CN105377698B - 填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件的单元和方法 - Google Patents

填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件的单元和方法 Download PDF

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Abstract

描述了一种填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊(3)的容纳元件(2)的单元，包括：传送容纳元件(2)的传送线(4)，容纳元件(2)被设计成容纳产品剂量(33)；用于填充容纳元件(2)的工位，其包括：被设计成接纳剂量(33)的至少第一容纳座(S1)；子工位(ST1)，其用于在第一容纳座(S1)内侧形成剂量(33)；至少一个第二容纳座(S2)，其被设计成从第一容纳座(S1)接收剂量(33)；子工位(ST2)，其用于将剂量(33)从第一容纳座(S1)转移到第二容纳座(S2)；用于使第一容纳座(S1)在形成子工位(ST1)与转移子工位(ST2)之间移动的装置(7)；子工位(ST3)，其用于将剂量(33)从第二容纳座(S2)释放到容纳元件(2)；用于使第二容纳座(S2)在转移子工位(ST2)与释放子工位(ST3)之间移动的另外的装置(8)。

Description

填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件的 单元和方法
技术领域
本发明涉及向用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件填充产品剂量的单元和方法。
背景技术
在用于制造萃取或浸泡饮料的机器中使用的已知胶囊以其最简单的形式包括：
-刚性杯形外容器，其包括可穿孔或已穿孔的底部和设有边沿的上部孔口(并且通常，但并非必需地，具有截头圆锥形状)；
-容纳于外部容器中用于萃取或浸泡饮料的产品剂量；
-从幅材得到的一段薄片，其用于(气密地)密封刚性容器的孔口并且被设计(通常但并非必需地)成由在压力下供应液体的喷嘴穿孔。
通常，但并非必需地，从柔性材料的幅材获得密封薄片。
在某些情况下，胶囊可以包括一个或多个刚性或柔性过滤元件。
例如，第一过滤器(若存在)可以位于刚性容器底部。
第二过滤器(若存在)可以插置于密封薄片与产品剂量之间。
产品剂量可以与刚性杯形外容器或与过滤元件直接接触。
在用于制备饮料的机器中的特定槽中接纳并使用以此方式构成的胶囊。
在相关技术领域中，特别地感觉到需要以简单并且有效的方式来填充刚性杯形容器或者过滤元件同时维持较高的生产率。
应当指出的是，在此方面，存在具有填充单元的现有技术包装机器，其允许同时填充前移的多个平行的刚性杯形容器行。
在此情况下，每行刚性杯形容器与专用的填充容器相关联，专用的填充容器通常设有螺旋进料机以允许在容器内的产品下降。
因此这种类型的单元显然较为昂贵并且复杂，因为其包括多个装置和驱动件(每个螺旋装置一个驱动件)，驱动件彼此独立并且必需协调。
此外，这种元件的配置/布置实现的机器的总体可靠性必然是有限的，因为故障率不可避免地与存在的装置和驱动件的数量有关。
此外，螺旋进料装置可能因堵塞、污染和较差的配料准确度而具有缺陷。更详言之，螺旋进料机的终端部分通常不能保持产品，产品因此掉落并且污染机器。
本领域中的操作者强烈地感受到需要一种填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件(刚性杯形容器)的单元和方法，其特别简单、可靠并且廉价并且同时维持较高的总体生产率。
发明内容
因此，本发明的目的在于通过提供一种填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件(刚性杯形容器)的单元和方法而满足上述需要，这种单元和方法能相对简单地并且廉价地做出并且特别可靠。
本发明的另一目的在于提供一种包装用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的机器，其能保证高生产率。
附图说明
参考上述目的，在权利要求中清楚地描述了本发明的技术特征，并且参考附图，通过下文的详细描述，本发明的优点将更加显然，附图示出了本发明的优选、非限制性实施例并且在附图中：
-图1是包括根据本发明的优选实施例的填充单元、包装用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件的机器的示意图；
-图2是能由图1的机器制造的用于饮料的一次性使用的胶囊的示意图；
-图3和图4示出了用于填充图1的一次性使用的胶囊的单元的相应平面图；
