ES2615631T3

ES2615631T3 - Aparato y métodos para colocar y montar filtros formados en vasos de preparación

Info

Publication number: ES2615631T3
Application number: ES09701159.7T
Authority: ES
Inventors: James A. Bloome; Kelly D. Eastman; Rick A. Meeker; Rodney P. Smith
Original assignee: Packaging Technologies Inc
Current assignee: Packaging Technologies Inc
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: WO2009089266A1; JP2011509153A; US20090173043A1; US20130181406A1; US8336186B2; EP2240055A1; JP5300867B2; US9169928B2; EP2240055B1

Abstract

Un método de sellar un filtro de café (10) a un vaso de preparación (12), incluyendo los pasos de: insertar un primer aparato sellador expansible (30) en dicho filtro (10) dispuesto en dicho vaso (12); expandir el primer aparato sellador (30) a enganche con dicho filtro (10) y presionar dicho filtro (10) contra dicho vaso de preparación (12); calentar dicho filtro (10) con dicho primer aparato sellador (30) para termosellar una primera porción de dicho filtro (10) a dicho vaso (12); colapsar dicho primer aparato sellador (30); extraer dicho primer aparato sellador (30) de dicho filtro (10); a continuación insertar un segundo aparato sellador expansible (70) a enganche con dicho filtro (10) y presionar dicho filtro (10) contra dicho vaso de preparación (12); calentar dicho filtro (10) con dicho segundo aparato sellador (70) para termosellar su segunda porción a dicho vaso (12); colapsar dicho segundo aparato sellador (70); y extraer dicho segundo aparato sellador (70) de dicho filtro (10).

Description

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DESCRIPCION

Aparato y metodos para colocar y montar filtros formados en vasos de preparacion Campo de la invencion

Esta invencion se refiere a la industria de bebidas y mas en concreto a la introduccion y el sellado de un filtro en un vaso de preparacion, conocido en la industria como “vaso K”.

Antecedentes de la invencion

Mas en concreto, los fabricantes o los dispositivos de venta de cafe dispensan cafe lfquido mediante el uso preparatorio de vasos de preparacion que contienen granos o medios de cafe y que tienen un filtro.

En el pasado se colocaban filtros de superficie acanalada en forma de vaso en un vaso de preparacion, dividiendo el vaso en dos camaras, de las que una contema el medio para preparar la bebida y la otra recibfa la bebida lfquida resultante del paso de un lfquido a traves del medio y el filtro. En un ejemplo, por ejemplo, el medio es cafe (tfpicamente en forma de polvo o molido) y la bebida que se produce es cafe lfquido. Se sella una parte superior perforable sobre el filtro y el medio. Se inyecta agua caliente al medio a traves de la parte superior perforada. El ifquido que pasa a traves del medio fluye a traves del filtro y a la camara inferior, produciendo una bebida que, en la aplicacion de venta o preparacion de cafe, es transferida a un recipiente apropiado para consumo.

Son deseables una fabricacion y un montaje consistentes de los filtros, las partes superiores y el medio en los vasos de preparacion, habiendose creado numerosos dispositivos de la tecnica anterior para llevar a cabo esta tarea.

Una Solicitud relacionada, la Solicitud de Patente de Estados Unidos numero de serie 11/766.369, presentada el 21 de Junio de 2007, describe metodos y aparatos mejorados relacionados con la transferencia de filtros a y dentro de vasos de preparacion.

Esta solicitud se refiere a la colocacion exacta de filtros en forma de vaso en vasos de preparacion respectivos y a la fijacion o sellado adicional de los filtros a los vasos de preparacion respectivos.

A este respecto, el montaje del filtro en el vaso debera realizarse sistematicamente en muchos ciclos de modo que la combinacion de cada vaso de preparacion, filtro y medio en cada unidad no tenga aberracion ni desviacion y se pueda usar efectivamente en sistemas de preparacion, dispensacion y manipulacion de bebidas.

