ES2644831T5 - Perforador de cartucho duradero - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Perforador de cartucho duradero

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema que incluye un cartucho y un dispositivo de extracción de cartucho que presenta una cámara de extracción en la cual puede insertarse un cartucho, extraerse y a partir de la cual puede evacuarse. El dispositivo de extracción puede incorporarse en una máquina de preparación de bebidas.

Para la finalidad de la presente descripción, se entiende por una “bebida” cualquier alimento líquido, tal como té, café, chocolate frío o caliente, leche, sopa, comida para bebés, etc. Los cartuchos indican cualquier envoltura que contenga un ingrediente pre-porcionado que sea blando o flexible, tal como vainas, y hecha de cualquier material, reciclable o no reciclable, biodegradable o no biodegradable, tal como aluminio o plástico, en particular vainas de aluminio o cápsulas de aluminio.

Antecedentes

Un problema observado con sistemas de cartucho de ingredientes es la manipulación del cartucho en un dispositivo de extracción y el cierre de éste alrededor del cartucho para realizar el proceso de extracción y seguidamente la evacuación adecuada del cartucho desde el dispositivo de extracción. El cartucho habitualmente tiene que ser posicionado por el usuario en un soporte para cartuchos o en un alojamiento, a continuación, el dispositivo se cierra manualmente o automáticamente alrededor del cartucho.

Es importante posicionar correctamente el cartucho de manera que el dispositivo cierra adecuadamente alrededor de éste y forme un buen sellado para garantizar unas buenas condiciones de extracción. El mal posicionamiento puede dañar el cartucho, y por ello afectar las condiciones de extracción.

Para el sellado del dispositivo alrededor del cartucho para permitir la extracción adecuada al pasar un líquido presurizado a través del cartucho sin fugas indeseadas, el cierre del dispositivo alrededor del cartucho debe llevarse a cabo con un gran nivel de precisión. La distancia de cierre de los dispositivos de cierre mecánicos de tales dispositivos se ajusta habitualmente de forma manual durante el proceso de fabricación del dispositivo para conseguir el nivel necesario de precisión. La carga de la cápsula debe también ser fácil, sin pista y error del posicionamiento correcto de la cápsula en el dispositivo. La carga también debe ser tan rápida como sea posible y no requiera manipulaciones excesivas. WO 2005/004683 se refiere a un dispositivo de preparación con cápsula que comprende: una primera parte; una segunda parte que puede moverse con relación a la primera parte; un alojamiento para la cápsula y que define, en una posición cerrada de la parte movible contra la parte fija, una posición de extracción de la cápsula a lo largo de un eje en dicho alojamiento; una parte de inserción y posicionamiento que comprende medios para guiar la cápsula dispuesta de modo que inserta la cápsula por gravedad y posiciona dicha cápsula en una posición intermedia; un sistema de vertido de bebida; y la segunda parte movible se dispone así y está construida para mover la cápsula desde la posición intermedia en la posición de extracción cuando el dispositivo está cerrado. EP 1721 553 describe una unidad de preparación para cafeteras que utiliza cápsulas. La unidad presenta una parte frontal con una salida de bebida y una parte trasera con una entrada de agua caliente. La parte frontal y la parte trasera están montadas entre un par de elementos de guiado con resaltes enfrentados. La parte frontal puede moverse entre estos elementos de guiado para ser apretados contra la parte trasera de modo que forma con la parte trasera una cámara de preparación para acomodar una cápsula a extraer, por lo que se deja un volumen sin ocupar en frente del elemento frontal entre los elementos de guiado dentro de la máquina. EP 1659 547 se refiere a una máquina de bebidas para preparar infusiones, en particular, café espresso. La máquina incluye una cámara de infusión dentro de una unidad de preparación que tiene una parte frontal movible con un muelle de retorno y un conducto de salida de bebida que se extiende a través del alojamiento exterior del conjunto. La parte frontal movible coopera con una parte trasera que puede moverse dentro del alojamiento y que puede ser empujada contra la parte frontal movible para comprimir el muelle de retorno por lo que el conducto de salida se desliza a través del alojamiento exterior del conjunto. La vaina pasa a través del alojamiento externo hacia la cámara de infusión vía un canal de alimentación de vaina rígido y seguidamente la vaina se transfiere hacia la cámara de infusión por un casquillo externo en la parte trasera movible de la unidad de preparación que está provista de un recorrido a modo de leva para mover la parte trasera. Esta disposición implica varios problemas. La vaina debe moverse durante el cierre de la cámara de preparación y esto puede provocar el bloqueo y también hace que los medios de retención de la vaina sean más complejos. Además, la apertura y cierre de la cámara de preparación implica simultáneamente un desplazamiento lineal de la parte trasera movible dentro del alojamiento, de la parte frontal movible dentro del alojamiento y del conducto de salida a través del alojamiento que aumenta el riesgo de super-guiado y atasco o alineamiento inadecuado de las diversas partes que se mueven linealmente una respecto a otras. El sistema de fluido comprende un conjunto movible que hace el sistema de fluido más complejo de montar. Cuando tras la extracción la unidad de preparación se reabre para quitar la vaina, el agua presurizada contenida dentro de la cámara de infusión puede sobresalir fuera del alojamiento. Además, un volumen desocupado se deja dentro de la máquina entre el elemento frontal y la carcasa cuando el conducto de salida está en su posición replegada.

US 3,260,190 y WO 2005/072574 describe una cafetera que tiene un cajón extraíble para posicionar una lata de café dentro. El cajón puede deslizarse horizontalmente en la cafetera y subirse hacia un dispositivo de inyección de agua. WO 2006/023309 describe una cafetera con un cajón deslizable para la introducción de un cartucho de café en la máquina. El cajón puede moverse entre una posición abierta y cerrada y tiene dos mitades carcasas para el cartucho que pueden pivotarse entre sí para formar una cámara de preparación cuando el cajón está en la posición cerrada y pivotable cuando el cajón se desliza fuera de la máquina.

