CN101721133B - 用于胶囊的穿孔装置和结合有所述装置的用于制备饮料的机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于胶囊的穿孔装置和结合有所述装置的用于制备饮料的机器。在使用胶囊制备饮料、特别是意式浓咖啡的机器中，该胶囊容纳粉状物料且在顶部和底部被可穿孔的密封箔片定边界，所述机器包括用于一次加载一个胶囊的区域和冲泡区域、用于在所述加载区域内将所述胶囊的底部箔片穿孔的装置，该装置包括星形元件，该星形元件具有从中伸出的切割尖端，该切割尖端能够在所述胶囊被引入所述加载区域中时伸进所述胶囊的路径中，随着胶囊的前部边缘与第一尖端的相互作用，紧随其后的尖端与所述胶囊的底部箔片接合，以便将胶囊穿孔。胶囊进入所述加载区域的移位由推动机构引起，该推动机构优选地包括从胶囊加载活门伸出的推动元件。

Description

用于胶囊的穿孔装置和结合有所述装置的用于制备饮料的机器

技术领域

本发明涉及一种用于制备饮料的机器，该机器使用容纳有例如咖啡的粉状物料的密封胶囊(capsule)。

背景技术

为了便于描述，参考冲泡咖啡、特别是意式浓咖啡(espresso coffee)的制备，但是这必须被理解为不具有限制性的意思。

特别地，本发明涉及这样一种机器，该机器使用例如在同一申请人的欧洲专利1,608,569(在此引用该专利作为具体参考)中描述的胶囊类型。此胶囊包括模制塑料壳体，该模制塑料壳体在顶部被可穿孔的顶部箔片密封，并被分成顶部室和底部室或冲泡室，该顶部室由前述顶部箔片和底壁限定边界，并用于容纳一定量的咖啡粉，该底部室或冲泡室在顶部被所述底壁限定边界且在底部被可穿孔的密封箔片(底部箔片)限定边界。通过形成于前述壁中的孔确保两个室之间的连通。

欧洲专利1,796,517(该专利属于同一申请人，且在此引用该专利作为具体参考)中描述的一种这种类型的机器设想一冲泡站点或区域，胶囊在该站点或区域处按顺序进行前述底部箔片的穿孔和顶部箔片的穿孔。

该机器包括穿孔装置，该穿孔装置的形式是顶端具有支点且在另一端具有冲孔元件的L形杆。此杆具有不与胶囊发生作用的静止位置和可借助于致动螺线管到达的工作位置，在该工作位置处，冲孔元件从下方向上刺入胶囊，结果是底部箔片被穿孔从而在那里形成一开口或喷口，以用于将在冲泡室中形成的冲泡咖啡排出。

然后顶部箔片被穿孔且加压热水被引入以便渗入第一咖啡粉，进入该胶囊的底部室(即，限定于底壁和底部箔片之间的室)，该室的形式导致形成咖啡和空气的乳化冲泡物，这是意式浓咖啡的特征。该咖啡通过喷口直接被分配至下面的接纳容器而不会把杆(该杆被复位弹簧移回到静止位置)或该机器的其它部分打湿，从而避免了与常规的用于制备浓咖啡的机器相关的机械或清洁/卫生方面的问题。

通过这种机器和相关的胶囊实现的无庸置疑的优点被这样的工业问题抵消：设计较为复杂的该机器特别是在致动螺线管和用于复位杆形穿孔装置的机构方面可能发生故障。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于将填充有咖啡粉的胶囊的底部箔片穿孔的设计简单的低成本的装置。

另一目的在于提供一种用于制备和分配饮料的机器，该机器包括该穿孔装置。

通过权利要求1限定的穿孔装置和机器实现这些和其它目的。

简单地说，根据本发明，胶囊在竖直位置插入机器中，这表示该胶囊定位成使得顶部箔片和底部箔片分别水平地布置，且底部箔片被第一穿孔机构接合，顶部箔片被第二机构接合以用于执行穿孔和供应加压热水。通过活门(flap)执行胶囊的引入，该活门也是竖直的且在其侧部设有推动机构。