Actualmente, es sabido que los filtros se colocan y sueldan a los vasos en un solo movimiento de “empuje hacia abajo”. Los filtros se deben colocar con la parte superior del filtro colocada exactamente en una dimension especificada encima de la parte superior del vaso. Cualquier variacion de la posicion del filtro encima del vaso antes de la soldadura puede dar lugar a una soldadura fallida. El cabezal de soldadura de la tecnica anterior, incluyendo un cono de sellado de plastico, se usa para empujar el filtro a un nivel que se espera que sea apropiado en el vaso por medio del cono de sellado calentado. El cono de sellado calentado coloca y suelda el filtro presionando abajo hacia el vaso cuando asienta o pone el filtro en el. Cualquier desalineacion entre el cabezal de soldadura y el filtro hace que un lado del filtro sea empujado mas hacia abajo que el resto. Si un lado del filtro es empujado mas hacia abajo que el resto del filtro, se puede obtener un sellado fallido. Asf, el cabezal de soldadura se debe colocar exactamente usando un sistema de carriles lineales, permitiendo que el cabezal flote. Pasadores montados en el cabezal centran el cabezal colocando la chapa de soporte de cabezal cuando se baja el cabezal.

Consiguientemente, tales sistemas de la tecnica anterior requieren equipo que proporcione un aparato de grna y alineacion de precision significativa. Dada la naturaleza relativamente debil del material de filtro, el control consistente y la colocacion del filtro durante la colocacion final y la soldadura es diffcil con estos sistemas de la tecnica anterior y factores de material. Aberraciones como sellado fallido o incompleto permiten derrame del medio y manipulacion inconsistente en la maquina de preparacion o dispensacion de debida. Pueden producirse derrames de lfquido, flujo inexacto de lfquidos a traves de volumenes de medio inconsistentes, y atascos de los vasos de preparacion u otro mal funcionamiento.

Asf, un objetivo de la invencion ha sido proporcionar aparatos y metodos mejorados para colocar exactamente filtros en vasos de preparacion y para sellar los filtros a los vasos.

Otro objetivo de la invencion ha sido proporcionar aparatos y metodos mejorados de sellar filtros a vasos.

Otro objetivo de la invencion ha sido proporcionar aparatos y metodos para sellar filtros a vasos de preparacion, pero sin los caprichos o las aberraciones en la creacion de sellado producidos por sistemas de la tecnica anterior tal como los cabezales de soldadura de la tecnica anterior, conos de sellado e impulsion y analogos.

US 6558305 describe un aparato de formacion de envases incluyendo un mandril movil que soporta la caja y el

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elemento de extremo, que cierra el extremo abierto de la caja y una estacion de sellado final incluyendo un medio de fijacion con el fin de presionar conjuntamente el borde de la caja, siendo transferida dicha caja a la estacion de sellado final por el mandril, y el borde del elemento de extremo, girandose dicho borde longitudinalmente hacia la caja.

Resumen de la invencion

La invencion se define por las reivindicaciones.

Preferiblemente el filtro se coloca positivamente con respecto a la parte superior del vaso antes de la soldadura, lo que elimina la variabilidad en la posicion del filtro. Se introduce un aro de soldadura expansivo en el filtro y evita los fallos producidos por la accion combinada de empuje hacia abajo y soldadura de la tecnica anterior. El aro de expansion permite una variacion razonable de la posicion, al mismo tiempo que proporciona una soldadura de filtro a vaso aceptable, eliminando la necesidad de dispositivos de colocacion de la tecnica anterior. Luego se inserta un segundo aro de expansion para sellar los intervalos, es decir, para completar el sellado alrededor del filtro al vaso. Cada aro de expansion proporciona una cobertura de aproximadamente setenta y cinco por ciento de la soldadura total, proporcionando redundancia en cualquier solapamiento que mejore la calidad final. Ademas, la mayor anchura de la zona de sellado de los aros da lugar a una zona de soldadura final en el rango aproximado de cuatro veces mayor que por los disenos de sistemas de soldadura actuales o anteriores.

En una realizacion, los filtros suministrados se colocan a una altura espedfica por encima de la parte superior de los respectivos vasos de preparacion, colocandose previamente los filtros sobre o dentro del vaso, con un aparato de transferencia, como se muestra, por ejemplo, en la Solicitud relacionada del Solicitante, numero de serie 11/766.369, presentada el 21 de Junio de 2007. A continuacion, los vasos son transportados debajo de un cabezal apisonador para colocar exactamente el borde superior del filtro con respecto al borde superior o reborde de un vaso de preparacion. Preferiblemente, los dos bordes superiores respectivos estaran entonces aproximadamente en el mismo plano horizontal. En otros terminos, el borde superior del filtro estara colocado preferiblemente a nivel con la pestana superior o borde del vaso. Los filtros formados se ponen asf a un nivel predeterminado con respecto a la

parte superior del vaso de preparacion y a continuacion se sueldan a el como se describira.

Se apreciara que los filtros son suministrados primero a una posicion parcialmente establecida dentro de los vasos por el aparato y procesos como los de dicha solicitud. Las unidades de filtro/vaso con los filtros parcialmente colocados son transferidas a continuacion al cabezal apisonador para colocacion final exacta.