US 6,966,251 describe una cafetera que tiene un cajón deslizable horizontalmente para posicionar una cápsula dentro. Cuando se desliza en la máquina, el cajón puede subirse hacia una jaula de cápsulas fija para formar una cámara de preparación para una cápsula. EP 1566 126 describe una cafetera con una unidad de preparación vertical para acomodar vainas de café. La unidad de preparación tiene una parte superior fija y una parte inferior móvil para sostener una vaina y que puede ser levantada para cerrar la unidad de preparación y bajar para insertar o extraer una vaina.

Unidades de preparación adicionales se describen en EP 0730425, EP 0862882, EP 1219217, EP 1480540, EP 1635680, EP 1669011, EP 1774878, EP 1776026, EP 1893064, FR 2424010, US 3,260,190, US 4,760,774, US 5,531,152, US 6,904,840, US 7,131,369, US 2005/0106288, US 2006/0102008, WO 2005/002405, WO 2005/016093, WO 2006/005756, WO 2006/066626 y WO 2007/135136.

Un problema se refiere a la extracción óptima de los ingredientes preparables suministrados dentro de un cartucho en el dispositivo de extracción. Por un lado, existe una necesidad de producción y logística para maximizar el llenado de cartuchos con ingredientes de modo que minimice la proporción de masa de ingrediente/tamaño del cartucho, por lo que el material de envasado y volumen del cartucho para almacenar y transportar puede minimizarse. Una solución a este problema es compactar el ingrediente preparable en el cartucho. Por otro lado, para la circulación de un fluido de extracción, por ejemplo, agua caliente, a través del cartucho, el ingrediente preparable no debería estar compactado tasta tal punto que forme una masa más o menos impermeable. Naturalmente, es posible incrementar la presión del fluido de extracción que circula hasta un punto suficiente para superar la barrera formada por la masa de ingrediente en el cartucho. Sin embargo, este acercamiento conduce a una reducción significante de la velocidad de extracción y preparación de la bebida debido a la caída de presión a través de la masa de ingrediente. Además, el forzado significativo del fluido de extracción bajo alta presión a través del ingrediente preparable conduce a la extracción de compuestos sólidos indeseables del ingrediente preparable que afectan al sabor de la bebida que puede ser demasiado fuerte y severo. Este último fenómeno es conocido en la técnica como “sobre-extracción”.

Para evitar el problema relacionado con el cierre mecánico preciso del dispositivo de extracción alrededor de un cartucho de ingredientes, es conocido proporcionar un sistema de cierre hidráulico en donde el agua caliente utilizada para extraer un ingrediente en un cartucho también se usa para accionar un mecanismo de cierre hidráulico. En este caso, la distancia de cierre no requiere de un ajuste especial ya que la fuerza de cierre hidráulica aprieta a la vez los soportes del cartucho del dispositivo de extracción alrededor del cartucho. Un ejemplo de dicho sistema se describe por ejemplo en WO 2008/037642. Diversos sistemas se han desarrollado a lo largo de esta idea, como por ejemplo se exponen en EP 1219217, EP 1353591, EP 1480540, EP 1545278, EP 1776026, EP 1912542, WO 2005/115206, WO 2006/005736 y WO 2011/042400.

Otro problema se refiere con la extracción adecuada de un cartucho de un dispositivo de extracción tras el uso, en particular cuando el dispositivo de extracción tiene elementos perforadores que abren el sobre del cartucho para circular líquido hacia y a través del cartucho. Los cartuchos tienen a pegarse a los elementos perforadores. Se ha propuesto incorporar un empujador movible en el dispositivo para desacoplar una cápsula de un elemento perforador curso arriba, por ejemplo, como se describe en WO 2007/135135. Sin embargo, el modo por el cual un cartucho se atasca a veces resulta difícil de predecir de forma fiable de modo que un empujador movible es en ocasiones insuficiente para liberar el cartucho de modo que pueda evacuarse. La predicción es incluso más difícil cuando un cartucho no es evacuado inmediatamente después de la extracción: en este caso, bebida residual puede secarse alrededor del cartucho en el dispositivo. Esto aumenta el pegado aleatorio del cartucho en el dispositivo.

Un problema adicional está relacionado con el posicionamiento adecuado de un cartucho en un dispositivo de extracción antes de la extracción. Es conocida la caída de cartuchos desde arriba hacia dispositivos de extracción que tienen partes envolventes relativamente movibles entre la posición abierta y cerrada y que utilizan un soporte para mantener el cartucho entre las partes envolventes antes del cierre. Dicho sistema se describe en WO 2007/135135. Dicho sistema habitualmente lleva a un buen posicionamiento del cartucho y permite el cierre adecuado de las partes envolventes. Sin embargo, en ocasiones el cartucho está desalineado lateralmente de forma excesiva debido a las tolerancias laterales necesarias para permitir que el cartucho caiga más o menos libremente en el soporte. Dicho desalineado puede llevar a problemas de cierre y sellado de las partes envolventes alrededor del cartucho.

Aún otro problema de los dispositivos de extracción que utilizan perforadores para abrir los cartuchos de ingredientes está relacionado con la forma de los perforadores. Por un lado, los perforadores deberían ser finos o cónicos para permitir perforar los cartuchos con poco esfuerzo, en particular cuando la perforación se lleva a cabo manualmente. Por otro lado, los perforadores deberían ser suficientemente fuertes sin romperse fácilmente. Una solución es utilizar perforadores hechos de materiales que sean significativamente más fuertes que el material del cartucho a perforar. Sin embargo, tales perforadores, por ejemplo, perforadores metálicos para cartuchos de plástico, son caros de modo que se prefieren los perforadores de plástico. Cuando se utilizan cápsulas más duras, el problema aumenta.

