo soportar las fuerzas
de reacción cuando la porción de soporte se empuja hacia la porción
de soporte frontal.
Como es aparente en la Fig. 2, un sistema de
regulación de fuerzas de los medios de articulación está dispuesto
para permitir que se compensen las tolerancias de fabricación y
regular con precisión su fuerza de cierre. Por esto, las dos barras
26, 27 están unidas mediante un eje de conexión 50/oblongo 51. Se
dispone una aguja 53 para regular la posición del eje 50 en el
oblongo 51 a fin de ajustar la fuerza necesaria para cerrar el
mecanismo de articulación. La posición de la aguja 53 es regulable
longitudinalmente a lo largo de un fileteado 54 y puede desplazarse
por medio de un destornillador o una llave inglesa. Puede estar
dispuesto adicionalmente un resorte 52 para prevenir que la aguja
se desatornille durante el uso del dispositivo de infusión que de
otro modo afectaría la fuerza de cierre del dispositivo de infusión.
De acuerdo con la invención, el mango no está directamente
articulado al eje posterior 30 del mecanismo de junta articulada 23
pero está vinculado a unos medios intermedios de transmisión de
fuerza 31 cuya función es desmultiplicar la fuerza del mango al
mecanismo de junta articulada. Este mecanismo está formado por al
menos dos segundos pares 32, 33 de barras 34, 35 conectadas
respectivamente a cada lado del mango y del mecanismo de junta
articulada. Cada par de barras comprende una barra superior 34
vinculadas vía un eje superior de giro libre 36 al mango y una barra
inferior más corta 35 vinculada a la barra superior vía un eje
intermedio de giro libre 37 y vinculado de forma fija al mecanismo
de junta articulada 23 a un cierto grado fijado B, por ejemplo,
sobre 110-130 grados.
Por lo tanto, el desplazamiento del mango 21
girando de la posición abierta (Figs. 4-5) hacia la
dirección de cierre (Figs. 7-8 y finalmente Figs.
8-9) obligará a los medios de transmisión 31 a
plegarse en el eje intermedio de giro 37, por lo tanto trasfiriendo
una fuerza al mecanismo de junta articulada que se incrementa
mientras que el ángulo de plegado A de los medios 31 disminuye. Como
resultado, la fuerza ejercida por los medios de transmisión de
fuerza sobre el mecanismo de articulación para pasar el "punto
fuerte", entre las posiciones intermedias de la Fig. 7 a la
posición de cierre de la Fig. 9, es mayor que la fuerza al principio
de la operación de cierre (es decir, entre la abertura de la Fig. 5
al intermedio de la Fig. 7). Comparativamente además, el
desplazamiento vertical \Deltad2 del mecanismo de junta articulada
al final del proceso de cierre, cuando pasa de una forma de
"V" abierta a la forma de "V" invertida (Fig. 9), es mucho
más pequeño que el desplazamiento \Deltad1 de la posición abierta
a la intermedia (Fig. 7). El desplazamiento \Deltad2 ejerce a lo
largo de sí mismo un campo angular de funcionamiento A2 del mango
que es sin embargo relativamente importante (Fig. 7). Por lo tanto,
la relación del ángulo de giro del mango al desplazamiento del
mecanismo de junta articulada (o de forma equivalente al
desplazamiento relativo de las porciones de soporte)
\DeltaA/\Deltad tiende a incrementar cuando el mango es
accionado hacia abajo a la posición de cierre.
Por supuesto, los medios de transmisión de
fuerza podrían ser sustituidos por medios equivalentes que pueden
diferir en su forma pero que ejercen la misma función
desmultiplicadora de la fuerza (es decir, el mismo efecto
primario).
La Fig. 10 hace referencia a una variante del
dispositivo de infusión en relación a otro aspecto de la invención.
La mejora recae en los medios de suministro de agua al dispositivo
de infusión de la cápsula. Los medios de suministro de agua 11
comprenden una porción de tubo para compensar la longitud 38 que no
se puede desplazar en relación al bastidor, mientras la porción de
soporte posterior 6 se desplaza durante la abertura y el cierre
contra porción de soporte frontal. La porción de tubo para compensar
la longitud es, por ejemplo, una porción de tubo que se prolonga
preferentemente hacia atrás en una configuración recta. El tubo
puede ser flexible o semi-rígido pero su rigidez
debería de determinarse para permitir al tubo a introducirse él
mismo en la porción de soporte 6 mientras la porción está abierta
(por ejemplo, desplazada hacia atrás) pero no demasiado rígida para
evitar que se bloquee la abertura del dispositivo.
