MX2015002360A - Una capsula para su uso en una maquina de preparacion de alimentos. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una cápsula (11) para contener un ingrediente alimentario, adaptada para ser insertada funcionalmente en la cavidad de una máquina de preparación de alimentos (1), caracterizada porque dicha cápsula (11) comprende al menos una parte elástica (17, 19,20,21,22,23,25,26,27,29,31,33, 34,35,38) que es deformable cuando dicha cápsula se inserta en la cavidad de la máquina, y/o cuando dicha cavidad está cerrada, y en donde los datos operacionales de al menos una máquina dependen de las propiedades de deformación elástica de la parte elástica.

Description

UNA CÁPSULA PARA SU USO EN UNA MÁQUINA DE PREPARACIÓN DE ALIMENTOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una cápsula de ingrediente para su uso en una máquina de preparación de alimentos, por ejemplo en una máquina de preparación de alimentos líquidos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las máquinas de preparación de bebidas son bien conocidas en el área de ciencias de alimentos y bienes de consumo. Tales máquinas permiten a un consumidor preparar en casa un determinado tipo de bebida, por ejemplo una bebida a base de café, esto es, un espresso o una taza de café preparado.

Hoy en día, la mayoría de las máquinas para la preparación de bebidas en el hogar comprenden un sistema compuesto por una máquina que puede alojar ingredientes en porciones para la preparación de la bebida. Tales porciones pueden ser mono-dosis blandas, almohadillas o sobres, pero cada vez más sistemas utilizan porciones semi-rígidas o rígidas como mono-dosis o cápsulas. A continuación, se considerará que la máquina de bebidas de la invención es una máquina de preparación de bebidas que funciona con una cápsula rígida o semi-rígida.

La máquina comprende un receptáculo o cavidad para alojar dicha cápsula y un sistema de inyección de fluido para inyectar un fluido, de preferencia agua, bajo presión en la cápsula. El agua inyectada bajo presión en la cápsula, para la preparación de una bebida de café de acuerdo con la presente invención, está de preferencia caliente, es decir, a una temperatura por encima de 70°C. Sin embargo, en algunos casos particulares, podría también estar a temperatura ambiente, o incluso fría. La presión dentro de la cámara de la cápsula durante la extracción y/o disolución de los contenidos de la cápsula es típicamente de cerca de 1 a cerca de 8 bar para los productos de disolución y de cerca de 2 a cerca de 12 bar para la extracción de café tostado y molido. Dicho proceso de preparación difiere mucho del así denominado proceso de “remojo” para la preparación de bebidas, especialmente para el té y café, en donde el remojo implica un largo tiempo de Infusión del ingrediente por un fluido (por ejemplo, agua caliente), mientras que el proceso de preparación de bebidas permite que un consumidor prepare una bebida, por ejemplo café, en pocos segundos.

El principio de la extracción y/o disolución de los contenidos de una cápsula cerrada bajo presión es conocido y consiste típicamente en insertar la cápsula en un receptáculo o cavidad de una máquina, inyectar una cantidad de agua a presión en la cápsula, generalmente después de perforar una cara de la cápsula con un elemento de perforación de inyección, como una aguja de inyección de fluido montado en la máquina, a fin de crear un ambiente presurizado dentro de la cápsula, ya sea para extraer la sustancia o disolverla, y luego liberar la sustancia extraída o la sustancia disuelta a través de la cápsula. Las cápsulas que permiten la aplicación de este principio ya se han descrito por ejemplo en las patentes europeas del solicitante EP 1472156 B1 y EP 1784344 B1.

Las máquinas que permiten la aplicación de este principio ya se han descrito por ejemplo en las patentes CH 605293 y EP 242556. Según estos documentos, la máquina comprende un receptáculo o cavidad para la cápsula y un elemento de perforación e inyección en forma de una aguja hueca que comprende en su región distal uno o más orificios de inyección de líquidos. La aguja tiene una función dual en que, por un lado, abre la parte superior de la cápsula y, por otro, forma el canal de entrada del agua en la cápsula.

La máquina comprende además un depósito de fluido -en la mayoría de los casos este fluido es agua- para almacenar el líquido que se utiliza para disolver y/o infundir y/o extraer bajo presión el o los ingrediente(s) contenido(s) en la cápsula. La máquina comprende un elemento de calentamiento tal como una caldera o un intercambiador de calor, capaz de calentar el agua utilizada en el mismo a temperaturas de trabajo (clásicamente temperaturas de hasta 80-90°C). Finalmente, la máquina comprende un elemento de bomba para hacer circular el agua desde el tanque hasta la cápsula, opcionalmente a través de un elemento de calentamiento. La forma en que el agua circula dentro de la máquina se selecciona, por ejemplo, a través de una válvula de selección de medio, como, por ejemplo, una válvula peristáltica del tipo descrito en la solicitud de patente europea del solicitante EP 2162653 A1.

Cuando la bebida a preparar es café, una manera interesante de prepararlo es proporcionar al consumidor una cápsula que contiene café tostado y molido en polvo, que ha de ser extraído con agua caliente inyectada en el mismo.

En muchos casos, la máquina comprende un soporte para sujetar la cápsula, que está destinado a ser insertado y retirado de la cavidad o receptáculo correspondiente de la máquina. Cuando se carga un soporte de cápsula con una cápsula y se inserta dentro de la máquina de una manera funcional, los medios de inyección de agua de la máquina se pueden conectar de manera fluida a la cápsula para inyectarle agua para la preparación de alimentos, tal como se describió anteriormente. Un soporte de cápsula se describe por ejemplo en la patente europea EP 1967100 B1 del solicitante.

Se han desarrollado cápsulas para su aplicación en la preparación de alimentos y, en particular, para la preparación de bebidas, como se describe y reivindica en la patente europea EP 1784344 B1 del solicitante, o en la solicitud de patente europea EP 2062831.

En resumen, estas cápsulas típicamente comprenden: - Un cuerpo hueco y una pared de inyección que es impermeable a los líquidos y al aire y que está unida al cuerpo y adaptada para ser perforada, por ejemplo, por una aguja de inyección de la máquina, - Una cámara que contiene una base de café tostado y molido para extracción, o un ingrediente soluble o mezcla de ingredientes solubles, - Una membrana de aluminio dispuesta en el extremo inferior de la cápsula, cerrando la cápsula, para retener la presión interna en la cámara.

La membrana de aluminio está diseñada para ser perforada con medios que son o bien integrales con la cápsula, o están situados fuera de dicha cápsula, por ejemplo dentro del soporte de cápsula de la máquina.

Los medios de perforación están adaptados para perforar orificios de distribución en la membrana de aluminio cuando la presión interna dentro de la cámara alcanza un cierto valor predeterminado.

También, opcionalmente, la cápsula puede comprender además medios configurados para romper el chorro de fluido a fin de reducir la velocidad del chorro de fluido inyectado en la cápsula y distribuir el fluido a través de la base de sustancia a una velocidad reducida.

Las cápsulas de la téenica anterior cuentan con una pared o membrana de inyección (denominada membrana superior) que será perforada por un elemento de inyección de fluido (por ejemplo, aguja) de una máquina de preparación de bebidas como parte de un sistema de fluido. Cuando se inyecta líquido en el compartimiento de cápsula, se genera una presión que sirve como un medio de extracción para extraer y/o disolver los ingredientes contenidos dentro de la cápsula, como se describió anteriormente. Tales ingredientes pueden ser, por ejemplo una base de café tostado y molido.

Alternativamente, o en combinación con café tostado y molido, los ingredientes pueden comprender ingredientes solubles, tales como, por ejemplo, pre-mezclas de bebidas.

Actualmente se utilizan diversos sistemas para que la máquina identifique la cápsula, pero el principal inconveniente de las soluciones existentes es el costo relativamente alto de los sistemas de identificación y/o la complejidad y el costo de una cápsula adaptada para tal identificación. Dichos sistemas de identificación incluyen, pero no se limitan a: el reconocimiento de colores, códigos de barras, el reconocimiento de protuberancias, ranuras u otros artefactos situados en la superficie de la cápsula, la conductividad, la resistividad y en general todos los medios conocidos para la detección o identificación de la cápsula por medio de un campo de corriente eléctrica o magnética.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar una cápsula que comprenda medios mejorados y simplificados que trasmitan datos que correspondan a por lo menos un parámetro de preparación para que el producto alimenticio que se prepare fuera de dicha cápsula.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo establecido anteriormente se cumple con una cápsula para contener un ingrediente alimentario, adaptada para ser insertada funcionalmente en el compartimiento de una máquina de preparación de alimentos, en donde dicha cápsula comprende al menos una parte elástica que es deformable cuando dicha cápsula se inserta en la cavidad de la máquina y/o cuando dicha cavidad está cerrada y en que al menos un dato operacionai de la máquina depende de las propiedades de deformación elástica de la parte elástica.