Se describe un metodo y aparato para controlar exactamente la colocacion del filtro formado usando un cabezal apisonador como un apisonador para empujar el filtro formado a posicion, y la posterior soldadura del filtro en un paso separado usando un aro de sellado expansible preferiblemente en un proceso de sellado en dos etapas para soldar los filtros a los vasos por transferencia de conduccion de calor.

Un apisonador y dos aros de expansion para operacion sucesiva como una sola unidad de filtro o vaso estan

montados en una sola chapa de fijacion que se baja a posicion durante cada ciclo y se sube despues de finalizar la

operacion. En cada ciclo, se coloca un filtro en un vaso, se sella inicialmente otro filtro a su vaso y finalmente se sella otro filtro a su vaso. Los vasos de preparacion y filtros son transferidos asf, secuencialmente, a traves de estaciones de apisonamiento, sellado y sellado final. Una chapa de transferencia de vaso para desplazar o mover los vasos y sus filtros se mueve en carriles de grna, accionados por un par de cilindros neumaticos.

Los vasos de preparacion con filtros formados parcialmente insertados son transferidos por la chapa de soporte o transferencia al aparato apisonador. El aparato apisonador empuja en el borde superior del filtro usando un disco lastrado flotante hasta que el disco descansa encima del vaso de preparacion, dejando el borde de filtro formado preferiblemente a nivel con el borde superior del vaso. Alternativamente, el aparato se ajusta de modo que el borde superior del filtro se extienda ligeramente por encima del borde del vaso.

A continuacion, la chapa de soporte transfiere el vaso y filtro a una posicion debajo del primer aro de expansion. El aro define un cilindro de sellado segmentado con un ahusamiento hacia dentro en el diametro interno. Un piston interno con un ahusamiento coincidente y conteniendo una fuente de calor se hace alternar dentro del aro por un cilindro neumatico, haciendo que el aro se expanda para sellado y que luego se contraiga. El aro expandido termina en mordazas de sellado calentadas que presionan el filtro formado contra el vaso de preparacion, termosoldando el filtro al vaso en las zonas de contacto por transferencia de calor. La chapa de soporte transfiere a continuacion el vaso y filtro parcialmente soldados a una posicion debajo del segundo aro de expansion y luego se repite el proceso. El segundo aro se coloca orientado angularmente de modo que los puntos de contacto cubran o atraviesen cualesquiera intervalos de sellado que queden despues de sellado efectuado por el primer aro.

Colocando positivamente el filtro con respecto a la parte superior del vaso antes de la soldadura, se elimina la variabilidad o las aberraciones en la posicion del filtro, y la operacion de colocacion esta separada de la operacion de sellado. El movimiento de expansion del aro evita los fallos producidos por una accion combinada de empuje hacia abajo y soldadura de la tecnica anterior. El aro de expansion permite una variacion razonable de la posicion,

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pero proporcionando una soldadura aceptable, eliminando la necesidad de los dispositivos de colocacion. Cada aro de expansion proporciona una cobertura de aproximadamente sesenta y cinco por ciento de la soldadura circunferencial total, proporcionando una redundancia que mejorara la calidad de la soldadura final. Ademas, la anchura mas grande de la zona de sellado del aro da lugar a una zona de soldadura cuatro veces o mas mas grande que los dispositivos actuales donde se usa una operacion de soldadura por “empuje hacia abajo”.

Estos y otros objetivos, alternativas y ventajas seran facilmente evidentes por la siguiente descripcion escrita de una realizacion preferida y algunas realizaciones alternativas de la invencion y por los dibujos en los que:

Descripcion detallada de los dibujos

La figura 1 es una vista en seccion transversal despiezada ilustrativa de un filtro y un vaso de preparacion.

La figura 1A es una vista en alzado en seccion transversal que ilustra colocacion de un filtro dentro de un vaso de preparacion segun la invencion.

La figura 2 es una vista en alzado en seccion transversal de un vaso de preparacion con filtro colocado en el y orientado debajo de un primer sellador redproco y expansible, con el transportador o dispositivo de transferencia de vaso no representado por razones de claridad.

La figura 3 es una vista en alzado en seccion transversal similar a la figura 2, pero que representa el primer sellador en una posicion mas baja dentro de la combinacion de filtro y vaso.

La figura 4 es una vista en alzado en seccion transversal similar a la figura 3, pero que representa el aro sellador expandido para sellar la porcion de superficie exterior superior del filtro a la porcion de superficie interior superior del vaso.