En su extremo delantero 39, la porción de tubo
38 puede montarse en una relación de deslizamiento en la porción de
soporte 6. Más concretamente, la porción de soporte puede incluir un
paso tubular 40, como una porción acampanada en un manguito rígido.
La conexión del extremo delantero 39 en el paso es una conexión
hermética a los líquidos pero deslizante; por lo tanto, se
necesitan que uno más elementos de cierre hermético 41 se
introduzcan en el interior del paso como juntas tóricas y
similares.
El extremo posterior 42 de la porción de
compensación del tubo puede unirse fijamente a una porción
reorientadora de conexión 49 que tiene la función de cambiar la
dirección del tubo como sea necesario. En el presente caso, la
porción de tubo para compensar 38 puede ser un revestimiento rígido
y hueco con una entrada 42 para recibir un tubo curso arriba de
suministro de fluido 43 que trae al fluido del calentador de agua y
una salida 44 para recibir el extremo posterior unido de los medios
de tubo para compensar. El revestimiento puede comprender la
habitual válvula de contrapresión 45, si es necesario, que está
dispuesta normalmente de forma adicional curso abajo de los medios
de suministro de agua, es decir, justo antes de la cavidad de
infusión. Los elementos de cierre hermético adecuados 46, 47,
adaptadores 48, están dispuestos para asegurar una conexión adecuada
hermética a los fluidos a través del revestimiento.
Cuando la porción de soporte posterior 6 se
desplaza hacia atrás, la porción para compensar del tubo que está
fijada por su extremo posterior 42 pero libre por su extremo frontal
39, se introducirá a sí misma en el paso y eventualmente en la
cavidad de infusión 10. El extremo frontal de la porción puede ser
reforzada con plástico, metal y/o fibras para mejorar su
durabilidad. La porción entera puede además estar hecha o reforzada
con estos materiales. El extremo puede además estar ligeramente
acampanado para mejorar el esfuerzo de cierre hermético en la
dirección radial cuando vuelve a su lugar en el acoplamiento de
cierre hermético con el paso para el suministro de agua.
El extremo frontal 39 de la porción para
compensar del tubo 38 puede sobresalir dentro de la cavidad interna
10 de la parte de soporte 6 cuando la parte de soporte se desplaza
hacia atrás durante la reabertura del dispositivo de infusión. La
porción para compensar del tubo puede de este modo ayudar a extraer
la cápsula de la cavidad. Cuando la parte de soporte 6 se desplaza
hacia atrás, la cápsula puede estar todavía en acoplamiento por los
elementos de perforación 12 y de este modo provocar que la cápsula
permanezca pegada en la cavidad. Por lo tanto, la porción para
compensar del tubo puede empujar la cápsula para que se desacople de
los elementos de perforación cuando la parte de soporte se desliza
hacia atrás.
Otro modo posible de la invención se describe a
continuación en relación a las Figs. 11 a 16.
El dispositivo comprende un bastidor principal
60 que puede estar compuesto de una porción izquierda del bastidor
61, una porción derecha del bastidor 62, una porción superior del
bastidor 63 (por ejemplo, para la estabilidad) y una porción
frontal de salida de la bebida 64.
El bastidor puede fabricarse totalmente en
plástico o metal o una combinación de plástico y metal. Las
porciones pueden estar hechas de piezas inyectadas o extruidas.
El dispositivo de las Figs. 11 a 13 comprende
dos elementos de soporte, respectivamente un primer y segundo
elemento de soporte 65, 66; que están posicionados de forma separada
en la posición abierta de la Fig. 12 para permitir la introducción
de una cápsula 9 en el dispositivo.
De acuerdo con un aspecto de la invención, un
elemento de retención de la cápsula 67 está dispuesto en el hueco
abierto entre los elementos de soporte para recibir y guiar la
cápsula en su descenso y sostenerlo en una
pre-posición en el dispositivo de infusión. El
elemento de retención 67 está dispuesto para mantener la cápsula
durante el cierre del dispositivo de infusión y permitir la
expulsión de la cápsula durante la reabertura del dispositivo de
infusión.
