ES2876019T3 - Cápsula con un cuerpo de la cápsula diseñado preferentemente con simetría rotacional - Google Patents

Abstract

Cápsula (1) con un cuerpo de la cápsula (2) diseñado con simetría rotacional, con una pared lateral (3) y con una base (4) diseñada de una pieza con la misma, así como con una cubierta (5) que cubre el cuerpo de la cápsula para formar al menos una cámara (6) que contiene una sustancia (7) para preparar un alimento líquido, donde para guiar un líquido a través de la cámara la cubierta forma un lado de entrada y la base forma un lado de salida, donde sobre la base (4) está dispuesto un disco de ruptura (8) que puede reventarse bajo una presión interna en la cámara, la base (4) presenta una cavidad (18) y el disco de ruptura (8) está dispuesto en la cavidad, donde sobre el disco de ruptura (8), y a una distancia con respecto al mismo, está dispuesta una base perforada (24) o una base de filtro, caracterizada porque la base (4) presenta la cavidad (18) sobre el lado orientado hacia la cámara (6), y porque el disco de ruptura presenta puntos de ruptura o líneas de ruptura (15) para la exposición de al menos una abertura al reventarse, donde los puntos de ruptura o las líneas de ruptura, en combinación con una línea de debilitamiento (16) en el disco de ruptura, están dispuestos de modo tal que la sección (17) del disco de ruptura, delimitada por los puntos de ruptura, al reventarse, puede pivotar alrededor de la línea de debilitamiento hacia abajo, contra la base.

Description

DESCRIPCIÓN

Cápsula con un cuerpo de la cápsula diseñado preferentemente con simetría rotacional

La presente invención hace referencia a una cápsula con un cuerpo de la cápsula diseñado preferentemente con simetría rotacional, según el preámbulo de la reivindicación 1. Las cápsulas de esa clase, actualmente, en particular están difundidas para ser empleadas en la preparación de café o de bebidas similares al café.

La cápsula forma un empaque individual para el transporte y el almacenamiento de la sustancia contenida dentro, y al mismo tiempo la conformación de la cápsula juega un rol importante en la preparación de la bebida en una máquina correspondiente para la preparación de bebidas. Para el almacenamiento, la cápsula debe formar una envoltura que conserve el aroma, y la misma debe proteger la sustancia contenida dentro de la humedad y de otras influencias del ambiente. La apertura de la cápsula del lado de entrada habitualmente tiene lugar mediante la penetración de la cubierta, al colocar la cápsula dentro de la máquina para la preparación de bebidas. Del lado de salida, la presión interna que se constituye en general provoca una apertura de la cápsula, de manera que el líquido inyectado puede circular a través de la sustancia. Junto con láminas auto-penetrantes, sobre el lado de salida, también ya es conocido el hecho de colocar láminas que se revienten exclusivamente bajo el efecto de la presión, sin una acción mecánica.

En la solicitud US 2008/0026121 A1 se describe una cápsula para producir un producto de bebida según el preámbulo de la reivindicación 1, la cual comprende un cuerpo de la cápsula con una salida de flujo, que en un lado externo está cerrada por un septo elástico.

En la solicitud US 2011/0005399 A1 se muestra una cápsula, en cuya base está colocada una lámina que puede ser punzada por un elemento de penetración.

En la solicitud FR 2062337 A5 se describe una cápsula, cuya cubierta es atravesada con un medio de penetración, para la introducción de gas. Debido al aumento de presión en la cápsula se rompe una lámina que cierra una salida. En la solicitud EP 2444 339 A1 se describe una cápsula que presenta una lámina y medios de penetración, de manera que la lámina es pinchada bajo presión.

Por la solicitud WO 2014/033341 se ha conocido una cápsula comparable, conforme al género, que presenta un conector de salida sobre el lado de salida. La abertura de entrada de ese conector de salida está cerrada con una lámina de ruptura en el nivel de la base, la cual se revienta bajo el efecto de la presión y libera el conector de salida. Una desventaja de esa solución reside en el hecho de que la colocación de la lámina de ruptura directamente sobre el conector de salida es muy complicada. Además, la lámina de ruptura es difícil de colocar en ese punto. Debido al diámetro reducido de la lámina de ruptura, además, el comportamiento al reventarse no puede controlarse con facilidad.

