WO2022152551A1 - Capsule à lèvre d'étanchéité en forme de s - Google Patents

Capsule à lèvre d'étanchéité en forme de s Download PDF

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WO2022152551A1
WO2022152551A1 PCT/EP2021/087634 EP2021087634W WO2022152551A1 WO 2022152551 A1 WO2022152551 A1 WO 2022152551A1 EP 2021087634 W EP2021087634 W EP 2021087634W WO 2022152551 A1 WO2022152551 A1 WO 2022152551A1
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WO
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capsule
lip
annular
diameter
cage
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/087634
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English (en)
Inventor
Max SANDHERR
Jacques Schaeffer
Original Assignee
My Tea Cup Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • B65D85/8064—Sealing means for the interface with the processing machine

Definitions

  • the present invention relates to the field of beverage preparation by infusion by passing a pressurized liquid through a capsule, a product to be infused being included in the capsule.
  • capsule espresso coffee (or tea) machine a capsule is adapted to be inserted into a capsule cage inside the device.
  • This capsule cage comprises an open position, allowing the insertion of the capsule, and a closed position, called the working position, allowing the piercing of the capsule and the injection of the pressurized liquid through the capsule.
  • FIG. 1 illustrates a sectional view of a device 100 allowing the preparation of beverages by infusion by passing a pressurized liquid through a capsule 101.
  • a capsule cage 102 is shown here in the open position, the capsule 101 being shown in to be inserted into said capsule cage 102.
  • the device 100 comprises piercing means 103 making it possible to pierce one end of the capsule 101 and a plate 104 comprising piercing means (not shown) and capable of allowing a liquid to pass, on which comes to rest the capsule 101 when the capsule cage 102 is closed, the support against the piercing means of the wafer 104 allowing the piercing of a lid of the capsule 101 in contact with the wafer 104 following the rise in liquid pressure in the capsule.
  • FIG. 2 illustrates the device 100 of FIG. 1 in which the capsule cage 102 is shown in the closed position, or working position.
  • Capsule 101 is placed in capsule cage 102 and pressed against wafer 104.
  • Capsule cage 102 has a sealing rim 105 with an annular, or substantially annular, end.
  • the piercing means 103 pierce the end of the capsule 101 while the lid of the capsule 101 is pierced by the means for piercing the wafer 104 following the rise in pressure of the liquid in the capsule 101 .
  • a liquid under pressure for example hot water, can then pass through the capsule 101, the liquid being injected into the capsule 101 through the holes formed by the piercing means 103.
  • FIG. 3 illustrates a capsule 300 similar to capsule 101.
  • Capsule 300 includes:
  • a lid 305 to close the lower base 303 and form an internal chamber with the hollow body 301 in which is placed a product to be infused.
  • the capsule 300 is adapted to be inserted into a cage capsule of frustoconical shape, for example the capsule cage 102, of a device, for example the device 100, for preparing an infusion by passing a pressurized liquid through the capsule.
  • the sealing edge 105, with an annular, or substantially annular, end of the capsule cage 102 comes into compression on the upper face 304A of the collar in a working position, as previously illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 schematically illustrates three positions A, B and C corresponding to different stages of the insertion of a capsule 300 (identical to the capsule 101) in a capsule cage 102 of a device 100.
  • Position A corresponds to the open position of the capsule cage 102, the capsule 101 here being prepositioned in front of the wafer 104.
  • Position B the capsule cage 102 comes to cover the capsule 101, the respective frustoconical shapes of the capsule and of the capsule cage allowing centering of the capsule.
  • Position C corresponds to the working position, or closed, of the capsule cage 102.
  • the sealing edge 105, with an annular end, or substantially annular, of the capsule cage 102 comes into compression on the upper face 304A of the flange, resting on the wafer 104, which must ensure a seal between the capsule 101 and the capsule cage 102.
  • the pressurized liquid injected into the upper part of the capsule cage 102 that is to say through one or more holes near the piercing means 103, cannot escape through the open lower part of the capsule cage and must pass through the capsule to exit through the cover then the plate 104, allowing the passage of the infusion of the product to be infused contained in the hollow body of the capsule 101 (for example the hollow body 301).
  • FIG. 5 illustrates a solution to this problem, a solution disclosed in European patent application EP 3 400 852 A1 published on November 14, 2018.
  • FIG. 5 corresponds to FIG. 2 modified from European patent application EP 3 400 852 A1.
  • This European patent application discloses a capsule comprising a flange 12 and a sealing element 24 against which a sealing edge 102 of a capsule cage, with an annular end 104, comes into compression in order to guarantee sealing.
  • FIG. 6 illustrates another solution to the problem of sealing between a sealing edge of a capsule cage and a collar of a capsule, solution disclosed in the international patent application WO 2014/012783 A2 published on January 23, 2014.
  • FIG. 6 corresponds to FIG. 6 modified from international patent application WO 2014/012783.
  • This international patent application discloses a capsule 2 comprising a side wall, a collar 4 and an annular protrusion 5. A sealing edge of a capsule cage also comes under compression to guarantee sealing.
  • the geometry of the sealing edges of capsule cages can also vary from one model of machine and/or from one machine to another, the thickness of the sealing edges thus being able to be variable,
  • some capsule cages are not circular, but rather elliptical
  • the closing force of the capsule cages i.e. the force of compression of the sealing edges against the collar of the capsules, can vary from one model of machine and/or from one machine to other,
  • the invention relates to a capsule for the preparation of an infusion, the capsule comprising: - a hollow body of frustoconical shape along a vertical axis, comprising an upper base and an open lower base, the hollow body comprising a collar around its lower base, the collar comprising an upper face and a lower face,
  • the capsule being adapted to be inserted into a capsule cage of frustoconical shape of a device for preparing an infusion in passing a liquid under pressure through the capsule, the capsule cage having a sealing edge with one end coming into compression on the upper face of the flange in a working position.
  • the flange comprises on its upper face an annular groove adapted to receive the sealing edge of the capsule cage in the working position, the annular groove surrounding the hollow body, the annular groove being formed by:
  • annular lip with an S-shaped internal cross-section, adapted to bear laterally against the sealing edge in the working position.
  • the S-shaped lip allows lateral tightening of the sealing edge of the capsule cage in the working position, which guarantees the seal between the capsule cage and the capsule.
  • the shoehorn forms an angle of between 1° and 13° with respect to the vertical.
  • the shoehorn contributes to guiding the capsule during its insertion into the capsule cage, so that it is well centered in the working position, as well as, depending on the shape and/or dimension of the cage capsule, the seal between the capsule and the capsule cage.
  • the annular lip of S-shaped internal cross-section comprises:
  • each lower concave and upper convex part each extending over no more than 65% of the height of the S-shaped lip.
  • the S-shaped internal cross-section lip comprises:
  • the flange has a recess after the top of the lip, the recess being adapted to give a predetermined flexibility to the lip.
  • the outer cross section of the lip is substantially vertical and has a fillet with the recess, the fillet having a radius of curvature between 0.1 and 0.5 millimeter.
  • the hollow body, with the flange and the annular groove is obtained by injection molding of a ductile material.
  • the hollow body comprises at least 50% of PHA and/or PHBV and/or PET and/or RPET by mass.
  • the hollow body comprises a biodegradable and/or compostable and/or recycled and/or recyclable material.
  • the outer diameter of the annular lip is greater than the outer diameter
  • the outer diameter being between a minimum outer diameter and a maximum outer diameter
  • the S-shaped annular lip defining an inner diameter of the annular lip and the outer diameter of the annular lip :
  • the internal diameter of the annular lip is less than the minimum external diameter
  • Figure 1 illustrates a sectional view of a device allowing the preparation of beverage by infusion by passing a pressurized liquid through a capsule, in a first position
  • Figure 2 illustrates a sectional view of a device for preparing a drink by infusion by passing a pressurized liquid through a capsule, in a second position called the working position,
  • FIG. 3 illustrates a schematic view of a capsule known to those skilled in the art
  • Figure 4 schematically illustrates three positions A, B and C corresponding to different stages of the insertion of a capsule into a capsule cage of a device allowing the preparation of beverage by infusion by passing a liquid under pressure to through a capsule,
  • FIG. 5 Figure 5 illustrates a first teaching known to those skilled in the art
  • FIG. 6 Figure 6 illustrates a second lesson known to those skilled in the art
  • Figure 7 Figure 7 schematically illustrates an embodiment of a capsule according to the invention
  • FIG. 8 Figure 8 schematically illustrates a detail of a partial section of an embodiment of a capsule according to the invention
  • FIG. 9 schematically illustrates a detail of a partial section of an embodiment of a capsule according to the invention
  • FIG. 10 Figure 10 schematically illustrates a detail of a partial section of an alternative embodiment of a capsule according to the invention
  • FIG. 11 Figure 11 schematically illustrates a detail of a partial section of an alternative or complementary embodiment of a capsule according to the invention
  • Figure 12 illustrates an example of dimensioning of a capsule according to one embodiment of the invention.
  • the invention presented makes it possible to solve the problem of sealing between a capsule and a capsule cage, particularly without having to use a flexible seal of the elastomer seal type.
  • the capsule can thus be manufactured, for example by injection molding, with a ductile, possibly “hard” (or “rigid”) material.
  • the capsule is manufactured by injection molding and comprises at least 50% by mass of PHA and/or PHBV and/or PET and /or RPET Possibly, the material used for the injection molding is a biodegradable and/or compostable material, industrially and/or domestically, and/or recycled and/or recyclable.
  • the capsule according to the invention can be manufactured by injection molding of a ductile material such as PHA, for example PHBV. More particularly, the hollow body, with the flange and the annular groove, can be obtained by the same injection molding of such a ductile material.
  • the invention makes it possible to manufacture a capsule in a reputedly hard (or rigid) ductile material.
  • the hard material can be PHA, for example PHBV, polyethylene terephthalate (PET) (or recycled polyethylene terephthalate - RPET) or a crystallized polymer, without this no longer posing a sealing problem.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the invention allows all the better the manufacture of caps in a material known to be less hard with greatly improved sealing thanks to the S-shaped lip providing additional lateral sealing as explained below.