Una descripción detallada del fundamento para
sostener y expulsar la cápsula en el dispositivo de infusión se
proporciona en la solicitud de patente europea copendiente
presentada el mismo día que la presente solicitud y que lleva por
título: "Dispositivo de infusión con un soporte de cápsula para
facilitar la introducción y extracción de la cápsula".
En la realización descrita, el primer elemento
de soporte se monta de forma deslizante a lo largo del bastidor, es
decir, las dos porciones laterales 65, 66 para ser capaces de tener
un movimiento alternativo a lo largo de un eje medio sensiblemente
longitudinal I. El segundo elemento de soporte 66 se sitúa en el
bastidor en una posición no desplazable, es decir, posición fija.
Por lo tanto, para el cierre de los elementos de soporte 65, 66
sobre la cápsula 67, al primer elemento de soporte 65 se le obliga a
acercarse al segundo elemento de soporte 66 hasta una posición
donde puede formar un acoplamiento hermético a los fluidos con el
segundo elemento de soporte en la posición cerrada de la
Fig. 13.
Fig. 13.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el
dispositivo de infusión tiene un mecanismo de cierre 68 que
comprende un elemento de activación 69 y medios de transmisión de
fuerza 70 que transfieren la fuerza ejercida por o sobre el
elemento de activación 69 al primer elemento de soporte. El elemento
de activación 69 puede ser una palanca manual. La palanca
transfiere el momento como se aplica por el usuario directamente a
los medios de transmisión de fuerza 68. Los medios de transmisión
de fuerza comprenden medios de engranaje rectos que están diseñados
para transferir el momento de la palanca en fuerzas de traslación al
elemento de soporte 65.
Más concretamente, los medios de engranaje
rectos 70 consisten en un par de engranajes 71, 72 que se engranan
entre sí y se conectan en rotación al bastidor, es decir, las
porciones izquierda y derecha 61, 62 del bastidor, respectivamente
a un eje posterior 73, y eje frontal 74. El engranaje posterior 71
representa el engranaje principal que recibe el momento de la
palanca y que obliga al engranaje frontal o engranaje secundario 72
en rotación. El engranaje frontal 72 está conectado a medios de
barra 75 en un punto de giro 76 montado transversalmente en el
engranaje frontal que está desplazado del centro del eje 74 del
engranaje frontal. Los medios de barra 75 pueden ser un par de
barras laterales conectadas respectivamente al engranaje frontal 72
vía dicho punto de giro 76 y al primer elemento de soporte 65 vía
un punto de giro frontal 77. Como resultado del trayecto angular de
la palanca, por ejemplo, un trayecto de aproximadamente 90 grados,
los engranajes son accionados en rotación y de este modo
transfiriendo las fuerzas de traslación vía los medios de barra 75
sobre el primer elemento de soporte 65. Los medios de barra y el
engranaje frontal forman unos medios de junta articulada que se
pliegan en el punto de giro 76. Además, de acuerdo con un modo
preferido, los medios de engranaje recto están diseñados para
proporcionar una relación de transmisión variable. La relación de
transmisión expresa la relación entre la velocidad de entrada del
engranaje principal y la velocidad de salida del engranaje
secundario como se ilustra en la Fig. 16. La relación de
transmisión se obtiene directamente por la relación de los radios
(r1/r2) en el punto de paso. De acuerdo con la invención, la
relación de radios, r1/r2, varía progresivamente durante los
trayectos angulares de los medios de engranaje, en consecuencia,
también durante el trayecto angular de la palanca, por lo tanto,
proporcionando una velocidad variable de salida en el engranaje
secundario que es transferida como una velocidad variable y
traslacional de cierre sobre el primer elemento de soporte.
Preferentemente, el engranaje recto está
diseñado tal que la relación de transmisión proporciona
progresivamente momento de salida en aumento e inversamente una
velocidad de giro de salida decreciente. Este momento de salida en
aumento transfiere las fuerzas de traslación en aumento sobre el
primer elemento de soporte e inversamente una reducción de la
velocidad de cierre del primer elemento de soporte hacia el segundo
elemento de soporte.