La expresión “al menos una parte elástica deformable” de la cápsula quiere decir que al menos una parte de la cápsula tiene una forma tal, o está hecho de un material tal, que hace que esta parte sea deformable mecánicamente, ya sea elástica o plásticamente cuando se le aplica una carga. Esta deformación mecánica de al menos una parte de la cápsula es causada por una carga mecánica aplicada por la máquina sobre la cápsula, en el momento en que la cápsula se inserta en la cavidad de la máquina y/o en el momento en que la cavidad de la máquina está cerrada para encerrar funcionalmente dicha cápsula. Se describirán varias configuraciones en la siguiente descripción detallada.

La expresión “propiedades de deformación” quiere decir que cada objeto -en este caso una parte elástica deformable de una cápsula- tiene un comportamiento material específico que depende de su forma y del material que lo conforma. La lcy de comportamiento de material deformable establece que la fuerza con la que la parte deformable de la cápsula empuja hacia atrás cuando se aplica una carga sobre la misma, que hace que se mueva desde una posición de equilibrio, depende de la distancia de dicha lengüeta desde esta posición de equilibrio. En otras palabras, dependiendo del tipo de material, tamaño y geometría de cada objeto y de las fuerzas aplicadas, se pueden obtener varios tipos de deformación.

La expresión “datos operativos” quiere decir cualquier dato que sea funcionalmente relevante para operar la máquina, en otras palabras, cualquier dato que pueda ser utilizado por la electrónica de la máquina para establecer un parámetro de preparación de bebidas. Más precisamente, los datos operacionales se corresponden con el valor de ajuste de un parámetro de preparación de bebidas, por ejemplo, si el parámetro de preparación de bebidas es la temperatura del agua, los datos de funcionamiento serán el valor de esta temperatura del agua programada en la tarjeta electrónica de la máquina, de modo que dicha tarjeta electrónica accione el calentador de agua para calentar el agua a una cierta temperatura correspondiente. En el caso de una máquina de preparación de bebidas o alimentos, las temperaturas utilizadas para el agua que se mezcla con un ingrediente precursor para preparar el alimento final o producto bebestible están generalmente dentro del rango entre 4°C y 100°C, preferiblemente dentro del rango entre 12°C y 85°C. Como un ejemplo más preciso, la mayoría de máquinas de preparación de bebidas en el mercado utilizan dos temperaturas diferentes, dependiendo del tipo de bebida a producir. En este caso, los datos de funcionamiento de la máquina, que corresponden a la temperatura del agua, pueden tener el valor “caliente” o “frío”, dependiendo de qué tipo de bebida se prepare (dicho valor está por supuesto codificado dentro del programa electrónico de la máquina como un valor digital).

En un primer modo de realización de la invención, la parte elástica comprende una serie de salientes en forma de lengüeta.

En un segundo modo de realización de la invención, la parte elástica comprende una parte del resorte espiral.

En un tercer modo de realización de la invención, la parte elástica comprende una parte de fuelle de las paredes laterales de la cápsula.

Ventajosamente, dicha parte elástica puede estar situada en la periferia de dicha superficie externa de la cápsula, preferentemente en la parte superior de dicha cápsula.

En una posible alternativa de la invención, al menos una de las dimensiones externas de la cápsula puede ser mayor que las correspondientes dimensiones internas de la cavidad, y en donde la parte elástica deformable está situada para permitir que dicha cápsula se comprima elásticamente y encaje dentro de dicha cavidad cuando esta última está cerrada en una configuración funcional.

En una segunda alternativa posible de la invención, al menos una de las dimensiones externas de la cápsula puede ser menor que las correspondientes dimensiones internas de la cavidad, y en donde la parte deformable elástica está situada de modo tal de permitir que dicha cápsula se expanda elásticamente y calce dentro de la cavidad cuando esta última está cerrada en una configuración funcional.

En cualquier caso, la parte elástica es de preferencia deformable con una amplitud comprendida entre 0,1 mm y 20 mm, comprendida de preferencia entre 0,15 mm y 10 mm, comprendida de mayor preferencia entre 0,5 mm y 5 mm.

Además, la parte elástica puede estar ventajosamente orientada de manera tal que se deforme a lo largo de un eje D que sea sustancialmente paralelo al eje vertical de dicha cápsula.

De preferencia, la parte elástica es deformable por la acción de una fuerza comprendida entre 0,5N y 50N, de preferencia entre 5N y 45N, de mayor preferencia entre 16N y 22N.

En otro aspecto de la misma invención, la presente solicitud está dirigida a un sistema de preparación de alimentos que comprende: - una cápsula de ingrediente de acuerdo con la presente invención y, en particular, como se describió anteriormente y - una máquina de preparación de alimentos adaptada para cooperar funcionalmente con dicha cápsula, comprendiendo dicha máquina una cavidad para recibir dicha cápsula de tal manera que un producto alimenticio se pueda preparar en este último mediante la inyección de un fluido desde dicha máquina a dicha cápsula, en donde dicha cavidad comprende una parte sensible a la presión adaptada para cooperar con la parte elástica deformable de la cápsula para transmitir datos de funcionamiento desde dicha cápsula a dicha máquina, siendo dichos datos dependientes de las propiedades de deformación elástica de dicha parte elástica.

En un modo de realización preferido de la invención, la parte sensible a la presión está unida a una placa de control de dicha máquina, de manera que la cooperación entre dicha parte sensible de la máquina y dicha parte elástica de la cápsula es capaz de desencadenar una operación dentro de dicha máquina cuando la parte elástica de la cápsula transmite una deformación mecánica a dicha parte sensible a la presión, siendo dicha operación el reconocimiento de encendido o apagado de dicha máquina y/o el establecimiento de un parámetro de preparación de alimentos comprendido dentro de la lista de, pero no limitado a: volumen, temperatura y/o viscosidad de la comida a dispensar, presión del fluido inyectado dentro de la cápsula, y/o hora de infusión/mezcla.

En un primer modo de realización de la invención, dicha parte sensible a la presión es un sensor de presión conectado a un interruptor eléctrico.

En un segundo modo de realización alternativa de la invención, dicha parte sensible a la presión es un interruptor mecánico.

En cualquier caso, el producto alimenticio es de preferencia un producto líquido o semi-líquido preparado dentro de la cápsula mediante la inyección de un fluido para ser mezclado con el ingrediente encapsulado, a una presión comprendida entre 0,5 y 30 bar, de preferencia comprendida entre 1 y 20 bar, de mayor preferencia a una presión comprendida entre 2 y 15 bar.

Como un principio general detrás de la invención, la deformación aplicada a la parte elástica deformable de la cápsula sigue una lcy de comportamiento del material, de manera tal que la fuerza generada por la deformación de dicha parte deformable depende directamente de dicha deformación, sea cual sea el tipo de deformación: compresión, flexión o torsión. En todos los tipos de deformación, la ley de comportamiento del material establece que la fuerza con la que el resorte, o la lengua o la parte torcida, empuja hacia atrás depende de la distancia de su longitud de equilibrio, de la siguiente manera: F = f(x ) donde "x" es el vector de desplazamiento - la distancia y la dirección de la parte elástica se deforma de su longitud de equilibrio. "f(x)“ es la magnitud y dirección de la fuerza de recuperación que ejerce el resorte.

Los resortes helicoidales y otros resortes comunes normalmente obedecen la lcy de Hooke. Hay resortes útiles que no lo hacen: los resortes basados en barra de flexión pueden, por ejemplo, producir fuerzas que varían de forma no lineal con el desplazamiento.

En el caso de la presente invención, se asume que la parte elástica deformable de la cápsula es un elemento de resorte complejo, que produce una fuerza en virtud de la deformación que no está necesariamente relacionada linealmente con la amplitud de la deformación.