当活门被关闭时，推动机构使胶囊朝向前述冲泡站点或区域移位，在该冲泡站点或区域处，胶囊底部边缘止靠在一凸缘上。在此线性移位的过程中，该胶囊通过用于将底部密封箔片穿孔的装置的上方，直接致动该穿孔装置而无需借助于任何操作机构。用于将顶部密封箔片穿孔和将加压热水引入胶囊中的前述机构在冲泡区域内进行操作。同样在这种情况下，与已经提到的欧洲专利1,796,517中相同，穿孔装置在底部箔片中形成一喷口，该喷口用于将饮料直接分配至位于胶囊所止靠的凸缘下方的接纳容器中。

在本发明的一优选的实施例中，穿孔装置星形元件，该星形元件具有尾部呈切割尖端的臂部，且在自由旋转的水平轴线销上在中心枢转。

在胶囊达到冲泡区域前，正是胶囊的线性位移使得尖端刺入底部密封箔片中并形成所述喷口，在该冲泡区域处，饮料分配机构和穿孔装置之间没有物理上的相互作用。

附图说明

结合附图仅作为示例而提供的以下描述更加清楚地说明了本发明的特有的特征和由此带来的优点，其中：

图1示出了根据本发明的用于制备饮料的机器的处于静止位置的操作组件的透视图；

图2是与图1类似的视图，示出了在操作过程中的操作组件；

图3是根据本发明的穿孔装置的透视图；

图4是操作组件的局部俯视图，根据本发明的所述穿孔装置在该操作组件内部操作；

图5是图1的沿线V-V的剖视图；

图6是图5的沿线VI-VI的局部剖视图，其中胶囊穿孔装置显示为处于静止位置，即，在开始操作前不久；

图7是类似于图6的视图，其中示出了处于操作过程中的胶囊穿孔装置。

具体实施方式

图1示出了主要操作单元，即，用于制备咖啡和其它饮料的机器的组件/部件，该机器使用填充有一定量的粉状物料的胶囊，该胶囊优选具有已经提到的欧洲专利1,608,569中所述的类型。如下面结合图2详细描述的，由附图标记100表示的胶囊在已限定的竖直位置上用于该机器中。该操作单元包括用于加载胶囊100的区域10、穿孔装置40(下面将详细讨论)、与冲泡单元55协作的冲泡区域50和用于排出使用后的胶囊的槽道56。

该机器的加载区域10包括大致为平行六面体的隔室12，该隔室由以下部分限定：

·第一竖直开口14和第二竖直开口16，该第一竖直开口和第二竖直开口分别将加载区域10连接于该机器的外部和冲泡区域50；

·上壁18的略微弯曲的部分17；

·两个竖直侧壁21，这两个竖直侧壁以稍大于胶囊100的外直径的距离相互间隔，且具有高度稍大于胶囊的底部边缘和顶部边缘之间的距离的肩部23；

·水平底壁20，该水平底壁具有在两个开口的竖直侧14和16之间沿中央延伸的狭缝22。

第一开口14设置在壁24中，该壁形成操作单元的前部。活门30具有关闭开口14的功能，且设有把手28，该活门的铰链32被前壁24支承。如图1所示，根据本发明的一个重要特征，带有自由且渐细的端部36的伸出凸耳(projecting lug)形式的推动元件34刚性地固定于活门30的内侧上。为更加清晰起见，仅在图1和图2的总图中示出有活门30。

穿孔装置40包括星形元件42，该星形元件带有成角度地间隔开的切割尖端44：在此实施例中，尖端数量为四，且彼此以90°间隔开——如图3所示——但也可以是三个或多于四个，这取决于机器和胶囊的尺寸参数。在其它描述中，每个尖端由附图标记44的后缀字母A至D表示，以便指示尖端的排列顺序。星形元件42安装成在水平轴线销43上空置(idle)，该水平轴线销43受一对弹簧45的作用，后面将描述该对弹簧的功能。销43的端部通过形成于一对竖直壁47中的相应的孔眼46伸出，弹簧45的底端容纳于设置在水平基部49中的相应的座部48中，该水平基部49平行于限定隔室12的水平底壁20。如图4和图5所示，弹簧45保持星形元件42被向上推靠，从而使其中一个或两个切割尖端44通过水平底壁20的狭缝22伸进隔室12中，同时使元件42能向下移动。