Por lo tanto, se entregan fuerzas de cierre
mayores cuando más se necesitan, es decir, al final del movimiento
de cierre. La modificación de las fuerzas de salida se obtiene
además sin modificar de forma significativa la fuerza de entrada
ejercida sobre la palanca; por lo tanto, facilitando el cierre
manual del dispositivo.
Por esto, el radio r1 (en el punto de engranaje
entre sí) del engranaje principal se hace más pequeño y el radio r2
(en el punto de engranaje entre sí) del engranaje secundario se hace
mayor durante el trayecto angular del mecanismo de cierre hacia la
dirección de salida (Dirección A en la Fig. 16). La relación es tal
que r1 es mayor que r2 al principio del movimiento de cierre y r1
es más pequeño que r2 al final del movimiento de cierre.
Por ejemplo, la relación de transmisión r1/r2
puede variar de 5:1 a 1:5.
A fin de obtener relaciones variables de
transmisión, los engranajes pueden tener una sección transversal no
circular con un eje longitudinal más largo y un eje transversal más
corto.
Por ejemplo, los engranajes tienen una sección
transversal elipsoidal. Por esto, cada engranaje recto tiene un
radio transversal más largo. Los respectivos radios transversales
más largos de los engranajes rectos son de este modo posicionados a
aproximadamente 90 grados uno del otro.
Las Figs. 14 y 15 ilustran respectivamente el
estado abierto y el estado cerrado del dispositivo. En el estado
abierto, la palanca 69 está sensiblemente posicionada en posición
vertical y el primer elemento de soporte 65 está distanciado del
segundo (fijado) elemento de soporte 66. El radio r1 del engranaje
principal es máximo mientras el radio r2 del engranaje secundario
es mínimo. Al menos uno de los engranajes, por ejemplo, el engranaje
secundario puede además comprender una curvatura hacia el interior
en la zona de su dimensión más pequeña a fin de reducir la
distancia entre los puntos de giro y tener un diseño más compacto.
Cuando se acciona la palanca hacia abajo para cerrar el
dispositivo, la relación de transmisión variará provocando un
incremento progresivo de la fuerza y una deceleración de la
velocidad de cierre en el elemento de soporte. Al final del
trayecto angular de la palanca (Fig. 15), es decir, aproximadamente
un recorrido angular de 90 grados, la relación de transmisión de
los medios de engranaje se invierte y la fuerza pasa a ser máxima y
por lo tanto la velocidad pasa a ser mínima.
El dispositivo de infusión además comprende unos
medios de ayuda para la expulsión 78 en forma de un punzón que
aplica una fuerza de expulsión para despegar la cápsula de la
superficie interna del primer elemento de soporte. La cápsula puede
permanecer pegada a la superficie, por ejemplo, al estar acoplados
los elementos de perforación en la cápsula. Por lo tanto, los
medios de ayuda para la expulsión 78 están coordinados con la
abertura de los elementos de soporte sobre la cápsula para asegurar
que se aplica la fuerza de expulsión mientras se reabre el elemento
de soporte. Por esto, los medios de ayuda para la expulsión están
guiados por los medios de engranaje. El punzón de los medios de
ayuda para la expulsión tiene un extremo posterior directamente
acoplado por el engranaje secundario y se empuja en traslación por
el engranaje.
Claims (18)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Dispositivo de infusión para la infusión de una cápsula que contiene un ingrediente de bebida que comprende:- un bastidor principal (2; 60),- una primera parte de soporte de la cápsula (5; 65),- una segunda parte de soporte de la cápsula (6; 66) para al menos sostener parcialmente la cápsula; siendo móvil dicha segunda parte de soporte de la cápsula (6; 66) en relación a la primera parte de soporte de la cápsula (5; 65) en el bastidor (2) y vinculada al bastidor mediante un mecanismo de cierre (23, 31; 68) que comprende un mecanismo de junta articulada (23; 72, 75, 76) para desplazar desde una posición abierta en la que las dos partes están distanciadas la una de la otra para permitir la introducción de la cápsula entre las dos partes y una posición cerrada en la que la primera y segunda partes de soporte están cerradas sobre la cápsula;- un mango manual (21; 69) que forma una palanca para activar vía el mecanismo de cierre la segunda parte de soporte desde la posición abierta a la posición cerrada y viceversa,caracterizado por el hecho que:el mecanismo de cierre (23, 31; 68) comprende medios adicionales de transmisión de fuerza (31; 71, 72) asociados al mango y vinculados al mismo, estando dispuestos los medios adicionales de transmisión de fuerza para desmultiplicar la fuerza aplicada mediante el mango sobre el mecanismo de junta articulada de manera que la desmultiplicación de fuerza se incrementa cuando se acciona el mango en la dirección de cierre. - 2. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que los medios adicionales de transmisión de fuerza (31; 71, 72) están configurados para vincular el mango (21; 69) al mecanismo de junta articulada (23; 72, 75, 76).