Resumen de la invención

Es por lo tanto un objeto preferido de la presente invención resolver al menos algunos de los problemas anteriormente mencionados, en particular proporcionar un sistema perforador duradero para abrir cartuchos en un dispositivo de extracción.

La invención se refiere a un dispositivo para extraer un ingrediente en un cartucho al suministrar un líquido de extracción tal como agua caliente en dicho cartucho, que comprende: partes que envuelven el cartucho curso arriba y abajo relativamente movibles entre una posición abierta para insertar y/o extraer dicho cartucho y una posición cerrada para formar una cámara de extracción que envuelve dicho cartucho durante la extracción; y al menos un perforador, por ejemplo, hecho de plástico, elegido desde un perforador curso arriba llevado por la parte curso arriba para abrir un tramo curso arriba de dicho cartucho y un perforador curso abajo llevado por la parte curso abajo para abrir un tramo curso abajo de dicho cartucho. Tal perforador tiene una forma general cónica, en particular una forma cónica que tiene una superficie truncada que delimita un borde perforador. La superficie truncada puede formar un ángulo, por ejemplo, en el rango de 30 a 80 grados, tal como alrededor de 45 a 65 grados, a un eje central longitudinal de la superficie cónica.

Habitualmente, el cartucho puede colocarse en el dispositivo desde arriba bajo el efecto de la gravedad. La evacuación del cartucho tras la reapertura de las partes envolventes también es conducida por la gravedad.

Habitualmente, este dispositivo está comprendido en una máquina de preparación de bebidas para recibir cartuchos de ingredientes tales como cápsulas y/o vainas. Por ejemplo, la máquina es una máquina de preparación de café, té, chocolate o sopa. En particular, la máquina está dispuesta para preparar dentro de la cámara de extracción una bebida al pasar agua caliente u otro líquido a través de un cartucho que contenga un ingrediente de la bebida a preparar, tal como café molido o té o chocolate o cacao o leche en polvo.

El perforador cónico está habitualmente dispuesto para conducirse manualmente hacia el cartucho, por ejemplo, vía un mecanismo de conversión mecánico, antes de extraer el cartucho.

El perforador cónico puede tener un ángulo cónico del orden de 5 a 30 grados, en particular dentro del rango de 10 a 20 grados.

La máquina puede incluir un perforador retrasado, por ejemplo, el perforador curso abajo, que perfora el cartucho después del cierre de las partes curso abajo y curso arriba, tras la expansión del cartucho contra el perforador provocando la perforación del cartucho por la subida de presión en el cartucho debido al líquido circulado. Tal perforador retrasado no es accionado manualmente sino mediante la presión, por ejemplo, generada por una bomba. Por ello, el ángulo de perforación del perforador retrasado no tiene un impacto destacable en la ergonomía del dispositivo de extracción. Sigue que el perforador retrasado puede ser cónico o tener un mayor ángulo perforador, por ejemplo, en el rango de 30 a 120 grados, tal como 45 a 90 grados.

Por ejemplo, la máquina de preparación comprende: una unidad de preparación de bebida dispuesta para recibir cartuchos para usar y evacuar cartuchos tras usarlos, por ejemplo, un dispositivo de extracción; un alojamiento que tiene una obertura que lleva a un área donde son evacuados los cartuchos de la unidad de preparación; y un recipiente que tiene una cavidad que forma un espacio de almacenamiento para recoger cartuchos evacuados a dicha área en el recipiente hasta un nivel de llenado. El recipiente puede insertarse en el área para recoger cartuchos usados y es extraíble de ésta área para vaciar los cartuchos recogidos. Ejemplos de tales máquinas se describen en WO 2009/074550 y en WO 2009/130099.

De acuerdo con la invención, el perforador cónico presenta una base con un pie de refuerzo que se aleja transversalmente de la forma cónica, en particular un pie que tiene un cuerpo que se extiende alrededor de toda la periferia de la base y/o un cuerpo que se extiende radialmente o diametralmente o diagonalmente desde la base. El cuerpo que refuerza el pie puede extenderse desde la base hasta un punto correspondiente al 3 hasta 20% de la anchura correspondiente de la base al nivel del cuerpo de refuerzo, por ejemplo, de 5 a 15%. El cuerpo de refuerzo puede tener un espesor que corresponda del 2 al 20% de toda la altura del perforador cónico, en particular de 3 al 15% tal como 5 al 10%.

Al proporcionar dicho pie de refuerzo, el perforador cónico es menos probable que se rompa en su base, en particular cuando el cartucho no está adecuadamente posicionado en la cámara de extracción y está sometido a tensión posicional que provoca un efecto cascada a lo largo de los perforadores.

Otro aspecto de la invención se refiere a un sistema que comprende un dispositivo como se ha descrito anteriormente y a un cartucho.

Otros aspectos de la invención se refieren al uso de un cartucho para dicho sistema; y un método de extraer un cartucho en dicho sistema.

Características y ventajas adicionales de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada y las reivindicaciones y dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá ahora con referencia a los dibujos esquematizados, en los que:

- Figuras 1a y 2a ilustran parte de un sistema de la técnica anterior que tiene un dispositivo de extracción y un cartucho de ingredientes que puede mejorarse en un sistema de acuerdo con la invención; y

- Las figuras 1b, 1c, 1d, 2b y 2c muestran en detalles partes del dispositivo ilustrado en las figuras 1a y 2a cuyo dispositivo incorpora además las mejoras de una realización de un sistema de acuerdo con la invención.

Descripción detallada

La invención se muestra ahora con referencia a la realización particular ilustrada en las figuras 1a a 2c.

