ES2317123T3 - Modulo de extraccion para un dispositivo de produccion de bebidas a partir de capsulas. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para producir una bebida a partir de una cápsula (24), comprendiendo: - un módulo de extracción el cual comprende un primer elemento de mordaza (6) y un segundo elemento de mordaza (7) que coopera con él, en el que en un estado abierto del módulo de extracción los elementos de mordaza (6, 7) están separados uno del otro, mientras en el estado cerrado los elementos de mordaza (6, 7) están en contacto apretado, - un motor (12) para controlar la transferencia del módulo de extracción entre el estado cerrado y el abierto y - medios de conversión mecánica (19) que trasmiten la acción de accionamiento del motor (12) a un desplazamiento relativo de los elementos de mordaza (6, 7) y que tienen por lo tanto una relación de transmisión variable la cual varía durante la carrera de la transferencia entre el estado abierto y el cerrado del módulo de extracción caracterizado porque los medios de conversión mecánica (19) están diseñados de tal modo que convierten la acción de accionamiento del motor (12) en una fuerza de cierre, esto es una fuerza con la cual los elementos de mordaza primero y segundo (6, 7) se acercan uno al otro, fuerza de cierre la cual crece durante la carrera del movimiento de cierre y en el que los medios de conversión mecánica (19) adicionalmente comprenden una disposición de palancas (19) la cual está conectada a un husillo (15) accionado por el motor (2).
Description
Módulo de extracción para un dispositivo de
producción de bebidas a partir de cápsulas.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención globalmente se refiere a
la producción de una bebida o de un comestible líquido sobre la
base de una cápsula, cápsula la cual contiene los ingredientes los
cuales son capaces de producir una bebida o un comestible líquido
cuando interactúa con un líquido, tal como por ejemplo agua caliente
a presión, introducido dentro del volumen de la cápsula.
Especialmente en el campo de las máquinas de
café, han sido ampliamente desarrolladas máquinas en las cuales una
cápsula inicialmente herméticamente cerrada que contiene los
ingredientes de la bebida es insertada (mientras todavía permanece
herméticamente cerrada) en un módulo de extracción abierto. Después
el módulo de extracción que rodea la cápsula es cerrado
herméticamente, se inyecta agua en la primera cara de la cápsula, la
bebida se produce en el volumen de la cápsula y la bebida producida
puede ser drenada desde una segunda cara de la cápsula.
Una vez el proceso de producción de la bebida ha
terminado, la cápsula usada se tiene que extraer del módulo de
extracción.
Son conocidos diversos enfoques para facilitar
la manipulación de tales máquinas de producción de bebidas a partir
de cápsulas.
El documento EP 1 095 605 A1 enseña un mecanismo
de expulsión para una cápsula de este tipo, en el que cuando se
abre el módulo de extracción, automáticamente un dispositivo
expulsor, mecánicamente acoplado al movimiento de abertura, eleva
la cápsula utilizada fuera de su soporte.
El documento WO 2005/058111 A1 expone un
dispositivo para producir una bebida a partir de una cápsula con un
ciclo de funcionamiento automático. El dispositivo comprende medios
para sostener un filtro y un conjunto de distribución los cuales se
acoplan entre sí a fin de distribuir una infusión de café. Por lo
tanto, están provistos medios de conversión mecánica para trasmitir
una acción de accionamiento de un motor a un desplazamiento
relativo de los medios de soporte y el conjunto de distribución.
A fin de inyectar el líquido en el interior de
la cápsula, a menudo se utilizan elementos en forma de aguja los
cuales perforan la cápsula desde fuera. Una vez que la inyección del
agua y el proceso de producción de la bebida ha terminado, la
cápsula tiende a permanecer fijada a estos medios de limitación.
Para superar este problema, el documento EP 1 444 932 A1 propone un
módulo de extracción, el cual se cierra de forma lineal (en
contraste con un movimiento de cierre giratorio) y el cual comprende
medios para extender la cápsula de los medios de inyección del agua
(agujas).
En vista de lo anterior es el objeto de la
presente invención proponer una técnica para una disposición
mecánica fiable y simple.
Este objeto se consigue por medio de las
características de las reivindicaciones independientes. Las
reivindicaciones subordinadas desarrollan adicionalmente la idea
central de la presente invención.
Un primer aspecto de la presente invención se
refiere a un dispositivo para producir una bebida a partir de una
cápsula, el dispositivo comprendiendo:
- un módulo de extracción el cual comprende un
primer elemento de mordaza y un segundo elemento de mordaza que
coopera con él.
En un estado abierto del módulo de extracción
los elementos de mordaza están separados uno del otro. En el estado
cerrado los elementos de mordaza encierran apretadamente un espacio
para la cápsula. El dispositivo adicionalmente comprende un motor
el cual acciona la transferencia del módulo de extracción desde el
estado cerrado al abierto. Por lo tanto, medios de conversión
mecánica trasfieren la acción de accionamiento del motor a un
desplazamiento relativo de los elementos de mordaza y tienen una
relación de transmisión variable que convierte la acción de
accionamiento del motor en una fuerza de cierre, esto es una fuerza
con la cual los elementos de mordaza primero y segundo se acercan
uno al otro. La fuerza de cierre aumenta durante la carrera del
movimiento de cierre. Por lo tanto la fuerza de cierre alcanza su
máximo cuando más se necesita, esto es cuando los elementos de
mordaza tienen que encerrar apretadamente cualquier cápsula
insertada.
Adicionalmente, los medios de conversión
mecánica del dispositivo comprenden una disposición de palancas.
Por lo tanto, la palanca está conectada a un husillo accionado por
el motor.
El accionamiento giratorio del motor se puede
convertir en un accionamiento de traslación haciendo que el husillo
interactúe con una rosca de un árbol de accionamiento.
La disposición de palancas puede estar compuesta
de dos pares co-paralelos de palancas. Las palancas
de cada par de palancas pueden estar respectivamente conectados una
con la otra mediante una junta de rótula (46). El motor puede
actuar directamente o indirectamente en la junta de rótula (36).