Por lo tanto, un objeto de la invención consiste en crear una cápsula de la clase mencionada en la introducción, en la cual se eviten las desventajas mencionadas. La cápsula debe poder fabricarse de forma sencilla y conveniente en cuanto a los costes, y en particular se apunta a un control mejorado del proceso de apertura en el lado de salida. Dicho objeto, según la invención, se soluciona con una cápsula que presenta las características de la reivindicación 1.

De este modo, preferentemente, un disco de ruptura que puede reventarse bajo una presión interna en la cámara está dispuesto a una distancia reducida, sobre la base. Un disco de ruptura de esa clase puede colocarse y fijarse en la base de la cápsula con facilidad. El disco de ruptura, en este caso, puede estar diseñado de forma relativamente rígida en cuanto a la forma, y puede presentar un grosor de la pared de por ejemplo 0,3 a 1 mm. De este modo, se considera ventajoso que el disco de ruptura cubra una gran parte de la superficie de proyección de la base, donde el diámetro externo del disco de ruptura preferentemente es más grande que el radio de toda la superficie base. El diámetro de la superficie base corresponde en este caso a la transición de la pared lateral hacia la base de la cápsula, independientemente de si la base disminuye de forma escalonada o cónica. La base, en este caso, igualmente puede presentar un conector de salida con una abertura de salida. No obstante, con el disco de ruptura según la invención también sería posible proporcionar aberturas de salida deseadas en la base.

El disco de ruptura, de manera ventajosa, en un borde externo circunferencial, está conectado a la base de forma estanca al líquido. El borde externo, de este modo, puede estar sellado con la base o puede estar pegado. También es posible una unión por encastre, simplificando aún más el montaje.

El disco de ruptura, sobre el lado inferior orientado hacia la base, puede presentar medios soporte, mediante los cuales el disco de ruptura, distanciado, puede apoyarse en la base. Esos medios soporte, por una parte, se utilizan para un mejor control del comportamiento al reventarse y, por otra parte, impiden que el disco de ruptura sea presionado contra la base, lo cual podría perjudicar una salida del líquido.

Además, el disco de ruptura, sobre el lado inferior orientado hacia la base, puede presentar medios de rigidización que rigidicen al menos una parte del disco de ruptura. Esos medios de rigidización se utilizan también para influenciar el comportamiento al reventarse. Los medios de rigidización y los medios soporte también pueden coincidir o pueden convertirse unos en otros.

El disco de ruptura está provisto de puntos de ruptura o de líneas de ruptura para liberar al menos una abertura definida al reventarse. Los puntos de ruptura o las líneas de ruptura pueden ser debilitaciones del material en forma de líneas, discontinuas o continuas. Con esa configuración puede determinarse de forma precisa en qué punto debe exponerse una abertura en el disco de ruptura, y cuán grande es esa abertura.

Los puntos de ruptura o las líneas de ruptura, en combinación con una línea de debilitamiento en el disco de ruptura, están dispuestos de modo tal que la sección del disco de ruptura, delimitada por los puntos de ruptura o las líneas de ruptura, al reventarse, puede pivotar alrededor de la línea de debilitamiento, hacia abajo, contra la base. La línea de debilitamiento cumple la función de una bisagra integral, alrededor de la cual gira hacia abajo la sección, separada bajo el efecto de la presión. De manera evidente, mediante una disposición correspondiente de la sección desplegable puede influenciarse también el comportamiento de flujo del líquido al abandonar la cámara. Dependiendo de la configuración y de la posición relativa de la sección desplegada, a modo de ejemplo, puede alcanzarse un flujo turbulento, que por ejemplo puede ser deseable para producir espuma.

En una configuración ventajosa, el disco de ruptura presenta una línea de debilitamiento en forma de un polígono regular, en particular de un cuadrado, y a cada lado del polígono se une un área delimitada por puntos de ruptura o líneas de ruptura, en particular en forma de un triángulo. Si el polígono está dispuesto en el centro del disco de ruptura, de manera evidente, resulta entonces una disposición en forma de una estrella de las secciones desplegables, con un movimiento pivotante simultáneo hacia el eje central longitudinal de la cápsula.

La base de la cápsula presenta una cavidad, donde el disco de ruptura está dispuesto en la cavidad. La cavidad, por una parte, se utiliza para reforzar la base de la cápsula, facilitando la colocación de otros elementos dentro de la cámara.

Además, en el conector de salida puede estar dispuesta una placa deflectora que consigue un mezclado y un espumado del líquido que sale. La placa deflectora, por ejemplo, también puede estar diseñada en forma de un vaso.

