PT1310199E - Dispositivo e método para a selecção e a extracção de uma cápsula para a preparação de uma bebida - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO E MÉTODO PARA A SELECÇÃO E A EXTRACÇÃO DE UMA CÁPSULA PARA A PREPARAÇÃO DE UMA BEBIDA" A presente invenção refere-se a um dispositivo para a preparação de uma bebida, a partir de cápsulas contendo uma substância a ser extraída, num sistema de extracção do dispositivo. A presente invenção refere-se, mais particularmente, à selecção e ao carregamento de uma cápsula num destes dispositivos. É conhecida a preparação de bebidas, tais como o café, a partir de cápsulas contendo uma dose predeterminada de café torrado moído. As cápsulas apresentam a vantagem de facilitar as operações de preparação da bebida, assegurar uma preparação limpa, sem resíduo de borra visível, e controlar perfeitamente o doseamento e a qualidade do produto preparado, de uma forma reprodutível.

De um modo geral, o princípio da extracção de uma cápsula consiste em (i) encerrar a cápsula num invólucro resistente à pressão, (i i) perfurar uma das faces da cápsula, de um modo geral, por meio de ponta(s) ou lâmina (s) situada (s) numa peça compreendendo uma chegada de água geralmente chamada "chuveiro", (iii) introduzir uma quantidade da água quente na cápsula de forma a criar um ambiente sob uma pressão de vários bars no interior do elemento, para produzir o extracto líquido de café e, em seguida, (iv) libertar o extracto líquido do café através da face oposta da cápsula que, em contacto com peças salientes, 1 se abre sob o efeito da pressão interna criada na cápsula. A vantagem deste principio de extracção a partir de cápsulas vem do facto das condições de extracção (em particular, temperaturas, pressões, tempos) poderem ser controladas devido ao facto que as cápsulas estarem perfeitamente calibradas, tanto no seu conteúdo como na sua embalagem.

Na maioria dos dispositivos de extracção do comércio, o carregamento das cápsulas é feito de forma manual e individual no porta-cápsulas de extracção; que, de um modo geral, corresponde à peça de base de onde se escoa, em seguida, o extracto liquido. 0 porta-cápsulas pode apresentar-se sob diferentes formas; de um modo geral na forma de uma colher de acoplamento por baioneta do tipo daquelas das máquinas expresso tradicionais ou ainda na forma de maxilas móveis que se fecham sob a acção de um mecanismo de junta articulada. Existem também sistemas de carregamento em cápsulas do tipo de gaveta móvel susceptíveis de transportar a cápsula num movimento de carregamento simplificado, linear horizontal ou outro, no sistema de extracção. Um sistema destes é descrito no pedido europeu co-pendente número 00110102.1 pertencente ao depositante. No entanto, estes sistemas apenas podem ser abastecidos com um número limitado de cápsulas, colocadas no sistema pelo próprio utilizador.

Existe, no entanto, uma necessidade de assegurar uma alimentação em cápsulas a partir de uma reserva de cápsulas que não necessite de uma manipulação directa da cápsula mas que, pelo contrário, favoreça a disposição, de forma mais automatizada, das cápsulas no sistema de extracção. Existe também uma necessidade de disponibilizar reservas de cápsulas de natureza idêntica ou, pelo contrário, diferentes, oferecendo ao 2 mesmo tempo uma grande facilidade de carregamento. Determinados sistemas já foram descritos em publicações de patentes. Por exemplo, o pedido de patente suiça N°. 471570 refere-se a máquinas automáticas de café, compreendendo um mecanismo de aquecimento e de doseamento de água, um mecanismo de armazenamento dos cartuchos de carga, contendo pó de café, que coopera com um disco que recebe e transporta os cartuchos, para os colocar em frente de uma boca de descarga de água quente e para fazer sair os cartuchos, após a infusão; sendo todos estes mecanismos accionados por motores em configuração sincronizada. Os cartuchos são transportados individualmente, a partir de tremonhas, num disco perfurado, até uma saida de água sob pressão. Um tal dispositivo é rudimentar e não está concebido para alimentar um sistema de extracção moderno em que o invólucro se fecha totalmente sobre a cápsula para realizar a extracção em condições de pressão, tempos e temperaturas perfeitamente controladas e reprodutíveis. Por outro lado, a ejecção do cartucho para fora do disco necessita de desalojar o cartucho do disco por elevação do cartucho, o que pode colocar problemas de encravamento e de recuperação. O pedido de patente europeia N°. 1046366 refere-se a um dispositivo para a alimentação de porções de café moido numa unidade de extracção que tem um carregador permitindo acomodar uma multiplicidade de porções do café e meios de descarga das porções individuais no dispositivo de alimentação. O sistema de descarga das cápsulas é relativamente complexo e utiliza diversos pares de portas accionáveis por pares de elementos de accionamento, eles próprios comandados por um electroiman. Cada série ou tubo de porções de café possui os seus próprios elementos de descarga, tornando o sistema relativamente complicado, pouco racional e dispendioso. Por outro lado, o 3 sistema requer uma grande precisão e uma sincronização perfeita do movimento dos elementos de descarga que devem funcionar ao mesmo tempo, para evitar qualquer encravamento das porções de café no sistema. De acordo com as repetições e o desgaste das peças, tal sistema pode mostrar-se pouco fiável e sujeito a falhas mais ou menos sérias. Uma outra desvantagem vem do facto de a câmara de extracção que recebe a porção ter de rodar sobre o lado para se alinhar com a direcção do suporte de extracção e, em seguida, levantar-se para encontrar o referido suporte num movimento linear. A combinação repetida de movimentos complexos segundo diversos eixos é susceptivel de afectar a precisão do sistema de extracção, modificar as condições da extracção no decurso do tempo, favorecer o desgaste prematuro das peças mecânicas e diminuir, desta forma, a fiabilidade, tal como a duração do dispositivo. Uma outra desvantagem vem do facto da extracção ser feita de baixo para cima, com saida do liquido extraído pela parte de cima do suporte de extracção; o que obriga a prever um tubo de transporte até ao local de enchimento da taça. Tal configuração põe problemas de esvaziamento do líquido. 0 pedido de patente EP 1089240 A2 refere-se a uma máquina automática de bebidas que tem um mecanismo de transferência para mover um cartucho de uma parcela de armazenamento para uma parcela de extracção da bebida. Tal dispositivo é, no entanto, complexo porque utiliza um deslocamento controlado segundo vários eixos de translação X, Y, Z. Além disso, o cartucho não é libertado, mas mantido no lugar no momento da extracção. O pedido de patente EP 1002490 AI refere-se a uma máquina de distribuição de bebidas para a infusão de cartuchos que são movidos, a partir de um empilhamento de cartuchos por um meio de 4 expulsão que funciona sob a forma de um cursor. Tal dispositivo é concebido para uma colocação sobre uma superfície de recepção plana. As forças de fricção geradas podem também prejudicar a precisão da colocação.