Estas figuras ilustran diferentes aspectos de un sistema que incorpora un dispositivo de preparación 1 y un cartucho 9 para preparar bebidas al circular agua caliente, tal como agua, a través de un cartucho de ingredientes 9 en forma de una vaina más o menos flexible o blanda, por ejemplo, hecha de un envoltorio flexible hermético y generalmente sellado, tal como un envoltorio de aluminio o plástico que contiene más o menos el ingrediente para la bebida compactado, por ejemplo, café molido, como por el ejemplo el comercializado por NESPRESSO™

La realización particular del cartucho 9 ilustrado en las figuras tiene forma de una tableta generalmente redondeada que tiene un envoltorio 9' con una parte periférica 9” que encierra una cavidad para el ingrediente 9'''. La parte periférica 9” tiene una extensión que forma una pestaña de cierre anular 9”” alrededor del cartucho 9. Ejemplos de tales cartuchos 9 se describen con mayor detalle en WO 2011/000723, WO 2011/000724 y WO 2011/000725.

El dispositivo 1 está configurado para preparar el ingrediente en el cartucho 9 al suministrar un líquido de preparación tal como agua caliente en el cartucho vía un dispositivo de suministro de líquido 38. El dispositivo 1 tiene una parte que envuelve el cartucho curso arriba 7 y una parte que envuelve el cartucho curso abajo 8. Las partes que envuelves el cartucho curso arriba y abajo 7, 8 pueden moverse relativamente entre una posición abierta para insertar y/o extraer el cartucho 9 y una posición cerrada para formar una cámara de preparación 11 que encierra el cartucho 9 durante la preparación.

Una bebida aromatizada, por ejemplo, té o café, está formada al mezclar el líquido con el ingrediente en el cartucho 9 y recoger la bebida en una salida para bebida 31 vía un paso 31'.

En la realización particular ilustrada en las figuras 1a y 2a, la parte curso arriba 7 tiene un soporte 10 que mantiene el cartucho 9 cuando se coloca y/o extrae en el dispositivo 1. Alternativamente, el soporte puede fijarse en la parte curso abajo 8 o moverse relativamente con relación a ambas partes 7, 8.

El soporte para cartuchos 10 se proporciona en un espacio abierto dejado en la posición abierta de partes envolventes 7, 8 para recibir y sostener el cartucho en su descenso cuando se suministra al dispositivo 1 desde arriba.

El soporte 10 tiene una forma general cilíndrica o “de anillo”. Comprende una primera cámara o cámara de soporte 18 dispuesta para recibir y sostener el cartucho 9 en un sitio de pre-posicionamiento cuando el dispositivo de preparación 1 está en la posición abierta. También comprende una segunda cámara o cámara de expulsión 19 dispuesta para recibir el cartucho 9 cuando el dispositivo 1 está cerrado y de este modo permite la extracción del cartucho tan pronto como el dispositivo 1 se reabre. La cámara de soporte 18 está delimitada por superficies de soporte coaxiales 20 que mantienen el borde del cartucho contra gravedad. La sección transversal de las superficies 20 es ligeramente más grande que la parte envolvente 8 de modo que permite a la parte 8 atravesar relativamente la cámara de soporte 18. Los tramos de cilindro 20 son tal que el cartucho 9 puede mantenerse en una posición ligeramente inclinada o sensiblemente recta.

En la región superior de la cámara 18, se proporciona una obertura 21 con una anchura suficiente para permitir al cartucho 9 insertarse en la cámara 18 por efecto de la gravedad, como se ilustra en la figura 1a.

La cámara de expulsión 19 está situada adyacente a la cámara de soporte 18. Tiene una obertura inferior 22 sensiblemente opuesta a la obertura de colocación del cartucho 21 para caer libremente por gravedad cuando el dispositivo 1 se reabre después de la preparación.

El soporte 10 tiene un tramo posterior cilíndrico y un tramo frontal cilíndrico de diámetros ligeramente más grandes que el diámetro externo de la parte curso abajo 8 para que la parte 8 se deslice en el soporte 10 durante el cierre. Las dos cámaras 18, 19 del soporte 10 están separadas por un retenedor de cartucho 25 orientado transversalmente a la dirección de deslizamiento (cierre). El retenedor 25 puede ser una superficie en rampa que comprende un par de crestas arqueadas sobre cuyos bordes 9”” del cartucho 9 pueden soportarse. La superficie en rampa puede estar ligeramente inclinada con relación al plano envolvente. Los tramos de las crestas sobresalen hacia dentro en la dirección radial y están dimensionados para retener el borde del cartucho en ambos lados del cartucho. El tamaño de los tramos de las crestas se da por el diámetro del elemento envolvente 8. Por ejemplo, puede ser del orden de 1.4 mm.

El soporte 10 está fijado en los lados laterales de la parte curso arriba 7 por un par de brazos que sobresalen hacia atrás 28. De este modo, el soporte 10 está fijo o estático con relación a la parte curso arriba 7 pero puede moverse con relación a la parte curso abajo 8 durante el movimiento de cierre.

Una descripción detallada del soporte 10 que funciona dentro del conjunto formado por la parte curso arriba 7 y la parte curso abajo 8 para manipular el cartucho 9 se aporta en WO 2007/135135 en donde el lector puede dirigirse para poner en práctica este aspecto del dispositivo 1.

El accionamiento de las partes curso arriba y abajo 7, 8 entre las posiciones abierta y cerrada se ilustra con detalle en WO 2007/135135. Una variación que puede usarse para accionar el dispositivo 1 se describe en WO 2011/042400.

Las partes envolventes 7, 8 pueden montarse a lo largo de un marco capaz de corresponderse a lo largo de un eje sensiblemente longitudinal. Para el cierre de las partes envolventes 7, 8 alrededor del cartucho 9, las partes curso arriba y abajo 7, 8 son forzadas a acercarse a una posición donde pueden formar un acoplamiento estanco a fluidos junto a las superficies de encaje periférico mientras punzona el borde 9”” del cartucho 9 en la posición cerrada. Normalmente, el dispositivo 1 está integrado en una máquina de preparación de bebida que incluye un circuito para fluido con un sistema de inyección de líquido.