Durante un proceso de extracción, para impedir que la sustancia extraída, como por ejemplo café en polvo u hojas de té, sea arrastrada desde la cámara, sobre el disco de ruptura está dispuesta una base perforada o una base de filtro. La disposición tiene lugar distanciada con respecto al disco de ruptura.

Si sobre el disco de ruptura está dispuesta una base perforada o una base de filtro, también puede ser particularmente ventajoso que el disco de ruptura, en un borde externo circunferencial, esté conectado con la base perforada o con la base de filtro, de forma estanca al líquido. En este caso sería posible una unión por encastre o también un sellado o un pegado. Esa disposición tendría la ventaja de que la base perforada y el disco de ruptura forman una unidad pre-montada, que puede colocarse sobre la base de la cápsula. Pueden alcanzarse otras ventajas si la base perforada o la base de filtro, de manera preferente, está diseñada de una pieza con un vaso que contiene la sustancia en la cámara. Ese vaso, en el borde superior, puede presentar al menos una abertura de entrada, o el mismo puede estar cerrado con una lámina perforada o con un filtro de tela no tejida. La terminación superior del vaso también puede tener lugar directamente mediante la cubierta de la cápsula. De este modo, alrededor del vaso se forma una cámara anular, en la cual puede inyectarse el líquido.

Si sobre el disco de ruptura está dispuesta una base perforada o una base de filtro, también puede ser particularmente ventajoso que el disco de ruptura, en un borde externo circunferencial, esté conectado con la base perforada o con la base de filtro, de forma estanca al líquido.

De manera alternativa, sin embargo, también es posible que la base perforada o la base de filtro formen un disco que esté dispuesto sobre la base de la cápsula, y que toda la cámara esté llenada con la sustancia hasta las paredes laterales de la cápsula.

De manera ventajosa, el disco de ruptura se compone de un material plástico, donde el mismo puede estar fabricado como una pieza moldeada por inyección. Mediante el moldeado por inyección pueden producirse dimensiones precisas, en particular en cuanto a puntos de ruptura, líneas de ruptura o líneas débiles. Sin embargo, también sería posible fabricar el disco de ruptura de metal ligero, por ejemplo de aluminio o de una aleación de aluminio.

Con la ayuda del disco de ruptura según la invención, el comportamiento al reventarse puede controlarse sobre un espectro de presión relativamente amplio. En función del contenido, de este modo, se considera particularmente deseable la constitución de una presión interna relativamente elevada. El disco de ruptura según la invención, por ejemplo, puede reventarse a una presión interna hidráulica en la cámara de al menos 0,5 bar. Con la ayuda del disco de ruptura, la presión interna que se constituye en la cápsula, hasta reventarse, puede controlarse de forma relativamente sencilla. De manera ventajosa, esa presión interna se encuentra en un rango de entre 0,5 y 10 bar. Otras ventajas y características individuales de la invención resultan de la siguiente descripción de un ejemplo de ejecución, y de los dibujos.

Muestran:

Figura 1 una vista lateral de una cápsula según la invención,

Figura 2 un corte transversal a través de la cápsula, en el plano A-A según la figura 1.

Figura 3 una representación en perspectiva de las partes individuales de la cápsula según la figura 2, antes del armado,

Figura 4 la cápsula parcialmente seccionada, según la figura 2, en una representación en perspectiva, Figura 5 una vista superior del disco de ruptura en la cápsula, según la figura 4,

Figura 6 una vista desde abajo del disco de ruptura según la figura 5,

Figura 7 un corte transversal a través del plano F-F del disco de ruptura según la figura 5, en una representación ampliada,

Figura 8 el disco de ruptura según la figura 7, después de reventarse,

Figura 9 un corte transversal a través del plano H-H del disco de ruptura según la figura 6,

Figura 10 un cuerpo de la cápsula parcialmente seccionado en una representación en perspectiva, y Figura 11 un corte transversal a través de un ejemplo de ejecución alternativo de una cápsula, sin vaso de recepción para la sustancia.

Como puede apreciarse en las figuras 1 y 2, una cápsula indicada en general con la referencia 1, se compone de un cuerpo de la cápsula 2 en forma de un cono truncado, con una pared lateral 3 circunferencial y con una base 4. El cuerpo de la cápsula preferentemente está fabricado como una pieza moldeada por inyección, de un material plástico. El cuerpo de la cápsula está cerrado con una cubierta 5, por ejemplo por una lámina plástica o una lámina de aluminio. La cubierta, de este modo, está fijada en un reborde circunferencial 20 del cuerpo de la cápsula.