El término “comida” corresponde a cualquier tipo de producto comestible. Esto abarca, pero no se limita a: pastas, semi-líquidos, productos líquidos que tengan más o menos viscosidad, tales como bebidas líquidas (por ejemplo, té, café, bebidas a base de chocolate, sopas), purés, helados o sorbetes, helados blandos, preparaciones de yogur, nutrición infantil, tales como leches infantiles y preparaciones a base de cereales.

En un modo de realización preferido de la presente invención, dichos productos alimenticios son líquidos o semi-líquidos y, en particular, bebidas frías, a temperatura ambiente, o calientes. En la siguiente descripción, se considerará como un ejemplo que la cápsula de acuerdo con la invención es utilizada con una máquina de preparación de bebida líquida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Características y ventajas adicionales de la presente invención se describen en, y serán evidentes a partir de, la descripción de los modos de realización actualmente preferidos que se exponen a continuación con referencia a los dibujos en donde: La figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una máquina de preparación de comida/bebida adecuada para el uso con una cápsula de ingrediente según la invención; La figura 2A y figura 2B son vistas esquemáticas en perspectiva de una cápsula de acuerdo con la invención insertada en un receptáculo abierto, respectivamente cerrado, de una máquina de preparación de alimentos/bebidas; Las figuras 3 a 9 son vistas esquemáticas en perspectiva de siete modos de realización de una cápsula según la invención; La figura 10A y figura 10B son vistas esquemáticas en perspectiva de un octavo modo de realización de una cápsula según la invención; La figura 11 es una vista esquemática en perspectiva de un noveno modo de realización de una cápsula según la invención; La figura 12A y figura 12B son vistas esquemáticas en perspectiva de un décimo modo de realización de una cápsula según la invención; La figura 13A y figura 13B son vistas esquemáticas en perspectiva de un undécimo modo de realización de una cápsula según la invención; La figura 14A y figura 14B son vistas esquemáticas en perspectiva de un duodécimo modo de realización de una cápsula según la invención La figura 15A a figura 15C son vistas esquemáticas en perspectiva de un decimotercer modo de realización de una cápsula según la invención; La figura 16A a figura 16C representan esquemática y gráficamente la evolución de la deformación elástica de un elemento mecánico elástico sólido dependiendo de la fuerza aplicada a la misma, respectivamente durante: la compresión lineal o el estiramiento, la flexión y la torsión (es decir, giro); La figura 17 representa esquemática y gráficamente la evolución de la deformación elástica y plástica de un elemento mecánico elástico sólido dependiendo de la fuerza aplicada a la misma (línea continua) y su recuperación cuando se libera la fuerza aplicada (línea de puntos).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La cápsula de acuerdo con la presente invención está destinada a ser utilizada con una máquina de preparación de bebidas ilustrada en la figura 1, formando así un sistema de preparación de bebidas.

Como se muestra en la figura 1 , la máquina 1 comprende un cuerpo de máquina 2, un depósito de agua 3 que se puede quitar desde el cuerpo de la máquina 2 para recarga. El cuerpo 2 comprende un botón pulsador encendido/apagado 4. La máquina 1 comprende además un cabezal de extracción 5. El cabezal 5 comprende un selector de temperatura del agua 6 para agua caliente o fría, una palanca de bloqueo 7, y una abertura 8 para la inserción de un soporte 9 de la cápsula. La máquina 1 comprende además una bandeja de taza 10, para sostener una taza debajo del cabezal de extracción.

El soporte 9 de la cápsula está adaptado para recibir una cápsula 11. Una vista en corte de perfil del soporte 9 de la cápsula se muestra en la figura 2A y figura 2B, en donde se elimina una cápsula 11 , estando dicho soporte 9 y la cápsula 11 insertos en el receptáculo correspondiente al cabezal de extracción. El soporte 9 de la cápsula comprende una porción de cuerpo 12 diseñada como un receptáculo para la cápsula 11 y comprende además un mango 13.

La cápsula 11 comprende un cuerpo de cápsula que tiene un cuerpo generalmente troncocónico, cerrada en su parte inferior por una pared inferior formada integralmente con las paredes laterales del cuerpo. El centro de la pared inferior comprende una abertura que sirve como una abertura de dispensación para permitirle a la bebida preparada en el mismo fluir hacia fuera de dicha cápsula en una taza situada debajo. La cápsula comprende además una membrana perforable de aluminio que está sellada dentro de la cápsula, cerca de la pared inferior, así como también una placa de perforación para perforar dicha membrana de aluminio cuando aumenta la presión dentro de la cápsula. La placa de perforación se encuentra entre la membrana de aluminio y la pared inferior de la cápsula. Finalmente, la cápsula está cerrada en su parte superior por una membrana perforable. La cápsula está hecha de manera tal que es barrera de humedad y oxígeno.

Más precisamente, la figura 2A representa una cápsula 11 cargada dentro de un soporte 9 de cápsula, ambas estando insertas en el cabezal de extracción 5 cuando este último está en posición abierta. En dicha posición abierta, la palanca de bloqueo 7 está posicionada hacia arriba, desbloqueada. El cabezal de extracción 5 comprende una placa de aguja desplazable 14 con una aguja 15 adaptada para perforar a través de una pared de la cápsula e inyectar agua (u otro fluido) a presión dentro de la cápsula. El agua a presión es bombeada por una bomba de la máquina, desde el depósito de agua 3, a través de un sistema de tuberías (no ilustrado) y los conectores de fluidos 16 del cabezal de extracción 5. Cuando el cabezal de extracción 5 está en posición abierta, la placa de aguja se sitúa lejos del soporte de la cápsula, al igual que la aguja 15, que se encuentra lejos de la cápsula, como se ilustra en la figura 2A.

Cuando el consumidor acciona la palanca de bloqueo 7 hacia abajo, como se muestra en la figura 2B, la placa de aguja 14 se mueve hacia abajo y el cabezal de extracción 5 se cierra. En esa posición, la aguja 15 penetra a través de la pared superior de la cápsula y está en una configuración adecuada para la inyección de agua bajo presión en su interior.

En otras palabras, como puede entenderse, el cabezal de extracción 5 de la máquina comprende un receptáculo de cápsula que tiene un volumen y una forma sustancialmente similares al volumen y a la forma externos de una cápsula. El receptáculo de la cápsula de dicho cabezal de extracción está definido por el soporte 9 de cápsula y la placa de aguja 14 situada por encima del soporte de la cápsula. La placa de aguja es movible de forma sustancialmente vertical acercándose y alejándose de dicho soporte de cápsula, con el fin de, respectivamente, cerrar y abrir el receptáculo de la cápsula.

Cuando la placa de aguja se levanta lejos del soporte de la cápsula, es decir, cuando el cabezal de extracción está en posición abierta, el soporte de cápsula se puede mover hacia dentro o fuera del cabezal de extracción, deslizándolo como un cajón. La figura 2B muestra el cabezal de extracción cerrado con el soporte de la cápsula cargado con una cápsula, e insertado en el mismo, y la placa de aguja en posición cerrada (es decir, posicionada hacia abajo). Como es evidente en la figura 2B, en dicha posición cerrada, el volumen y la forma externos de la cápsula en general corresponden a y calzan con el volumen y la forma del receptáculo definido por el soporte de la cápsula y la placa de aguja.

Como se ha explicado anteriormente, la presente invención pretende proporcionar una forma simple, rentable y fiable de integrar datos a la estructura de la cápsula. Dichos datos pueden corresponder al tipo de ingrediente contenido en la cápsula y/o pueden corresponder a uno o varios parámetros para la preparación de un alimento o bebida a partir de la cápsula. Los datos integrados en la estructura mecánica de la cápsula pueden ser utilizados mediante la interacción entre la cápsula y la máquina, pero no es necesariamente así. Por ejemplo, dichos datos pueden ser leídos por un dispositivo de lectura mecánica 40, como un sensor de fuerza de presión instalado en la fábrica, para leer y controlar la calidad de las cápsulas producidas en línea.