  • the invention makes it possible to manufacture a capsule in a reputedly hard (or rigid) ductile material, whether at room temperature or at a temperature of the order of 80° C. to 100° C., i.e. the temperature of the water used in a conventional device of the coffee machine type.
  • sealing is obtained thanks to the flexibility of the material used to manufacture the capsules, the end of the capsule cage penetrating into the material of the capsule (or possibly into the material of a gasket disposed on the capsule) for this.
  • a hard (or rigid) material With a hard (or rigid) material, sealing is not obtained and/or the force exerted may break the capsule (creation of a crack in the material of the capsule under pressure). It should be noted that the tightness is sometimes only obtained once the material of the capsule is sufficiently softened by the heat of the water used.
  • the material used to manufacture the capsule is a mixture of PHA and/or PHBV.
  • This mixture remains hard even at the temperature of the water used, the mixture not softening (the Young's modulus value remains high, approximately 2.15 GPa at 80° C., and more than 3.5 GPa at ambient temperature).
  • This mixture may comprise additives, these additives not representing more than 25% of the mixture (by mass). These additives can improve the physical characteristics of the capsule (eg the gas permeability of the capsule).
  • the material used to manufacture the capsule is a mixture of polyethylene terephthalate (PET) and/or recycled polyethylene terephthalate (RPET) whose Young's modulus is greater than 1.8 GPa, preferably at 3 GPa, at room temperature. This mixture remains hard even at the temperature of the water used, the mixture not softening (the Young's modulus value remains high).
  • PET polyethylene terephthalate
  • RPET recycled polyethylene terephthalate
  • hard (or rigid) material is meant a material whose Young's modulus (or modulus of elasticity) is greater than 1.8 GPa.
  • Young's modulus of a material can vary according to the temperature of the material, a hard material at room temperature may no longer be so at higher temperatures.
  • the invention is particularly suitable for making capsules with a material having a Young's modulus greater than 1.8 GPa, preferably 3 GPa, at room temperature.
  • the invention is particularly suitable for making capsules with a material having a Young's modulus greater than 1.8 GPa, preferably 3 GPa, at room temperature and greater than 1.8 GPa at a temperature of 80°C. If the invention is particularly suitable for producing capsules with a hard (or rigid) material, it also makes it possible to use soft (or flexible) materials, the geometry of the capsule being compatible with the two types of materials.
  • FIG. 7 schematically illustrates an embodiment of a capsule 700 according to the invention.
  • the capsule 700 is shown here partially covered with a capsule cage 102, close to the working position.
  • the capsule cage 102 is however not represented in the working position, the annular end of the sealing edge 105 of the capsule cage 102 not being in compression on the face upper 704A of the flange 704, as can be seen in the detail of figure 7.
  • the capsule 700 comprises a hollow body 701 of frustoconical shape along a vertical "z" axis, comprising an upper base 702 and an open lower base 703, the hollow body 701 comprising a collar 704 around its lower base 703, the collar 704 comprising an upper face 704A and a lower face 704B.
  • a cover (not shown) can close the lower base 704B and form an internal chamber with the hollow body 701 in which a product to be infused is placed.
  • the capsule 700 is adapted to be inserted into a capsule cage 102 of frustoconical shape of a device for preparing an infusion by passing a pressurized liquid through the capsule 700, the capsule cage 102 having a sealing edge 105 with an annular end, or substantially annular, coming into compression on the upper face 704A of the collar 704 in a working position.
  • the vertical axis "z" passing through the center of the upper base 702 and the center of the lower base 703, is an axis of revolution of the capsule 700.
  • the capsule 700 differs from the capsule 300 previously described in that the flange 704 comprises on its upper face 704A an annular groove adapted to receive the sealing edge 105 of the capsule cage 102 in the working position, the annular groove surrounding the hollow body 701.
  • the annular groove visible in Figure 7, is illustrated in more detail in Figure 8, corresponding to a magnification of the dotted framed part of Figure 7.
  • FIGS 8 and 9 schematically illustrate a detail of a partial section of an embodiment of a capsule 700 according to the invention.
  • FIG. 8 more particularly illustrates the annular groove 800 of the capsule 700.
  • FIG. 8 comprises two identical FIGS. 8A and 8B, FIG. Figure 8A.
  • FIG 9 is another representation of the annular groove 800 of the capsule 700.
  • the capsule 700 comprises a zone 801 commonly called a "horn shoe” of the capsule 700.
  • This zone 801 of the capsule 700 corresponds to a peripheral outer surface of the capsule 700, more particularly of the hollow body 701, located in the part low, that is to say close to the lower base 703.
  • the shoehorn can be of frustoconical shape. The shoehorn
  • the shoehorn 801 forms, at least for its lower part, an internal part of the groove 800.
  • the shoehorn 801 corresponds to the lower external part of the capsule 700, that is to say the outer surface of the capsule 700 close to the lower base 703 and surrounding hollow body 701 .
  • At least the lower part of the shoehorn 801 forms the inner part, or proximal with respect to the "z" axis, of the groove 800, the outer, or distal, part of the groove 800 being defined by the lip in the shape of S803.
  • the annular groove 800 is formed by the shoehorn 801, a bottom of the groove
  • annular 802 annular, adapted to receive the end of the sealing edge 105 in the working position, and an annular lip 803, or substantially annular, of S-shaped cross section, adapted to bear laterally against the edge of sealing 105 in the working position.
  • the shoehorn 801 of frustoconical shape, forms an angle "a" of between 1° and 13° relative to the vertical (the vertical being parallel to the "z" axis of the capsule 700).
  • This angle "a” can allow the shoehorn to be tightened against the end of the sealing edge 105, thus contributing to the seal between the capsule and the capsule cage, depending on the size and/or shape of the capsule cage .
  • the shoehorn 801 allows the capsule 700 to be guided in the capsule cage 102 during the insertion of the capsule 700, allowing the capsule 700 to be centered in the working position.
  • the annular lip 803 of S-shaped internal cross section comprises: a concave lower part P1 in the continuity of the bottom of the annular groove 802, a straight part P2 in the continuity of the concave lower part P1, - a convex upper part P3 in the continuity of the right part P2 and extending to the top of the annular lip 803.
  • the concave shape of the lower part P1 advantageously makes it possible to ensure that, for any shape and/or dimension of the end 105 of the sealing edge of a capsule cage, there is sufficient space so that the sealing edge of the capsule cage can go to the bottom of the groove and allow lateral tightening of the sealing edge at least by the upper zone of the part P1 and/or the straight part P2 of the shaped lip of S 803.
  • This concave shape of the lower part P1 is particularly advantageous compared to a straight shape or an angular shape, by making it possible to adapt to a variability in the dimensions and/or shape of the sealing edge and by facilitating the bending of the lip 803 to bear laterally against the sealing edge 105.
  • the concave shape of the part P1 makes it possible to free up space so that the sealing edge 105 can be inserted at the bottom throat 800.
  • the convex shape of the upper part P3 advantageously makes it possible to ensure good guidance of the end of the sealing edge 105 of the capsule cage in the bottom of the groove 800. Tightening side of the S-shaped lip 803 against the sealing edge is guaranteed by the straight part P2 and/or by the upper part of the concave part P1 depending on the variability of the dimensions and/or shapes of the sealing edge .
  • the S-shape of the lip 803 therefore makes it possible to adapt to the variability of the dimensions and/or shapes of the sealing edge 105, as well as to a possible off-centering of the position of the capsule 700 in the capsule cage 102 in the working position.
  • the sealing edge comprises grooves or indentations at its end, the axial support (that is to say along the z axis) of the end of the sealing edge against the back of the throat 800 becoming irregular. This prevents good sealing by a single axial compression between the bottom of the groove and the end of the sealing edge. This is all the more valid as the material used to manufacture the capsule is hard.
  • the invention allows the S-shaped lip to flex in order to adapt to the different dimensions of the capsule cage.
  • the S-shaped lip is dimensioned so that sealing is obtained thanks to a lateral support of the capsule cage against the S-shaped lip, made flexible by its geometry, and not by a support of the end of the capsule cage against the bottom of the throat of the capsule.
  • the S-shaped lip 803 comprises a straight part P2 between the lower part P1 concave and the upper part P3 convex.
  • the straight part P2 forms an angle “[3” comprised between 1° and 25° with respect to the vertical (the vertical being parallel to the axis “z” of the capsule 700).
  • This straight part P2 contributes to good lateral tightening of the lip against the sealing edge of the capsule cage, whatever the size and/or shape of the capsule cage 102, while making it possible to adjust the height distribution of the concave and convex parts of the S-shaped lip and/or the height of the S-shaped lip.
  • the straight part P2 corresponds to a straight line tangent to the circles of radii R1 and R2.
  • the straight part P2 is tangent to the circle of radius R1 and/or to the circle of radius R2.
  • the straight part P2 is substantially straight, for example of elliptical or substantially elliptical shape.
  • the cross sections of the groove bottom 802 and the concave lower part P1 can follow the shape of a circle of radius "R1".
  • the cross section of the part high convex P3 can follow the shape of a circle of radius “R2”.
  • the respective positioning of the centers of the circles of radius R1 and R2 respectively inside and outside the groove 800, makes it possible to respectively guarantee the concavity and the convexity of the lower part P1 and of the upper part P3.
  • the lower concave part P1 extends over approximately one third of the height "h" of the shaped lip. of S 803, the height "h” corresponding to the height between the bottom of the groove 802 and the top of the S-shaped lip 803.
  • the convex upper part P3 extends over approximately one third of the height "h" of the S-shaped lip 803, as illustrated more particularly in Figure 9.
  • the concave lower part P1 extends at most up to 65% of the height of the S-shaped lip 803.
  • the convex upper part P3 extends no more than 35% of the height of the S-shaped lip 803, i.e. no more than 65% of the height of the S-shaped lip 803.
  • the concave lower part P1 extends at most up to mid-height of the S-shaped lip 803.
  • the convex upper part P3 extends at most from the mid-height of the S-shaped lip 803.
  • the upper convex part P3 rises up to the top of the S-shaped lip.
  • a recess is present directly after the top of the S-shaped lip.
  • the S-shaped lip does not include, after the apex (i.e. towards the outside of the collar), with a downward convex part but directly presents the recess. This helps to achieve a shaped lip of S as high as possible while keeping a minimum thickness, and therefore guaranteeing maximum flexibility to the S-shaped lip in its upper part.