Um dos objectivos da invenção é propor um dispositivo de preparação de bebidas que visa superar as desvantagens dos dispositivos conhecidos da técnica anterior.

Um dos objectivos da invenção é, portanto, propor um dispositivo de preparação de bebidas que integre uma função da selecção de cápsulas que esteja associada um sistema de extracção de cápsulas, para permitir a extracção em circunstâncias óptimas.

Um outro objectivo é melhorar o carregamento da cápsula após a sua selecção, em particular, a sua transferência e a sua extracção e, possivelmente, a sua ejecção de forma fiável, rápida e automatizada.

Um outro objectivo visa uma utilização mais fiável e sem problemas de escoamento e de descarga do líquido extraído.

Estes objectivos são alcançados com um dispositivo de preparação de bebidas, a partir de cápsulas que contêm uma substância a ser extraída, num sistema de extracção para a preparação de bebidas que compreende um sistema de armazenamento, compreendendo cápsulas ordenadas segundo várias séries, um meio de captura para capturar individualmente uma cápsula numa série e para libertar a cápsula num sistema de extracção; caracterizado por o meio de captura ser móvel entre o sistema de armazenamento e o sistema de extracção e estar 5 configurado de forma a ocupar, pelo menos, duas posições, sendo uma primeira posição de recepção em que a cápsula é retida pelo meio de captura e pode ser transferida pelo meio de captura e uma segunda posição de libertação em que o meio de captura pode ser accionado para se abrir, de forma a libertar a cápsula do meio de captura.

De um modo preferido, o meio de captura é accionado para abrir, de forma a libertar a cápsula no sistema de extracção que está configurado para se fechar sobre a cápsula. Após a libertação, a cápsula é tratada pelo sistema de extracção sem interacção mecânica significativa com o meio de captura. Desta independência, resulta um sistema de extracção autónomo, portanto susceptivel de assegurar condições de extracção de forma controlada e reprodutível.

De um modo preferido, o meio de captura liberta a cápsula no sistema de extracção de forma coordenada, em resposta ao fecho do sistema de extracção em torno da cápsula. Deste modo, o tempo de carregamento da cápsula e de fecho do sistema de extracção é reduzido de forma significativa.

Além disso, de uma forma vantajosa, estão previstos meios de accionamento de abertura do meio de captura que solicitam uma primeira vez o meio de captura em abertura, para libertar a cápsula no sistema de extracção e, em seguida, uma segunda vez em abertura, para libertar a cápsula numa zona da ejecção depois de o meio de captura ter recuperado a cápsula gasta no sistema de extracção. Desta forma, o mesmo meio é utilizado, de uma forma vantajosa, para efectuar, ao mesmo tempo, a troca e a ejecção da cápsula para fora do sistema. 6

Numa configuração preferida, o meio de captura inclui um par de maxilas, móveis entre uma posição suficientemente fechada para reter a cápsula e uma posição afastada que liberta a cápsula. 0 par de maxilas é, de um modo preferido, accionável de forma elástica na abertura, por afastamento, através de uma ponta que activa as referidas maxilas por deslocamento relativo da ponta, relativamente a uma zona de afastamento das maxilas. De uma forma preferida, as maxilas apresentam superfícies de apoio sobre as quais a cápsula pode repousar, pelo menos em parte, para permitir a sua transferência sem danos. Numa modalidade preferida, o par de maxilas está montado de forma móvel para rotação, de modo a poder deslocar-se entre o sistema de armazenamento e o sistema de extracção.