El sensor de presión 28 puede instalarse dentro de la máquina en cualquier lugar adecuado que permitirá a dicho sensor detectar la deformación elástica y/o plástica de la cápsula cuando esta última se introduce en el receptáculo de cápsula de la máquina, o en el momento en que dicho receptáculo de cápsula está cerrándose. Por ejemplo, el sensor 28 puede integrarse a la placa de la aguja 14, como se ilustra en la figura 2A y figura 2B, y funcionar de manera tal que una vez que la cápsula se introduce dentro del soporte de cápsula de la máquina, el sensor 28 será capaz de detectar la deformación de la cápsula cuando la cavidad de recepción de cápsula de la máquina esté cerrada y dicha placa de la aguja 14 se ponga en contacto con la parte elásticamente deformable de la cápsula, como se muestra en la figura 2B. En dicha posición, como se ilustra en la figura 2B, la parte elástica deformable de la cápsula (de aquí en adelante se proporcionarán diversos modos de realización alternativos de dichas partes deformables) se deforma elásticamente, lo que produce una fuerza de deformación que puede ser detectada por la máquina cuando el sensor 28 está en contacto con y ejerce presión sobre la cápsula. El valor detectado de la deformación mecánica es convertido por un programa memorizado en un chip electrónico de la máquina, en datos operativos de la máquina, tales como un valor de temperatura del agua, o un volumen de agua a ser bombeados a través de la cápsula desde el depósito de la máquina.

Una cápsula de acuerdo con la invención es particularmente ventajosa para el control de calidad, ya que proporciona una forma barata y fiable para leer y comparar los datos de las propiedades mecánicas de la cápsula. Típicamente, diversos ingredientes pueden ser empacados en cápsulas que tienen la misma apariencia externa. De acuerdo con la presente invención, es posible adaptar un parámetro de llenado a las propiedades mecánicas de la cápsula, por ejemplo, para asegurarse de que un tipo particular de ingrediente esté presente dentro de una cápsula en una cantidad suficiente. En ese caso, la línea de producción de la fábrica estará equipada con una escala que pese cada cápsula y con un sensor de fuerza de presión que detecte la propiedad elástica de una parte elástica de la cápsula. Dicho método es fiable, rápido y económico. Por otra parte, el hecho de que la detección de los datos contenidos en la estructura de cápsula se realice dentro del rango de deformación elástica del material, garantiza que la cápsula no esté dañada, demostrando simultáneamente una escala relativamente grande de posibles valores de codificación.

Alternativamente, o de manera adicional al control de calidad de fábrica, la invención puede ser útil en el momento que la cápsula se inserta dentro de la máquina de preparación de bebidas. Típicamente, los datos contenidos en la parte elástica deformable de dicha cápsula pueden ser leídas por un sensor de presión que está integrado en la máquina de preparación de bebidas o alternativamente en el soporte de la cápsula. El sensor de presión se puede integrar en realidad en cualquier ubicación de la máquina o de la cápsula, siempre y cuando dicho sensor esté en contacto con la cápsula -particularmente con la parte elástica deformable de esta última- cuando dicha cápsula se inserta funcionalmente dentro de la máquina y/o soporte de la cápsula.

Debido al efecto resorte, la cápsula aplica una contrafuerza a la máquina y, más precisamente, al sensor de presión que está integrado en dicha máquina.

Dependiendo de la contrafuerza medida por el sensor de presión, la máquina lee al menos un dato de preparación de bebidas en relación con el ingrediente contenido en la cápsula y/o los parámetros para preparar una bebida a partir de dicho ingrediente. La traducción de la medición de la contrapresión en datos se realiza mediante el uso de un chip de ordenador integrado dentro de la máquina, que interpreta la presión que se detecta en un código de parámetro de preparación de bebidas, u otros datos similares cualquiera, tales como el tipo de cápsula que se inserta o el tipo de ingredientes de bebida contenidos dentro de la cápsula.

La parte elástica deformable de la cápsula 11 puede adoptar diversas formas, aspectos y dimensiones, algunos de los cuales se describirán ahora en más detalle con referencia al dibujo adjunto, a modo de ejemplos.

En un primer modo de realización ilustrado en la figura 3, la parte elástica deformable de la cápsula 11 puede adoptar la forma de una serie de protuberancias en forma de onda 17 situadas en la periferia del borde superior 18 de la cápsula. El número de protuberancias en forma de onda 17 a través de la periferia del borde superior 18 de la cápsula puede variar, dependiendo de la fuerza (contrapresión) requerida para transportar datos, de acuerdo con el principio de la invención. Como se muestra en la figura 4, el número de protuberancias en forma de onda 17 puede disminuirse en comparación con el de la cápsula que se muestra en la figura 3, si es necesario.

Cuando una cápsula de acuerdo con este primer modo de realización se coloca en un soporte de cápsula y se inserta funcionalmente en la cavidad correspondiente de la máquina de preparación de bebidas, la superficie superior de las protuberancias en forma de onda 17 sobresale por encima del nivel de la superficie superior del soporte de cápsula. La cápsula es, por lo tanto, más alta que el soporte de cápsula, de manera tal que cuando el usuario cierra el cabezal de la máquina -como se describió anteriormente con referencia a la figura 2B- la superficie inferior de la placa de la aguja 14 se pone en contacto con la punta de cada protuberancia 17. Cuando la palanca de bloqueo 7 se presiona hacia abajo para cerrar completamente el cabezal de la máquina, la placa de la aguja 14 ejerce una presión sobre las protuberancias en forma de onda 17, lo que provoca una deformación elástica de dichas protuberancias 17. Esta deformación hace que los salientes ejerzan mecánicamente una contrafuerza sobre la placa de aguja. Dicha placa de aguja comprende un sensor de presión (no ilustrado en el dibujo), que detecta la contrafuerza aplicada por las protuberancias deformadas 17. La contrafuerza que se crea depende de las características mecánicas de las protuberancias 17, más específicamente, depende de su material constitutivo, de su forma, en particular, su espesor y su curvatura. Y también depende de la cantidad de protuberancias, que puede variar como se explicó anteriormente: Un mayor número de protuberancias proporcionará una mayor cantidad de energía en el efecto de resorte generado por la deformación de dichas protuberancias, es decir, una contrafuerza mayor.

En un segundo modo de realización ilustrado en la figura 5, la parte elástica deformable de la cápsula 11 comprende una pluralidad de lengüetas 19. El número y la anchura de las lengüetas puede variar, y, por ejemplo, la figura 6 muestra una cápsula en la que las lengüetas son menos numerosas, pero más anchas que las que se muestran en la realización de la figura 5. Las lengüetas que se muestran en la figura 5 y figura 6 se extienden hacia afuera desde el borde superior 18 de la cápsula, y se dirigen hacia abajo, con un ángulo comprendido entre 0 y 70 grados con respecto al plano horizontal. En este caso, la punta de las lengüetas descansa sobre la superficie superior del soporte 9 de la cápsula cuando la cápsula 11 se inserta como se ilustra en la figura 2A, de manera tal que cuando el cabezal de extracción de la máquina de bebidas 5 está cerrado por el usuario, la placa de la aguja 14 que se mueve hacia abajo entra en contacto con el borde superior 18 de la cápsula y presiona este último hacia abajo durante el movimiento de cierre del cabezal de la máquina 5, lo que resulta en que las lengüetas 19 se deformen elásticamente y su punta se mueva hacia arriba para permitir el cierre del cabezal 5. Cuando se cierra el cabezal de extracción, las lengüetas 19 están atrapadas entre la superficie superior del soporte de la cápsula 9 y la superficie inferior de la placa de la aguja 14, de tal modo que dichas lengüetas están orientadas generalmente en el mismo plano que el resto del borde superior 18 de la cápsula, como se ilustra por ejemplo en la figura 2B, es decir, en general horizontalmente. Cuando el cabezal de extracción se abre de nuevo y la placa de aguja 14 se mueve hacia arriba, las lengüetas 19 se mueven hacia atrás para estar orientadas hacia abajo de nuevo como se muestra en las figuras 5 o 6 y de manera tal que toda la cápsula se mueve automáticamente desde el soporte de la cápsula 9. En esta posición, la parte elástica de la cápsula, es decir, las lengüetas 19, se deforma y la deformación mecánica produce una contrafuerza sobre los elementos del cabezal de extracción de la máquina, en particular, sobre la placa de aguja y el sensor de presión integrado en la misma, como se muestra en la figura 2B. La deformación mecánica es detectada por el sensor y convertida por el chip electrónico de la máquina en datos de funcionamiento de la máquina, tales como volumen, presión o valor de ajuste de parámetro de temperatura para el agua que entregará la máquina en la cápsula. La deformación mecánica de las lengüetas 19 puede ser elástica (es decir, reversible) o plástica (es decir, permanente). Además, el sensor puede ser programado para detectar un valor de la fuerza de deformación en un momento dado (por ejemplo, cuando el cabezal de extracción de la máquina está completamente cerrado) o, de forma alternativa, el sensor 28 puede ser programado para detectar y memorizar varios valores de fuerza de deformación de la cápsula, mientras se está cerrando el cabezal de extracción de la máquina. En este último caso, la máquina puede establecer un perfil de deformación para la cápsula, que depende del material que se utiliza para la fabricación de la parte deformable de la cápsula (en la presente realización, el material que se utiliza para la fabricación de las lengüetas 19). Cuando se detecta un perfil de deformación mecánica de la cápsula, en lugar de un valor único de fuerza de deformación, es posible programar la máquina para calcular varios datos operativos. En otras palabras, la codificación de los parámetros de ajuste dentro de la cápsula se vuelve más compleja y se codifica más de una información dentro de la estructura de la cápsula. Por ejemplo, es posible que el código para la temperatura del agua y para el volumen de agua se inyecte dentro de la cápsula también, mediante la detección de un perfil de deformación, en lugar de un valor de deformación individual. El algoritmo exacto que está programado en el chip de la máquina puede variar y se puede seleccionar apropiadamente, dependiendo de la estructura de la cápsula y también dependiendo de cuántos datos operacionales diferentes deben ser incorporados en la estructura de cada cápsula.