  • a height of the recess k is the distance between the top of the S-shaped lip, from which the recess begins, and the upper face 704A of the flange.
  • the thickness of the S-shaped lip decreases from its base to its top.
  • the thickness is maximum in its lower part and minimum at its top. Having a gradually decreasing S-shaped lip thickness (wide at its base, thin at its top) allows the S-shaped lip to gradually flex when the capsule cage is positioned in the working position. Moreover, if, given the pressure exerted by the capsule cage, the material leaves its elastic domain and passes into the plastic domain, the S-shaped lip is then sufficiently dimensioned not to break.
  • the thickness of the S-shaped lip at the junction between the lower concave part P1 and the upper convex part P3 in the absence of a straight part P2 (i.e. the point of inflection), or otherwise, in the presence of a straight part P2, at a point of the straight part P2, is between 0.2 and 1 mm, preferably between 0.2 and 0.5 mm, again more preferably between 0.2 and 0.35 mm. This thickness guarantees good flexibility of the S-shaped lip while preventing it from breaking in the event of too much pressure.
  • the flange 704 has a step after the S-shaped lip 803, the step being adapted to give a predetermined flexibility to the S-shaped lip 803.
  • the recess begins at the top of the S-shaped lip, directly after the upper convex part P3.
  • the recess leaves the S-shaped lip 803 free so that it has a predetermined flexibility.
  • the outer cross section of the S-shaped lip 803 is vertical, or substantially vertical, and has a fillet with the recess, the fillet having a radius of curvature "R3" of between 0.1 and 0.5 millimeters.
  • the external cross-section of the S-shaped lip 803 is substantially vertical, presenting an angle with the vertical comprised between 0 and +5 degrees.
  • This angle with the vertical apart from the fact that it is a draft angle facilitating the demoulding of the injected part, makes it possible to adapt the flexibility of the S-shaped lip 803, for example according to the hardness of the material used. for the manufacture of the capsule.
  • the S-shaped lip 803 could break at the joint with the step in the event of bending.
  • Increasing the radius of curvature "R3" controls the flexibility of the S-shaped lip 803, the flexibility of the S-shaped lip 803 decreasing as the radius "R3" increases.
  • the fillet can take a shape other than an arc.
  • the fillet can take for example a triangular shape, the outer surface of the fillet then being flat and oblique with respect to the recess and the vertical. If the flexibility of the S-shaped lip 803 is too great, the lateral interference between the S-shaped lip and the sealing edge decreases, which may compromise the seal. Conversely, excessive rigidity of the S-shaped lip 803 may cause it to break or make it difficult to insert the capsules into the capsule cage.
  • the presence of the recess also makes it possible to ensure that the thickness of the flange, for its distal part beyond the throat, is adapted to the device for the preparation of a drink.
  • each part P1 and P3 can represent at most 80%, preferably 65%, of the height "h" of the S-shaped lip 803, possibly leaving 20%, or 35%, of the remaining height to the other part alone or to the other part in combination with a straight part P2.
  • each concave P1 and convex P3 part represents at most 65%, preferably 50%, of the height "h" of the S-shaped lip 803, the S-shaped lip 803 comprising or not a straight part P2.
  • the height of the straight part P2 represents at most 60% of the height h of the S-shaped lip 803.
  • the radii of curvature of the bottom of the groove 802 on the shoehorn side and on the S-shaped lip side 803 are represented as being identical (and equal to R1) in FIGS. 8 and 9, FIG. described below considers two different radii of curvatures and/or centers for these radii of curvatures. More generally, the radius of curvature of the bottom of the groove 802 on the shoehorn side 801 and the radius of curvature of the bottom of the groove 802 on the S-shaped lip side 803, as well as the respective centers of curvature, can be different, independently of the dimension. of the bottom of the groove 802.
  • Figure 10 schematically illustrates a detail of a partial section of an alternative embodiment of a capsule 700 according to the invention.
  • the groove 900 is similar to the groove 800 previously disclosed except that the cross section of the bottom of the groove 902 is wider.
  • the cross section of the bottom of the groove 902 is of circular shape on the side of the shoehorn 901, as on the side of the S-shaped lip 903, but in this embodiment the two radii of curvature and/or center of the circles of curvature are distinct.
  • the bottom of the groove 902 can comprise a flat or substantially flat part.
  • Figure 11 schematically illustrates a detail of a partial section of an alternative or complementary embodiment of a capsule 700 according to the invention.
  • a groove 1000 is similar to the groove 800 previously disclosed except that the S-shaped lip 1003 comprises a concave lower part P1 and a convex upper part P3.
  • the S-shaped lip 1003 does not include a straight part P2 between the concave lower part P1 and the convex upper part P3.
  • the connection between the lower concave part P1 and the upper convex part P3 is called the point of inflection. Sealing is obtained by lateral tightening against the sealing edge of the capsule cage of an upper part of the concave lower part P1 and possibly of a lower part of the convex upper part P3.
  • the right part P2 could be considered in this embodiment as reduced to a single junction point between the lower part P1 and the upper part P3.
  • each part P1 and P3 represents 50% of the height h of the S-shaped lip 1003.
  • a part P1 or P3 may represent up to 80% or 65% of the height of the S-shaped lip 1003, the remaining height of the S-shaped lip 1003 being constituted by the other part P3 or P1.
  • Figure 12 illustrates an example of dimensioning of a capsule 700 according to one embodiment of the invention.
  • Such a capsule 700 can be adapted for use in coffee machines comprising a capsule cage with a sealing edge 105 of average internal diameter U of the order of 30.5 to 31.5 millimeters.
  • the sealing edge 105 comprises an annular end of circular cross section of diameter W, the diameter W possibly being between 0.3 and 0.9 millimetres.
  • the capsule 700 can thus be dimensioned (theoretical dimensions):
  • the degree of precision of the values given above is of the order of plus or minus 0.2 millimeter, preferably plus or minus 0.1 millimeter, even more preferably plus or minus 0.05 millimeter.
  • the end of the sealing edge, bearing on the upper face of the collar, defines an inside diameter ("U inside”, equal to: U - W) and an outside diameter ("U outside", equal to: U+W).
  • the groove bottom 800 defines a groove bottom diameter G.
  • the S-shaped annular lip 803 defines an annular lip outer diameter A.
  • the groove bottom diameter G is between the inside diameter ("U inside”, equal to: U-W) and the outside diameter ("U outside”, equal to: U+W), and
  • the first condition makes it possible to ensure that the end of the sealing edge 105 is well positioned in the groove 800 in the working position.
  • the second condition makes it possible to ensure that the outer lateral part of the end of the sealing edge is positioned against the lip 803, or more precisely that the end of the sealing edge does not come to cover, and therefore crush , the S-shaped lip 803 when the capsule cage 102 comes to cover the capsule 800. If this second condition is not met, the sealing edge would come to rest on the lip 803 only along the z axis (support axial), which could cause a sealing problem.
  • the extra thickness of the lip 803 could also prevent the closure of the capsule cage 102 in its working position or cause the lip to break when the capsule is made of a hard (or rigid) material.
  • the outer diameter (U+W) is between a minimum outer diameter and a maximum outer diameter according to the capsule cage 105.
  • This variation of the outer diameter of the edge of Sealing may be due to the manufacturing tolerances of the mechanical parts and/or to the shape of the sealing edge, which may for example be elliptical, or substantially elliptical.
  • the S-shaped lip 803 defines an inner (or proximal) annular lip diameter J and an outer (or distal) annular lip diameter A: - the external diameter A of the annular lip 803 is greater than the maximum external diameter of the end of the sealing edge,
  • the internal diameter J of the annular lip 803 is less than the minimum external diameter of the end of the sealing edge.
  • This double constraint makes it possible to ensure that the outer lateral part of the end of the sealing edge is positioned against the S-shaped lip 803 for any capsule cage within manufacturing tolerances and/or shapes. and/or predefined dimensions. This ensures that a seal is created between the outer side portion of the end of the sealing edge and the S-shaped lip 803.
  • the internal (or proximal) diameter J of the annular lip is measured at the level of the end of the lower concave part P1, that is to say, in the absence of a straight part P2, at the level of the point of inflection between the concave lower part P1 and the convex upper part P3, or, otherwise, at the level of the junction between the concave lower part P1 and the straight part P2.
  • the internal diameter E of the groove 800 is equal to or greater than the internal diameter Uinterior of the capsule cage, thus contributing to the seal between the capsule and the capsule cage, depending on the size and/or shape of the capsule cage. Indeed, a tightening can then be created between the shoehorn and the inside of the sealing edge of the capsule cage, depending on the size and/or shape of the capsule cage, which can ensure, or at least contribute to, the seal between the capsule and the capsule cage.
  • the height k of the recess is the distance between the top of the S-shaped lip, from which the recess begins, and the upper face 704A of the flange 704.
  • the height k of the recess is for example between 0.60 mm and 0.90 mm, preferably 0.70 mm to 0.80 mm, for example equal to 0.75 mm.
  • the bending of the S-shaped lip may correspond to a radial displacement, towards the outside of the capsule, of the top of the S-shaped lip of about 0.1 to 0.5 mm.
  • the bending of the lip in the shape of an S can represent between 12% and 70% of the height k of the step.
  • the flexion of the S-shaped lip thus expressed is between 20% and 55%.

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Abstract

L'invention concerne une capsule pour la préparation d'une infusion, la capsule comprenant un corps creux comprenant une collerette (704), la capsule étant adaptée pour être insérée dans une cage à capsule d'un dispositif pour préparer une infusion, la cage à capsule ayant un bord d'étanchéité, la collerette comprenant sur sa face supérieure une gorge (800) adaptée pour recevoir le bord d'étanchéité de la cage à capsule, la gorge (800) entourant le corps creux, la gorge (800) étant formée par : - un chausse pied (801) en partie basse du corps creux adapté pour faciliter un centrage de la capsule, - un fond de gorge (802) adapté pour recevoir l'extrémité du bord d'étanchéité, et, - une lèvre annulaire (803) de section transversale interne en forme de S, adaptée pour être en appui latérale contre le bord.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Capsule à lèvre d’étanchéité en forme de S
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001 ] La présente invention concerne le domaine de la préparation de boisson par infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers une capsule, un produit à infuser étant compris dans la capsule.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE
[0002] On connaît la préparation d’une boisson par infusion de thé, de tisane ou de café contenu dans une capsule disposée dans un dispositif permettant de faire passer un liquide sous pression, de préférence de l'eau chaude, à travers la capsule, contenant un produit à infuser, sous une pression comprise typiquement entre 1 et 20 bars.