La figura 5 es una vista en seccion transversal del primer aro de sellado expansible y mandril de activacion de las figuras 2-4 tomada a lo largo de las lmeas 5-5 de la figura 4.

La figura 6 es una vista en seccion transversal similar a la figura 4, pero de un segundo sellador insertado en la unidad de filtro/vaso recibida del primer sellador de la figura 4.

La figura 7 es una vista en seccion transversal del segundo sellador de la figura 6, pero representando el segundo sellador expandido para sellado.

La figura 8 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de las lmeas 8-8 de la figura 6 e ilustra la orientacion angular del segundo sellador de la figura 6.

Y la figura 9 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de las lmeas 9-9 de la figura 7 y representa la orientacion angular de sellador 70 alrededor de su eje cuando es operado para sellar un filtro a un vaso segun la invencion.

Descripcion detallada de la invencion

Pasando ahora a los dibujos, se representa en la figura 1 un filtro 10 y un vaso de preparacion 12, representandose el filtro 10 parcialmente colocado en el vaso 12. En la figura 1A, una apisonadora redproca 14 ha colocado el filtro 10 en un vaso de preparacion 12. La apisonadora 14 esta compuesta de una varilla 15 alternable en la direccion de la flecha 13 y una chapa o cabezal apisonador flotante 16 montado en la varilla 15 de manera que alterne con ella, pero capaz de “oscilacion” axial alrededor del pivote 17 cuando la varilla 15 alterna y cuando la chapa 16 engancha el borde superior 18 del filtro 10 y/o el borde superior 20 del vaso de preparacion 12 (el borde 20 es preferiblemente una pestana como se representa, prevista para presentar una superficie de sellado para sellar eventualmente encima una parte superior de vaso de preparacion de manera conocida).

A este respecto, cuando la chapa 16 engancha el borde superior 18 del filtro 10, empuja el filtro hacia abajo al vaso 12, “encontrando” o poniendose el filtro en una posicion natural exacta en el vaso.

A este respecto, el movimiento descendente de la varilla 15 se detiene cuando la chapa apisonadora 16 engancha el borde de vaso 20, asegurando asf que el borde 18 y el borde 20 esten situados juntos esencialmente en el mismo plano. Si se desea, se puede usar un cabezal apisonador de elemento alternativo 16 para poner el borde de filtro 18 ligeramente por debajo del borde de vaso 20.

A efectos descriptivos, el filtro 10 tiene una porcion de superficie circunferencial o anular exterior 22 alrededor justo debajo del borde 18 y el vaso 12 tiene una porcion de superficie anular interior complementaria 24 justo debajo del borde de vaso 20.

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Como se describira, la porcion exterior 22 del filtro 10 estara adyacente o contactando la porcion interior complementaria 24 del vaso 12. Estas porciones se sellaran juntas por ejemplo por soldadura de conduccion de calor como se describira.

Como se representa en la figura 1A, el vaso 12 es transportado por un transportador o dispositivo de transferencia de vaso adecuado 26 incluyendo una chapa de transporte u otra estructura de sujecion de vaso (no representada en las otras figuras para mayor claridad). Se apreciara que el transportador 26 puede ser de cualquier configuracion o estructura adecuada capaz de recibir y transferir vasos 12 y filtros 10 a traves de las estaciones ilustradas en las figuras siguientes.

Se apreciara que las figuras 1A-7 ilustran operaciones en serie realizadas por la invencion en una sola unidad de filtro y vaso 28 como se representa. En el uso, multiples unidades de filtro y vaso combinados 28, respectivamente, pueden ser transportadas a traves del sistema ilustrado en las figuras 1A-7, de tal manera que las operaciones ilustradas en las figuras se realicen simultaneamente en unidades de vaso y filtro respectivas y transportadas sucesivamente 28.

La figura 2 ilustra una unidad de filtro y vaso combinada 28 movida debajo de un primer sellador 30. El sellador 30 incluye un aro definido por una pluralidad de mordazas de sellado expansibles (tal como en 32 y 33), de las que solamente se ilustran dos en las figuras 2, 3 y 4. Otras mordazas 32-39 de esta pluralidad se ilustran en la figura 5. Se apreciara que las mordazas estan separadas una de otra por intervalos 40 en sus extremos inferiores, al menos cuando estan expandidas para sellado como en las figuras 4 y 5, si no cuando estan en reposo. Asf, al sellar, hay un intervalo entre cada mordaza respectiva 32-39.