Por ejemplo, se puede codificar solo un dato operacional dentro de la estructura de la cápsula, por ejemplo, la temperatura del agua. Si sólo hay dos tipos de temperatura para codificar, caliente o fría, se producirán dos tipos de cápsulas, cada una con diferentes tipos de parte elástica deformable. En la presente realización, el primer tipo de cápsulas puede tener pequeñas lengüetas, como se ilustra en la figura 5. Las pequeñas lengüetas, cuando se deforman horizontalmente debido a que el cabezal de extracción está completamente cerrado, como se ilustra en la figura 2B, generarán una fuerza de deformación de, por ejemplo, 0,5 N. Este valor de 0,5 N es detectado por el sensor integrado en la placa de aguja y se convertirá en datos operacionales a través de un algoritmo adecuado, por ejemplo, en un valor “caliente” para la temperatura del agua, de manera tal que el calentador de la máquina se pondrá en marcha con el fin de producir agua caliente para suministrar a la cápsula. En el caso de que una cápsula que tenga lengüetas 19 más grandes (como se muestra en la figura 6) se inserte en la máquina, la fuerza de deformación detectada por el sensor será diferente debido a la estructura mecánica diferente de la parte elástica deformable de la cápsula (es decir, las lengüetas que en este caso son más grandes). Por ejemplo, debido a que las lengüetas son más grandes, su resistencia mecánica es mayor y la fuerza de deformación que se generará es también mayor, por ejemplo 1 N, cuando se cierra el cabezal de extracción. En ese caso, la fuerza de deformación medida será convertida por la máquina como un valor “frío” para la temperatura del agua que se inyecta en la cápsula.

En lugar de temperatura del agua, otros datos operacionales de la máquina se pueden convertir a partir de la deformación elástica o plástica detectada de la parte elástica de la cápsula.

Además, no sólo una parte de la cápsula, como las lengüetas 19, puede ser deformable, sino que toda la cápsula puede estar hecha de un material deformable. En dicho caso, el resultado es el mismo, y un sensor integrado en la máquina de manera tal de estar en contacto con la cápsula durante el cierre y/o cuando el cabezal de extracción está cerrado, será capaz de detectar una deformación mecánica de manera tal que el programa de la máquina puede convertirlo en un conjunto de datos operacionales de la máquina (ajuste de la temperatura del agua, o presión del agua, o volumen de agua que se inyecta dentro de la cápsula).

Como una alternativa, las lengüetas 19 pueden estar dirigidas hacia arriba, como se muestra en la figura 7 y figura 8, con un ángulo comprendido entre 0 y 70 grados con respecto al plano horizontal. En este modo de realización, el movimiento de deformación de las lengüetas 19 durante el cierre del cabezal de extracción de la máquina es opuesto al descrito anteriormente en relación con la figura 5 y figura 6. Más precisamente, cuando la placa de aguja 14 se mueve hacia abajo durante el cierre del cabezal de extracción 5, la punta de las lengüetas ilustradas en la figura 7 y figura 8 entra en contacto con la superficie inferior de la placa de aguja 14, que presiona y mueve dichas lengüetas 19 hacia abajo hasta que se cierra el cabezal. Estando el cabezal de extracción en posición cerrada, las lengüetas también se sitúan generalmente en el mismo plano que el resto del borde superior de la cápsula 18, es decir, generalmente de forma horizontal, como se muestra en la figura 2B. A continuación, después de la extracción, cuando el usuario vuelve a abrir el cabezal de extracción 5, la placa de aguja 14 se mueve hacia arriba nuevamente, liberando las lengüetas. Estas últimas se mueven de vuelta hacia arriba para recuperar su forma normal, como se muestra en la figura 7 o figura 8.

Como alternativa a las lengüetas rectas ilustradas en la figura 5 a figura 8 y descritas anteriormente, la cápsula puede comprender lengüetas deformables elásticas que tienen una forma más compleja, como se muestra en la figura 9. En este caso, cada lengüeta 19 comprende una primera parte inferior 20, que es generalmente horizontal, que une la lengua con el resto de la cápsula. La lengüeta comprende además una segunda parte intermedia 21 que está orientada hacia arriba, y una tercera parte superior 22 que está sustancialmente horizontal así como también la primera parte 20. La tercera parte 22 entra en contacto con la superficie inferior de la placa de aguja 14 cuando el cabezal de extracción 5 está cerrado, mientras que la primera parte inferior 20 de cada lengüeta 19 descansa sobre la superficie superior del soporte 9 de la cápsula. Cuando la placa de aguja 14 se mueve hacia abajo producto de que el cabezal de extracción 5 está cerrado, la parte intermedia 21 de cada lengüeta se deforma elásticamente para llevar la parte superior 22 al mismo plano que la primera parte 20. Cuando el cabezal de extracción se encuentra cerrado, cada lengüeta se aplana y la deformación elástica provoca que dicha lengüeta genere una contrafuerza que tiende a separar la placa de aguja y el soporte de la cápsula. Esta contrafuerza puede ser medida por un sensor de presión situado, por ejemplo, en la placa de la aguja.

En la primera y segunda realizaciones descritas anteriormente en referencia a las figura 3 a figura 9, la parte deformable elástica de la cápsula es tal que la parte superior de la cápsula sobresale del soporte de la cápsula cuando se inserta en el mismo. Como consecuencia, un lugar adecuado para un sensor de presión será en la placa de aguja, de manera tal que se medirá la fuerza de contrapresión generada por la parte deformada de la cápsula cuando la placa de la aguja entre en contacto con, y comience a deformar, las protuberancias en forma de onda 17 o las lengüetas 19 descritas anteriormente.

Es importante destacar que, es evidente que, de preferencia, y como se ha descrito anteriormente con referencia al primer y segundo modos de realización, el volumen de la cápsula es mayor que el volumen del recipiente en el cabezal de extracción de la máquina de bebidas. Como se explicó anteriormente, esta diferencia de volumen entre la cápsula y su receptáculo dentro del receptáculo del cabezal de extracción, hace que se deforme la cápsula cuando se cierra dicho cabezal de extracción, con el fin de adaptarse a un volumen más pequeño. Esta deformación se dirige principalmente a la parte elástica deformable de dicha cápsula. Este principio se considera una opción preferida de la presente invención. Sin embargo, se pueden considerar otras posibilidades para deformar la parte elástica deformable de la cápsula, que se describirán a continuación en referencia a un tercer modo de realización y a la figura 10A y figura 10B.