[0003] Dans ce type de dispositif, communément appelé « machine à café (ou thé) expresso à capsule », une capsule est adaptée pour être insérée dans une cage à capsule à l’intérieur du dispositif. Cette cage à capsule comprend une position ouverte, permettant l’insertion de la capsule, et une position fermée, dite position de travail, permettant le perçage de la capsule et l’injection du liquide sous pression à travers la capsule.
[0004] La Fig. 1 illustre une vue en coupe d’un dispositif 100 permettant la préparation de boisson par infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers une capsule 101. Une cage à capsule 102 est ici représentée en position ouverte, la capsule 101 étant représentée en train d’être insérée dans ladite cage à capsule 102. Le dispositif 100 comprend des moyens de perçage 103 permettant de percer une extrémité de la capsule 101 et une plaquette 104 comprenant des moyens de perçage (non représentés) et pouvant laisser passer un liquide, sur laquelle vient prendre appui la capsule 101 lorsque la cage à capsule 102 est fermée, l’appui contre les moyens de perçage de la plaquette 104 permettant le perçage d’un opercule de la capsule 101 en contact avec la plaquette 104 consécutivement à la montée en pression du liquide dans la capsule. [0005] La Fig. 2 illustre le dispositif 100 de la Fig. 1 dans lequel la cage à capsule 102 est représentée en position fermée, ou position de travail. La capsule 101 est placée dans la cage à capsule 102 et pressée contre la plaquette 104. La cage à capsule 102 a un bord d’étanchéité 105 avec une extrémité annulaire, ou sensiblement annulaire. Les moyens de perçage 103 viennent percer l’extrémité de la capsule 101 tandis que l’opercule de la capsule 101 est percé par les moyens de perçage de la plaquette 104 consécutivement à la montée en pression du liquide dans la capsule 101 . Un liquide sous pression, par exemple de l’eau chaude, peut alors traverser la capsule 101 , le liquide étant injecté dans la capsule 101 par les trous formés par les moyens de perçage 103.
[0006] La Fig. 3 illustre une capsule 300 similaire à la capsule 101. La capsule 300 comprend :
- un corps creux 301 de forme tronconique selon un axe vertical « z », comprenant une base supérieure 302 et une base inférieure 303 ouverte, le corps creux 301 comprenant une collerette 304 autour de sa base inférieure 303, la collerette comprenant une face supérieure 304A et une face inférieure 304B, et,
- un opercule 305 pour fermer la base inférieure 303 et former une chambre interne avec le corps creux 301 dans laquelle est placé un produit à infuser.
[0007] L’axe vertical « z », passant par le centre de la base supérieure 302 et le centre de la base inférieure 303, est un axe de révolution de la capsule 300. La capsule 300 est adaptée pour être insérée dans une cage à capsule de forme tronconique, par exemple la cage à capsule 102, d’un dispositif, par exemple le dispositif 100, pour préparer une infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers la capsule. Le bord d’étanchéité 105, avec une extrémité annulaire, ou sensiblement annulaire, de la cage à capsule 102 vient en compression sur la face supérieure 304A de la collerette dans une position de travail, comme illustré précédemment dans la Fig. 2.
[0008] La Fig. 4 illustre schématiquement trois positions A, B et C correspondants à différentes étapes de l’insertion d’une capsule 300 (identique à la capsule 101 ) dans une cage à capsule 102 d’un dispositif 100. La position A correspond à la position ouverte de la cage à capsule 102, la capsule 101 étant ici prépositionnée devant la plaquette 104. Dans la position intermédiaire B, la cage à capsule 102 vient recouvrir la capsule 101 , les formes tronconiques respectives de la capsule et de la cage à capsule permettant un centrage de la capsule. La position C correspond à la position de travail, ou fermée, de la cage à capsule 102. Dans cette position C, le bord d’étanchéité 105, avec une extrémité annulaire, ou sensiblement annulaire, de la cage à capsule 102 vient en compression sur la face supérieure 304A de la collerette, en appui sur la plaquette 104, ce qui doit assurer une étanchéité entre la capsule 101 et la cage à capsule 102. Ainsi, le liquide sous pression injecté dans la partie haute de la cage à capsule 102, c’est-à-dire par un ou des trous près des moyens de perçage 103, ne peut s’échapper par la partie basse ouverte de la cage à capsule et doit passer par la capsule pour sortir à travers l’opercule puis la plaquette 104, permettant au passage l’infusion du produit à infuser contenu dans le corps creux de la capsule 101 (par exemple le corps creux 301 ). Si, dans la position de travail C, l’étanchéité entre le bord d’étanchéité de la cage à capsule 102 et la collerette de la capsule 101 en appui sur la plaquette 104 est mal assurée, alors une fuite du liquide sous pression peut survenir, provoquant un écoulement direct du liquide sous pression, non infusé, ce qui diminue fortement la qualité de la boisson préparée, celle-ci étant alors diluée. Il est donc essentiel de garantir une bonne étanchéité entre le bord d’étanchéité de la cage à capsule 102 et la collerette de la capsule 101 en appui sur la plaquette 104.
[0009] La Fig. 5 illustre une solution apportée à ce problème, solution divulguée dans la demande de brevet européen EP 3 400 852 A1 publiée le 14 novembre 2018. La Fig. 5 correspond à la figure 2 modifiée de la demande de brevet européen EP 3 400 852 A1. Cette demande de brevet européen divulgue une capsule comprenant une collerette 12 et un élément d’étanchéité 24 contre lequel un bord d’étanchéité 102 d’une cage à capsule, avec une extrémité annulaire 104, vient en compression afin de garantir l’étanchéité.
[0010] La Fig. 6 illustre une autre solution apportée au problème d’étanchéité entre un bord d’étanchéité d’une cage à capsule et une collerette d’une capsule, solution divulguée dans la demande internationale de brevet WO 2014/012783 A2 publiée le 23 janvier 2014. La Fig. 6 correspond à la figure 6 modifiée de la demande internationale de brevet WO 2014/012783. Cette demande internationale de brevet divulgue une capsule 2 comprenant une paroi latérale, une collerette 4 et une protubérance annulaire 5. Un bord d’étanchéité d’une cage à capsule vient la aussi en compression pour garantir une étanchéité.
[0011 ] Toutefois, ces différentes solutions ne permettent pas de couvrir toutes les causes possibles de fuite lors de l’utilisation d’une capsule dans un dispositif de type « machine à café expresso à capsule », à savoir :
- la géométrie des cages à capsule, supposément similaire ou normée, peut en réalité varier d’un modèle de machine et/ou d’une machine à l’autre,
- la géométrie des bords d’étanchéité des cages à capsule peut elle aussi varier d’un modèle de machine et/ou d’une machine à l’autre, l’épaisseur des bords d’étanchéité pouvant ainsi être variable,
- certaines cages à capsule ne sont pas circulaires, mais plutôt elliptiques,
- des cannelures ou indentations ont parfois été apportées à l’extrémité du bord d’étanchéité de la cage à capsule,
- la force de fermeture des cages à capsule, c’est-à-dire la force de compression des bords d’étanchéité contre la collerette des capsules, peut varier d’un modèle de machine et/ou d’une machine à l’autre,
- l’utilisation, pour la fabrication des capsules, d’un matériau « dur » (ou « rigide »), c’est-à-dire d’un matériau dans lequel le bord d’étanchéité de la cage à capsule a du mal à pénétrer pour créer une étanchéité, d’autant plus si des cannelures ou indentations ont été apportées à l’extrémité du bord d’étanchéité.
[0012] Il est donc nécessaire de proposer une solution permettant de répondre à tous ces problèmes.
RESUME DE L’INVENTION
[0013] L’invention concerne une capsule pour la préparation d’une infusion, la capsule comprenant : - un corps creux de forme tronconique selon un axe vertical, comprenant une base supérieure et une base inférieure ouverte, le corps creux comprenant une collerette autour de sa base inférieure, la collerette comprenant une face supérieure et une face inférieure,
- un opercule pour fermer la base inférieure et former une chambre interne avec le corps creux dans laquelle est placé un produit à infuser, la capsule étant adaptée pour être insérée dans une cage à capsule de forme tronconique d’un dispositif pour préparer une infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers la capsule, la cage à capsule ayant un bord d’étanchéité avec une extrémité venant en compression sur la face supérieure de la collerette dans une position de travail. La collerette comprend sur sa face supérieure une gorge annulaire adaptée pour recevoir le bord d’étanchéité de la cage à capsule dans la position de travail, la gorge annulaire entourant le corps creux, la gorge annulaire étant formée par :
- un chausse pied en partie basse du corps creux adapté pour faciliter un centrage de la capsule dans la cage à capsule,
- un fond de gorge annulaire adapté pour recevoir l’extrémité du bord d’étanchéité dans la position de travail, et,
- une lèvre annulaire de section transversale interne en forme de S, adaptée pour être en appui latérale contre le bord d’étanchéité dans la position de travail.
[0014] Avantageusement, la lèvre en forme de S permet un serrage latéral du bord d’étanchéité de la cage à capsule dans la position de travail, ce qui garantit l’étanchéité entre la cage à capsule et la capsule.
[0015] Selon un mode de réalisation de l’invention, le chausse pied forme un angle compris entre 1 ° et 13° par rapport à la verticale.
[0016] Avantageusement, le chausse pied contribue au guidage de la capsule lors de son insertion dans la cage à capsule, afin qu’elle soit bien centrée dans la position de travail, ainsi que, selon la forme et/ou dimension de la cage à capsule, à l’étanchéité entre la capsule et la cage à capsule. [0017] Selon un mode de réalisation de l’invention, la lèvre annulaire de section transversale interne en forme de S comprend :
- une partie basse concave dans la continuité du fond de la gorge annulaire, et,
- une partie haute convexe jusqu’au sommet de la lèvre, chaque partie basse concave et haute convexe s’étendant chacune sur au plus 65 % de la hauteur de la lèvre en forme de S.