De forma a realizar uma coordenação perfeita entre o meio de captura e o sistema de extracção, o par de maxilas é deslocável relativamente à ponta para libertar a cápsula, por pressão realizada, pelo menos por um órgão de pressão, que se desloca em ligação com uma peça móvel do sistema de extracção, durante o fecho do meio de extracção em torno da cápsula.

Numa configuração preferida, a cápsula gasta é eliminada, após a extracção, pelo mesmo meio de captura utilizado para a colocação da cápsula no sistema de extracção. Para tal, as maxilas são accionáveis em abertura numa zona da ejecção após a realização da extracção da cápsula e o deslocamento do meio de captura para uma zona intermédia, entre a zona de extracção e a zona de carregamento. A abertura das maxilas em afastamento na zona de ejecção, para libertar a cápsula gasta, é realizada, de um modo preferido, por um meio de excêntricos que desloca a ponta. Tal meio do tipo de excêntricos é accionável, de forma ciclica, em função do deslocamento do meio de captura e da sua 7 posição, o que simplifica o controlo da abertura e do fecho das maxilas. A invenção refere-se também a um método de selecção e carregamento de uma cápsula para a preparação de uma bebida num sistema de extracção, a partir de uma zona de armazenamento compreendendo diversas séries de cápsulas, que inclui a selecção e a captura de uma cápsula entre uma das séries de cápsulas, a transferência desta cápsula num sistema de extracção, a extracção desta cápsula no sistema de extracção, caracterizado por a cápsula ser capturada e, em seguida, libertada no sistema de extracção que pode ser fechado em torno da cápsula.

De um modo preferido, a cápsula é libertada no sistema de extracção por um meio de captura, num movimento de desobstrução que não gera interacção mecânica entre o sistema de extracção e o meio de captura. De um modo preferido, a cápsula é libertada pelo meio de captura por deposição da cápsula sobre uma peça de recepção do sistema de extracção, resultante de um movimento de aproximação vertical e de desobstrução lateral do meio de captura. Deste modo, obtêm-se um posicionamento preciso da cápsula no sistema de extracção, permitindo um fecho em torno da cápsula por um sistema de extracção autónomo.

De um modo preferido, a cápsula gasta é recuperada e, em seguida, transferida para uma zona de ejecção para ser novamente libertada. Além disso, a cápsula no sistema de extracção está coordenada com o fecho do sistema e, de forma reciproca, a recuperação da cápsula gasta no sistema de extracção está coordenada com a reabertura do sistema de extracção.

Estas caracteristicas e as suas vantagens bem como outras possíveis poderão ser melhor compreendidas à luz da descrição que segue e dos desenhos em anexo: A Fig. 1 é uma vista geral em perspectiva de um dispositivo de extracção com sistema de carregamento automático em cápsulas, de acordo com a invenção, numa configuração revestida; A Fig. 2 é uma vista geral em perspectiva de um primeiro lado do mesmo dispositivo, mas representando os elementos mecânicos do dispositivo, sem revestimento externo e sem a parte de controlo do dispositivo; A Fig. 3 é uma vista geral semelhante àquela da Fig. 2, mas de um segundo lado do dispositivo; A Fig. 4 é uma vista superior do dispositivo; A Fig. 5 é uma vista em corte segundo A-A da Fig. 4; A Fig. 6 mostra, esquematicamente, a disposição entre o sistema de captura e o sistema de armazenamento do dispositivo; A Fig. 7 é uma vista em perspectiva do sistema de captura e controlo; A Fig. 8 é uma vista de um pormenor da Fig. 7, sem cárter; A Fig. 9 é uma vista frontal da Fig. 7; A Fig. 10 é uma vista em perspectiva parcial do dispositivo 9 numa configuração fechada de extracção; A Fig. 11 é uma vista em corte esquemático segundo B-B da Fig. 10, numa configuração aberta do sistema de extracção; A Fig. 12 é uma vista em corte esquemático segundo B-B da Fig. 10, numa configuração fechada do sistema de extracção; A Fig. 13 é uma vista em perspectiva do dispositivo numa configuração de ejecção da cápsula; A Fig. 14 é uma vista em perspectiva pormenorizada parcial do sistema de captura; A Fig. 15 é uma vista semelhante à Fig. 14, mas segundo um ângulo de perspectiva diferente. O dispositivo da extracção segundo a invenção representado na Fig. 1 é uma máquina de distribuição de café e/ou outras bebidas, para a preparação de bebidas por extracção de uma substância alimentar contida em cápsulas pré-doseadas. O dispositivo inclui um armário 10, de forma ao mesmo tempo decorativa e funcional, que encerra os elementos essenciais do sistema de extracção, selecção e comando do dispositivo. Na parte posterior do armário encontra-se um sistema de armazenamento 2 equipado com uma multiplicidade de tubos 20, 21, 22 e 23, contendo séries de cápsulas a extrair. Na frente do armário foi configurada uma zona de serviço 11, compreendendo um suporte estável 12 destinado a receber um ou mais recipientes para recolher a bebida. Está previsto um quadro de comando 13 na frente do armário que é fornecido com teclas permitindo a selecção de uma bebida correspondente às várias escolhas em 10 cápsulas disponíveis no dispositivo de armazenamento. Determinadas teclas podem também corresponder a determinadas misturas possíveis obtidas por meio de mais do que uma cápsula seleccionada. 0 dispositivo é alimentado em electricidade por uma alimentação eléctrica 15 e em água por uma conduta de água 16.