En un tercer modo de realización ilustrado en la figura 10A y figura 10B, la parte elástica deformable de la cápsula toma la forma de una zona deformable 23 de la membrana superior de la cápsula, en combinación con una porción cóncava del borde superior 18 de la cápsula. Como se ilustra en la figura 10A, la zona deformable 23 está en la zona más externa de la membrana superior 24, donde esta última se sella en el borde superior 18 de la cápsula. Esta zona deformable 23 de la cápsula comprende hendiduras 25 que se extienden radialmente en la parte media de la zona 23, como se muestra en la figura 10A. Las hendiduras 25 crean debilidades en la zona 23 de la membrana superior, creando áreas elásticamente flexibles en la última. Además, la figura 10B muestra la porción cóncava 26 del borde superior de la cápsula, que garantiza que el área cortada 23 de la membrana superior se puede flexionar hacia abajo en dicha porción cóncava 26, cuando se ejerce una presión en esa zona 23 desde encima de la cápsula.

La parte más externa de la placa de aguja 14 de la máquina ilustrada en líneas punteadas en la figura 10B, comprende una serie de protuberancias en forma de alfiler 27 que se extienden hacia abajo con el fin de hacer contacto con la zona deformable 23 cuando se cierra el cabezal de extracción de la máquina y la placa de la aguja se mueve hacia abajo, hacia la cápsula. En dicha posición, esta última se ubica dentro del soporte 9 de la cápsula de manera tal que el borde superior 18 descanse sobre, y sobresalga de, la superficie superior de dicho soporte de cápsula y de manera tal que la zona deformable 23 sea accesible directamente desde arriba de dicha cápsula. Durante el cierre del cabezal de extracción de la máquina, cuando la placa de aguja 14 se mueve hacia abajo hacia el soporte 9 de la cápsula y la cápsula insertada en el mismo, las protuberancias en forma de alfiler 27 presionan sobre la zona deformable 23 de la membrana superior y la doblan hacia abajo en la porción cóncava 26. Las protuberancias en forma de alfiler 27 están conectadas a, o son parte de, un sensor de presión 28 situado en la placa de aguja 14, que detecta y mide la fuerza contraria elástica generada por la zona deformada elásticamente 23 de la membrana superior.

Como se ha explicado anteriormente, la fuerza medida aplicada al sensor por la parte elásticamente deformada de la cápsula corresponde a un valor predeterminado, que depende de las propiedades mecánicas de la membrana superior 24, en particular, que depende de la fuerza constante “k” de la parte elástica deformable de la cápsula. Esta fuerza medida está directamente relacionada con un valor de datos, que corresponde a un parámetro de preparación de bebidas para ser fijado en la máquina. Un chip de ordenador de la máquina de bebidas interpretará la fuerza medida como un valor dado para un parámetro de preparación de bebidas, como una temperatura dada para el fluido que se inyecta dentro de la cápsula, y/o una presión de inyección de fluido determinada, y/o un volumen dado de fluido para inyectar dentro de la cápsula.

Por ejemplo, si la fuerza elástica medida por el sensor es de 0,02 N, la máquina lo interpretará para inyectar 60 mi de agua a 83°C dentro de la cápsula. Si el valor medido es 0.06N, la máquina inyectará 180 mi de agua a temperatura ambiente.

Según la invención, las propiedades mecánicas, y en particular las propiedades de deformación elástica de la parte elástica deformable de la cápsula, son predeterminadas seleccionando cuidadosamente dichos parámetros constructivos para la parte deformable de la cápsula (dependiendo de qué tipo de parte elástica deformable se utilice), tales como: el tipo de material que se utiliza, la forma de la parte deformable, por ejemplo, espesor de la membrana superior 24 y la anchura y la longitud de las hendiduras precortadas 25 en el tercer modo de realización descrito anteriormente, o la longitud, el grosor y el ángulo de las lengüetas deformadles 19 en el primer o en el segundo modo de realización descrito anteriormente, etc. Por lo tanto, la máquina está programada para ser capaz de traducir la fuerza medida en parámetros dados de preparación de bebidas (por ejemplo, volumen, presión y/o temperatura del fluido inyectado en la cápsula).

Según cada modo de realización particular de una parte elástica deformable de la cápsula, el sensor de presión en la máquina o en el soporte de la cápsula se adaptará en consecuencia, con el fin de poder detectar la fuerza de deformación elástica generada por la cápsula cuando dicha parte deformable es deformada (en la fábrica, o en la máquina durante el uso).

En un cuarto modo de realización ilustrado en la figura 11, la parte elástica deformable de la cápsula comprende una serie de protuberancias curvas 29 orientadas hacia abajo, que se extienden desde un borde inferior 30 de la cápsula 11. La curvatura de cada protuberancia 30 proporciona la suficiente flexibilidad a esta última para flexionarse bajo presión. Durante el uso, cuando la cápsula se introduce en el soporte de la cápsula, las protuberancias 30 descansan en un borde correspondiente del soporte de la cápsula (no ilustrado en el dibujo) de modo tal que toda la cápsula se eleva en comparación con una cápsula que no exhibe dichas protuberancias, y de modo tal que el borde superior 18 de la cápsula se eleva por encima del nivel de la superficie superior del soporte de la cápsula. Cuando se cierra el cabezal de extracción de la máquina, la placa de aguja 14 ejerce presión sobre la superficie superior de la cápsula, que se mueve hacia abajo, hasta que el borde superior 18 está en contacto y descansa sobre la superficie superior del soporte de la cápsula. En dicha posición cerrada del cabezal de extracción, es decir, cuando el borde superior 18 queda aprisionado entre el soporte de la cápsula y la placa de la aguja (como se muestra, por ejemplo, en la figura 2B), las protuberancias curvas 29 de la cápsula se deforman elásticamente hacia el interior (es decir, las protuberancias 29 de flexionan dentro de la cápsula) de modo tal que el volumen exterior de la cápsula se reduce para ajustarse al volumen del receptáculo de la cápsula dentro del cabezal de extracción de la máquina. En dicha posición, las protuberancias elásticamente deformadas 29 generan una contrafuerza que se dirige verticalmente hacia la parte superior de la cápsula. Esta contrafuerza puede ser medida por un sensor de presión 28 situado en el interior de, o en contacto con, la placa de aguja. Cuando el cabezal de extracción de la máquina se vuelve a abrir, la placa de aguja se levanta desde la cápsula y desde soporte de la cápsula. En ese momento, las protuberancias 29 se doblan de nuevo a su posición normal, de manera tal que la cápsula se levanta desde el soporte de la cápsula. Más allá de la ventaja proporcionada por la invención (es decir, la cápsula contiene datos de parámetros de preparación de la bebida dentro de la fuerza de deformación elástica predeterminada generada por las protuberancias 29), este modo de realización también es interesante, puesto que el efecto de la deformación elástica de la cápsula proporciona un efecto de elevación que facilita la manipulación de una cápsula usada y su retiro del soporte de la cápsula cuando la bebida está preparada y se debe eliminar la cápsula: debido al hecho de que el borde superior 18 de la cápsula se ubica encima del soporte de la cápsula es más fácil para el usuario sujetar dicho borde superior para retirar la cápsula del soporte de la cápsula.

En un quinto modo de realización, ilustrado en la figura 12A y figura 12B, la parte elástica deformable de la cápsula 11 comprende una serie de lengüetas horizontales 31 situadas sustancialmente a media altura de la cápsula. Estas lengüetas 31 se fabrican integralmente con el resto del cuerpo de la cápsula, de preferencia mediante moldeo por inyección. El número de lengüetas horizontales 31 puede variar, pero existen al menos tres, de preferencia al menos cuatro, de mayor preferencia al menos diez de ellos, distribuidos uniformemente alrededor del perímetro de la cápsula. Se extienden fuera del cuerpo de la cápsula, hacia el exterior, como se muestra en la figura 12A.

Cuando la cápsula 11 se inserta funcionalmente en el soporte 9 de la cápsula, como se ilustra en la figura 12B, la parte inferior de la cápsula no está en contacto con el soporte de la cápsula, debido a que las lengüetas horizontales 31 descansan sobre un borde de media altura 32 del soporte de la cápsula. En esta posición, toda la cápsula -a excepción de las lengüetas horizontales 31- se levanta desde, y sin estar en contacto con, el soporte de la cápsula, como se ilustra en la figura 12B.