La base 4 presenta una cavidad 18, donde está formado un saliente circunferencial 22. En el centro de la base está dispuesto un conector de salida 9 con una abertura de salida 10. A continuación, mediante la figura 10 se explican particularidades con respecto al conector de salida y a la abertura de salida. En particular en la figura 1 puede apreciarse que la base, sobre el lado externo, está provista de nervaduras de rigidización que se extienden en forma de estrellas, que parten desde el conector de salida 9.

En la cámara 6 del cuerpo de la cápsula 2, un vaso 23 está fijado en el saliente 22 mediante una unión por encastre. Dicho vaso presenta una base perforada 24 y ranuras 25 en el borde superior. La cubierta 5 está sellada con el borde superior del vaso, de manera que se forma una cámara interna cerrada para la recepción de la sustancia 7. En la máquina para la preparación de bebidas, por ejemplo agua caliente se inyecta a través de la cubierta 5, hacia la cámara anular externa. La misma pasa por las ranuras 25, hacia el vaso 23, y circula a través de la sustancia 7 y la base perforada 24.

Sobre la base 4, en la cavidad 18, está dispuesto un disco de ruptura 8, cuya estructura y función se describen con más detalle a continuación. La figura 3 ilustra el orden del montaje durante la fabricación de la cápsula. De este modo, primero el disco de ruptura 8 se introduce en el cuerpo de la cápsula 2, y se conecta a la base de forma estanca al líquido. A continuación, el vaso 23 se fija sobre el disco de ruptura y se llena con la sustancia. En determinados casos incluso sería posible utilizar vasos ya llenados de forma previa. Por último, la cubierta 5 se sella con el cuerpo de la cápsula 2, así como con el borde superior del vaso 23. En la figura 4 se representan la cápsula armada y la posición precisa del disco de ruptura.

En las figuras 5 a 9 se observan particularidades de un disco de ruptura según la invención. El disco de ruptura 8 presenta un borde externo circunferencial 11, relativamente delgado, en el cual el mismo se conecta de forma fija con la base 4 de la cápsula. En el presente ejemplo de ejecución, el disco de ruptura, sobre su lado inferior, dispone de cuatro medios soporte 12 dispuestos en una división angular uniforme y diseñados aproximadamente a modo de flechas. Sobre esos medios soporte, el disco de ruptura está soportado en el área del borde, en la base 4. Además, sobre el lado inferior está dispuesta una nervadura de rigidización 14 dispuesta en forma de una cruz, que en particular rigidiza el centro del disco de ruptura 8. La nervadura de rigidización está diseñada de una pieza con otros cuatro medios soporte 13, que igualmente consiguen un apoyo en otra cavidad de la base (figura 2).

Sobre el lado superior del disco de ruptura, alineada en el centro, está dispuesta una línea de debilitamiento 16 cuadrada. Esa línea de debilitamiento se compone de un adelgazamiento considerable del grosor de la pared, como se muestra en la figura 7. A cada borde lateral del cuadrado se une una línea de ruptura 15 en forma de una flecha, de manera que en conjunto se delimita una sección de material 17 que puede romperse. La línea de ruptura 15 se compone de un debilitamiento del grosor de la pared, que en comparación con la línea de debilitación 16 está diseñada de manera que tan sólo permanece una película de material muy delgada.

La nervadura de rigidización 14 en forma de una cruz está dispuesta sobre el lado inferior del disco de ruptura, de manera que los ángulos de la línea de debilitamiento 16 cuadrada se cortan sobre el lado superior. De ese modo, la sección del disco de ruptura 8, delimitada por la línea de debilitamiento 16, forma una placa rígida, en la cual están articuladas las secciones 17 que pueden romperse. Al alcanzarse la presión de apertura deseada, las líneas de ruptura 15 se rompen y las secciones de material 17 se giran en la dirección de la flecha a, hacia abajo, hacia la base, como está representado en la figura 8. De ese modo, en el ejemplo de ejecución mostrado, quedan expuestas cuatro aberturas 26 en forma de estrellas. En donde las secciones 17 situadas de forma oblicua provocan un flujo radialmente hacia el exterior, en la dirección de la flecha b.

Naturalmente sería posible cualquier otra configuración de las aberturas 17 que pueden romperse. De este modo, por ejemplo, las secciones también podrían desviarse de manera que se logre un flujo hacia el centro de la cápsula. También podría alcanzarse un flujo turbulento si las secciones giraran en el mismo sentido alrededor del centro del disco de ruptura.