\global\parskip1.000000\baselineskip
En el estado abierto del módulo de extracción
cada par de palancas puede formar un ángulo agudo que se extiende
desde la junta de rótula (46). En el estado cerrado del módulo de
extracción cada par de palancas puede formar un ángulo obtuso que
se extiende desde la junta de rótula (46).
El extremo de una palanca de cada par de
palancas opuesto a la junta de rótula puede estar respectivamente
conectado a uno de los elementos de mordaza. El otro extremo puede
estar respectivamente fijo en traslación.
La posición o la orientación del motor puede
seguir el movimiento de transferencia del módulo de extracción
entre el estado abierto y el cerrado.
Pueden estar provistos medios de guiado de los
elementos de mordaza de forma que los elementos de mordaza se
puedan desplazar a lo largo de trayectorias alineadas cuando se
transfiere el módulo de extracción entre su estado cerrado y el
abierto.
El dispositivo puede comprender un bastidor para
montar el módulo de extracción y el motor a una pieza principal del
dispositivo de producción de bebidas.
Uno de los elementos de mordaza puede comprender
medios para la inyección de un líquido en el interior de una
cápsula insertada. El otro elemento de mordaza respectivamente puede
comprender medios para el drenaje de una bebida producida a partir
de una cápsula insertada.
El dispositivo puede comprender medios para
desprender activamente la cápsula de los medios de inyección. Por
lo tanto los medios de desprendimiento pueden estar funcionalmente
acoplados al movimiento de transferencia accionado por motor del
módulo de extracción desde su estado cerrado hacia su estado
abierto.
Un aspecto adicional de la invención se refiere
a un dispositivo para la producción de una bebida a partir de una
cápsula que contiene los ingredientes de la bebida. El dispositivo
comprende un módulo de extracción que está provisto de un primer
elemento de mordaza y un segundo elemento de mordaza que coopera con
él. En un estado abierto del módulo de extracción los elementos de
mordaza están separados entre sí mientras en el estado cerrado los
elementos de mordaza encierran apretadamente un espacio de la
cápsula.
Un motor acciona la transferencia del módulo de
extracción entre el estado cerrado y el abierto.
Primeros medios de desprendimiento de la cápsula
están provistos para desprender activamente la cápsula del primer
elemento de mordaza y están provistos segundos medios de
desprendimiento de la cápsula para desprender activamente la
cápsula del segundo elemento de mordaza. Por lo tanto los medios de
desprendimiento primero y segundo pueden estar funcionalmente
acoplados al movimiento de transferencia accionado por motor del
módulo de extracción.
Los medios de desprendimiento primero y segundo
pueden estar mecánicamente acoplados con un movimiento de
transferencia del módulo de extracción desde el estado cerrado al
estado abierto de tal forma que uno de los medios de
desprendimiento primero y segundo se active en un momento
determinado después de la activación del otro de los medios de
desprendimiento respectivamente.
Por lo menos uno de los medios de
desprendimiento puede estar diseñado para llevar a cabo un
movimiento de desprendimiento giratorio.
Un aspecto todavía adicional de la presente
invención se refiere a un dispositivo para la producción de una
bebida a partir de una cápsula (24) que comprende un sensor de
seguridad el cual permite la actividad de accionamiento del motor
desde el estado abierto al estado cerrado únicamente en tanto en
cuanto no se detecte un obstáculo en el espacio confinado por los
dos elementos de mordaza que se aproximan.
Un aspecto todavía adicional de la presente
invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de
un sistema de producción de bebidas a partir de cápsulas. Por lo
tanto un módulo de extracción es transferido, accionado por un
motor, desde un estado abierto, en el cual se inserta la cápsula,
hasta un estado cerrado en el cual el módulo de extracción encierra
apretadamente la cápsula insertada. El módulo de extracción
comprende un primer elemento de mordaza y un segundo elemento de
mordaza que coopera con él. La acción de accionamiento del motor se
convierte mecánicamente en una fuerza de cierre, es decir una fuerza
con la cual los elementos de mordaza se aproximan entre sí, la cual
crece con la carrera del movimiento de cierre.
Un aspecto todavía adicional de la presente
invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de
un sistema de producción de bebidas a partir de cápsulas, en el que
un módulo de extracción es transferido desde un estado cerrado, en
el cual se produce una bebida a partir de la cápsula insertada
mientras está apretadamente encerrada por el módulo de extracción,
hasta un estado abierto, el módulo de extracción comprendiendo un
primer elemento de mordaza y un segundo elemento de mordaza que
coopera con él. Por lo tanto la cápsula (24) es desprendida
activamente de ambos elementos de mordaza cuando el módulo de
extracción es transferido desde su estado cerrado a su estado
abierto.
La cápsula puede ser desprendida en una
trayectoria curvada desde por lo menos uno de los elementos de
mordaza.
Ventajas, características y objetos adicionales
de la presente invención se pondrán claramente de manifiesto a
partir de la siguiente descripción detallada de una forma de
realización de la presente invención cuando se tome conjuntamente
con las figuras de los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra un módulo de extracción para
un dispositivo de producción de bebidas según la presente
invención.
La figura 2 muestra componentes del módulo de
extracción.
La figura 3 muestra una vista parcial del módulo
de extracción en un estado abierto.
La figura 4 muestra una vista parcial de un
módulo de extracción según la presente invención cuando el módulo
de extracción está en su estado cerrado.
La figura 5 muestra un módulo de extracción
según la presente invención durante su movimiento de transferencia
desde su estado cerrado a su estado abierto.
La figura 6 muestra una vista en sección
transversal de un módulo de extracción en el estado abierto
comparable con la figura 3.
La figura 7 muestra una vista en sección
transversal de un módulo de extracción de la presente invención en
su estado cerrado que esencialmente corresponde a la figura 4.