Volviendo a la figura 2, el primer sellador 30 incluye ademas un mandril redproco 42 que tiene un agujero 43 para recibir un calentador tal como cualquier calentador de cartucho apropiado (no representado). Se puede usar cualquier calentador apropiado. El mandril 42 tiene un extremo inferior ahusado hacia dentro 43, siendo el diametro principal del mandril mas grande que su diametro en el extremo inferior 43. Las mordazas de sellado 32-39 tambien tienen superficies ahusadas hacia dentro tal como en 44.

El extremo superior de las mordazas 32-39 termina en un saliente 46 provisto de una junta estanca interior 47 rodeando una porcion superior del mandril 42. El mandril 42 y las mordazas 32-39 se pueden mover juntos en direcciones redprocas indicadas con la flecha 48. El mandril 42 tambien se puede mover con relacion a las mordazas 32-39 como se describira.

En particular, el mandril 42 y las mordazas 32-39 se pueden mover hacia abajo a la unidad de vaso y filtro 28 en la direccion de la flecha 49 (figura 3).

A continuacion, el mandril 42 se mueve mas hacia abajo en la direccion de la flecha 50 (figura 4). Cuando tiene lugar este movimiento relativo, el extremo ahusado 43 del mandril 42 engancha la superficie ahusada 44 de las mordazas respectivas 32-39, desplazandolas radialmente hacia fuera como se ilustra en la figura 4 de modo que las superficies de sellado que miran hacia fuera 60 de las mordazas 32-39 se desplacen hacia fuera, enganchando una superficie interior 62 del filtro 10 y sellando su porcion exterior 22 (figura 1) a la porcion interior 24 del vaso 12 por conduccion de calor. Preferiblemente esto suelda el filtro 10 al vaso 12 en respectivas porciones anulares 22, 24, respectivamente.

Se apreciara que el cierre hermetico anular o circunferencial entre el filtro 10 y el vaso 12 esta generalmente segmentado, siguiendo en general la extension circunferencial de las superficies de sellado 60 de las mordazas, y extendiendose a zonas adyacentes donde el cierre hermetico se propaga por calor.

En una realizacion, la propagacion del cierre hermetico es insuficiente para extenderse sobre los intervalos entre las respectivas mordazas de sellado expandidas. Asf, pueden quedar zonas o intervalos no sellados entre la porcion de filtro 22 y la porcion de vaso 24, correspondientes a los intervalos 40. No obstante, es deseable sellar completamente el filtro 10 al vaso 12 alrededor de toda la periferia incluyendo la porcion exterior 22 del filtro 10 y la porcion interior 24 del vaso 12.

Para ello, la invencion contempla un segundo sellador 70 (figuras 6-9) que tiene una pluralidad de mordazas respectivas 72 y un mandril 74, cuya estructura corresponde a la de las mordazas 32-39 y el mandril 42 del primer sellador 30, respectivamente. Un calentador (no representado) tal como un calentador de cartucho esta orientado en el mandril 74, lo mismo que el calentador en el mandril 42. La diferencia entre el segundo sellador 70 de las figuras 6-9 y el primer sellador 30 de las figuras 2-5 es que las mordazas 72 del segundo sellador 70 estan orientadas alrededor del mandril 74 y el eje longitudinal a-1 del sellador 70 (como se ilustra en la figura 7) en un angulo diferente al de las mordazas 32-39 con respecto al mandril 42 y el eje longitudinal a del sellador 30. Asf, las mordazas 72 con sus respectivas superficies de sellado 76 se colocan para sellar conjuntamente zonas previamente no selladas de las porciones 22, 24 producidas por los intervalos 40 entre las mordazas 32-39.

Consiguientemente, despues del sellado inicial realizado por las mordazas 32-39 del primer sellador 30, la unidad de

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filtro/vaso combinada 28 es transferida debajo del segundo sellador 70 para sellado final.

Se apreciara que las caractensticas y las funciones del sellador 30 y del sellador 70, respectivamente, son por lo demas identicas a excepcion de la desviacion angular de las mordazas como se ha indicado. Consiguientemente, se forma un sellado anular total y completo entre el filtro 10 y el vaso 12 en las porciones respectivas 22, 24.

Esta operacion se ilustra en las figuras 8 y 9 donde las mordazas 72 del sellador 70 estan orientadas alrededor del eje a1 en angulos diferentes de las mordazas 32-39 y el eje a del sellador 30.

Las figuras 8 y 9 tambien ilustran el segundo sellador 70 con mordazas 72 “puenteando” intervalos 80 en el sellado de segmento previo 82.