弹簧45的主要功能是允许星形穿孔元件的尖端能被向下推动，当胶囊路径必须被清理通畅时——例如当存在有缺陷的胶囊或不适于该特定的冲泡组件的胶囊时——施加合适的压力。

因此，弹簧的功能是允许采取应急措施。

冲泡区域50包括基部52，该基部大致是隔室12的水平底壁20的延续部分，但是具有开口54且还包括冲泡单元55，该冲泡单元结合有用于给胶囊的顶部箔片穿孔的该装置和用于引入加压热水的机构。在冲泡区域中还具有用于在冲泡期间使胶囊保持不动和在使用后将胶囊释放的机构。

在这种情况下，新的胶囊被推动元件34推动到冲泡区域中使得位于相同的冲泡区域中的胶囊朝向排出槽道60移动，该排出槽道60位于该机器的后部。机器的这些部分在此不详细描述，因为它们没有形成由所附权利要求限定的本发明的一部分，且因为它们在同一申请人的欧洲专利1,796,517中已经被描述，在此引用该专利(在上文已经提到过)作为参考。

现在考虑机器的操作，参考一种胶囊的示例，该类型的胶囊形成已经提到的欧洲专利1,608,569的主题。使用者仅需进行的操作是通过开口14将胶囊100加载至隔室12中，使得胶囊的顶部边缘102止靠在竖直侧壁21的肩部23上，随后，使用把手28将活门30关闭。图2中示出了这种情况。

明显地，使用者还必须预先将用于接纳饮料的容器——典型地是杯子(未示出)——定位于开口54的下方，该开口设置在冲泡区域50的基部52上。

作为活门30的关闭作用的结果，推动元件34通过自由端36使胶囊100沿与星形元件42的销43的轴线垂直的水平方向朝向冲泡区域50移位。

必须注意的是，在静止条件下(如图6所示)，作为弹簧45施加的向上的推动力的结果，穿孔装置40的星形元件42的至少一个切割尖端44A通过狭缝22从加载隔室12的水平底壁20伸出。在由于活门30的关闭而引起的与胶囊100的移位有关的运动开始时，胶囊100的侧壁110撞击从底壁20伸进隔室12中的尖端44A(第一尖端)，结果是星形元件42以逆时针方向绕销43旋转，如图6中的箭头F所示，直到第一尖端44A定位成与底壁20的表面平齐为止。同时，下一尖端44B(第二尖端)已经从底部向上移动至狭缝22的高度，与胶囊的底部接合。

星形元件42的尺寸(应理解为表示尾部成切割尖端44的臂部的长度)使得，当胶囊的前部边缘推动星形元件的臂部44A向前时，胶囊底部的中央部分位于第二尖端44B的上方。

在此情况下，由胶囊的前部边缘施加在星形元件的臂部44A上的推力和弹簧44的向上的推力的组合作用占主导，使得星形元件42继续沿箭头F的方向旋转，结果是胶囊100的底部箔片104被尖端44B穿孔，这在穿孔处产生喷口106。同时，下一尖端44C(第三尖端)已经从底部向上移动至狭缝22的高度处，但是由于胶囊底部的存在而没有伸出。

胶囊100的运动的最后部分导致胶囊容纳于冲泡区域50中。

继续地，连带喷口106的形成一起，由推动元件34产生的运动使胶囊100进入冲泡区域50中，即，与冲泡单元55和开口54对齐，在冲泡区域的下方定位有用于接纳饮料的容器。这样，在顶部箔片108被穿孔和加压热水被引入胶囊100中后，就产生饮料，该饮料在瞬间通过喷口106进行分配，不会与机器的任何部分接触。

上文的描述还证实了本发明还实现了其它前述目的，特别是穿孔装置的结构和功能的简化，其不再需要任何活动的操作系统，而是仅仅作为引入加载隔室中的新的胶囊的平移运动的结果而操作。