Como puede apreciarse en la figura 10, la abertura de salida 10 se extiende de forma anular alrededor de una placa deflectora 19 en forma de un vaso, en el conector de salida 9. Esa placa deflectora es sostenida por barras de retención 27 individuales que conectan la pared lateral de la placa deflectora con la pared interna del conector de salida 9. Naturalmente, esa placa deflectora también podría presentar otra configuración, o la misma también podría reemplazarse por otro deflector de flujo.

La figura 11 muestra un ejemplo de ejecución alternativo de una cápsula, en donde, sin embargo, la base perforada 24, a diferencia del ejemplo de ejecución según la figura 2, no está provista de un vaso de recepción. La base perforada forma aquí un disco que, con una unión por encastre, está fijado sobre la base 4 de la cápsula. La sustancia 7 llena aproximadamente toda la cámara 6 y se extiende hasta la pared lateral circunferencial 3 de la cápsula. La cubierta 5 está arqueada de forma cóncava hacia el interior. El disco de ruptura 8 está conectado aquí igualmente a la base 4 rebajada. Al igual que en el ejemplo de ejecución según la figura 2, sin embargo, también sería posible que el disco de ruptura estuviera conectado con el lado inferior de la base perforada, de forma estanca al líquido.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Cápsula (1) con un cuerpo de la cápsula (2) diseñado con simetría rotacional, con una pared lateral (3) y con una base (4) diseñada de una pieza con la misma, así como con una cubierta (5) que cubre el cuerpo de la cápsula para formar al menos una cámara (6) que contiene una sustancia (7) para preparar un alimento líquido, donde para guiar un líquido a través de la cámara la cubierta forma un lado de entrada y la base forma un lado de salida, donde sobre la base (4) está dispuesto un disco de ruptura (8) que puede reventarse bajo una presión interna en la cámara, la base (4) presenta una cavidad (18) y el disco de ruptura (8) está dispuesto en la cavidad, donde sobre el disco de ruptura (8), y a una distancia con respecto al mismo, está dispuesta una base perforada (24) o una base de filtro, caracterizada porque la base (4) presenta la cavidad (18) sobre el lado orientado hacia la cámara (6), y porque el disco de ruptura presenta puntos de ruptura o líneas de ruptura (15) para la exposición de al menos una abertura al reventarse, donde los puntos de ruptura o las líneas de ruptura, en combinación con una línea de debilitamiento (16) en el disco de ruptura, están dispuestos de modo tal que la sección (17) del disco de ruptura, delimitada por los puntos de ruptura, al reventarse, puede pivotar alrededor de la línea de debilitamiento hacia abajo, contra la base.

2. Cápsula según la reivindicación 1, caracterizada porque la base (4) presenta un conector de salida (9) con una abertura de salida (10).

3. Cápsula según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el disco de ruptura (8), en un borde externo circunferencial (11), está conectado a la base (4) de forma estanca al líquido.

4. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el disco de ruptura (8), sobre el lado inferior orientado hacia la base (4), presenta medios soporte (12, 13), mediante los cuales el disco de ruptura, distanciado, puede apoyarse en la base.

5. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el disco de ruptura (8), sobre el lado inferior orientado hacia la base, presenta medios de rigidización (14), que rigidizan al menos una parte del disco de ruptura.

6. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el disco de ruptura (8) presenta una línea de debilitamiento (16) en forma de un polígono regular, en particular de un cuadrado, y porque a cada lado del polígono se une un área delimitada por puntos de ruptura o líneas de ruptura (15), en particular en forma de un triángulo.

7. Cápsula según la reivindicación 2 y una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada porque en el conector de salida (9) está dispuesta una placa deflectora (19).

8. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el disco de ruptura, en un borde externo circunferencial (11), está conectado a la base perforada (24) o a la base de filtro, de forma estanca al líquido.

9. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la base perforada (24) o la base de filtro preferentemente está diseñada de una pieza con un vaso (23) que contiene la sustancia (7) en la cámara (6).

10. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el disco de ruptura (8) está fabricado de material plástico, en particular como una pieza moldeada por inyección.

11. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el disco de ruptura (8) se revienta a una presión interna hidráulica en la cámara (6) de al menos 0,5 bar.

12. Cápsula según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el diámetro externo del disco de ruptura (8) es más grande que el radio de toda la superficie base.