Com referência às Fig. 2 a 5, o dispositivo segundo a invenção compreende uma base principal 30 sobre a qual está montado um sistema de armazenamento 2, sob a forma de carrossel, compreendendo vários tubos de recarga 20-23 que estendem verticalmente e arranjados em conjunto numa disposição orbital fechada. Cada tubo forma um espaço interno orientado verticalmente, adaptado para alojar uma série de cápsulas empilhadas uma sobre as outras, de forma livre, no tubo de recarga. Os tubos de recarga podem ser solidários uns com os outros de forma a constituir uma unidade relativamente rígida quando o carrossel é posto em rotação. Para tal, cada tubo está ligado longitudinalmente em ambos os lados aos tubos próximos por travessas de ligação 24. Como mostrado na Fig. 5, os tubos de recarga estão ligados entre si e à sua base inferior por um meio central de ligação 25 que se estende para baixo segundo uma haste do eixo central 26, em ligação em rotação com a base 30. Estão previstos meios de accionamento 27 para accionar o eixo central 26 em rotação. Estes meios podem compreender, como representado na Fig. 5, rodas de engrenagem 270, 271 e um motor eléctrico 272 que está ligado à placa 30 de base. Segundo uma variante possível, os meios de accionamento podem compreender um excêntrico do tipo "cruz de Malta" cuja função é assegurar uma rotação precisa por quarto de volta dos tubos de recarga.

Para assegurar uma estabilidade do conjunto bem como uma 11 retenção das cápsulas nos tubos em posição de armazenamento, está previsto um meio de suporte de tubo 28 sobre o qual se apoia o meio central de ligação 25. 0 meio de suporte de tubo 28 é uma placa-suporte fixa e solidária com a base principal 30 por meios de travessa (não representados). A placa-suporte 28 é atravessada, de forma deslizante, pelo eixo central do carrossel 26 de forma a permitir ao carrossel; isto é, ao conjunto formado pelos tubos de recarga 20-23 e os seus meios de ligação 25, 26, ser móvel em rotação segundo um eixo vertical central O, relativamente à placa-suporte 28 que está fixa relativamente à base 30. Os tubos de recarga 20-23 podem, deste modo, ser deslocados segundo um trajecto circular I, em órbita em torno do eixo O, como representado esquematicamente na Fig. 6. Os tubos são, deste modo, móveis entre uma configuração de suporte das cápsulas por uma placa-suporte 28, em direcção a uma configuração de pré-selecção, correspondente a uma passagem 29 praticada na placa-suporte 28; cuja passagem 29 está inscrita em intersecção relativamente a um arco determinado do trajecto orbital I. A passagem 29 proporciona, deste modo, uma abertura inferior na placa-suporte 28 para um tubo de recarga da série; no caso o tubo 22, no exemplo da Fig. 6.

As Figs. 5 a 8 ilustram o meio de captura 4 que serve para capturar uma cápsula pré-seleccionada no sistema de armazenamento 2. Por cápsula pré-seleccionada, compreende-se uma cápsula 90 que se encontra na posição inferior no tubo, relativamente à passagem 29. O meio de captura 4 inclui uma placa de obturação 40 dotada de uma abertura 41 suficiente para a passagem livre de uma cápsula situada em frente desta. Por baixo desta placa 40 encontra-se um elemento articulado que pode ocupar, pelo menos, duas posições, sendo uma posição de retenção, permitindo reter a cápsula e uma posição de 12 libertação, permitindo libertar a cápsula. Tal elemento é, de um modo preferido, um par de maxilas 42 que se move de uma forma solidária com a placa de obturação, segundo um eixo central de rotação 0' paralelo e deslocado relativamente ao eixo 0 do carrossel. Para tal, as maxilas 42 e as placas 40 são montadas numa haste central 46. A placa de obturação e as maxilas são accionadas em rotação por meio de um conjunto de accionamento compreendendo um motor 43 que acciona por meio de uma correia 44 um pinhão central 45, ele próprio solidário com a haste 46, como mostra a Fig. 3.

Compreende-se que o meio de captura 4, simplificado voluntariamente na Fig. 6, é móvel segundo um segundo trajecto circular I' que corta o primeiro trajecto circular I do sistema de armazenamento 2. Mais exactamente, os elementos essenciais de captura que são a abertura 41 e as maxilas 42 são móveis, em conjunto, segundo o trajecto I, de forma a encontrar-se no momento da captura em frente da passagem 29 da placa-suporte de tubos 28. Para tal, a placa de obturação 40 é colocada em recobrimento da passagem 29, de tal forma que serve, deste modo, para reter o empilhamento das cápsulas do tubo em posição na passagem 29 até o momento em que a sua abertura discreta 41 é colocada em posição alinhada relativamente ao tubo pré-seleccionado, isto é, na intersecção dos trajectos orbitais I-I'. O sistema de captura 4 será agora descrito com mais pormenor. Como mostra a Fig. 8, as maxilas 42 deste sistema são mantidas na posição fechada sob a acção de uma mola 47. A mola actua por efeito de compressão nas peças opostas 420, 421 dos elementos de aperto 422, 423 das maxilas, de forma a aproximar estes e oferecer, deste modo, uma zona de rebordo de apoio 48 para a cápsula 90. Sob as maxilas 42 são colocados meios de controlo 5 das maxilas na abertura e no fecho. Os meios de comando estão alojados com movimento deslizante num cárter 54 solidário com a base 30 (visivel nas Figs. 5 e 7) . A própria haste 46 está montada para rodar na base do cárter, por um lado, e prolonga-se para cima para participar no accionamento do dispositivo de extracção que será explicado mais à frente. As maxilas 42 são mantidas em apoio contra a superfície inferior da placa de obturação 40 por meio de uma mola de compressão 59, alojada no cárter sob o efeito de compressão da mola e na ausência de uma força oposta de compressão nas maxilas, as maxilas 42 permanecem sensivelmente em contacto com a placa de obturação 40. Como será explicado mais à frente, está efectivamente prevista uma força de compressão sobre as maxilas 42, para comandar a abertura das maxilas em condições particulares.