[0018] Selon un mode de réalisation de l’invention, la lèvre de section transversale interne en forme de S comprend :
- une partie droite, ou sensiblement droite, entre la partie basse concave et la partie haute convexe, et,
- la partie droite formant un angle compris entre 1 ° et 25° par rapport à la verticale.
[0019] Selon un mode de réalisation de l’invention, la collerette présente un décrochement après le sommet de la lèvre, le décrochement étant adapté pour donner une flexibilité prédéterminée à la lèvre.
[0020] Selon un mode de réalisation de l’invention, la section transversale externe de la lèvre est sensiblement verticale et présente un congé avec le décrochement, le congé présentant un rayon de courbure compris entre 0.1 et 0.5 millimètre.
[0021 ] Selon un mode de réalisation de l’invention, le corps creux, avec la collerette et la gorge annulaire, est obtenu par un moulage par injection d’un matériau ductile.
[0022] Selon un mode de réalisation de l’invention, le corps creux comprend au moins 50 % de PHA et/ou de PHBV et/ou PET et/ou RPET en masse.
[0023] Selon un mode de réalisation de l’invention, le corps creux comprend un matériau biodégradable et/ou compostable et/ou recyclé et/ou recyclable.
[0024] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’extrémité du bord d’étanchéité, venant en appui sur la face supérieure de la collerette, définissant un diamètre intérieur et un diamètre extérieur, le fond de gorge définissant un diamètre de fond de gorge et la lèvre annulaire en forme de S définissant un diamètre externe de lèvre annulaire : - le diamètre de fond de gorge est compris entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur, et
- le diamètre externe de lèvre annulaire est supérieur au diamètre extérieur.
[0025] Selon un mode de réalisation de l’invention, le diamètre extérieur étant compris entre un diamètre extérieur minimal et un diamètre extérieur maximal, la lèvre annulaire en forme de S définissant un diamètre interne de lèvre annulaire et le diamètre externe de lèvre annulaire :
- le diamètre externe de lèvre annulaire est supérieur au diamètre extérieur maximal,
- le diamètre interne de lèvre annulaire est inférieur au diamètre extérieur minimal.
FIGURES
[0026] Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisations, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
[Fig. 1 ] La figure 1 illustre une vue en coupe d’un dispositif permettant la préparation de boisson par infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers une capsule, dans une première position,
[Fig. 2] La figure 2 illustre une vue en coupe d’un dispositif permettant la préparation de boisson par infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers une capsule, dans une deuxième position dite position de travail,
[Fig. 3] La figure 3 illustre une vue schématique d’une capsule connue de la personne du métier,
[Fig. 4] La figure 4 illustre schématiquement trois positions A, B et C correspondants à différentes étapes de l’insertion d’une capsule dans une cage à capsule d’un dispositif permettant la préparation de boisson par infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers une capsule,
[Fig. 5] La figure 5 illustre un premier enseignement connu de la personne du métier,
[Fig. 6] La figure 6 illustre un deuxième enseignement connu de la personne du métier, [Fig. 7] La figure 7 illustre schématiquement un mode de réalisation d’une capsule selon l’invention,
[Fig. 8] La figure 8 illustre schématiquement un détail d’une coupe partielle d’un mode de réalisation d’une capsule selon l’invention,
[Fig. 9] La figure 9 illustre schématiquement un détail d’une coupe partielle d’un mode de réalisation d’une capsule selon l’invention,
[Fig. 10] La figure 10 illustre schématiquement un détail d’une coupe partielle d’un mode de réalisation alternatif d’une capsule selon l’invention,
[Fig. 11] La figure 11 illustre schématiquement un détail d’une coupe partielle d’un mode de réalisation alternatif ou complémentaire d’une capsule selon l’invention,
[Fig. 12] La figure 12 illustre un exemple de dimensionnement d’une capsule selon un mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
[0027] L’invention présentée permet de résoudre le problème de l’étanchéité entre une capsule et une cage à capsule, particulièrement sans devoir utiliser un joint souple de type joint élastomère. La capsule peut ainsi être fabriquée, par exemple par moulage par injection, avec un matériau ductile, possiblement « dur » (ou « rigide »). Le matériau peut être de type PHBV (Poly(3-hydroxybutyrate-co-3- hydroxyvalerate), PHA (polyhydroxyalcanoate), polytéréphtalate d'éthylène (PET), ou polytéréphtalate d'éthylène recyclé (RPET), la géométrie de la capsule divulguée ci-dessous permettant de résoudre le problème d’étanchéité. Selon un mode de réalisation de l’invention, la capsule est fabriquée par moulage par injection et comprend au moins 50 % en masse de PHA et/ou de PHBV et/ou PET et/ou RPET. Possiblement, le matériau utilisé pour le moulage par injection est un matériau biodégradable et/ou compostable, de façon industrielle et/ou domestique, et/ou recyclé et/ou recyclable.
[0028] Ainsi, la capsule selon l’invention peut être fabriquée par un moulage par injection d’un matériau ductile tel que du PHA, par exemple du PHBV. Plus particulièrement, le corps creux, avec la collerette et la gorge annulaire, peut être obtenu par un même moulage par injection d’un tel matériau ductile. [0029] L’invention permet de fabriquer une capsule dans un matériau ductile réputé dur (ou rigide). Le matériau dur peut être du PHA, par exemple du PHBV, du polytéréphtalate d'éthylène (PET) (ou du polytéréphtalate d'éthylène recyclé - RPET) ou un polymère cristallisé, sans que cela ne pose plus de problème d’étanchéité. L’invention permet d’autant mieux la fabrication de capsule dans un matériau réputé moins dur avec une étanchéité grandement améliorée grâce à la lèvre en forme de S apportant une étanchéité latérale supplémentaire comme expliqué ci-après.
[0030] L’invention permet de fabriquer une capsule dans un matériau ductile réputé dur (ou rigide), que ce soit à température ambiante ou à une température de l’ordre de 80 °C à 100 °C, c’est à dire la température de l’eau utilisée dans un dispositif classique de type machine à café.
[0031 ] En effet, classiquement, l’étanchéité est obtenue grâce à la souplesse du matériau utilisé pour fabriquer les capsules, l’extrémité de la cage à capsule venant pénétrer dans la matière de la capsule (ou éventuellement dans la matière d’un joint disposé sur la capsule) pour cela. Avec un matériau dur (ou rigide), l’étanchéité n’est pas obtenue et/ou la force exercée peut casser la capsule (création de fissure dans le matériau de la capsule sous la pression). Il est à noter que l’étanchéité n’est parfois obtenue qu’une fois que le matériau de la capsule est suffisamment ramolli par la chaleur de l’eau utilisée. C’est par exemple le cas de capsule fabriquée en PLA (acide polylactique) qui est dur à température ambiante (module de Young d’environ 3.5 GPa) mais se ramollit à 80 °C (le module de Young redescend sous 1 GPa), l’étanchéité totale étant alors obtenue dès que l’eau chaude circule.
[0032] Selon un mode de réalisation de l’invention, le matériau utilisé pour fabriquer la capsule est un mélange de PHA et/ou PHBV. Ce mélange reste dur même à la température de l’eau utilisé, le mélange ne ramollissant pas (la valeur du module de Young reste haute, environ 2, 15 GPa à 80 °C, et plus de 3.5 GPa à température ambiante). Ce mélange peut comprendre des additifs, ces additifs ne représentant pas plus de 25 % du mélange (en masse). Ces additifs peuvent permettre d’améliorer les caractéristiques physiques de la capsule (par ex. le perméabilité aux gaz de la capsule). [0033] Selon un mode de réalisation de l’invention, le matériau utilisé pour fabriquer la capsule est un mélange de polytéréphtalate d'éthylène (PET) et/ou polytéréphtalate d'éthylène recyclé (RPET) dont le module de Young est supérieur à 1 .8 GPa, préférentiellement à 3 GPa, à température ambiante. Ce mélange reste dur même à la température de l’eau utilisé, le mélange ne ramollissant pas (la valeur du module de Young reste haute).
[0034] On entend par matériau dur (ou rigide) un matériau dont le module de Young (ou module d’élasticité) est supérieur à 1.8 GPa. Le module de Young d’un matériau peut varier selon la température du matériau, un matériau dur à température ambiante peut ne plus l’être à plus haute température.
[0035] L’invention est particulièrement adaptée pour réaliser des capsules avec un matériau ayant un module de Young supérieur à 1.8 GPa, préférentiellement à 3 GPa, à température ambiante. L’invention est particulièrement adaptée pour réaliser des capsules avec un matériau ayant un module de Young supérieur à 1 .8 GPa, préférentiellement à 3 GPa, à température ambiante et supérieur à 1.8 GPa à une température de 80 °C. Si l’invention est particulièrement adaptée pour réaliser des capsules avec un matériau dur (ou rigide), elle permet aussi d’utiliser des matériaux mous (ou souples), la géométrie de la capsule étant compatible avec les deux types de matériaux.
[0036] Dans la cas d’un matériau mou, l’étanchéité est classiquement obtenue par l’écrasement élastique de la lèvre en forme de S décrite plus en détail ci-dessous par la cage à capsule. Avec un matériau plus dur (ou rigide), la flexibilité latérale de ladite lèvre en forme de S permet aussi d’obtenir une étanchéité par le serrage latéral de la cage à capsule, comme décrit ci-dessous.
[0037] Les figures 1 à 6 ont précédemment été décrites.
[0038] La figure 7 illustre schématiquement un mode de réalisation d’une capsule 700 selon l’invention. La capsule 700 est ici représentée partiellement recouverte d’une cage à capsule 102, proche de la position de travail. La cage à capsule 102 n’est toutefois pas représentée dans la position de travail, l’extrémité annulaire du bord d’étanchéité 105 de la cage à capsule 102 n’étant pas en compression sur la face supérieure 704A de la collerette 704, comme cela est visible sur le détail de la figure 7.