- 3. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por el hecho que los medios adicionales de transmisión de fuerza (31) comprenden palancas de fuerza (32, 33, 34, 35) que aplican una desmultiplicación de la fuerza del mango (21) al mecanismo de junta articulada (23) durante el cierre.
- 4. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho que el mecanismo de junta articulada (23) comprende un par de dos barras (24, 25, 26, 27); un extremo de las cuales está conectado a la segunda parte de soporte (6), el otro extremo de las cuales está conectado a dichos medios adicionales de transmisión de fuerza (31).
- 5. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por el hecho que los medios adicionales de transmisión de fuerza (6) están formados por al menos un par de barras de conexión (32, 33, 34, 35) unidas al mango (21) por un extremo y al mecanismo de junta articulada (6) por el otro extremo.
- 6. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 3, 4 o 5, caracterizado por el hecho que los medios de transmisión de fuerza (31) están configurados en relación al mango (21) y al mecanismo de junta articulada (23) para incrementar la relación de trayecto angular del mango (21; 69) al trayecto de cierre de la al menos segunda parte de soporte (6; 66) cuando el mango se activa en la dirección de cierre.
- 7. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por el hecho que los al menos últimos 40 grados del trayecto del mango se utiliza para desplazar el trayecto del mecanismo de junta articulada (23) aproximadamente o inferior al último 20%.
- 8. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que los medios de transmisión de fuerza comprenden medios de engranaje (71, 72) capaces de transferir el momento provisto por el mango (69) en fuerzas traslacionales de cierre sobre la primera parte de soporte de la cápsula (65).
- 9. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por el hecho que los medios de engranaje comprenden un par de engranajes rectos (71, 72) que tienen secciones transversales no circulares.
- 10. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por el hecho que cada engranaje recto (71, 72) tiene un radio transversal más largo y en el cual los respectivos radios transversales están posicionados a aproximadamente 90 grados uno del otro.
- 11. Dispositivo de infusión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho que el mango (21) está unido a un lado superior del bastidor (2), en concreto a lo largo de un eje (22).
- 12. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por el hecho que el mango (21) es más corto en longitud que la longitud del conjunto formado por la segunda parte de soporte (6) y el mecanismo de junta articulada (23) cuando se prolonga en la posición de cierre.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 13. Dispositivo de infusión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho que la segunda parte de soporte (6) está dispuesta para deslizar en una dirección sensiblemente horizontal dentro del bastidor (2).
- 14. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por el hecho que comprende además un paso (19) adaptado para el posicionamiento de la cápsula entre las dos partes de soporte.
- 15. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por el hecho que unos medios de retención de la cápsula (67) están dispuestos entre las dos partes de soporte (65, 66) para retener la cápsula en una posición predefinida antes del cierre.
- 16. Dispositivo de infusión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de suministro de agua (11) conectados a dicha segunda parte de soporte (6; 66) configurada para inyectar agua en dicha parte, los medios de suministro de agua, donde se conectan a la segunda parte de soporte, comprenden una porción de tubo para compensar la longitud (38) que está fijada relativamente a dicho bastidor (2), la segunda parte de soporte siendo movible respecto a dicha porción de tubo para compensar la longitud cuando se abre y se cierra contra dicha primera parte de soporte de la cápsula (5; 65).
- 17. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado por el hecho que la porción de tubo para compensar (38) está montada en relación a la segunda parte de soporte (6; 66) de manera que se introduce la misma al menos parcialmente en la parte de soporte mientras la parte de soporte se desplaza a la posición abierta.
- 18. Dispositivo de infusión de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado por el hecho que la porción de tubo para compensar (38) desliza al menos parcialmente en un paso (40) de la parte de soporte de la cápsula (6; 66) mientras dicha parte de soporte se desplaza hacia su posición abierta.
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