La figura 8 muestra una vista en sección
transversal del módulo de extracción según la presente invención
durante su movimiento de transferencia desde su estado cerrado al
estado abierto, de tal forma que la figura 8 esencialmente
corresponde a la figura 5. Y
La figura 9 muestra una vista en sección
transversal del módulo de extracción cuando está en su estado
abierto.
\vskip1.000000\baselineskip
Antes de hace referencia en detalle a las
figuras de los dibujos adjuntos, se explicarán algunos términos:
"Bebida" comprende tanto líquidos que se
pueden beber como comestibles líquidos tales como por ejemplo
sopas.
Una "cápsula" es cualquier receptáculo
cerrado el cuál es capaz de contener ingredientes de bebidas en
forma seca, líquida o sólida o bien otras formas. La cápsula puede
tener una cubierta dura o una cubierta blanda puede estar fabricada
a partir de un único material o de una mezcla de materiales. Puede
tener todo tipo de formas, tal como por ejemplo una forma de
almohadilla o de taza. Puede estar herméticamente cerrada o no.
El término "extracción" y "módulo de
extracción" han sido utilizados como generalmente se utilizan
cuando se hace referencia a la producción de una bebida de café. Se
debe comprender que estos términos se refieren a toda clase de
interacciones entre un líquido y un ingrediente, tal como por
ejemplo mezclado, disolución, fermentación, etcétera.
La figura 1 muestra una vista general de un
módulo de extracción de la presente invención.
El módulo de extracción para una cápsula 24
puede estar integrado en diferentes dispositivos de producción de
bebidas, especialmente dispositivos de mezcla de café. Constituye un
módulo independiente el cual únicamente necesita ser conectado al
suministro de electricidad y de agua a presión (suministrada por
ejemplo a partir de una bomba conectada a un termo bloque o
caldera).
Como se puede ver a partir de la figura 1, la
pieza frontal del bastidor principal se puede elevar con relación a
la pieza posterior horizontal en un ángulo entre 20º y 40º,
preferiblemente 30º, con respecto al plano horizontal. Por lo tanto
la cápsula 24 puede ser recibida en el módulo de extracción en una
posición inclinada hacia atrás, de tal forma que el movimiento de
inserción de una cápsula 24 esté ergonómicamente dirigido
ligeramente hacia abajo. Como se explicará más adelante en este
documento, esta inclinación hacia atrás de la cápsula 24 en el
módulo de extracción promueve también la eliminación de una cápsula
usada 24 hacia la parte posterior del módulo de extracción.
Los elementos del módulo de extracción están
fijados a un bastidor principal 26. El bastidor principal 26 está
compuesto de un bastidor izquierdo 1, un bastidor derecho 2, un eje
de palanca 3, un bastidor superior 4, un bastidor posterior 5 y un
bastidor inferior 6.
Generalmente, el módulo de extracción es
accionado por un motor eléctrico 12 controlado por un conjunto de
control electrónico (no representado en los dibujos). Se debe
observar que el conjunto de control electrónico está también
conectado al sistema de seguridad de tal forma que puede controlar
el motor 12 dependiendo de una señal de detección de salida desde
el sistema de seguridad.
El motor eléctrico 12 acciona una transmisión
mecánica que comprende palancas 19 a fin de desplazar una primera
mordaza, es decir un soporte del cabezal de mezclado móvil 7 que
transporta el cabezal superior de mezclado 8 con relación a una
segunda mordaza, esto es el bastidor inferior 6 el cual (al
contrario del soporte del cabezal de mezclado móvil 7) está fijado
en traslación al bastidor principal 26 y transporta un cabezal
inferior de mezclado 9 (véase la figura 2) el cual está adaptado
para sostener la cápsula 24.
El cabezal superior de mezclado 8 presenta en su
lado inferior medios para inyectar un líquido, tal como por ejemplo
agua caliente a presión, en el interior de la cápsula 24. El líquido
introducido interactuará entonces con los ingredientes de la bebida
o del comestible líquido contenidos en la cápsula 24. La invención
comprende toda clase de interacciones posibles, tales como por
ejemplo mezclado, fermentación, extracción o disolución.
La bebida o el comestible líquido que es el
resultado de la interacción del líquido introducido y los
ingredientes contenidos en la cápsula 27 puede ser drenado después
de la cápsula 24 utilizando medios de drenaje 27 conectados al
bastidor inferior 6.
El bastidor inferior 6 junto con su cabezal
inferior de mezclado 9 constituye un segundo elemento de mordaza el
cual coopera con el soporte del cabezal de mezclado móvil 7 y su
cabezal superior de mezclado 8, los cuales juntos constituyen un
segundo elemento de mordaza.
Por lo tanto, los dos elementos de mordaza 6, 7
pueden ser desplazados uno con relación al otro, en el que en la
posición abierta, como por ejemplo se representa en la figura 1, una
cápsula 24 puede ser insertada en el interior del espacio confinado
por los dos elementos de mordaza (distanciados) 6, 7.
Empezando a partir de la posición abierta como
se representa en la figura 1, el motor eléctrico 12 puede accionar
el cabezal superior de mezclado 8 para desplazarlo hacia abajo hasta
que alcance una posición cerrada (lo cual se explicará más adelante
con referencia a la figura 4), posición cerrada en la cual los dos
elementos de mordaza 6, 7 encierran apretadamente la cápsula
insertada 24. El proceso de producción de la bebida tiene lugar
durante el estado cerrado del módulo de extracción representado en
la figura 4. La sustitución de una cápsula usada 24 por una nueva
tiene lugar cuando el módulo de extracción ha vuelto a su posición
abierta como se representa en la figura 1.