Por ello, el dispositivo de extracción 1 puede estar asociado con un circuito para fluido que tenga un sistema de inyección de líquido que incluye: una fuente de líquido, tal como agua fría en particular almacenada en un depósito, una bomba para bombear líquido desde el depósito vía un conducto, un calentador para calentar el líquido y una entrada 38 de la cámara de preparación 11 para suministrar el líquido caliente hacia la cámara 11.

En la cámara 11, el líquido presurizado y caliente circula a través del cartucho 9 para formar una bebida mediante la extracción del ingrediente contenido en la cavidad 9”' del cartucho 9, siendo la bebida recogida y dispensada por la salida 31 asociada con la parte curso abajo 8, por ejemplo, hacia una taza o tazón de usuario situada por debajo. Cuando el dispositivo 1 está dispuesto para preparar ingredientes en cartuchos parcialmente sellados o sellados 9, el dispositivo 1 puede incluir abridores de cartucho 30, 32. Por ejemplo, la parte curso arriba 7 puede incluir un abridor de cartucho curso arriba 32 y/o parte curso abajo 8 puede tener un abridor de cartucho 30.

Como se ilustra en las figuras 1b, 1c y 1d, la cámara de preparación 11 tiene un espacio de expansión de confinamiento 12 que no está ocupado por el cartucho 9 cuando las partes envolventes 7, 8 están en la posición cerrada que envuelve el cartucho 9; y ocupado por el cartucho 9 tras la expansión provocada por la exposición del ingrediente al líquido preparador.

Como se ilustra con mayor detalle en las figuras 1c y 1d, el espacio de expansión 12 puede delimitarse por una ranura o cavidad 12” adyacente a un tramo periférico 9” del cartucho 9 está envuelto por partes curso arriba y abajo 7,8. Dependiendo del espacio de expansión necesario, ranura o cavidad 12' puede ser relativamente poco profunda. La forma del espacio de expansión 12 depende naturalmente de la forma del cartucho 9 y la expansión necesaria del cartucho 9 durante la preparación. Por ello, el espacio de expansión no se proporciona necesariamente en forma de una cavidad o ranura que sobresale de la cámara de preparación.

Antes de exponer el ingrediente en la cavidad 9”' para el líquido de preparación, el tramo periférico 9” no está situado dentro del espacio de expansión 12 y sigue la línea discontinua 12” indicada en la figura 1d. En este caso, el tramo periférico 9” tiene la forma de un cono generalmente troncocónico. Cuando el ingrediente está expuesto al líquido de preparación, el ingrediente es humedecido con el líquido y se expande dentro de la cavidad 9”', por lo que el tramo periférico 9” es empujado en el espacio de expansión 12 y puede ser llevado para expandirse hacia o incluso encajar con la forma de la ranura o cavidad 12'.

El espacio de expansión 12 es un espacio de confinamiento. Por ello, la bebida formada en el cartucho 9 no está prevista para fluir fuera del cartucho 9 a través del espacio 12. Normalmente, el cartucho 9 no estará abierto, por ejemplo, cortado o recortado, al nivel del espacio de expansión 12.

El espacio de expansión 12 sirve para aumentar el espacio de preparación disponible en la cavidad 9'” de modo que prohíbe la sobre extracción indeseada de ingrediente por el líquido de preparación debido a una resistencia de caudal excesiva a través del ingrediente provocada por la expansión del ingrediente mojado, en particular cuando el líquido de preparación se suministra de forma presurizada en la cavidad 9”', por ejemplo, con una bomba que presuriza el líquido dentro del orden de 3 a 25 bares habitualmente de 5 a 20 bares.

Habitualmente, el espacio de expansión 12 tiene un volumen que está del orden de 1 a 10% del volumen de la cámara de preparación 11 o del volumen de la cavidad de ingredientes 9”' del cartucho 9, en particular del orden de 1 a 5% tal como 1,5% al 4%, cuando las partes envolventes 7, 8 están en la posición cerrada para envolver el cartucho 9 antes de la expansión del cartucho 9.

Tras la expansión, el cartucho 9 puede ocupar al menos el 50% del espacio de expansión (12), en particular al menos el 60% o 70% del mismo. Habitualmente, tras la expansión, el cartucho 9 ocupará al menos el 80% del espacio de expansión 12, en particular al menos el 90%, tal como al menos el 95% o 98%. La ocupación del espacio de expansión 12 por el cartucho 9 dependerá de la flexibilidad del cartucho 9, la naturaleza y el grado de llenado del ingrediente en la cavidad 9” y la presión del caudal de líquido en el cartucho 9.

El espacio de expansión 12 puede delimitarse en la parte curso abajo 8, por ejemplo, tal como se ilustra en la realización particular en las figuras. En una variante, el espacio de expansión puede delimitarse en la parte curso arriba o incluso en ambas partes.

La superficie de delimitación 12' del espacio de expansión 12 puede estar ligeramente inclinada alejada de la superficie enfrentada 9” del cartucho 9 antes de la expansión, en particular por un ángulo de superior a 10 grados, tal como superior a 5 grados. Dicha ligera inclinación, es decir, la ausencia de bordes afilados en este punto, evita el desgarre o corte del envoltorio del cartucho 9' alrededor de la superficie de delimitación 12' cuando el cartucho 9 se expande en la cámara 11.

Tal como se ilustra en las figuras 2b y 2c, la parte curso arriba 7 habitualmente tiene al menos un inyector de líquido 32 para suministrar líquido hacia el cartucho 9. Cuando el envoltorio del cartucho 9' está sellado en el lado curso arriba del cartucho, tal como un inyector 32 puede tener un perforador 34 para perforar un tramo curso arriba del envoltorio 9' y un conducto de inyección de líquido 38 para inyectar líquido al cartucho 9 tras perforarlo. El inyector de líquido 32 tiene en particular una pluralidad de perforadores de inyección 34 y/o una pluralidad de conductos de inyección 38. En la realización ilustrada, los perforadores 32 tienen una disposición radial y anular en el inyector 32. En particular, 20 perforadores 34 están dispuestos de tal forma en esta realización. El sistema puede incluir más o menos perforadores.