Tambien se apreciara que la extension circunferencial de las superficies de sellado 60 y 76 es preferiblemente aproximadamente 75 por ciento de todo el sellado circunferencial deseado. Asf, el sellado aplicado por el segundo sellador 70 solapa porciones del sellado aplicado por el sellador 30, y tambien solapa zonas no selladas en las porciones 22, 24 correspondientes a los intervalos 40 entre las mordazas 32-39 del sellador 30. Naturalmente, se apreciara que los cierres hermeticos formados son una funcion de varios parametros incluyendo la composicion del material del filtro y del vaso, el grosor de los componentes, la extension y la temperatura de las mordazas 32-39 y 70 y el tiempo de parada de las mordazas respectivas contra o cerca del filtro 10.

Se puede aplicar variaciones para diferentes operaciones de sellado. La extension circunferencial de las mordazas 32-39 y/o de las mordazas 72 se podna modificar para un efecto de sellado deseado. Tambien se podna usar menos solapamiento del segundo sellador 70.

En cualquier caso, los materiales, el calor y el tiempo de parada se seleccionan en la realizacion anterior descrita anteriormente de modo que el sellado pleno se cree con el solapamiento de sellado redundante descrito.

Ademas, se apreciara que la anchura del cierre hermetico proporcionado es relativamente grande, en comparacion con los dispositivos anteriores. En particular, la anchura vertical del cierre hermetico (segun se ve en las figuras) corresponde a la de las caras 60, 76 de las mordazas, conjuntamente con cualquier propagacion.

La anchura sustancial del cierre hermetico es ventajosa para la integridad del sellado, en particular en comparacion con los cierres hermeticos anteriores proporcionados por conos de sellado de la tecnica anterior y que tendfan a ser relativamente estrechos, o incluso producirse por contacto lineal de un cono de sellado en comparacion con las superficies mas anchas 60, 76.

Ademas, se apreciara que, en el uso, se introduce un filtro 10 en un vaso 12 por ejemplo mediante cualquier dispositivo de alimentacion o transferencia adecuado, tal como el mostrado en la Solicitud del Solicitante, en tramitacion, numero de serie 11/766.369. La apisonadora 14 engancha el borde superior 18 del filtro 10 y lo empuja uniformemente hacia abajo al vaso 12 hasta que el borde 18 y el borde 20 se colocan conjuntamente preferiblemente en el mismo plano horizontal. A continuacion, la unidad de filtro y vaso combinada (28) es transferida debajo del sellador 30 (figura 2) que se baja a la unidad 28 (figura 3) y el sellador 30 se expande por el movimiento continuado hacia abajo del mandril 42 (figura 4) para empujar las mordazas 32-39 radialmente hacia fuera para enganchar la porcion superior del filtro 10 y crear porciones de sellado circunferenciales anulares o segmentadas 82 entre la porcion 22 del filtro 10 y la porcion 24 del vaso 12. Donde el sellado esta incompleto, la unidad de filtro/vaso parcialmente sellada 28 es transferida debajo de un segundo sellador 70 que se baja (figura 6) de forma analoga al primer sellador 30 para sellar zonas previamente no selladas entre el filtro 10 y el vaso 12 y para mejorar los primeros segmentos de cierre hermetico 82.

La separacion de la operacion de colocacion de filtro (figura 1A) del aparato de sellado posterior descrito mejora y facilita la colocacion exacta del filtro en el vaso. Entonces, dicha colocacion es consistente de un vaso a otro y se reduce o elimina la aberracion de la colocacion del filtro y posteriores fallos de sellado. Las operaciones de sellado posteriores descritas proporcionan cierres hermeticos plenos y consistentes exactos.

Se apreciara que se pueden procesar varias configuraciones de filtro como se ha descrito, incluyendo filtros tanto de pared lisa como acanalada, filtros compuestos y analogos.

Tambien se apreciara que se puede adoptar cualquier medio adecuado de movimiento mecanico, electrico, hidraulico u otro para operar, calentar y mover los componentes de la invencion como reconoceran los expertos en este campo.

Ademas, se puede usar cualquier dispositivo o aparato de sellado adecuado, incluyendo, aunque sin limitacion, por induccion, radiacion u otras formas de sellado distintas del sellado por soldadura de conduccion de calor descrito.

Asf, el aparato y los metodos aqrn descritos realizan la colocacion y el sellado de filtro mejorados y perfeccionados exactos en y para vasos de preparacion, eliminando las aberraciones producidas por los dispositivos conocidos de la

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tecnica anterior.