La acción de accionamiento giratorio del motor
12 se convierte en un movimiento lineal relativo de los dos
elementos de mordaza 6, 7. A este respecto, en el ejemplo como el
que se representa en la figura 1, el cabezal superior de mezclado 8
es guiado 28 a lo largo de una columna rectilínea 29 que forma parte
del bastidor principal 26. (Realmente respectivamente un elemento
de guiado 28 y una columna vertical 29 del bastidor izquierdo 1 y
del bastidor derecho 2 respectivamente, están provistos a cada lado
del soporte del cabezal de mezclado móvil 7).
El motor 12 está montado de forma giratoria en
el bastidor principal 26 en un eje de soporte del bloque del motor
41.
Como se explicará más adelante en este
documento, particularmente en la fase final de aproximación del
movimiento de cierre, la fuerza de cierre, esto es la fuerza con la
cual la mordaza superior y la inferior se acercan entre sí, está
diseñada para que sea muy alta. Para evitar tanto daños a los
usuarios que manipulen el módulo de extracción como el dañado de
las piezas del módulo de extracción representado, está provisto un
sistema de seguridad que comprende una puerta deslizante 11 y un
conmutador de seguridad 10 (representado en la figura 2).
En el caso en el que el borde inferior 30 de la
puerta deslizante 11 encuentre un obstáculo durante su movimiento
hacia abajo, la puerta deslizante 11 es empujada hacia arriba contra
la acción de desviación de un resorte 31 (véase la figura 2) de tal
forma que la puerta deslizante 11 activará el conmutador de
seguridad 10 el cual tanto causará que sea detenido el movimiento
hacia abajo como causará que la dirección de giro del motor
eléctrico 12 se invierta de tal modo que la mordaza superior con la
puerta deslizante 11 eventualmente se desplace hacia arriba.
La figura 2 muestra piezas del módulo de
extracción de la figura 1, esto es el sistema de seguridad que
comprende la puerta deslizante 11, el resorte 31 y el conmutador de
seguridad 10. Más adelante, la figura 2 muestra una vista en
despiece del soporte del cabezal de mezclado móvil 7 que transporta
el cabezal superior de mezclado 8. En la figura 2 se pueden ver los
dos medios de guiado lineal 28 los cuales guían el soporte del
cabezal de mezclado móvil 7 a lo largo de dos columnas
co-paralelas 29 del bastidor principal 26 (véase la
figura 1).
Finalmente, la figura 2 muestra una vista
detallada del bastidor inferior 6 con el cabezal inferior de
mezclado 9.
El cabezal inferior de mezclado 9 comprende
medios de perforación 32 los cuales sirven para abrir la cara
inferior de la cápsula 24 cuando la cara inferior de la cápsula 24
es presionada contra los medios de perforación 32.
En el ejemplar representado (véase la figura 1)
la cápsula tiene la forma de una almohadilla. De forma
correspondiente, el cabezal inferior de mezclado 9 está provisto de
una ranura tronco-cónica 33 que centra el contorno
de acoplamiento teórico de la cápsula 24. Una bebida producida es
recogida en la ranura 33 y guiada después al canal de guiado 24 por
debajo de la misma.
\newpage
La figura 3 muestra un conjunto de cierre según
la presente invención sin el bastidor principal 26 a fin de obtener
una vista mejor de las piezas estáticas y móviles alojadas en el
interior y montadas en el bastidor principal 26.
La figura 3 muestra el conjunto de cierre en su
estado abierto. Esto se puede ver a partir del hecho de que el
conjunto de mezclado superior 7 está distanciado del bastidor
inferior 6 y de la cara superior de la cápsula 24 colocada por un
usuario en el bastidor inferior 6.
El motor eléctrico 12 está conectado a una caja
de engranajes 13 fijada a un soporte del bloque del motor 16.
La caja de engranajes 14 acciona un husillo 15,
el cual coopera con un árbol que está provisto de dos guías del
árbol 18. El árbol 16 está provisto de una rosca interior de tal
forma que el accionamiento giratorio del husillo 15 es convertido
en un desplazamiento de traslación \Deltax del árbol 16.
El árbol 16 está conectado a una disposición de
palancas que comprende cuatro palancas 19 las cuales están montadas
en una disposición de junta de rótula.
La disposición de palancas comprende dos pares
co-paralelos de palancas, en el que el árbol 16
desplaza en forma de traslación (véase \Deltax) la junta de
rótula (junta de unión) 46 de cada par de palancas 19.
El extremo libre superior de la palanca superior
de cada par de palancas está libre para girar, pero fijado en
traslación conectado al bastidor principal 26 por medio de un eje de
palanca 3 (véase la figura 1).
Por lo tanto, puesto que el extremo libre
superior de cada par de palancas 19 está libre en el giro, pero
fijado en traslación al bastidor principal 26 (véase la figura 1),
el extremo libre inferior de la palanca opuesta 19 de cada par de
palancas será desplazado linealmente hacia abajo cuando, accionado
por el motor 12, el árbol 16 está empujando el punto de conexión de
cada par de palancas de las palancas 19, hacia el lado izquierdo en
la figura 3.
El desplazamiento del árbol 16 por lo tanto está
dirigido perpendicularmente al desplazamiento del extremo libre del
extremo libre inferior de cada par de palancas 19 y por lo tanto al
desplazamiento del soporte del cabezal de mezclado móvil 7.
El extremo libre inferior de cada par de
palancas 19 está conectado de forma giratoria al soporte del cabezal
de mezclado móvil 7.
Como resultado, el accionamiento giratorio del
husillo 15 será convertido en un desplazamiento de traslación del
árbol 16, el cual a su vez se convierte en un desplazamiento
perpendicular del soporte del cabezal de mezclado móvil 7 el cual
está referenciado como \Deltay en la figura 3.
En la posición abierta como se representa en la
figura 3, cada par de palancas forma un ángulo agudo cuando se
miran desde la conexión o junta de rótula 46 conectada al árbol 16.