[0039] La capsule 700 comprend un corps creux 701 de forme tronconique selon un axe vertical « z », comprenant une base supérieure 702 et une base inférieure 703 ouverte, le corps creux 701 comprenant une collerette 704 autour de sa base inférieure 703, la collerette 704 comprenant une face supérieure 704A et une face inférieure 704B. Un opercule (non représenté) peut fermer la base inférieure 704B et former une chambre interne avec le corps creux 701 dans laquelle est placé un produit à infuser. La capsule 700 est adaptée pour être insérée dans une cage à capsule 102 de forme tronconique d’un dispositif pour préparer une infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers la capsule 700, la cage à capsule 102 ayant un bord d’étanchéité 105 avec une extrémité annulaire, ou sensiblement annulaire, venant en compression sur la face supérieure 704A de la collerette 704 dans une position de travail. L’axe vertical « z », passant par le centre de la base supérieure 702 et le centre de la base inférieure 703, est un axe de révolution de la capsule 700.
[0040] La capsule 700 se distingue de la capsule 300 précédemment décrite en ce que la collerette 704 comprend sur sa face supérieure 704A une gorge annulaire adaptée pour recevoir le bord d’étanchéité 105 de la cage à capsule 102 dans la position de travail, la gorge annulaire entourant le corps creux 701. La gorge annulaire, visible sur la figure 7, est illustrée plus en détail sur la figure 8, correspondant à un grossissement de la partie encadrée en pointillé de la figure 7.
[0041 ] Les figures 8 et 9 illustrent schématiquement un détail d’une coupe partielle d’un mode de réalisation d’une capsule 700 selon l’invention.
[0042] La figure 8 illustre plus particulièrement la gorge annulaire 800 de la capsule 700. La figure 8 comprend deux figures 8A et 8B identiques, la figure 8B ne comprenant que des signes de références et indications de formes ou positionnements supplémentaires par rapport à la figure 8A.
[0043] La figure 9 est une autre représentation de la gorge annulaire 800 de la capsule 700. [0044] La capsule 700 comprend une zone 801 communément appelée « chausse pied » de la capsule 700. Cette zone 801 de la capsule 700 correspond à une surface externe périphérique de la capsule 700, plus particulièrement du corps creux 701 , localisée dans la partie basse, c’est-à-dire à proximité de la base inférieure 703. Le chausse pied peut être de forme tronconique. Le chausse pied
801 forme, au moins pour sa partie basse, une partie interne de la gorge 800. Le chausse pied 801 correspond à la partie externe basse de la capsule 700, c’est-à- dire la surface extérieure de la capsule 700 proche de la base inférieure 703 et entourant le corps creux 701 . Au moins la partie basse du chausse pied 801 forme la partie interne, ou proximale par rapport à l’axe « z », de la gorge 800, la partie externe, ou distale, de la gorge 800 étant définie par la lèvre en forme de S 803.
[0045] La gorge annulaire 800 est formée par le chausse pied 801 , un fond de gorge
802 annulaire, adapté pour recevoir l’extrémité du bord d’étanchéité 105 dans la position de travail, et une lèvre 803 annulaire, ou sensiblement annulaire, de section transversale en forme de S, adaptée pour être en appui latérale contre le bord d’étanchéité 105 dans la position de travail.
[0046] Selon le mode de réalisation de l’invention illustré dans les figures 8 et 9, le chausse pied 801 , de forme tronconique, forme un angle « a » compris entre 1 ° et 13° par rapport à la verticale (la verticale étant parallèle à l’axe « z » de la capsule 700). Cet angle « a » peut permettre un serrage du chausse pied contre l’extrémité du bord d’étanchéité 105, contribuant ainsi à l’étanchéité entre la capsule et la cage à capsule, selon la dimension et/ou forme de la cage à capsule. Le chausse pied 801 permet un guidage de la capsule 700 dans la cage à capsule 102 lors de l’insertion de la capsule 700, permettant un centrage de la capsule 700 dans la position de travail.
[0047] Selon le mode de réalisation de l’invention illustré dans les figures 8 et 9, la lèvre annulaire 803 de section transversale interne en forme de S comprend : une partie basse P1 concave dans la continuité du fond de la gorge annulaire 802, une partie droite P2 dans la continuité de la partie basse P1 concave, - une partie haute P3 convexe dans la continuité de la partie droite P2 et s’étendant jusqu’au sommet de la lèvre annulaire 803.
[0048] La forme concave de la partie basse P1 permet avantageusement de s’assurer que, pour toute forme et/ou dimension de l’extrémité 105 du bord d’étanchéité d’une cage à capsule, il y a suffisamment d’espace pour que le bord d’étanchéité de la cage à capsule puisse aller au fond de gorge et permettre un serrage latéral du bord d’étanchéité au moins par la zone supérieure de la partie P1 et/ou la partie droite P2 de la lèvre en forme de S 803. Cette forme concave de la partie basse P1 est particulièrement avantageuse par rapport à une forme droite ou une forme anguleuse, en permettant de s’adapter à une variabilité des dimensions et/ou forme du bord d’étanchéité et en facilitant la flexion de la lèvre 803 pour être en appui latéral contre le bord d’étanchéité 105. Dit autrement, la forme concave de la partie P1 permet de libérer de l’espace pour que le bord d’étanchéité 105 puisse venir s’insérer au fond de la gorge 800.
[0049] De même, la forme convexe de la partie haute P3 permet avantageusement de s’assurer d’un bon guidage de l’extrémité du bord d’étanchéité 105 de la cage à capsule dans le fond de la gorge 800. Le serrage latéral de la lèvre en forme de S 803 contre le bord d’étanchéité est garanti par la partie droite P2 et/ou par la partie haute de la partie concave P1 en fonction de la variabilité des dimensions et/ou formes du bord d’étanchéité. La forme en S de la lèvre 803 permet donc de s’adapter à la variabilité des dimensions et/ou formes du bord d’étanchéité 105, ainsi qu’à un éventuel décentrage de la position de la capsule 700 dans la cage à capsule 102 dans la position de travail.
[0050] Les formes des différentes parties de la lèvre en forme de S - concave, droite et convexe - permettent ainsi de contribuer au guidage de la capsule lors de son insertion et de réaliser l’étanchéité entre la capsule et la cage à capsule par un serrage latéral de la lèvre en forme de S contre le bord d’étanchéité de la cage à capsule.
[0051 ] Cela est particulièrement avantageux lorsque le bord d’étanchéité comprend en son extrémité des cannelures ou indentations, l’appui axial (c’est-à-dire selon l’axe z) de l’extrémité du bord d’étanchéité contre le fond de la gorge 800 devenant irrégulier. Cela empêche une bonne étanchéité par une seule compression axiale entre le fond de la gorge et l’extrémité du bord d’étanchéité. Ceci est d’autant plus valable que le matériau utilisé pour fabriquer la capsule est dur.
[0052] L’invention permet à la lèvre en forme de S de fléchir afin de s'adapter aux différentes dimensions de la cage à capsule. Plus la cage à capsule descend, plus la flexibilité diminue pour, une fois la cage à capsule dans sa position finale basse, assurer son propre serrage. Il n'est pas nécessaire que la cage à capsule touche le fond de la gorge pour assurer une étanchéité, celle-ci étant assurée latéralement. Ainsi, préférentiellement, avec une capsule en matériau dur (ou rigide), la lèvre en forme de S est dimensionnée pour que l’étanchéité soit obtenue grâce à un appui latéral de la cage à capsule contre la lèvre en forme de S, rendue flexible de par sa géométrie, et non par un appui de l’extrémité de la cage à capsule contre le fond de la gorge de la capsule.
[0053] Selon le mode de réalisation de l’invention illustré dans les figures 8 et 9, la lèvre en forme de S 803 comprend une partie droite P2 entre la partie basse P1 concave et la partie haute P3 convexe. Possiblement, la partie droite P2 forme un angle « [3 » compris entre 1 ° et 25° par rapport à la verticale (la verticale étant parallèle à l’axe « z » de la capsule 700). Cette partie droite P2 contribue à un bon serrage latéral de la lèvre contre le bord d’étanchéité de la cage à capsule, et ce quelque que soit la dimension et/ou forme de la cage à capsule 102, tout en permettant d’ajuster la répartition en hauteur des parties concave et convexe de la lèvre en forme de S et/ou la hauteur de la lèvre en forme de S.
[0054] Selon le mode de réalisation de l’invention illustré dans les figures 8 et 9, la partie droite P2 correspond à une droite tangente aux cercles de rayons R1 et R2. Selon un mode de réalisation alternatif de l’invention, la partie droite P2 est tangente au cercle de rayon R1 et/ou au cercle de rayon R2. Possiblement, la partie droite P2 est sensiblement droite, par exemple de forme elliptique ou sensiblement elliptique.
[0055] Comme illustré dans la figure 8, particulièrement la figure 8B, les sections transversales du fond de gorge 802 et de la partie basse P1 concave peuvent suivre la forme d’un cercle de rayon « R1 ». La section transversale de la partie haute P3 convexe peut suivre la forme d’un cercle de rayon « R2 ». Le positionnement respectif des centres des cercles de rayon R1 et R2 respectivement à l’intérieur et à l’extérieur de la gorge 800, permet de garantir respectivement la concavité et la convexité de la partie P1 basse et de la partie haute P3.
[0056] Dans la Fig. 8B, les périmètres des cercles de rayon « R1 » et « R2 » sont indiqués en pointillés fins. Les parties de ces deux périmètres correspondant aux sections transverses de la partie concave P1 et de la partie convexe P3 sont surlignées en gras, de même que pour la partie droite P2.
[0057] Selon le mode de réalisation de l’invention illustré dans les figures 8 et 9, plus particulièrement dans la figure 9, la partie basse P1 concave s’étend sur environ un tiers de la hauteur « h » de la lèvre en forme de S 803, la hauteur « h » correspondant à la hauteur entre le fond de la gorge 802 et le haut de la lèvre en forme de S 803. De même, selon le mode de réalisation de l’invention illustré dans les figures 8 et 9, la partie haute P3 convexe s’étend sur environ un tiers de la hauteur « h » de la lèvre en forme de S 803, comme illustré plus particulièrement dans la figure 9.