Los perforadores de inyección 34 pueden tener una forma generalmente cónica, en particular una forma piramidal y/o prismática o cónica y/o cilíndrica, tal como una forma cónica que tiene una superficie truncada 35 que delimita un borde perforador 34'. Perforadores de inyección 34 pueden ser conducidos manualmente en el cartucho 9.

El perforador de inyección 34 puede delimitar internamente o parcialmente internamente el conducto de inyección de líquido 38. En particular, al menos un perforador 34 puede delimitar un par de conductos de fluido 38.

En una variante, la cual no se encuentra de acuerdo con la invención, tales perforadores pueden estar separados del conducto de inyección de líquido. En tal caso, los perforadores son “simples” perforadores para abrir el cartucho y no perforadores “de inyección” 34 para inyectar líquido en el cartucho, siendo el líquido no inyectado en el cartucho a través de los perforadores, pero adyacente.

El perforador 34 puede presentar una base con un pie de refuerzo que sobresale lateralmente, tal como un pie que deforma el envoltorio 9' del cartucho 9 opcionalmente sin desgarrar o cortar significativamente. Para reforzar el perforador 34 y evitar fallos por rotura, puede utilizarse dicho pie. Esto ofrece la ventaja de que no afecta la capacidad de obertura del cartucho 9 (borde de obertura y ángulo de penetración del perforador en el cartucho) y esfuerzo necesario.

Este pie puede tener un cuerpo 34” que se extiende alrededor de toda una periferia de la base y/o un cuerpo 34”' que sobresale radialmente o diametralmente o diagonalmente desde la base.

Como se ilustra en las figuras 2b y 2c, el inyector 32 tiene un sistema de anclaje 32' para anclar el inyector 32 en la parte curso arriba 7, por ejemplo, oberturas dispuestas separadas y anularmente 32' para fijar el inyector 32 con remaches y/o tornillo en la parte 7.

El inyector 32 puede proporcionarse en una cavidad poco profunda de la parte curso arriba 7. El inyector 32 está configurado habitualmente para inyectar agua bajo presión en el cartucho 9 cuando el dispositivo 1 está ajustadamente cerrado. La inyección 32 puede comprender al menos una entrada de agua y posiblemente perforadores 34.

Además, la parte curso arriba 7 habitualmente incluye un empujador de cartucho curso arriba 36 para empujar el cartucho 9 fuera de la parte curso arriba 7 en la extracción del cartucho 9. Por ello, para una extracción sencilla y fiable del cartucho 9, en particular desde perforadores 34, el empujador 36 puede disponerse de forma movible para empujar el cartucho 9 lejos del inyector 32 a medida que se reabren las partes envolventes 7, 8. Como resultado, el cartucho se desacopla de los elementos perforantes 34 y cae por gravedad desde la cámara 11. Un movimiento recíproco del empujador 36 puede coordinarse con el mecanismo conductor de las partes envolventes 7, 8. Tal empujador 36 y su incorporación en el dispositivo de extracción 1 se describe con mayor detalle en WO 2007/135135.

Un sistema 30 para abrir un tramo curso abajo del cartucho 9 y/o para filtrar la bebida puede proporcionarse. Por ejemplo, puede formarse por una pletina que comprende elementos en relieve para punzonar el cartucho durante el cierre del dispositivo o bajo el efecto de la presión que se crea dentro del cartucho durante la operación de preparación.

Un sistema 30 para abrir un tramo curso abajo del cartucho 9 puede tener elementos punzantes, por ejemplo, pasadores, pirámides y/o conos, que tienen un punto en la dirección punzante del cartucho de hasta 2 mm, en particular en el orden de 0,5 a 1,5 mm.

Especialmente cuando el tramo curso abajo del envoltorio del cartucho 9' está sellado, la parte curso abajo 8 puede incorporar un sistema de apertura 30. Dicho sistema puede incluir un o más elementos punzantes, por ejemplo, en forma de conos, pirámides, pasadores o similares.

El sistema 30 puede estar configurado generalmente como una placa.

El sistema 30 puede fijarse en una obertura 30' de la parte curso abajo 8, por ejemplo, dispuesto de forma central en medio del espacio de expansión anular 12.

Un sistema 30 en forma de una placa disco que soporta abridores de cartucho (por ejemplo, perforadores) se ilustra en la figura 1a y esquemáticamente indicado en la figura 1d. La cavidad 30' para recibir el sistema 30 se muestra en las figuras 1b y 1c. Una obertura de sujeción 30” para el sistema 30 se ilustra en la figura 1c. Por ejemplo, un pie del sistema 30 puede ser encajado por fuerza, clipado, atornillado, pegado o soldado en la obertura 30”.

El sistema perforador curso abajo 30 puede ser un sistema perforador retrasado, por ejemplo, abrir el cartucho 9 por expansión bajo presión contra el sistema 30 debido al líquido presurizado que circula al cartucho 9.

La parte curso abajo 8 puede tener una cavidad para recibir sensores de cartucho 30”', por ejemplo, para identificar la presencia y/o el tipo de un cartucho 9 colocado en el dispositivo 1. Dicho sistema de sensor de cartucho puede ser del tipo descrito en WO 2011/000723, WO 2011/000724 y WO 2011/000725.

Como se ilustra en las figuras 1b, 1c y 1d, la parte curso abajo 8 puede comprender un empujador de cartucho curso abajo 37 para ayudar a la extracción de cartucho 9 del sistema perforador 30, en particular al empujar y deformar opcionalmente sin desgarrar o cortar el cartucho 9. El empujador de cartucho 37 puede ser empujado en una dirección de empuje por un muelle de empuje 37'.