Os meios de comando 5 que permitem comandar o sistema de

captura de cápsulas, compreendem um elemento tubular ou cilindro 50 guiado em translação ao longo de uma base cilíndrica 49 das maxilas, por meio de uma orientação do tipo com nervura/ranhura 51. O cilindro 50 é, portanto, móvel em translação de baixo para cima e, reciprocamente, ao longo da base inferior 49 das maxilas, mas está impedido de rodar relativamente a esta. A extremidade superior do cilindro termina numa ponta 52 que está alinhada entre as maxilas 42 como mostra a Fig. 9. A ponta 52 actua sobre uma zona de afastamento 424 das maxilas na base destas. Na extremidade oposta do cilindro, o cilindro coopera com o cárter por meio de um mecanismo do tipo com excêntricos 55 que permite que o cilindro 50 se mova de baixo para cima e

reciprocamente, de forma ciclica, por ocasião de cada rotação dos meios de captura 4 em torno da haste 46 do eixo θ'. O mecanismo 55 inclui uma superfície de excêntricos 56 inscrita na 14 secção tubular do cilindro, que coopera com um dedo radial fixo 57 no cárter 54 e de forma solidária com este. A superfície de excêntricos 56 possui uma parte desobstruída 580, como mostra a Fig. 8, e na qual o dedo 57 não aplica nenhuma força de apoio e uma parte em relevo 581, oposta à parte desobstruída 580, na qual o dedo aplica uma força de apoio. Quando o cilindro é orientado de forma a que a parte desobstruída 580 esteja em correspondência com o dedo 57, o cilindro permanece na posição inferior e a sua ponta 52 não aplica nenhuma força de afastamento sobre as maxilas, de forma que estas permanecem fechadas. Esta posição corresponde à posição de captura de uma cápsula da Fig. 7 e 8, bem como à posição de transferência. Pelo contrário, quando o cilindro é orientado de forma que a parte em relevo esteja em contacto com o dedo 57, o cilindro é empurrado para cima por efeito de apoio do dedo sobre a parte em relevo, de forma que a ponta provoca uma força de afastamento sobre as maxilas. Esta posição corresponde à situação de ejecção de uma cápsula depois da sua extracção, como será explicado mais à frente em pormenor.

Como mostram as Figs. 3 a 5, o dispositivo está dotado de um sistema de extracção 7 que se situa na extremidade oposta do sistema de armazenamento 2, relativamente à haste de rotação 46 do eixo 0' dos meios de captura. O sistema de extracção está dotado de um conjunto de extracção composto por uma cabeça de extracção ou bloco móvel 70. O bloco 70 é formado por uma cavidade aberta 79, vulgarmente chamada "chuveiro", compreendendo pontas que permitem a perfuração da cápsula, bem como uma chegada de água quente (não representada). O sistema de extracção 7 tem também uma base de extracção fixa 71, compreendendo um órgão de libertação do extracto 72. Este órgão 72, como é sabido, é montado directamente sobre a base 30. 15

Possui uma placa de repartição de pressão 74, necessária para abrir a cápsula e uma conduta 75 de escoamento do extracto líquido. O bloco 70 está montado em translação, por um lado, ao longo da haste 46 e, por outro, ao longo de uma haste adicional 86. Um motor central 76 montado numa estrutura 78 ligada às hastes 46, 86, acciona o bloco 70 em abertura-fecho, relativamente ao órgão de extracção 72, fixo através de um conjunto de engrenagens 77 destinadas a repartir as forças de accionamento do motor sobre os dois lados das hastes 46, 86.

Finalmente, o dispositivo da extracção 7 inclui órgãos de pressão 790, 791 ligados à parte inferior da estrutura móvel 78, cujo papel é comandar a abertura das maxilas 42 quando estas são deslocadas com uma cápsula para a frente do dispositivo de extracção, para libertar a sua cápsula. Para tal, os órgãos de pressão 7 90, 7 91 têm a estrutura de hastes em que cada uma se destina a apoiar-se sobre uma das maxilas, por ocasião da descida do subconjunto superior de extracção 70 para o fecho da cápsula. Deve notar-se que a placa de obturação 40 está dotada de furos 401, 402 visíveis na Fig. 2 que permitem a passagem, através desta, dos órgãos de pressão 790, 791. Os órgãos de pressão 790, 791 actuam sobre as maxilas para coordenar a sua abertura com o fecho do dispositivo de extracção, obtido pela descida do bloco de extracção móvel 70. Na extremidade de apoio de cada órgão de pressão 790, 791 está colocado, de uma forma vantajosa, um rodízio orientado na direcção do movimento de abertura-fecho das maxilas, de forma a não obstruir o movimento das maxilas. A invenção será agora descrita no seu funcionamento, com o objectivo de compreender melhor o papel de cada elemento e a forma como estes elementos interagem. 16 1^ correspondente:

Escolha de uma bebida e selecção de uma cápsula 0 consumidor faz a escolha de uma bebida premindo um dos botões situados sobre o quadro de comando 13 do armário principal do dispositivo (Fig. 1) . 0 sinal correspondente à escolha é enviado para um sistema de controlo central (não ilustrado) do dispositivo que trata este sinal e comanda o deslocamento do sistema de armazenamento 2. A determinação do tubo que corresponde à selecção pode ser tratada de várias formas. De um modo preferido, a determinação é feita por um código electrónico colocado em cada tubo, que pode ser lido por um dispositivo de leitura do dispositivo. 0 código pode ser um código de barras, um código de radiofrequência ("RFID"), ou qualquer outro meio de codificação equivalente, que possa conter informações de identificação sobre a natureza das cápsulas contidas no tubo. Um outro meio de determinação pode consistir num sistema de determinação de cores, por meio de um ou mais sensores de cores situados na zona de passagem. Os tubos podem ser transparentes e conter as cápsulas de cor que são determinadas pelos sensores no momento da passagem do tubo. Um outro meio de determinação mais simples pode consistir numa iniciação dos tubos e, em seguida, uma contagem de avanço por meio de um contador. 0 meio de determinação também pode compreender micro-interruptores, ou electroimanes, que permitam controlar a paragem do motor. 0 carrossel é deslocado por acção do motor 272 comandado pelo controlador, até o momento em que o tubo determinado e seleccionado chega ao ponto de intersecção de 1-1' . 0 17 controlador pára o motor e o tubo seleccionado está em posição de pré-selecção. Se a escolha corresponder a uma cápsula que corresponde a um tubo já em posição de pré-selecção, o controlador reconhece isso e o motor 272 não é activado. 2. Captura de uma cápsula e transferência para o sistema de extracção:

Na etapa seguinte, o sistema de captura 4 é deslocado por comando do controlador, a partir de uma posição de ejecção que será pormenorizada mais à frente, até uma posição de captura da cápsula situada no tubo pré-seleccionado. Para tal, o controlador comanda o arranque do motor 43 que acciona, em seguida, a placa de obturação 40 e as maxilas 42, em conjunto, até à posição de captura. A posição da captura corresponde à posição em que a abertura discreta 41 da placa de obturação 40 coincide verticalmente com a abertura inferior do tubo pré-seleccionado. Uma vez nesta posição, o controlador pára o motor 43. A cápsula 90 na posição inferior no tubo cai, devido à gravidade, através da abertura e é retida em apoio sobre as bordas do apoio 48 do par de maxilas 42 posicionadas por baixo. A maxila está, neste caso, em posição fechada. Para tal, o cilindro 50 está na posição baixa como na Fig. 8, estando a parte desobstruída 580 da superfície de excêntricos orientada para o lado do dedo fixo 57 no cárter. Deve notar-se que o espaço entre as maxilas e a placa de obturação 40 é apenas suficiente para a espessura de uma cápsula. Deste modo, as outras cápsulas situadas no tubo são mantidas empilhadas sobre a cápsula capturada. A placa de obturação 40 serve como elemento de separação, depois da rotação entre a cápsula capturada e o resto do empilhamento contido no tubo. Pode considerar-se a 18 adição de um elemento de separação adicional para permitir a descida da cápsula seleccionada através da placa de obturação sem que ela tenha de suportar todo o peso da pilha. Isso facilita a descida, reduzindo o risco de obstrução. A etapa seguinte consiste em transferir a cápsula capturada na maxila até ao sistema de extracção. Para tal, o sistema de captura 4 é reactivado em rotação pelo motor 43 sob o comando do controlador. 3. Libertação de uma cápsula no dispositivo de extracção:

As Figs. 10 a 12 ilustram a etapa de libertação de uma cápsula no sistema de extracção. A cápsula é colocada pelas maxilas 42 em frente do bloco inferior fixo de extracção 71. O motor 43 é, em seguida, parado. A paragem pode ser comandada por micro-interruptores ou por qualquer meio equivalente bem conhecido pelo especialista. O controlador comanda, em seguida, a descida do bloco superior de extracção móvel 70 pelo arranque do motor 76. A rotação do eixo do motor acciona as engrenagens 77 que deslocam, em seguida, o bloco 70 ao longo das hastes 46, 86 em que, pelo menos, uma porção seu comprimento é roscada, para cooperar com as roscas das furações das engrenagens laterais. A descida do bloco móvel 70 leva as hastes de impulsos 790, 791 a passar através dos furos 401, 402 da placa de obturação até provocar a abertura das maxilas 42.