这导致了整个机器的可靠性的显著增加。

最后，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可具有不同的实施例。

例如，代替图3所示的一件式的星形穿孔元件，可以设想穿孔尖端安装在链条上，该链条又和一个或多个小齿轮啮合，以便执行相同的功能。

同样可以设想，代替采取从胶囊装载隔室的关闭活门伸出的推动元件的形式，推动机构34可不同地形成，与此活门分离，但仍然执行使装载至隔室12中的胶囊平移到冲泡区域、以便致动穿孔装置的功能。

Claims (6)

1.一种穿孔装置，该穿孔装置用于将填充有用于制备饮料的粉状物料的胶囊(100)的底部密封箔片(104)穿孔，从而形成用于将饮料分配至下方的接纳容器中的喷口(106)，所述穿孔装置与用于制备饮料的机器相关联，该机器包括用于加载胶囊(100)的区域(12)和冲泡区域(50)，该穿孔装置包括至少一个能在静止位置和操作位置之间运动的穿孔尖端(44)，在静止位置，该穿孔尖端位于所述胶囊下方一段距离处，在操作位置，该穿孔尖端刺入所述箔片的中央位置，其特征在于，包括用于在所述胶囊沿着水平路径平移的同时使所述至少一个尖端在所述两个位置之间运动的机构，该平移运动垂直于所述至少一个尖端从所述静止位置到所述操作位置的所述运动，当胶囊被引入所述加载区域中时，由作用在所述胶囊(100)上的推动机构(30)引起所述胶囊的所述平移，用于移动所述至少一个尖端的所述机构包括用于所述至少一个尖端(44)从所述静止位置向所述操作位置的旋转和随后向所述静止位置的返回运动的机构。

2.根据权利要求1所述的穿孔装置，其特征在于，所述推动机构包括从活门(30)伸出的元件(34)，该活门设计成允许进入所述加载区域中和关闭所述区域，使得所述推动元件(34)与胶囊的后侧表面接合，迫使该胶囊执行所述平移。

3.根据权利要求1所述的穿孔装置，其特征在于，用于移动所述至少一个尖端的所述机构包括具有多个切割尖端(44)的星形旋转元件(42)，这些切割尖端从中央体部沿轴向伸出并成角度地间隔开；用于移动所述至少一个尖端的所述机构还包括能够将所述中央体部朝向一位置弹性地偏压的机构(45)，在该位置处，所述尖端中的至少一个伸进位于所述加载区域中的所述胶囊的运动路径中。

4.根据权利要求3所述的穿孔装置，其特征在于，所述星形旋转元件安装成在水平轴线销(43)上空置，该水平轴线销具有通过形成于一对竖直支承壁(47)中的孔眼(46)伸出的端部，且位于所述胶囊加载区域的下方，所述机构(45)包括一对弹簧，该对弹簧沿所述孔眼(46)向上偏压所述销(43)，使得至少一个尖端(44)通过狭缝(22)伸进形成所述加载区域的隔室(12)中，该狭缝形成于所述隔室的水平底壁(20)中。

5.使用填充有粉状物料的胶囊(100)制备饮料的机器，该机器包括用于单个地加载胶囊的区域和冲泡区域，第二穿孔机构刺入该冲泡区域中，从而将胶囊的顶部箔片穿孔，并向胶囊内供应加压热水以形成饮料，该饮料通过由穿孔形成的开口被排出，所述穿孔位于为胶囊定边界的底部箔片中，其中，还在所述加载区域中执行对胶囊的所述底部封闭箔片的穿孔，其特征在于，该机器在所述加载区域的区域中包括根据权利要求1至4中任一项所述的穿孔装置。

6.根据权利要求5所述的机器，其特征在于，所述推动机构包括可供进入胶囊加载区域的活门，所述活门的内部设有朝向自由端部变细的伸出元件，该自由端部设计成作用在刚被引入的胶囊上且推动该胶囊，以便实现从所述加载区域到所述冲泡区域的平移。