Por lo tanto, empezando a partir de la posición como se representa
en la figura 3 un desplazamiento relativamente pequeño \Deltax del
árbol 16 resultara en un desplazamiento relativamente grande
\Deltay del soporte del cabezal de mezclado móvil 7. De forma
correspondiente, en esta etapa temprana del movimiento de cierre,
esto es un movimiento de transferencia para descender el soporte
del cabezal de mezclado móvil 7, el soporte del cabezal de mezclado
móvil 7 descenderá relativamente rápido pero con una fuerza
relativamente baja.
Cuanto más es accionado hacia abajo el soporte
del cabezal de mezclado móvil 7, más se convertirá en un ángulo
obtuso el ángulo inicialmente agudo de cada uno de los pares 19. Al
final el movimiento de transferencia de cierre (véase la figura 4)
cada par de palancas puede estar realmente alineadas, esto es
formando un ángulo obtuso de hasta 180º.
Por lo tanto, al final del movimiento de
transferencia de aproximación, esto es cuando el soporte del cabezal
de mezclado móvil 7 está casi apoyado contra el bastidor inferior
6, el mismo desplazamiento incremental \Deltax del árbol 16 será
convertido en un desplazamiento relativo mucho menor \Deltay del
soporte del cabezal de mezclado móvil 7 (cuando se compara con la
posición inicial como se representa en la figura 3). Por otra parte,
la fuerza de cierre, esto es la fuerza con la cual el soporte del
cabezal de mezclado móvil 7 se aproximará al bastidor inferior 6 en
la fase final y eventualmente se apoyará contra él, es mucho más
elevada en esta fase final del movimiento de cierre de aproximación
que cuando se compara con la etapa inicial como se representa en la
figura 3.
Por lo tanto, la disposición de palancas 19
representa un ejemplo de unos medios de transmisión mecánica con
una relación de la transmisión que varía durante la carrera del
movimiento de cierre y abertura. En la etapa temprana del
movimiento de cierre (empezando a partir del estado abierto del
módulo de extracción) la fuerza de cierre es relativamente baja (y
la velocidad de cierre relativamente alta). Por otra parte, los
medios de transmisión mecánica están diseñados de tal modo que la
etapa final del movimiento de cierre y particularmente cuando el
soporte del cabezal de mezclado móvil 7 presiona contra el bastidor
inferior 6.
Obsérvese que la función de un soporte de
cápsula 21 que coopera con un eje de dirección 22 será explicada
más adelante en este documento.
La figura 4 muestra una vista cuando el sistema
de cierre está en su posición cerrada y en la cual el soporte del
cabezal de mezclado móvil 7 y el bastidor inferior 6 encierran
apretadamente un espacio de confinamiento de una cápsula.
Como se puede ver a partir de la figura 4, el
motor 12 ha accionado el husillo 15 de tal modo que el árbol 16
está en su posición más avanzada (hacia la izquierda en la figura 4)
y los pares de palancas 19 dejan de formar un ángulo agudo, sino
que forman un ángulo de aproximadamente 180º. En este estado cerrado
del módulo de extracción una fuerza relativamente baja accionada
desde el motor 12 causará una fuerza hacia abajo muy de alta la
palanca inferior respectivamente 19 de cada par de palancas 19.
En la posición como se representa en la figura
4, tiene lugar el proceso de producción de la bebida. Una vez el
proceso de producción de la bebida ha sido completado, el control
electrónico (no representado en las figuras) controlará el motor
eléctrico 12 para que gire en el sentido contrario, de tal modo que
el husillo 15 retraerá el árbol 16 de tal modo que a su vez el
soporte del cabezal de mezclado móvil 7 será elevado de vuelta a la
posición como se representa en la figura 3.
A partir de las explicaciones anteriores y las
figuras 3 y 4 está claro que el motor eléctrico 12 se puede
dimensionar relativamente pequeño ya que su momento de torsión es
trasmitido por medios de transmisión mecánica (disposición de
palancas 19) como una fuerza de cierre la cual es creciente con la
carrera del movimiento de transferencia de cierre.
En lo que sigue a continuación en este documento
se explicará que otros movimientos están mecánicamente acoplados a
este movimiento principal de cierre y abertura del módulo de
extracción.
En las figuras 3, 4 y 5 se representa un
conjunto inferior de desprendimiento de la cápsula (expulsor de la
cápsula) 20. Como se puede ver particularmente a partir de la figura
5, los elementos principales del expulsor de la cápsula 20 son
esencialmente un elemento de expulsión anular 34 así como un brazo
de control del expulsor 35 provisto en su lado interior (no
representado en las figuras), por ejemplo pasadores 20a que se
acoplan con una rampa inclinada 7b del soporte del cabezal de
mezclado móvil 7.
Empezando a partir de la figura 3, cuando el
soporte del cabezal de mezclado móvil 7 se desplaza linealmente
hacia abajo, el extremo del brazo de control 35 provisto de un
pasador interior 20a deslizará sobre la rampa 7a hasta que el
extremo libre del brazo de control 35 se coloque en la posición más
interior de la rampa inclinada 7a cuando el módulo de extracción
alcanza su estado cerrado como se representa en la figura 4.
Por otra parte, cuando se inserta una cápsula en
el interior del espacio de inserción de la cápsula entre el
bastidor inferior 6 y el soporte del cabezal de mezclado móvil 7, el
elemento anular 34 del expulsor inferior de la cápsula 20 está
emparedado entre la parte del reborde de la cápsula 24 y el bastidor
inferior 6.
Ahora, cuando se haya terminado el proceso de
producción de una bebida, el soporte del cabezal de mezclado móvil
7 es elevado otra vez hacia arriba (empezando desde el estado
cerrado como se representa en la figura 4 hacia el estado
intermedio abierto de la figura 5), los pasadores de acoplamiento
20a fijados al lado interior del brazo de control 35 se acoplarán
con la rampa inclinada 7b de tal modo que el brazo de control
curvado 35 girará alrededor de un eje de apoyo. Esto a su vez
causará que el elemento anular 34 del expulsor de la cápsula 20
gire desde la posición como se representa en la figura 4 en la cual
descansa sobre la superficie superior del bastidor inferior 6,
hasta una posición girada como se representa en la figura 5. Al
mismo tiempo el elemento anular 34 se acoplará con el reborde
exterior de la cápsula 24 (véase la figura 5) y en un movimiento de
giro desprenderá la cápsula 24 de la ranura del cabezal inferior de
mezclado 9.