Quando as maxilas são, desta forma, solicitadas em apoio pelos órgãos de apoio 790, 791, elas descem relativamente à placa de apoio 40 e entram, de novo, em contacto com a ponta 52 dos meios de controlo 5. As maxilas são empurradas para baixo, 19 comprimindo a mola 59, situada no cárter. O contacto das maxilas contra a ponta tem, como resultado, a sua abertura e, deste modo, a libertação da cápsula no dispositivo da extracção, como mostram esquematicamente as Figs. 11 e 12. A libertação faz-se quando as maxilas 42 se aproximam verticalmente das superfícies de apoio 710, do bloco de extracção inferior fixo 71. As maxilas 42 são, deste modo, accionadas por um movimento simultaneamente descendente A e de abertura B, permitindo a sua desobstrução relativamente ao bloco de extracção, como mostra a Fig. 12. O fecho do sistema de extracção pelo bloco 70 é feito, deste modo, de forma simultânea com o movimento das maxilas.

Deve notar-se que o bloco móvel 70 está dimensionado de forma a poder passar, sem impedimento, através da abertura 41 da placa de obstrução.

Deve igualmente notar-se que as maxilas 42 são empurradas para trás, na direcção A, até que a sua superfície de apoio 48 se situe por baixo do plano de apoio P da cápsula, correspondente à superfície de recepção 710 do bloco inferior. As maxilas estão, deste modo, em posição de espera até ao fim da extracção. A cápsula é, em seguida, fechada entre o bloco móvel superior 70 do ejector e o bloco fixo inferior 71. A cápsula tem, de um modo preferido, bordas laterais que são apertadas na interface entre os dois blocos de extracção. A cápsula, em seguida, é totalmente carregada no sistema de extracção, sem interacção mecânica significativa entre a cápsula e os meios de captura, nesta fase. O sistema de extracção pode ser tornado perfeitamente estanque por meios de vedação do tipo junta tórica ou outros (não representados). 20 0 processo de extracção é, em seguida, comandado pelo controlador. 4. Extracção da cápsula: A extracção de uma cápsula é um processo conhecido por si mesmo. Não é necessário descrever o principio em pormenor. Encontrar-se-á uma descrição pormenorizada do principio de extracção nas patentes US 5826492; US 5649472 e US 5762987, a titulo de exemplos preferenciais. 0 conteúdo destas patentes é introduzido no presente pedido por referência, relativamente ao modo de extracção. 5. Recaptura da cápsula no sistema de extracção, transferência e ejecção:

Uma vez terminado o procedimento de extracção, a cápsula gasta é recuperada pelas maxilas 42, por efeito da abertura do bloco de extracção móvel 70. O controlador comanda o funcionamento do motor no sentido inverso da rotação das engrenagens 77, o que tem como consequência a elevação do bloco móvel 70. Ao contrário do fecho, o deslocamento do bloco 7 0 empurra as hastes de pressão 790, 791 para cima, o que suprime o apoio exercido sobre as maxilas. As maxilas voltam ao lugar sob a placa de obturação, por efeito da distensão elástica da mola de compressão 59 sobre as maxilas. A elevação das maxilas no sentido oposto a A, conjugada com a sua aproximação no sentido oposto a B, como na Fig. 12, provoca a reposição das bordas da cápsula, a sua captura e a sua elevação do bloco inferior de 21 extracção 71. A etapa seguinte consiste em transferir a cápsula gasta para uma zona de ejecção. A ejecção da cápsula é ilustrada nas Figs 13 a 15. Para tal, o controlador comanda o arranque do motor 43 que põe em rotação o sistema de captura 4, a partir da zona de extracção 7, em direcção à zona de ejecção 8 do sistema. Quando a abertura 41 da placa de obstrução está na vertical desta zona, materializada no exemplo, ilustrado por uma abertura 80 praticada na estrutura principal 30, o motor 43 pára. Na operação de transferência para esta zona, a rotação em torno do eixo 0' leva o cilindro 50 a elevar-se sob o efeito do apoio criado entre o dedo fixo 57 e a porção da superfície de excêntricos em relevo 581, como mostra a Fig. 14. Ao elevar-se, a ponta 52 do cilindro provoca o afastamento das maxilas o que faz cair a cápsula 20. Uma bandeja de recuperação pode, de uma forma vantajosa, ser colocada no dispositivo, por baixo da zona de ejecção. A cápsula é, deste modo, eliminada depois da extracção, sem ser necessário retirá-la do sistema de extracção nem manualmente, nem por um sistema de ejecção integrado no sistema de extracção. Nesta configuração, o sistema de captura está pronto para utilização para um novo ciclo de selecção. A invenção que acaba de ser descrita relativamente a um modo preferido de realização pode englobar muitas alternativas e modificações, que podem estar ao alcance de um especialista na técnica, sem sair do âmbito das reivindicações que se seguem.