[0058] Possiblement, selon le mode de réalisation de l’invention, la partie basse P1 concave s’étend au plus jusqu’à 65 % de la hauteur de la lèvre en forme de S 803. De même, la partie haute P3 convexe s’étend au plus depuis 35 % de la hauteur de la lèvre en forme de S 803, c’est-à-dire sur au plus 65 % de la hauteur de la lèvre en forme de S 803.
[0059] Possiblement, selon le mode de réalisation de l’invention, la partie basse P1 concave s’étend au plus jusqu’à mi-hauteur de la lèvre en forme de S 803. De même, la partie haute P3 convexe s’étend au plus depuis la mi-hauteur de la lèvre en forme de S 803.
[0060] La partie haute P3 convexe est ascendante jusqu’au sommet de la lèvre en forme de S. Un décrochement est présent directement après le sommet de la lèvre en forme de S. La lèvre en forme de S ne comprend pas, après le sommet (c’est à dire vers l’extérieur de la collerette), de partie convexe descendante mais présente directement le décrochement. Cela permet d’obtenir une lèvre en forme de S la plus haute possible tout en gardant une épaisseur minimale, et donc garantissant une flexibilité maximale à la lèvre en forme de S dans sa partie supérieure. Une hauteur du décrochement k est la distance entre le sommet de la lèvre en forme de S, d’où débute le décrochement, et la face supérieure 704A de la collerette.
[0061 ] L’épaisseur de la lèvre en forme de S décroit de sa base jusqu’à son sommet. L’épaisseur est maximale dans sa partie basse et minimale à son sommet. Le fait d’avoir une épaisseur de lèvre en forme de S décroissant progressivement (large à sa base, fine à son sommet) permet à la lèvre en forme de S de fléchir progressivement lorsque la cage à capsule vient se positionner en position de travail. De plus, si, vue la pression exercée par la cage à capsule, le matériau sort de son domaine élastique et passe dans le domaine plastique, la lèvre en forme de S est alors suffisamment dimensionnée pour ne pas casser.
[0062] Par exemple, selon un mode de réalisation de l’invention, l’épaisseur de la lèvre en forme de S au niveau de la jonction entre la partie basse P1 concave et la partie haute P3 convexe en l’absence de partie droite P2 (i. e. le point d’inflexion), ou sinon, en présence d’une partie droite P2, au niveau d’un point de la partie droite P2, est comprise entre 0.2 et 1 mm, préférentiellement entre 0.2 et 0.5 mm, encore plus préférentiellement entre 0.2 et 0.35 mm. Cette épaisseur permet de garantir une bonne flexibilité de la lèvre en forme de S tout en l’empêchant de casser en cas de pression trop forte.
[0063] Ainsi, selon le mode de réalisation illustré dans la figure 8, la collerette 704 présente un décrochement après la lèvre en forme de S 803, le décrochement étant adapté pour donner une flexibilité prédéterminée à la lèvre en forme de S 803.. Le décrochement débute au sommet de la lèvre en forme de S, directement après la partie haute P3 convexe. Le décrochement laisse libre la lèvre en forme de S 803 afin que celle-ci possède une flexibilité prédéterminée. Possiblement, la section transversale externe de la lèvre en forme de S 803 est verticale, ou sensiblement verticale, et présente un congé avec le décrochement, le congé présentant un rayon de courbure « R3 » compris entre 0.1 et 0.5 millimètre. Possiblement, la section transversale externe de la lèvre en forme de S 803 est sensiblement verticale, présentant un angle avec la verticale compris entre 0 et +5 degrés. Cet angle avec la verticale, outre qu’il s’agit d’un angle de dépouille facilitant le démoulage de la pièce injectée, permet d’adapter la flexibilité de la lèvre en forme de S 803, par exemple selon la dureté du matériau utilisé pour la fabrication de la capsule. En l’absence de congé, la lèvre en forme de S 803 pourrait casser à la jointure avec le décrochement en cas de flexion. L’augmentation du rayon de courbure « R3 » permet de contrôler la flexibilité de la lèvre en forme de S 803, la flexibilité de la lèvre en forme de S 803 diminuant au fur et à mesure que le rayon « R3 » augmente. Le congé peut prendre une autre forme qu’un arc de cercle. Le congé peut prendre par exemple une forme triangulaire, la surface externe du congé étant alors plane et oblique par rapport au décrochement et à la verticale. Si la flexibilité de la lèvre en forme de S 803 est trop grande, le serrage latéral entre la lèvre en forme de S et le bord d’étanchéité diminue, ce qui peut compromettre l’étanchéité. A l’inverse, une trop grande rigidité de la lèvre en forme de S 803 peut être à l’origine de sa rupture ou d’une difficulté d’insertion des capsules dans la cage à capsule.
[0064] La présence du décrochement permet aussi de s’assurer que l’épaisseur de la collerette, pour sa partie distale au-delà de la gorge, est adapté au dispositif pour la préparation d’une boisson.
[0065] La répartition des différentes parties P1 , P2 et P3 sur la hauteur « h » de la lèvre en en forme de S 803 peut varier. La lèvre en forme de S peut ne pas comprendre de partie droite P2, la partie basse P1 concave étant alors directement suivie de la partie haute P3 convexe. Selon le mode de réalisation de l’invention chaque partie P1 et P3 peut représenter au maximum 80 %, préférentiellement 65 %, de la hauteur « h » de la lèvre en forme de S 803, laissant possiblement 20 %, ou 35 %, de la hauteur restante à l’autre partie seule ou bien à l’autre partie en combinaison avec une partie droite P2. Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque partie concave P1 et convexe P3 représente au maximum 65 %, préférentiellement 50 %, de la hauteur « h » de la lèvre en forme de S 803, la lèvre en forme de S 803 comprenant ou non une partie droite P2.
[0066] Selon un mode de réalisation de l’invention, la hauteur de la partie droite P2 représente au maximum 60 % de la hauteur h de la lèvre en forme de S 803. [0067] A noter que si les rayons de courbure du fond de gorge 802 côté chausse pied et côté lèvre en forme de S 803 sont représentés comme étant identiques (et égaux à R1 ) dans les figures 8 et 9, la figure 10 ci-après décrite considère deux rayons de courbures et/ou centre différents pour ces rayons de courbures. Plus généralement, le rayon de courbure du fond de gorge 802 côté chausse pied 801 et le rayon de courbure du fond de gorge 802 côté lèvre en forme de S 803, ainsi que les centres de courbures respectifs, peuvent être différents, indépendamment de la dimension du fond de gorge 802.
[0068] La figure 10 illustre schématiquement un détail d’une coupe partielle d’un mode de réalisation alternatif d’une capsule 700 selon l’invention.
[0069] Dans le mode de réalisation alternatif de l’invention illustré dans la figure 10, la gorge 900 est similaire à la gorge 800 précédemment divulguée à ceci près que la section transverse du fond de gorge 902 est plus large. La section transverse du fond de gorge 902 est de forme circulaire du côté du chausse pied 901 , comme du côté de la lèvre en forme de S 903, mais dans ce mode de réalisation les deux rayons de courbures et/ou centre des cercles de courbures sont distincts. Le fond de gorge 902 peut comprendre une partie plane ou sensiblement plane.
[0070] La figure 11 illustre schématiquement un détail d’une coupe partielle d’un mode de réalisation alternatif ou complémentaire d’une capsule 700 selon l’invention.
[0071 ] Dans le mode de réalisation alternatif ou complémentaire de l’invention illustré dans la figure 11 , une gorge 1000 est similaire à la gorge 800 précédemment divulguée à ceci près que la lèvre en forme de S 1003 comprend une partie basse P1 concave et une partie haute P3 convexe. La lèvre en forme de S 1003 ne comprend pas de partie droite P2 entre la partie basse P1 concave et la partie haute P3 convexe. Dans ce cas, la liaison entre la partie basse P1 concave et la partie haute P3 convexe est appelé point d’inflexion. L’étanchéité est obtenue par un serrage latéral contre le bord d’étanchéité de la cage à capsule d’une partie haute de la partie basse P1 concave et possiblement d’une partie basse de la partie haute P3 convexe. En un sens, la partie droite P2 pourrait être considérée dans ce mode de réalisation comme réduite à un unique point de jonction entre la partie basse P1 et la parte haute P3.
[0072] Selon le mode de réalisation illustré dans la figure 11 , chaque partie P1 et P3 représente 50% de la hauteur h de la lèvre en forme de S 1003. Selon un mode de réalisation de l’invention, une partie P1 ou P3 peut représenter jusqu’à 80 % ou 65 % de la hauteur de la lèvre en forme de S 1003, la hauteur restante de la lèvre en forme de S 1003 étant constituée par l’autre partie P3 ou P1 .
[0073] La figure 12 illustre un exemple de dimensionnement d’une capsule 700 selon un mode de réalisation de l’invention.
[0074] Une telle capsule 700 peut être adaptée pour une utilisation dans des machines à café comprenant une cage à capsule avec un bord d’étanchéité 105 de diamètre interne moyen U de l’ordre de 30.5 à 31.5 millimètres. Le bord d’étanchéité 105 comprend une extrémité annulaire de section transverse circulaire de diamètre W, le diamètre W pouvant être compris entre 0.3 et 0.9 millimètre.
[0075] La capsule 700 peut ainsi être dimensionnée (côtes théoriques) :
- A (diamètre externe de la gorge 800) : compris entre 30.8 et 32.8 millimètres, par exemple 32 mm,
- B (hauteur de la lèvre en forme de S par rapport à la face inférieur 704B) : compris entre 1 .10 et 1 .70 millimètres,
- C (épaisseur au niveau du fond de gorge) : compris entre 0.4 et 1 millimètre,
- D (diamètre de la capsule jusqu’à l’extrémité de la collerette) : compris entre 36.9 et 37.1 millimètres,
- E (diamètre interne de la gorge 800) : compris entre 29.6 et 30.6 millimètres,
- G (diamètre moyen au fond de la gorge 800) : compris entre 30.4 et 31.4 millimètres.
[0076] Le degré de précision des valeurs données ci-dessus est de l’ordre de plus ou moins 0.2 millimètre, préférentiellement de plus ou moins 0.1 millimètre, encore plus préférentiellement de plus ou moins 0.05 millimètre. [0077] L’extrémité du bord d’étanchéité, venant en appui sur la face supérieure de la collerette, définit un diamètre intérieur (« U intérieur », égal à : U - W) et un diamètre extérieur (« Uextérieur », égal à : U + W). Le fond de gorge 800 définit un diamètre de fond de gorge G. La lèvre annulaire 803 en forme de S définit un diamètre externe A de lèvre annulaire.