Esta invencion tambien contempla varias alternativas de las realizaciones descritas anteriormente.

En una variacion, se puede usar medios alternativos para expandir las mordazas de sellado radialmente y en union con, o en lugar de, los mandriles representados. Las alternativas pueden incluir medios como cojinetes, pasadores u otro aparato.

Se puede usar chapas articuladas horizontales en lugar de las mordazas de expansion segmentadas radialmente.

Los aros de expansion pueden moverse mecanicamente desde la maquina de llenado de vasos, independientemente accionados por mecanismos neumaticos, hidraulicos o electronico tal como servos.

La fuente de calor puede estar situada en el mandril o en el aro de mordaza de expansion o se puede aplicar calor al aro o sus mordazas por energfa radiante o por energfa de radio frecuencia o induccion.

La chapa de transporte o transportador para las unidades 28 puede ser movido mecanicamente directamente desde la maquina de llenado de vasos, independientemente por dispositivos neumaticos, mecanicos o hidraulicos o por dispositivos electronicos tal como servos.

Finalmente, se apreciara que la pieza de fijacion o chapa de transporte para soportar y mover las unidades 28 se puede multiplicar y usar con varios filas de cabezales apisonadores y aros de soldadura para tasas de produccion mas altas de unidades selladas 28.

Estas y otras alternativas, modificaciones y ventajas seran facilmente evidentes a los expertos en el ambito al que pertenece esta invencion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo de sellar un filtro de cafe (10) a un vaso de preparacion (12), incluyendo los pasos de:

insertar un primer aparato sellador expansible (30) en dicho filtro (10) dispuesto en dicho vaso (12); expandir el primer aparato sellador (30) a enganche con dicho filtro (10) y presionar dicho filtro (10) contra dicho vaso de preparacion (12);

calentar dicho filtro (10) con dicho primer aparato sellador (30) para termosellar una primera porcion de dicho filtro (10) a dicho vaso (12);

colapsar dicho primer aparato sellador (30);

extraer dicho primer aparato sellador (30) de dicho filtro (10);

a continuacion insertar un segundo aparato sellador expansible (70) a enganche con dicho filtro (10) y presionar dicho filtro (10) contra dicho vaso de preparacion (12);

calentar dicho filtro (10) con dicho segundo aparato sellador (70) para termosellar su segunda porcion a dicho vaso (12);

colapsar dicho segundo aparato sellador (70); y

extraer dicho segundo aparato sellador (70) de dicho filtro (10).
2. El metodo de la reivindicacion 1 donde, antes de insertar el primer aparato sellador (30) a enganche con dicho filtro (10) dentro de dicho vaso (12), el metodo incluye el paso de recibir el vaso de preparacion (12) con el filtro (10) puesto en una posicion predeterminada con respecto al vaso de preparacion (12), teniendo dicho filtro (10) un borde superior aproximadamente circular (18) y una superficie circunferencial exterior (22) dispuesta debajo de dicho borde superior (18), y teniendo dicho vaso de preparacion un borde superior (20), donde dicho primer aparato sellador (30) sella una primera porcion de dicha superficie circunferencial exterior (22) del filtro (10) a una pared interior (24) del vaso de preparacion (12),, y donde dicho segundo aparato sellador (70) sella una segunda porcion de dicha superficie circunferencial exterior (22) del filtro (10) al vaso de preparacion (12) para proporcionar un sellado anular completo entre dicho filtro (10) y dicho vaso (12), de tal manera que dicha superficie circunferencial exterior (22) del filtro (10) debajo del borde superior (18) del filtro (10) se selle al vaso de preparacion (12) sin intervalos en dicho sellado.
3. Un metodo segun la reivindicacion 2, donde cada aparato sellador indicado (30, 70) tiene un extremo inferior definido por mordazas de sellado expansibles (32-39, 72) dimensionadas para ajustar dentro de dicho filtro (10), incluyendo dicho metodo el paso de expandir dichas mordazas (32-39, 72) hacia fuera para crear un cierre hermetico entre dicho filtro (10) y dicho vaso (12).
4. Un metodo segun la reivindicacion 3, donde dicho cierre hermetico proporcionado por cada aparato sellador respectivo (30, 70) esta segmentado, definido por intervalos entre dichos segmentos de sellado, y dicho metodo incluye el paso de sellar dichos intervalos en el cierre hermetico proporcionado por dicho primer aparato sellador (30) con dicho cierre hermetico proporcionado por dicho segundo aparato sellador (70).
5. Un metodo segun la reivindicacion 2, incluyendo el paso preliminar de colocar un filtro (10) en un vaso (12) con el borde superior respectivo (18) del filtro (10) colocado conjuntamente con el borde superior (20) del vaso (12) en el mismo plano horizontal.
6. Un metodo segun la reivindicacion 5, incluyendo el paso de empujar dicho filtro (10) a dicho vaso (12) enganchando el borde superior (18) de dicho filtro (10) con una chapa oscilante (16) y empujando dicho borde superior de filtro (18) a una posicion adyacente al borde superior (20) del vaso (12).
7. Un metodo segun la reivindicacion 2, incluyendo transferir un vaso seleccionado (12) a una estacion para recibir dicho primer aparato sellador (30), para insertar dicho primer aparato sellador (30) y para expandir dicho primer aparato sellador (30) para sellar dicho filtro (10) a dicho vaso (12).
8. Un metodo segun la reivindicacion 7, incluyendo transferir dicho vaso seleccionado (12) a otra estacion para recibir el segundo aparato sellador (70), para insertar el segundo aparato sellador (70) y para expandir dicho segundo aparato sellador (70) para sellar dicho filtro (10) a dicho vaso (12).
9. Un aparato para sellar un filtro (10) en un vaso de preparacion (12), incluyendo el aparato un primer sellador de aro de expansion (30) para introduccion a dicho filtro (10), teniendo dicho sellador de aro (30) una pluralidad de mordazas de sellado calentadas (32-39) para termosellar una primera porcion de una superficie exterior (22) del filtro