Como se explicará más adelante en este
documento, este movimiento de giro del expulsor inferior de la
cápsula 20 causará que la cápsula (usada) 24 deslice hacia atrás
dentro de una bandeja (no representada en los dibujos).
Debido al acoplamiento del brazo de control
curvado 35 del expulsor inferior de la cápsula 20 y la rampa 7b del
soporte del cabezal de mezclado móvil 7 esta acción de
desprendimiento que eleva la cápsula 24 desde el bastidor inferior
6 está controlada activamente mediante un acoplamiento mecánico al
movimiento de transferencia de abertura del soporte del cabezal de
mezclado móvil 7.
Características adicionales de la invención se
explicarán ahora con referencia a la vista en sección transversal
de las figuras 6 a 8.
La figura 6 muestra una vista en sección
transversal del módulo de extracción según la presente invención
que está en su estado abierto.
Un usuario está a punto de insertar la cápsula
24.
El expulsor inferior de la cápsula 20 está en
una posición en la que la parte del reborde exterior de la cápsula
24 emparedará el elemento anular 34 del expulsor inferior de la
cápsula 20 con respecto al bastidor inferior 6.
\newpage
Como se explicará en lo que sigue a
continuación, también una acción de desprendimiento con respecto al
soporte del cabezal de mezclado móvil 7 está mecánicamente y
activamente acoplada al movimiento principal del soporte del
cabezal de mezclado móvil 7. A fin de desprender la cápsula del
soporte del cabezal de mezclado móvil 7 y especialmente a fin de
desprender la cápsula de los medios de inyección de agua 36 alojada
en una parte cóncava del soporte del cabezal de mezclado móvil 7,
está provisto un expulsor superior de la cápsula 25. En la posición
como la que se representa en la figura 6, este expulsor superior de
la cápsula 25 está en una posición retraída. Globalmente, el
expulsor superior de la cápsula 25 es móvil entre la posición
retraída como se representa en la figura 6 y una posición avanzada
la cual será explicada más adelante en este documento (véase por
ejemplo la figura 8). El desplazamiento del expulsor superior de la
cápsula 25 está activamente controlado por la interacción del
extremo superior del expulsor superior de la cápsula 25 con una leva
de control 37 la cual está fijada en traslación al árbol 16. Por lo
tanto, la posición relativa actual del expulsor superior de la
cápsula 25 comparado con el soporte del cabezal de mezclado móvil 7,
por ejemplo en la posición retraída o avanzada, depende de la
posición actual del árbol 16 (accionado mediante el husillo 15) y la
forma particularmente diseñada de la leva de control 37.
En la figura 6 también se puede ver el sistema
de seguridad que comprende la puerta deslizante desviada mediante
resorte 11 y el conmutador de seguridad 10.
Adicionalmente, en la figura 6 se representa un
soporte de la cápsula 21 el cual puede llevar a cabo un movimiento
giratorio, que está controlado mediante la interacción de un eje de
dirección 22 y un resorte 23 con el soporte del cabezal de mezclado
móvil 7 lo cual será explicado más adelante en este documento.
En cualquier caso, del soporte de la cápsula 21
está provisto de una pared de tope 39. En la posición como la que
se representa en la figura 6 la pared de tope 39 se extiende más
allá del plano de recepción del cabezal inferior de mezclado 9 del
bastidor inferior 6. Por lo tanto, cuando el usuario está insertando
una cápsula 24 como se representa en la figura 6, esta inserción se
facilita disponiendo la pared de tope 39 sobresaliendo hacia arriba
desde este plano de recepción.
Cuando el motor 12 acciona el soporte del
cabezal de mezclado móvil 7 dentro de la posición cerrada como se
representa en la figura 7, los medios de inyección de agua 38 son
empujados al interior de la superficie superior de la cápsula 24.
En esta posición, como se representa en la figura 7, el agua bajo
presión puede entrar en la cápsula 24 y la interacción con los
ingredientes de la bebida contenidos en la cápsula 24 puede
empezar.
Al mismo tiempo, los medios de perforación 32 ya
han abierto la superficie inferior de la cápsula 24 y una bebida
producida puede ser recogida y drenada a través del canal de drenaje
27.
A partir de la figura 7 también se puede ver que
en esta posición cerrada del módulo de extracción el expulsor
superior de la cápsula 25 está en su posición más retraída. Esta
posición retraída está controlada por la leva de control 37
provista en el extremo del árbol 16.
Cuando el soporte del cabezal de mezclado móvil
7 es transferido desde la posición abierta como se representa la
figura 6 a la posición cerrada como se representa en la figura 7, la
pared de tope inicialmente hacia arriba 39 del soporte de la
cápsula 21 será empujada hacia abajo por el soporte del cabezal de
mezclado móvil 7. Cuando el soporte de la cápsula 21 provisto de la
pared de tope 39 es girado (en el sentido contrario a las agujas
del reloj en los dibujos), se tensará un resorte 23. El resorte
tensado 23 causa que el eje de dirección 22 gire en el sentido
contrario a las agujas del reloj, de tal modo que un brazo de tapón
que se extiende hacia abajo 42 del eje de dirección 22 será girado
sobre la parte superior de un tope recto 43 del soporte de la
cápsula 21. Como resultado, el soporte de la cápsula 21 está
bloqueado en su posición más baja representada en la figura 7
debido al efecto de bloqueo del brazo de tapón 42 y del tope 43.