[0078] Selon un mode de réalisation de l’invention :
- le diamètre de fond de gorge G est compris entre le diamètre intérieur (« U intérieur », égal à : U-W) et le diamètre extérieur (« Uextérieur », égal à : U+W), et
- le diamètre externe A de lèvre annulaire est supérieur au diamètre extérieur (« Uextérieur », OU U+W).
[0079] La première condition permet de s’assurer que l’extrémité du bord d’étanchéité 105 vient bien se positionner dans la gorge 800 dans la position de travail. La deuxième condition permet de s’assurer que la partie latérale externe de l’extrémité du bord d’étanchéité vient se positionner contre la lèvre 803, ou plus précisément que l’extrémité du bord d’étanchéité ne vient pas recouvrir, et donc écraser, la lèvre en forme de S 803 lorsque la cage à capsule 102 vient recouvrir la capsule 800. Si cette deuxième condition n’est pas remplie, le bord d’étanchéité viendrait en appui sur la lèvre 803 uniquement selon l’axe z (appui axial), ce qui pourrait provoquer un problème d’étanchéité. La surépaisseur de la lèvre 803 pourrait de plus empêcher la fermeture de la cage à capsule 102 dans sa position de travail ou provoquer une cassure de la lèvre lorsque la capsule est fabriquée avec un matériau dur (ou rigide).
[0080] Selon un mode de réalisation complémentaire de l’invention, le diamètre extérieur (U+W) est compris entre un diamètre extérieur minimal et un diamètre extérieur maximal selon la cage à capsule 105. Cette variation du diamètre extérieur du bord d’étanchéité peut être due aux tolérances de fabrication des pièces mécaniques et/ou à la forme du bord d’étanchéité, qui peut par exemple être elliptique, ou sensiblement elliptique. La lèvre en forme de S 803 définit un diamètre interne (ou proximal) J de lèvre annulaire et un diamètre externe (ou distal) A de lèvre annulaire : - le diamètre externe A de la lèvre annulaire 803 est supérieur au diamètre extérieur maximal de l’extrémité du bord d’étanchéité,
- le diamètre interne J de la lèvre annulaire 803 est inférieur au diamètre extérieur minimal de l’extrémité du bord d’étanchéité.
[0081 ] Cette double contrainte permet de s’assurer que la partie latérale externe de l’extrémité du bord d’étanchéité vient se positionner contre la lèvre en forme de S 803 pour toute cage à capsule dans des tolérances de fabrication et/ou formes et/ou dimensions prédéfinies. Cela permet de s’assurer qu’une étanchéité est bien créée entre la partie latérale externe de l’extrémité du bord d’étanchéité et la lèvre 803 en forme de S.
[0082] Le diamètre interne (ou proximal) J de lèvre annulaire est mesuré au niveau de la fin de partie basse P1 concave, c’est-à-dire, en l’absence de partie droite P2, au niveau du point d’inflexion entre la partie basse P1 concave et la partie haute P3 convexe, ou, sinon, au niveau de la jonction entre la partie basse P1 concave et la partie droite P2.
[0083] Selon un mode de réalisation de l’invention, le diamètre interne E de la gorge 800 est égal ou supérieur au diamètre intérieur Uintérieur de la cage à capsule, contribuant ainsi à l’étanchéité entre la capsule et la cage à capsule, selon la dimension et/ou forme de la cage à capsule. En effet, un serrage peut alors se créer entre le chausse pied et l’intérieur du bord d'étanchéité de la cage à capsule, selon la dimension et/ou forme de la cage à capsule, ce qui peut assurer, ou a minima contribuer à, l’étanchéité entre la capsule et la cage à capsule.
[0084] La hauteur k du décrochement est la distance entre le sommet de la lèvre en forme de S, d’où débute le décrochement, et la face supérieure 704A de la collerette 704. La hauteur k du décrochement est par exemple comprise entre 0.60 mm et 0.90 mm, préférentiellement 0.70 mm à 0.80 mm, par exemple égale à 0.75 mm.
[0085] La flexion de la lèvre en forme de S peut correspondre à un déplacement radial, vers l’extérieur de la capsule, du sommet de la lèvre en forme de S d’environ 0.1 à 0.5 mm. Dit autrement, la flexion de la lèvre en forme de S peut représenter entre 12 % et 70 % de la hauteur k du décrochement. Préférentiellement, la flexion de la lèvre en forme de S ainsi exprimée est comprise entre 20 % et 55 %.

Claims

23 REVENDICATIONS
[Revendication 1] Capsule (700) pour la préparation d’une infusion, la capsule comprenant :
- un corps creux (701 ) de forme tronconique selon un axe vertical (z), comprenant une base supérieure (702) et une base inférieure (703) ouverte, le corps creux (701 ) comprenant une collerette (704) autour de sa base inférieure (703), la collerette comprenant une face supérieure (704A) et une face inférieure (704B),
- un opercule pour fermer la base inférieure (703) et former une chambre interne avec le corps creux (701 ) dans laquelle est placé un produit à infuser, la capsule (700) étant adaptée pour être insérée dans une cage à capsule (102) de forme tronconique d’un dispositif (100) pour préparer une infusion en faisant passer un liquide sous pression à travers la capsule (700), la cage à capsule (102) ayant un bord d’étanchéité (105) avec une extrémité venant en compression sur la face supérieure (704A) de la collerette (704) dans une position de travail, la capsule (700) étant caractérisée en ce que la collerette (704) comprend sur sa face supérieure (704A) une gorge annulaire (800, 900) adaptée pour recevoir le bord d’étanchéité (105) de la cage à capsule (102) dans la position de travail, la gorge annulaire (800) entourant le corps creux (701 ), la gorge (800, 900) annulaire étant formée par :
- une surface externe périphérique de la capsule (700) en partie basse du corps creux (701 ), ou chausse pied (801 , 901 ), adaptée pour faciliter un centrage de la capsule (700) dans la cage à capsule (102),
- un fond de gorge (802, 902) annulaire adapté pour recevoir l’extrémité du bord d’étanchéité (105) dans la position de travail, et,
- une lèvre (803, 903) annulaire de section transversale interne en forme de S, comprenant un décrochement après son sommet et adaptée pour être en appui latérale contre le bord d’étanchéité (105) dans la position de travail.
[Revendication 2] Capsule pour la préparation d’une infusion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le chausse pied (801 , 901 ) forme un angle compris entre 1 ° et 13° par rapport à la verticale.
[Revendication 3] Capsule pour la préparation d’une infusion selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la lèvre annulaire (803) de section transversale interne en forme de S comprend :
- une partie basse (P1 ) concave dans la continuité du fond de la gorge annulaire (803, 903), et,
- une partie haute (P3) convexe s’étendant jusqu’au sommet de la lèvre annulaire (803), chaque partie basse (P1 ) concave et haute (P3) convexe s’étendant chacune sur au plus 65 % de la hauteur de la lèvre (803, 903) en forme de S.
[Revendication 4] Capsule pour la préparation d’une infusion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la lèvre (803, 903) de section transversale interne en forme de S comprend :
- une partie droite (P2), ou sensiblement droite, entre la partie basse (P1 ) concave et la partie haute (P3) convexe, et,
- la partie droite (P2) formant un angle compris entre 1 ° et 25° par rapport à la verticale (z).
[Revendication 5] Capsule pour la préparation d’une infusion selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la collerette (704) présente un décrochement après le sommet de la lèvre (803, 903), le décrochement étant adapté pour donner une flexibilité prédéterminée à la lèvre (803, 903).
[Revendication 6] Capsule pour la préparation d’une infusion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la section transversale externe de la lèvre (803, 903) est sensiblement verticale et présente un congé avec le décrochement, le congé présentant un rayon de courbure compris entre 0.1 et 0.5 millimètre.
[Revendication 7] Capsule pour la préparation d’une infusion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’épaisseur de la lèvre en forme de S au niveau de la jonction entre la partie basse P1 concave et la partie haute P3 convexe en l’absence de partie droite P2 ou sinon, en présence d’une partie droite P2, au niveau d’un point de la partie droite P2, est comprise entre 0.2 et 1 mm, préférentiellement entre 0.2 et 0.5 mm, encore plus préférentiellement entre 0.2 et 0.35 mm.
[Revendication 8] Capsule pour la préparation d’une infusion selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps creux (701 ), avec la collerette (704) et la gorge (800, 900) annulaire, est obtenu par un moulage par injection d’un matériau ductile.
[Revendication 9] Capsule pour la préparation d’une infusion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le corps creux (701 ) comprend au moins 50 % de PHA et/ou de PHBV et/ou PET et/ou RPET en masse.
[Revendication 10] Capsule pour la préparation d’une infusion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le corps creux (701 ) comprend un matériau biodégradable et/ou compostable et/ou recyclable et/ou recyclé.
[Revendication 11 ] Capsule pour la préparation d’une infusion selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, l’extrémité du bord d’étanchéité (105), venant en appui sur la face supérieure (704A) de la collerette (704), définissant un diamètre intérieur (ll-W) et un diamètre extérieur (U+W), le fond de gorge (802, 902) définissant un diamètre de fond de gorge (G) et la lèvre (803, 903) annulaire en forme de S définissant un diamètre externe de lèvre annulaire (A) :
- le diamètre de fond de gorge (G) est compris entre le diamètre intérieur (U- W) et le diamètre extérieur (U+W), et 26
- le diamètre externe de lèvre annulaire (A) est supérieur au diamètre extérieur (ll+W).
[Revendication 12] Capsule pour la préparation d’une infusion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que, le diamètre extérieur (ll+W) étant compris entre un diamètre extérieur minimal et un diamètre extérieur maximal, la lèvre annulaire en forme de S (803, 903) définissant un diamètre interne de lèvre annulaire et le diamètre externe de lèvre annulaire :
- le diamètre externe de lèvre annulaire (A) est supérieur au diamètre extérieur maximal,
- le diamètre interne de lèvre annulaire (J) est inférieur au diamètre extérieur minimal.
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