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(10) a una superficie interior (24) de un vaso de preparacion (12), y un segundo sellador de aro de expansion (70) para introduccion a dicho filtro (10) y vaso (12), que tiene una pluralidad de elementos de sellado calentados (72) para termosellar una segunda porcion de dicha superficie exterior (22) del filtro (10) a otra superficie interior del vaso de preparacion (12) de tal manera que se forme un cierre hermetico anular ininterrumpido completo entre dicha superficie exterior de dicho filtro (10) debajo del borde superior (18) del filtro (10) y la superficie interior circundante (24) del vaso (12).
10. Aparato segun la reivindicacion 9, incluyendo ademas un cabezal apisonador para insertar dicho filtro (10) en dicho vaso (12), incluyendo dicho cabezal apisonador una chapa oscilante (16) para enganchar el borde superior (18) de dicho filtro (10) y para empujar dicho borde (18) y filtro (10) a dicho vaso (12).
11. Aparato segun la reivindicacion 10, donde dicha chapa oscilante (16) tiene un rango de movimiento para empujar dicho borde (18) a un plano definido por un borde superior (20) de dicho vaso (12).
12. Aparato segun la reivindicacion 9, donde dicho primer sellador de aro (30) incluye una pluralidad de mordazas expansibles (32-39), definiendo dichas mordazas (32-39) superficies de sellado y ademas donde dichas superficies de sellado se separan una de otra cuando dichas mordazas (32-39) se expanden de tal manera que el cierre hermetico formado por dicho primer sellador (30) se segmente definido por intervalos.
13. Aparato segun la reivindicacion 12, donde dicho segundo sellador de aro de expansion (70) esta compuesto de una pluralidad de mordazas de sellado (72) orientadas alrededor de dicho sellador (70) de tal manera que el cierre hermetico formado por dicho segundo sellador (70) puentee los respectivos intervalos en el cierre hermetico formado por dicho primer sellador (30).
14. Aparato segun la reivindicacion 9, donde la primera pluralidad de mordazas de sellado (32-39) estan orientadas radialmente alrededor de un eje longitudinal de dicho sellador (30), teniendo dichas mordazas (32-39) superficies de sellado que miran hacia fuera, donde el aparato incluye un mandril redproco (42) orientado en dicho eje, teniendo dicho mandril (42) y dichas mordazas (32-39) respectivas superficies cooperantes, siendo expansibles dichas mordazas (32-39) en una direccion radialmente hacia fuera cuando dicho mandril (42) se extiende con relacion a dichas mordazas de modo que dichas superficies de sellado enganchen, presionen y sellen una primera porcion de dicho filtro (10) a dicho vaso (12), y donde la segunda pluralidad de mordazas de sellado (72) estan orientadas radialmente alrededor de un eje longitudinal de dicho segundo sellador (70), estando dicha primera y segunda pluralidad de mordazas de sellado (32-39, 72) desviadas radialmente.