Una comparación de las figuras 6 y 7 muestra que
el motor 12, la caja de engranajes 13, el soporte del bloque del
motor 14, el husillo 15 y el árbol 16 no están montados de forma
fija al bastidor principal 26, sino que se permite que lleven a
cabo un movimiento de oscilación durante un movimiento de
transferencia de cierre y abertura, respectivamente, de los
elementos de mordaza 6, 7.
Las piezas mencionadas del bloque del motor (el
motor 12, la caja de engranajes 13, el soporte del bloque del motor
14, el husillo 15 y el árbol 16) están realmente fijados libres para
el giro al bastidor principal 26 mediante el eje de soporte del
bloque del motor 41 (véase la figura 3).
Cuando, empezando desde el estado cerrado de
producción de la bebida como se representa en la figura 7, el
soporte del cabezal de mezclado móvil 7, accionado por motor 12, es
desplazado hacia arriba otra vez, el soporte de la cápsula 21 no
seguirá inmediatamente este movimiento debido a la interacción del
soporte de la cápsula 21 con el eje de dirección 22.
Este retraso del giro del soporte de la cápsula
21 hace posible que el expulsor inferior de la cápsula 22 eleve,
como se representa en la figura 9, en un movimiento giratorio la
cápsula 24 desde su posición en la ranura, de tal forma que la
cápsula 24 eventualmente (como se representa en la figura 9)
deslizará desde el expulsor inferior de la cápsula inclinado 20
sobre una superficie de deslizamiento 40 del soporte de la cápsula
21 y de vuelta al interior de una bandeja (no representada).
\global\parskip0.980000\baselineskip
Este desplazamiento hacia atrás de la cápsula 24
está promovido por el hecho de que el módulo de extracción está
preferiblemente montado en el dispositivo de producción de bebidas
de tal modo que está inclinado hacia atrás en un ángulo de por
ejemplo 30º. Por lo tanto la parte posterior del cabezal inferior de
mezclado 9 está colocada más baja que la parte frontal del
mismo.
Durante el movimiento de abertura, esto es el
movimiento hacia arriba del soporte del cabezal de mezclado móvil
7, la leva de control 37 del árbol 16 causará un movimiento de
salida hacia fuera del expulsor superior de la cápsula 25 en
comparación con los medios de inyección de agua del cabezal superior
de mezclado 8. Esta acción de desprendimiento del expulsor superior
de la cápsula 25 en comparación con el cabezal superior de mezclado
8 ocurre antes de que el elemento anular 34 del expulsor inferior de
la cápsula 20 eleve la cápsula 24 desde el bastidor inferior 6 en
un movimiento giratorio.
Este retraso de la acción de desprendimiento del
expulsor superior de la cápsula 25 y del expulsor inferior de la
cápsula 20, respectivamente, está definido mediante los diseños
correspondientes de la leva de control 37 del árbol 16 y del brazo
de control curvado del expulsor inferior de la cápsula.
Como se puede ver a partir de la figura 8,
cuando el árbol 16 es retraído por el motor 12 empezando a partir
de la posición cerrada como se representa en la figura 7, el
expulsor superior de la cápsula 25 se mantiene en posición mediante
una primera sección 37b de la leva de control 37, mientras el
cabezal superior de mezclado 8 ya se está desplazando hacia arriba.
Esto corresponde a un movimiento de salir hacia fuera relativo del
expulsor superior de la cápsula en comparación con el cabezal
superior de mezclado 8 de tal forma que la cápsula 24 será
desprendida activamente de los medios de perforación y de inyección
32.
Únicamente cuando el árbol 16 es retraído hasta
una extensión en la que el expulsor superior de la cápsula 25
empieza a cooperar con una segunda sección ranurada 37b de la leva
de control 37, el expulsor superior de la cápsula 25 es libre de
seguir el desplazamiento hacia arriba del cabezal superior de
mezclado 8.
En el estado durante el desplazamiento de
abertura (hacia arriba) del cabezal superior de mezclado 6
representado en la figura 8 está todavía bloqueado en su posición
más baja.
Sin embargo, cuando el desplazamiento de
abertura hacia arriba alcanza la posición representada en la figura
9, una leva superior 44 del eje de dirección es girada en el sentido
de las agujas del reloj mediante una ranura 45 del soporte del
cabezal de mezclado móvil 7 de tal forma que el efecto de bloqueo
del eje de dirección 22 cesa y el soporte de la cápsula 21 puede
recobrar su posición superior representada en la figura 6, en la
cual la pared de tope 39 define un tope posterior cuando se inserta
la siguiente cápsula 24.
Para resumir, como una acción principal el motor
12 acciona el movimiento de abertura y cierre del módulo de
extracción. Acoplada a esta acción principal está la acción
retardada de los medios de desprendimiento para la mordaza superior
y la mordaza inferior, respectivamente. Finalmente, también el
accionamiento de los desplazamientos del soporte de la cápsula 21
está mecánicamente acoplado a dicha acción principal.
- 1.
- bastidor izquierdo
- 2.
- bastidor derecho
- 3.
- eje de palanca
- 4.
- bastidor superior
- 5.
- bastidor posterior
- 6.
- bastidor inferior
- 7.
- soporte del cabezal de mezclado móvil
- 7a.
- rampa
- 8.
- cabezal superior de mezclado
- 9.
- cabezal inferior de mezclado
- 10.
- conmutador de seguridad
- 11.
- puerta de seguridad
- 12.
- motor
- 13.
- caja de engranajes
- 14.
- soporte del bloque del motor
- 15.
- husillo
- 16.
- árbol
- 17.
- guiado del árbol
- 18.
- guiado del árbol
- 19.
- palanca
- 20.
- expulsor de la cápsula
- 20a.
- pasadores
- 21.
- soporte de la cápsula
- 22.
- eje de dirección
- 23.
- resorte del eje de dirección
- 24.
- cápsula
- 25.
- expulsor central de la cápsula
- 26.
- bastidor principal
- 27.
- canal de drenaje
- 28.
- medios de guiado
- 29.
- columnas del bastidor principal
- 30.