En la realización particular descrita en las figuras 1b a 1d, el empujador 37 está dispuesto para empujar en la parte periférica 9” de la cavidad de ingredientes 9”' del cartucho 9. Por ello, el empujador 37 empuja el cuerpo del ingrediente de cartucho 9 y no meramente sobre la pestaña del cartucho (posiblemente libremente deformable). En particular, cuando el dispositivo 1 tiene perforadores de cartucho curso arriba 34 y perforador de cartucho curso abajo, es preferible proporcionar un empujador de cartucho 36, 37 asociado con cada uno de los perforadores curso arriba y abajo 30, 34. Por ello, no existe un riesgo de la extracción inadecuada del cartucho 9 desde el dispositivo 1 en la reapertura del dispositivo 1.

El empujador curso arriba 36 y/o empujador curso abajo 37 puede proporcionarse en forma de un pistón, en particular un pistón linealmente movible.

El dispositivo 1, en particular la parte curso abajo 8, puede tener al menos un elemento posicionador de cartucho 39, en particular un par de elementos posicionadores, que guía el cartucho 9 en un alineamiento de preparación de cartucho 3, 3' entre las partes curso arriba y abajo 7, 8.

Por ello, el eje 3' del cartucho 9 no se lleva meramente a la altura adecuada entre las partes curso arriba y abajo 7, 8 pero también lateralmente alineado. El eje 3' del cartucho 9 se lleva para encajar el eje 3 del eje de extracción 3 de partes 7, 8. El eje 3 puede extenderse a través de la cámara 11. El eje 3' puede extenderse centralmente a través del cartucho 9, como se ilustra en la figura 1a.

El elemento posicionador 39 está situado en particular en una parte inferior periférica 9” del cartucho 9 cuando el cartucho 9 está alineado entre las partes curso arriba y abajo 7, 8. Opcionalmente, el elemento posicionador 39 puede deformar el cartucho 9 en la dirección de cierre cuando las partes curso arriba y abajo 7, 8 se mueven relativamente en la posición cerrada.

Dicho elemento posicionador 39 del cartucho evita el desalineado del cartucho 9 cuando éste está meramente soportado por el elemento de soporte 10.

Como se ilustra en las figuras 1b y 1c, el elemento posicionador 39 se proyecta ligeramente desde las partes curso arriba y abajo 7, 8 por lo que el cartucho 9 no se mantiene por el elemento posicionador 39 al abrir o cerrar el dispositivo 1. El elemento 39 tiene un tramo de contacto arqueado 39' de modo que el envoltorio arqueado 9', en particular la parte 9”, del cartucho 9 se posiciona por un solo punto de contacto o punto en el elemento 39. Por ello, al proporcionar una pareja de tales elementos de contacto 39 en combinación con el soporte 10, el posicionamiento horizontal del cartucho 9 y el alineamiento del cartucho 9 con el dispositivo de extracción 1 pueden asegurarse. Como se ilustra en las figuras adjuntas, el soporte 10 y elementos de posicionamiento 39 no están necesariamente montados en la misma parte de las partes curso arriba y abajo 7, 8. Pueden montarse en las mismas partes o diferentes. Sin embargo, sus funciones son en cierta medida diferentes: el soporte 10 sostiene el cartucho 9 contra la fuerza de gravedad y el elemento posicionador 39 ajusta el alineamiento del cartucho 9 con las partes curso arriba y abajo 7, 8 para el cierre adecuado de cartucho 9 entre estas partes 7, 8.

La invención también se refiere al uso de un cartucho 9 para un sistema 7, 8, 9 como se ha descrito anteriormente, o un método para extraer un cartucho 9 en dicho sistema.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (1) para extraer un ingrediente en un cartucho (9) al suministrar un líquido de extracción tal como agua caliente en dicho cartucho, que comprende:

- partes que envuelven el cartucho curso arriba y curso abajo (7, 8), relativamente móviles entre una posición abierta para insertar y/o extraer dicho cartucho y una posición cerrada para formar una cámara de extracción (11) que envuelve dicho cartucho durante la extracción; y

- al menos un perforador elegido a partir de un perforador curso arriba (34) llevado por la parte curso arriba (7) para abrir un tramo curso arriba de dicho cartucho y un perforador curso abajo (30) llevado por la parte curso abajo (8) para abrir un tramo curso abajo de dicho cartucho,

dicho al menos un perforador (30, 34) tiene una forma generalmente cónica, en particular una forma cónica que tiene una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34'),

en el que dicho al menos un perforador cónico (34) presenta una base con un pie de refuerzo que se extiende transversalmente alejado de dicha forma cónica, en particular un pie que tiene un cuerpo (34”) que se extiende alrededor de toda una periferia de la base y/o un cuerpo (34”') que se extiende radialmente o diametralmente o diagonalmente desde la base; en el que dicho al menos un perforador (30, 34) presenta una o más superficies de delimitación para delimitar internamente o parcialmente internamente del perforador un conducto para líquidos (38), tales como uno o más conductos de inyección de líquido (38) delimitados por un perforador curso arriba (34) para inyectar líquido en dicho cartucho tras perforarlo; y en el que la parte curso arriba (7) comprende una instalación perforadora curso arriba (32) que soporta una pluralidad de dichos perforadores curso arriba (34) y/o la parte curso abajo (8) comprende una instalación perforadora curso abajo que soporta una pluralidad de dichos perforadores curso abajo.

2. El dispositivo (1) según la reivindicación 1, en el que dicho al menos un perforador (30, 34) tiene generalmente: - forma prismática o cilíndrica, cónica por una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34'); - forma piramidal o cónica que tiene opcionalmente una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34');

- forma estrechada cónica y cilíndrica que presenta opcionalmente una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34'); o

- forma estrechada piramidal y prismática, que tiene opcionalmente una superficie truncada (35) que delimita un borde perforador (34').

3. El dispositivo según cualquier reivindicación anterior, en el que dicho al menos un perforador (30, 34) presenta un par de conductos (38).