Lisboa, 6 de Fevereiro de 2007 22

Claims (16)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de preparação de bebidas a partir de cápsulas que contêm uma substância a ser extraida num sistema de extracção (7) para a preparação de bebidas, compreendendo: um sistema de armazenamento (2) compreendendo cápsulas ordenadas segundo várias séries (20-23); um meio (4) móvel entre o sistema de armazenamento (2) e o sistema de extracção (7) caracterizado por o meio (4) acima referido ser um meio de captura (4) móvel em rotação, para capturar individualmente uma cápsula numa série e para libertar a cápsula num sistema de extracção (7); e por o meio de captura (4) estar configurado de forma a ocupar, pelo menos, duas posições, das quais uma primeira posição de recepção na qual a cápsula é retida individualmente e pode ser transferida pelo meio de captura (4) e uma segunda posição de libertação na qual o meio de captura (4) é accionável em abertura, para libertar a cápsula do meio de captura no sistema de extracção (7), o qual está configurado para ser fechado sobre a cápsula.
2. 2. Dispositivo segundo a reivindicação 1, caracterizado por a cápsula ser libertada pelo meio de captura (4) pela deposição da cápsula sobre uma parte de recepção (71) do 1 sistema de extracção, resultando de um movimento de aproximação vertical e de desobstrução lateral do meio de captura.
3. 3. Dispositivo segundo a reivindicação 2, caracterizado por o meio de captura (4) libertar a cápsula no sistema de extracção (7), de uma forma coordenada, em resposta ao fecho do sistema de extracção em torno da cápsula.
4. 4. Dispositivo segundo qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os meios de accionamento em abertura (5) do meio de captura (4) serem concebidos para solicitar o meio de captura (4) uma primeira vez, em abertura, para libertar a cápsula no sistema de extracção (7) e, em seguida, uma segunda vez, em abertura, para libertar a cápsula numa zona de ejecção (8) após o meio de captura ter recuperado a cápsula gasta no sistema de extracção (7).
5. 5. Dispositivo segundo qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o meio de captura (4) compreender um par de maxilas (42), móveis entre uma posição suficiente fechada para reter a cápsula e uma posição afastada libertando a cápsula, sendo o par de maxilas (42) accionável de forma elástica em abertura, por afastamento, através de uma ponta (52) que activa as referidas maxilas (42) por deslocamento relativo da referida ponta, relativamente a uma zona de afastamento (424) das referidas maxilas.
6. 6. Dispositivo segundo a reivindicação 5, caracterizado por o par de maxilas (42) ser móvel relativamente a ponta, para 2 libertar a cápsula por pressão efectuada, pelo menos, por um órgão de pressão (790, 791) que se desloca em ligação com uma parte móvel (70) do sistema de extracção, durante o fecho do meio de extracção (7) em torno da cápsula.
7. 7. Dispositivo segundo a reivindicação 5, caracterizado por as maxilas (42) serem accionáveis em abertura numa zona de ejecção (8) após a realização da extracção da cápsula, correspondendo a um deslocamento do meio de captura (4), intermédio entre a extracção da cápsula na zona de extracção e a captura da cápsula na zona de carregamento.
8. 8. Dispositivo segundo a reivindicação 5, caracterizado por a abertura das maxilas (42) em afastamento na zona de ejecção, para libertar a cápsula gasta, ser realizada por um meio de excêntricos (55) que desloca a ponta.
9. 9. Dispositivo segundo qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sistema de armazenamento (2) ser móvel segundo um primeiro trajecto (I) e o meio de captura (4) ser móvel de acordo com um segundo trajecto (I') que vem intersectar o primeiro trajecto (I), de forma a permitir a captura de uma cápsula da série localizada no ponto de intersecção dos dois trajectos (1,1').
10. 10. Método de selecção e carregamento de uma cápsula para a preparação de uma bebida num sistema de extracção (7) a partir de uma zona de armazenamento (2) compreendendo várias séries de cápsulas (20-23) que compreende a selecção e a captura de uma cápsula entre uma das séries de cápsulas, a transferência desta cápsula para um sistema de extracção (7), a extracção desta cápsula no sistema de 3 extracção (7), caracterizado por a cápsula ser capturada por um meio de captura (4) móvel em rotação, o qual está configurado de forma a ocupar, pelo menos, duas posições das quais uma primeira posição de recepção na qual a cápsula é retida individualmente e pode ser transferida pelo meio de captura (4) e uma segunda posição de libertação na qual o meio de captura (4) é accionável em abertura para libertar a cápsula no sistema de extracção (7), o qual pode ser fechado em torno da cápsula.
11. 11. Método segundo a reivindicação 10, caracterizado por a cápsula ser libertada no sistema de extracção (7) por um meio de captura (4), num movimento de desobstrução que não gera uma interacção mecânica entre o sistema de extracção e o meio de captura.
12. 12. Método segundo a reivindicação 11, caracterizado por a cápsula ser libertada pelo meio de captura (4), por deposição da cápsula sobre uma parte de recepção (71) do sistema de extracção, resultante de um movimento de aproximação vertical e de desobstrução lateral do meio de captura.
13. 13. Método segundo qualquer uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado por a cápsula gasta ser recuperada e, em seguida, transferida para uma zona de ejecção (8) para ser novamente libertada.
14. 14. Método segundo qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado por a cápsula ser deslocada nas zonas ou sistemas (2, 7, 8) segundo um trajecto circular (!'). 4
15. 15. Método segundo a reivindicação 14, caracterizado por a zona de armazenamento incluir um carrossel formado por uma multiplicidade de tubos de recarga, deslocado segundo um trajecto circular (I) que corta o trajecto circular (I').
16. 16. Método segundo qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado por a libertação da cápsula no sistema de extracção (7) ser coordenada com o fecho do sistema e, de forma reciproca, a recuperação da cápsula gasta no sistema de extracção (7) ser coordenada com a reabertura do sistema de extracção. Lisboa, 6 de Fevereiro de 2007 5