- borde inferior de la puerta deslizante
- 31.
- resorte del sistema de seguridad
- 32.
- medios de perforación
- 33.
- ranura tronco-cónica del cabezal inferior de mezclado
- 34.
- elemento anular de expulsión
- 35.
- brazo de control curvado del expulsor inferior
- 36.
- eje de soporte
- 37.
- leva de control
- 38.
- medios inyección de agua
- 39.
- pared de tope
- 40.
- superficie de deslizamiento
- 41.
- eje de soporte de bloque del motor
- 42.
- brazo de tapón
- 43.
- tope recto
- 44.
- ranura
- 45.
- junta de rótula
\global\parskip1.000000\baselineskip
Claims (16)
1. Un dispositivo para producir una bebida a
partir de una cápsula (24), comprendiendo:
- un módulo de extracción el cual comprende un
primer elemento de mordaza (6) y un segundo elemento de mordaza (7)
que coopera con él, en el que en un estado abierto del módulo de
extracción los elementos de mordaza (6, 7) están separados uno del
otro, mientras en el estado cerrado los elementos de mordaza (6, 7)
están en contacto apretado,
- un motor (12) para controlar la transferencia
del módulo de extracción entre el estado cerrado y el abierto y
- medios de conversión mecánica (19) que
trasmiten la acción de accionamiento del motor (12) a un
desplazamiento relativo de los elementos de mordaza (6, 7) y que
tienen por lo tanto una relación de transmisión variable la cual
varía durante la carrera de la transferencia entre el estado abierto
y el cerrado del módulo de extracción caracterizado porque
los medios de conversión mecánica (19) están diseñados de tal modo
que convierten la acción de accionamiento del motor (12) en una
fuerza de cierre, esto es una fuerza con la cual los elementos de
mordaza primero y segundo (6, 7) se acercan uno al otro, fuerza de
cierre la cual crece durante la carrera del movimiento de cierre y
en el que los medios de conversión mecánica (19) adicionalmente
comprenden una disposición de palancas (19) la cual está conectada
a un husillo (15) accionado por el motor (2).
2. El dispositivo según la reivindicación 1 en
el que el accionamiento giratorio del motor se convierte en un
accionamiento de traslación haciendo que el husillo (15) interactúe
con una rosca del árbol de accionamiento (13).
3. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 o 2 en el que la disposición de palancas (19)
está compuesta de dos pares de palancas co-paralelas
(19), las palancas de cada par de palancas (19) estando
respectivamente conectadas entre sí mediante una junta de rótula
(46), el motor actuando directamente o indirectamente sobre la
junta de rótula (46).
4. El dispositivo según la reivindicación 3 en
el que en el estado abierto del módulo de extracción cada par de
palancas (19) forma un ángulo agudo que se extiende desde la junta
de rótula (46), mientras en el estado cerrado del módulo de
extracción cada par de palancas (19) forma un ángulo obtuso de hasta
180º que se extiende desde la junta de rótula (46).
5. El dispositivo según la reivindicación 2 o 3
en el que el extremo de una palanca (19) de cada par de palancas
opuesto a la junta de rótula (46) está respectivamente conectado a
uno de los elementos de mordazas (6, 7), mientras el otro extremo
está respectivamente fijo en traslación.
6. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la posición o la orientación
del motor (12) sigue el movimiento de transferencia del módulo de
extracción entre el estado abierto y el cerrado.
7. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que están provistos medios de
guiado del elemento de mordaza (1, 2) de tal modo que los elementos
de mordaza (6, 7) se pueden desplazar a lo largo de trayectorias
alineadas cuando se transfiere el módulo de extracción entre su
estado cerrado y abierto.
8. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores comprendiendo un bastidor (26) para el
montaje del módulo de extracción y el motor (12) a una pieza
principal del dispositivo de producción de bebidas.
9. El dispositivo según la reivindicación 8 en
el que una pieza frontal del bastidor (26) está elevada formando un
ángulo agudo en comparación con una pieza posterior horizontal del
bastidor.
10. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la cápsula (24) se coloca en
el módulo de extracción en una posición inclinada hacia atrás con
respecto al plano horizontal.
11. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el uno de los elementos de mordaza
(6, 7) comprende medios para la inyección de un líquido en el
interior de una cápsula insertada y el otro elemento de mordaza
respectivamente comprende medios para el drenaje de una bebida
producida a partir de una cápsula insertada (24).
12. El dispositivo según la reivindicación 11
comprendiendo medios para desprender activamente la cápsula de los
medios de inyección, los medios de desprendimiento estando
controlados activamente por el movimiento de transferencia
accionado por el motor del módulo de extracción desde su estado
cerrado hacia su estado abierto.
13. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores adicionalmente comprendiendo:
- primeros medios de desprendimiento de la
cápsula para desprender activamente la cápsula (24) del primer
elemento de mordaza, y
- segundos medios de desprendimiento de la
cápsula para desprender activamente la cápsula (24) del segundo
elemento de mordaza, en el que los medios de desprendimiento primero
y segundo están mecánicamente acoplados con el movimiento de
transferencia accionado por el motor del módulo de extracción.
14. El dispositivo según la reivindicación 13 en
el que los medios de desprendimiento primero y segundo están
mecánicamente acoplados con un movimiento de transferencia del
módulo de extracción desde el estado cerrado hasta el estado
abierto de tal modo que uno de los medios de desprendimiento primero
y segundo es activado en un momento determinado después de la
activación del otro de los medios de desprendimiento
respectivamente.
15. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 13 o 14 en el que por lo menos uno de los medios
de desprendimiento lleva a cabo un movimiento de desprendimiento
giratorio.
16. El dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores adicionalmente comprendiendo un sensor
de seguridad el cual permite la actividad de accionamiento del motor
desde el estado abierto hasta el estado cerrado únicamente en tanto
en cuanto no se detecte un obstáculo en el espacio confinado por los
dos elementos de mordaza que se aproximan.
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