4. El dispositivo según cualquier reivindicación anterior, que tiene un dispositivo de extracción de cartucho (36, 37) para ayudar la extracción de dicho cartucho cuando las partes envolventes (7, 8) son llevadas desde la posición cerrada a la abierta, el dispositivo de extracción de cartucho comprende un empujador curso arriba (36) para empujar dicho cartucho lejos del sistema perforador curso arriba (34) y un empujador curso abajo (37) para empujar dicho cartucho lejos del sistema perforador curso abajo (30), los empujadores del cartucho curso arriba y/o abajo (36, 37) del dispositivo (1) estando opcionalmente dispuestos para empujar y deformar dicho cartucho opcionalmente sin desgarrarlo o cortarlo.

5. El dispositivo según la reivindicación 4, en el que al menos uno de los empujadores de cartucho curso arriba y abajo (36, 37) es: empujado en una dirección de empuje, en particular por un muelle de empuje (37'): o coordinado con un mecanismo conductor de las partes curso arriba y abajo (7, 8).

6. El dispositivo según la reivindicación 4 o 5, en el que los empujadores de cartucho curso arriba y/o abajo (36, 37) tienen un movimiento de empuje:

- dicho cartucho (9) cuyo movimiento es general paralelo a una dirección de apertura y cierre de las partes curso arriba y abajo (7, 8); y/o

- dicho cartucho desde una parte periférica (12) de la cámara de cartucho (11), en particular para empujar dicho cartucho en una parte periférica (9”) de una cavidad de ingredientes (9'”) de dicho cartucho; y/o

- dicho cartucho desde una parte media de la cámara de cartucho (11), en particular para empujar dicho cartucho (9) a lo largo de un eje generalmente central de dicho cartucho.

7. El dispositivo según cualquier reivindicación anterior, que comprende un sistema de manipulación de cartucho que comprende un soporte para cartucho (10), en particular un soporte fijado o solidario con la parte curso arriba (7) o la parte curso abajo (8), para recibir y soportar dicho cartucho (9) contra la gravedad cuando se inserta y desciende bajo gravedad entre las partes envolventes en la posición abierta antes de formar la cámara de extracción (11), el sistema de manipulación comprendiendo además al menos un elemento posicionador de cartucho (39), en particular un par de elementos posicionadores, que guía horizontalmente tal cartucho (9) tras la recepción por el soporte (10) en un alineado de extracción del cartucho (3, 3') entre las partes curso arriba y abajo (7, 8), opcionalmente:

- los elementos posicionadores de cartucho (39) estando fijados o solidarios con la parte curso abajo (8) y/o teniendo un tramo arqueado (39') para contactar con dicho cartucho; y/o

- el elemento posicionador (39) estando configurado para deformar el cartucho (9) en una dirección de cierre las partes curso arriba y abajo (7, 8) cuando se mueven relativamente en la posición cerrada; y/o

- el soporte (10) que tiene una cámara de soporte (18) para recibir y mantener dicho cartucho (9) y una cámara de expulsión (19) para recibir dicho cartucho cuando las partes envolventes (7, 8) están en la posición cerrada para permitir la extracción de dicho cartucho cuando las partes envolventes son llevadas a la posición abierta, los elementos posicionadores de cartucho (39) estando por ejemplo situados o adyacentes a una parte inferior periférica de la cámara para el cartucho (11) cuando las partes envolventes (7, 8) están en la posición cerrada, en particular situados adyacentes a una parte inferior periférica (9”) de dicho cartucho (9) cuando dicho cartucho está alineado entre las partes curso arriba y abajo (7, 8).

8. Un sistema que comprende un cartucho (9) y un dispositivo (1) como se define en cualquier reivindicación anterior.

9. El sistema según la reivindicación 8, en el que dicho pie de dicho al menos un perforador (30, 34) deforma opcionalmente sin desgarrar o cortar significativamente el cartucho (9).

10. El sistema según la reivindicación 8 o 9, en el que la cámara de extracción (11) presenta un espacio de expansión confinante (12), en particular un espacio confinante delimitado por la parte curso abajo (8), que está: - desocupada por el cartucho (9) cuando las pares envolventes (7, 8) están en la posición cerrada que envuelve el cartucho; y

- ocupada por el cartucho tras la expansión provocada por la exposición del ingrediente al líquido de extracción.

11. El sistema según la reivindicación 10, en el que el espacio de expansión (12) está delimitado por una superficie (12') que está ligeramente inclinada lejos de una superficie enfrentada (9') del cartucho (9) antes de la expansión, en particular inclinada mediante un ángulo no superior a 10 grados, tal como no superior a 5 grados.

12. El sistema según la reivindicación 10 u 11, en el que el espacio de expansión (12) tiene un volumen que está: - en el rango de 1 al 10 % del volumen de la cámara de extracción (11) o del volumen de una cavidad para ingredientes (9”') del cartucho (9), en particular del rango de 1 a 5 % tal como 1,5 a 4 %, cuando las partes envolventes (7, 8) están en la posición cerrada para envolver el cartucho antes de la expansión del cartucho; y/o - ocupado por el cartucho (9) tras la expansión en un grado de al menos el 50 % del espacio de expansión (12), en particular al menos el 60 % o 70 %, tal como al menos el 80 % del espacio de expansión (12), opcionalmente al menos el 90 %, por ejemplo, al menos el 95 % o 98 %.

13. Un método de extracción de un cartucho (9) en un sistema como se define en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, que comprende abrir una parte curso arriba o una parte curso abajo del cartucho (9) con dicho perforador (30, 34) que tiene una forma generalmente cónica y una base con un pie de refuerzo que se extiende transversalmente lejos de la forma cónica.

14. Uso de un cartucho (9) para preparar en un sistema tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, o para un método de extracción de un cartucho (9) en un sistema tal como se define en la reivindicación 13.