Cuando el cabezal de extracción 5 de la máquina está cerrado, la placa de aguja 14 se mueve hacia abajo, hacia la cápsula 11 y hacia el soporte de la cápsula 9. Entra en contacto con el borde superior 18 de la cápsula y mueve toda la cápsula hacia abajo hasta que el borde 18 y la placa de aguja entra en contacto con la superficie superior del soporte de la cápsula, según el principio ilustrado, por ejemplo, en la figura 2B. Cuando la cápsula se mueve hacia el soporte de la cápsula por la presión ejercida por la placa de la aguja, las lengüetas 31 se flexionan hacia arriba. La deformación elástica de las lengüetas 31 genera una contrafuerza dirigida verticalmente y hacia arriba, hacia la placa de aguja. De manera similar a los modos de realización alternativos de la invención, descritos anteriormente, esta contrafuerza se puede medir mediante un sensor de presión que está en contacto directo o indirecto con el borde superior 18 de la cápsula.

Hasta ahora, la invención se ha descrito de manera tal que la deformación elástica aplicada a la parte elástica deformable de la cápsula es aplicada por la placa de aguja de la máquina, durante el cierre del cabezal de extracción de la máquina. Sin embargo, debe quedar claro que esta deformación se puede aplicar de otra manera, cualquiera que sea el tipo de parte elástica deformable de la cápsula. Por ejemplo, la placa de aguja puede ser reemplazada por una placa de medición de presión que forme parte de las líneas de producción de las cápsulas en la fábrica. En ese caso, la contrafuerza de la deformación elástica generada por la parte elástica deformable de la cápsula se puede utilizar al deformarse, por ejemplo, como una herramienta de control de calidad o como una herramienta de seguimiento para la diferenciación de diversos tipos de cápsulas en la fábrica (cada tipo de cápsula diferente contiene un ingrediente de preparación de bebida diferente). En ese caso, cada cápsula se mantiene en su lugar en la línea de producción, llenado y/o sellado, tal como se mantiene en su lugar por el soporte de la cápsula dentro de una máquina de preparación de bebidas. A continuación, una placa de medición se mueve desde arriba de la cápsula, para presionar hacia abajo sobre el borde superior de la cápsula, y deforma elásticamente la parte elástica deformable de la cápsula, tal como se ha descrito anteriormente para cada uno de los modos de realización ya mencionados. La placa de medición comprende o está ligada directa o indirectamente a un sensor de fuerza de presión. La fuerza medida, que es una característica esencial de cada cápsula, se puede utilizar para llenar apropiadamente dicha cápsula con un tipo y/o cantidad específicos y predeterminados de ingredientes de la bebida.

En un sexto modo de realización, ilustrado en la figura 13A y figura 13B, la parte elástica deformable de la cápsula no está fabricada integralmente con el resto del cuerpo de la cápsula 12. Dicha parte elástica deformable comprende un anillo 33 con una serie de arcos flexibles curvados 34 que se extienden hacia dentro y hacia arriba desde la superficie inferior interna del anillo 33, hacia el centro de dicho anillo, como se muestra en la figura 13A.

La punta 35 de cada arco flexible 34 se posiciona de manera tal que cuando el anillo está montado dentro de la cápsula y la cápsula está cerrada en su lado superior con la membrana superior 24, como se muestra en la figura 13B, las puntas 35 de los arcos flexibles 34 entran en contacto con la membrana superior 24 y la levantan.

Cuando se inserta la cápsula en el soporte de la cápsula y el cabezal de extracción está cerrado, la placa de aguja 14 entra en contacto con la membrana superior 24 y ejerce presión sobre ella. Como resultado, la membrana superior se flexiona hacia abajo junto con los arcos flexibles 34 que se deforman elásticamente hacia abajo. La contrafuerza generada por los arcos elásticamente deformados 34 puede ser detectada por un sensor de presión situado, por ejemplo, en la placa de aguja, o que está en contacto directo o indirecto con esta última, según el principio descrito anteriormente. En dicho modo de realización, el número, la longitud, la curvatura y la sección transversal de los arcos se puede adaptar para conseguir propiedades de deformación elásticas predeterminadas adecuadas, en particular, una fuerza constante “k” dada y predeterminada. Como se explicó anteriormente, el factor “k” predeterminado depende de un parámetro de preparación de bebidas u otros datos que son específicos de la cápsula y/o su contenido.

Como una alternativa a este modo de realización de la invención, los arcos 34 pueden extenderse desde la superficie superior interna del anillo 33 hacia el centro de dicho anillo, como se muestra en la figura 14A. El principio de funcionamiento sigue siendo idéntico al descrito anteriormente con referencia a la figura 13A y figura 13B. En dicho caso, los arcos también están en contacto con la superficie inferior de la membrana superior 24, y elevan dicha parte superior de la membrana en una posición convexa hacia arriba, como se ilustra en la figura 14B.

En un séptimo y preferido modo de realización de la invención, ilustrado en la figura 15A, figura 15B y figura 15C, el cuerpo de la cápsula está hecho de una estructura de esqueleto semi-rígida 36 (ilustrada en la figura 15A) que está cubierta por una membrana de barrera de oxígeno 37. La membrana 37 se moldea por co-inyección, por ejemplo, con la estructura semi-rígida 36 mediante el uso de un proceso de Etiquetado En Molde (“IML”, por su sigla en inglés), como se describe por ejemplo en la solicitud de patente europea del solicitante EP AN 11178061.

La estructura de esqueleto semi-rígida 36 comprende al menos una zona debilitada que forma una parte de fuelle 38. Por ejemplo, el resto de la estructura puede ser rígida, excepto esta parte de fuelle 38 que es flexible. La flexibilidad de esta parte 38 en la estructura se consigue de preferencia mediante una sección transversal más pequeña en comparación con el resto de la estructura. También se puede lograr (como una alternativa o además de la sección transversal más pequeña) mediante un material más blando que es co-inyectado con el resto de la estructura 36.

En la realización mostrada en la figura 15A, la parte de fuelle 38 está ubicada en la parte superior de la zona vertical de la estructura semi-rígida, de manera tal que la cápsula se puede deformar a lo largo de un eje sustancialmente vertical, es decir, cuando se aplica una fuerza en la compresión vertical a dicha cápsula.

Cuando la cápsula se coloca en el soporte de la cápsula y el cabezal de extracción de la máquina está abierto, como se ilustra en la figura 15B, la totalidad de la superficie externa de la cápsula está en contacto con el soporte de la cápsula, excepto por el borde superior 18 de dicha cápsula, que se levanta por encima del nivel de la superficie superior del soporte de cápsula. En otras palabras, la altura de la cápsula es mayor que la de la cavidad de la cápsula del soporte de la cápsula. Esta diferencia de altura se indica con flechas en el dibujo.

Cuando se cierra el cabezal de extracción de la máquina, la placa de aguja, ilustrada esquemáticamente con una serie de flechas en la figura 15C, ejerce presión sobre la cápsula, y la comprime para que se ajuste funcionalmente al volumen definido entre el soporte de la cápsula y dicha placa de aguja. La cápsula se flexiona en la región de la parte de fuelle flexible 38 de su estructura 36, como se muestra en la figura 15C, hasta que el borde superior 18 de dicha cápsula esté apretado entre la superficie superior del soporte de la cápsula y la superficie inferior de la placa de la aguja. En dicha posición, la cápsula está funcionalmente en su lugar dentro del cabezal de extracción de la máquina, la aguja de inyección de agua (que no se muestra en la figura 15C) ha perforado la membrana superior de la cápsula y se puede Iniciar un ciclo de remojo a prueba de fugas.

La contrafuerza generada dentro de la parte de fuelle 38 puede ser medida por un sensor situado en la placa de aguja, que detecta la fuerza vertical aplicada por la cápsula sobre dicha placa de aguja.

Cuando el cabezal de extracción de la máquina se vuelve a abrir, la cápsula se flexiona nuevamente a su posición original mostrada en la figura 15B.

Como un principio general detrás de la invención, la deformación aplicada a la parte elástica deformable de la cápsula sigue una lcy de comportamiento de material, de modo tal que la fuerza generada por la deformación de dicha parte deformable depende directamente de dicha deformación, sea cual sea el tipo de deformación: compresión (como en la figura 16A), flexión (como en la figura 16B) o torsión (como en la figura 16C). En todos los tipos de deformación, la lcy de comportamiento del material establece que la fuerza con la que el resorte, o la lengüeta o la parte torcida, empuja hacia atrás depende de la distancia de su longitud de equilibrio, de la siguiente manera: F— /( ) donde “x” es el vector de desplazamiento; la distancia y dirección en la que el resorte se deforma de su longitud de equilibrio. “f(x)” es la magnitud y dirección de la fuerza de recuperación que ejerce el resorte.

En el caso de un elemento de resorte simple, la fuerza de deformación elástica generada dentro del material depende directa y linealmente de la amplitud de deformación (F = k.x) y están unidos por una “k” constante que se conoce como la “constante del resorte” o “módulo de Young “, que es una característica intrínseca del material.

Como se explicó anteriormente, el principio general de la presente invención es que el factor “k” para cada cápsula es medido e interpretado por la máquina de preparación de bebidas como un parámetro de preparación de bebidas, u otros datos, y como datos de reconocimiento para la línea de producción cuando la cápsula está en la fábrica.

En el caso de la presente invención, se asume que la parte elástica deformable de la cápsula es un elemento de resorte complejo, que produce una fuerza bajo deformación que no está necesariamente relacionada linealmente con la amplitud de la deformación.

Por otro lado, la cápsula de acuerdo con la presente invención es de preferencia una cápsula no reutilizable. En dicho caso, es altamente deseable para el consumidor que la parte elástica deformadle de la cápsula se deforme no sólo a lo largo de su amplitud de deformación elástica, sino que más allá de su límite de deformación elástica, en su zona de deformación plástica. En otras palabras, la parte elástica deformable de la cápsula se deforma de preferencia de modo tal que llega a su zona de deformación plástica y la deformación aplicada modificará las propiedades mecánicas intrínsecas del material. En dicho caso, cuando el cabezal de preparación de la máquina se abre después de un ciclo de preparación de alimento o bebida, se libera la energía de deformación contenida en la parte elástica deformable de la cápsula, de manera tal que dicha parte elástica vuelve a desplazarse a una posición próxima a su posición inicial. Sin embargo, en dicho caso, debido a la modificación plástica del material y como se ilustra en línea curva punteada en la figura 17, el perfil de deformación es diferente al inicial (línea curva continua en la figura 17). En caso de que la cápsula usada se inserte de nuevo en la máquina, la máquina detectará que las propiedades de deformación elástica de la máquina no se corresponden con las propiedades de deformación de una cápsula completamente nueva. En este caso, la máquina se detendrá y, opcionalmente, enviará una señal de advertencia al usuario para que sustituya la cápsula por una no utilizada previamente. La forma en que la máquina puede detectar la variación de la curva de deformabilidad es, por ejemplo, como se ilustra en la figura 17, mediante la detección y medición de la fuerza generada dentro de la parte elástica deformable de la cápsula para una pluralidad de amplitudes de deformación, por ejemplo, en dos puntos como se muestra en la figura 17: el primer punto se mide dentro de la zona de deformación elástica del material constitutivo de la parte elástica deformable, a continuación, un segundo punto se mide para una deformación que es mayor y está situada dentro de la zona de deformación plástica del material constitutivo de la parte elástica deformadle de la cápsula. Como se muestra en la figura 17, para una misma longitud, la fuerza generada dentro del material de la parte elástica deformable de la cápsula es diferente cuando la cápsula es nueva/no usada (curva normal), o cuando la cápsula ya ha sido utilizada o si está dañada (línea curva punteada).

Del mismo modo, si en la fábrica una cápsula se daña durante la producción, puede ser detectada y ser retirada de la línea de fabricación.

En todos los modos de realización descritos anteriormente, la parte elástica es deformable con una amplitud comprendida entre 0,1 mm y 20 mm, de preferencia comprendida entre 0,15 mm y 10 mm, de mayor preferencia comprendida entre 0,5 mm y 5 mm.

Se debe entender que varios cambios y modificaciones a los modos de realización preferidos actualmente y descritos en este documento serán evidentes para los expertos en la téenica. Tales cambios y modificaciones se pueden realizar sin apartarse del espíritu y el alcance de la presente invención y sin disminuir sus ventajas concomitantes. Por lo tanto, se pretende que tales cambios y modificaciones estén cubiertos por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una cápsula (11) para contener un ingrediente alimentario, adaptada para ser insertada funcionalmente en la cavidad de una máquina de preparación de alimentos (1), CARACTERIZADA porque dicha cápsula (11) comprende al menos una parte elástica (17, 19, 20 , 21, 22, 23, 25, 26, 27, 29, 31, 33, 34, 35, 38) que es deformable cuando dicha cápsula se inserta en la cavidad de la máquina, y/o cuando dicha cavidad está cerrada, y en donde al menos un dato operacionai de la máquina depende de las propiedades de deformación elástica de la parte elástica.

2. Una cápsula (11 ) de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque al menos un dato operacionai de la máquina depende de las propiedades elásticas y plásticas de deformación de la parte elástica.

3. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 ó 2, caracterizada porque dicha parte elástica comprende una serle de protuberancias en forma de lengüeta (19, 20, 21, 22).

4. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 ó 2, caracterizada porque dicha parte elástica comprende una parte de resorte en espiral.

5. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 ó 2, caracterizada porque dicha parte elástica comprende una parte de fuelle (38) de las paredes laterales de la cápsula.

6. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, caracterizada porque dicha parte elástica está situada en la periferia de la superficie externa de dicha cápsula, de preferencia en la parte superior de dicha cápsula.

7. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, caracterizada porque al menos una de las dimensiones externas de la cápsula es mayor que las dimensiones internas correspondientes de la cavidad, y donde la porción elástica deformable está situada de manera tal que le permite a dicha cápsula comprimirse elásticamente y calzar dentro de dicha cavidad cuando esta última está cerrada en una configuración funcional.

8. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, caracterizada porque al menos una de las dimensiones externas de la cápsula es más pequeña que las dimensiones internas correspondientes de la cavidad, y en donde la porción elástica deformable está situada de manera tal que le permite a dicha cápsula expandirse elásticamente y calzar dentro de dicha cavidad cuando esta última está cerrada en una configuración funcional.

9. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicha parte elástica es deformable con una amplitud comprendida entre 0,1 mm y 20 mm, de preferencia comprendida entre 0,15 mm y 10 mm, de mayor preferencia comprendida entre 0,5 mm y 5 mm.

10. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicha parte elástica está orientada de manera tal que se deforma a lo largo de un eje D que es sustancialmente paralelo al eje vertical de dicha cápsula.

11. Una cápsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la parte elástica es deformable por la acción de una fuerza comprendida entre 0,5 N y 50 N, de preferencia entre 16 N y 22 N.

12. Un sistema de preparación de alimentos que comprende una cápsula de ingrediente (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 11 y una máquina de preparación de alimentos (1 ) adaptada para cooperar funcionalmente con dicha cápsula, en donde esta máquina comprende una cavidad para recibir dicha cápsula de manera que un producto alimenticio se puede preparar en esta última mediante la inyección de un fluido desde la máquina en dicha cápsula, caracterizado porque dicha cavidad comprende una parte sensible a la presión adaptada para cooperar con la porción elástica deformable de la cápsula para transmitir datos operacionales desde dicha cápsula a dicha máquina, dependiendo estos datos de las propiedades de deformación elástica de dicha parte elástica.

13. Un sistema de preparación de alimentos de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque dicha parte sensible a la presión está unida a una placa de control de dicha máquina, de manera que la cooperación entre la porción sensible de la máquina y dicha parte elástica de la cápsula es capaz de desencadenar una operación dentro de dicha máquina cuando la parte elástica de la cápsula transmite una deformación mecánica a la parte sensible a la presión, en donde dicha operación de reconocimiento activa el encendido o apagado de dicha máquina y/o establece un parámetro de preparación de alimentos comprendido dentro de la lista de, pero no limitado a: volumen, temperatura y/o viscosidad del alimento que va a dispensarse, presión del fluido inyectado dentro de la cápsula y/o tiempo de infusión/mezcla.

14. Una máquina de preparación de alimentos de acuerdo con las reivindicaciones 10 ó 13, caracterizada porque dicha parte sensible a la presión es un sensor de presión conectado a un interruptor eléctrico.

15. Una máquina de preparación de alimentos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10 a 14, caracterizada porque dicho producto alimenticio es un producto líquido o semi-líquido preparado dentro de la cápsula mediante la inyección de un fluido que se mezclará con el ingrediente encapsulado, a una presión comprendida entre 0,5 y 30 bar, de preferencia comprendida entre 1 y 20 bar, de mayor preferencia una presión comprendida entre 2 y 15 bar.