-图5是图3和图4的填充单元的填充工位的截面图，其中某些零件被剖视以更好地示出其它零件；
-图6和图7是图5填充工位的部件的相应截面图，其中某些零件被剖视以更好地示出其它零件；
-图8是图1的填充单元的细节的平面图；
-图9至图12示意性地示出了在根据本发明的填充单元的填充工位中执行的根据本发明的方法的某些操作步骤。
具体实施方式
参考附图，附图标记1表示填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊3的容纳元件的单元，具有呈粉末、颗粒或叶片形式的固体产品剂量33诸如咖啡、茶、奶、巧克力或其组合。
填充单元1特别适合于向一次性使用的胶囊3的容纳元件填充呈粉末形式的产品，优选地咖啡。
更具体而言，如图2所示，用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊3在最简单但非限制性实施例中包括：刚性杯形容器2(通常限定截头圆锥形状)，包括基座30和设有套环32的上开口31；容纳于刚性容器2中的萃取或浸泡产品剂量33；以及，用于闭合刚性容器2的上开口31的盖件34。
还应当指出的是这种类型的胶囊3也可以包括一个或多个过滤或产品保持元件(为了简单起见未示出)。
在图2所示的胶囊3中，刚性杯形容器2限定待填充产品剂量33的容纳元件。
其它类型的胶囊也可以利用根据本发明的填充单元来填充，例如其中产品剂量33由连接到刚性容器的过滤元件容纳和保持的胶囊，其中，刚性容器可以在底部闭合或者打开。
换言之，在未图示的胶囊中，过滤元件可以容纳并且保持产品剂量33，与其所联接的刚性容器组合地形成容纳元件。
在下文的描述中，将参考刚性杯形容器2，但应了解本发明也能参考其中容纳元件由过滤元件(或者被设计成容纳产品剂量33的胶囊的其它部件)和过滤元件所联接的相应刚性容器形成的容纳元件。
应当指出的是填充单元1包括传送(也就是说，移动)刚性杯形容器2的线1和填充工位SR，刚性杯形容器2被设计成容纳预定量的萃取或浸泡产品(剂量33)。
传送线4沿着第一移动路径P延伸并且设有沿着第一路径P连续地布置、用于支承的刚性容器2的多个座5。
优选地，第一移动路径P是位于水平平面上的闭合路径。
支承座5一个布置于另一个后方，未必是连续的。
此外，支承座5各具有相应的竖直延伸轴线。
应当指出的是传送线4包括传送元件39，支承座5连接到传送元件39以沿着第一路径P移动。
应当指出的是传送元件39以绕移动器件17的环路闭合，移动器件17绕竖直轴线旋转以移动传送元件39。
优选地，传送元件39是链条40，链条40包括绕相应竖直轴线连续地彼此铰接的多个链节，以形成循环环路。
应当指出的是链节中至少一个包括用于相应刚性容器2的至少一个支承座5，支承座5具有竖直轴线，刚性容器2能定位成开口31朝向上。
应当指出的是链条40可以包括具有相应支承座5的链节和并不设有支承座5并且插置于设有支承座5的链节之间的连接链节。
因此，优选地，特定数量的链节各包括支承座5。
优选地，但并非必需地，移动器件17绕竖直轴线持续地旋转以允许传送元件39持续地移动。
在下文中描述了用于填充刚性杯形容器2的工位SR。
用于填充刚性杯形容器2的工位SR包括：
-至少一第一容纳座S1，其被设计成接纳产品剂量33；
-子工位ST1，其用于在第一容纳座S1内侧形成剂量33，设有用于释放预定量的产品以形成第一容纳座S1内侧剂量33的装置6；
-至少一第二容纳座S2，其被设计成从第一容纳座S1接收产品剂量33；
-子工位ST2，其用于将产品剂量33从第一容纳座S1转移到第二容纳座S2；
-用于使第一容纳座S1在形成子工位ST1与转移子工位ST2之间移动的装置7；
-用于从第二容纳座S2向由传送线4传送的刚性杯形容器2释放产品剂量33的子工位ST3；
-用于使第二容纳座S2在转移子工位ST2与释放子工位ST3之间移动的另外的装置8。
特别地参考附图，在下文中更详细地描述形成刚性杯形容器2的填充工位SR的零件的所有上述部件。
应当指出的是用于移动第一容纳座S1的装置7包括绕第一旋转轴线X1旋转的第一元件9，第一容纳座S1连接到第一元件9上以绕第一旋转轴线X1旋转。
优选地，第一旋转元件9包括轮9a，轮9a连接到用于驱动旋转的相应器件。
更具体而言，优选地，填充工位SR包括多个第一座S1。
第一座S1径向连接至第一旋转元件9(更精确地轮9a)以随着第一旋转元件9旋转。
优选地，第一座S1直接在第一旋转元件9中做出，特别地第一座S1直接在轮9a中做出。
应当指出的是第一座S1沿着圆弧定位，优选地沿着以第一轴线X1的点为圆心的圆周。
更优选地，第一座S1沿着以第一轴线X1的点为圆心的圆周彼此等角度间隔开。
还应当指出的是每个第一座S1可以沿着第二移动路径P1移动，第二移动路径P1优选地是以第一轴线X1作为旋转轴线的圆，以便在旋转期间周期性地接合用于形成剂量的子工位(ST1)和用于转移剂量的子工位(ST2)。
替代地，第一座S1由杆(未图示)连接到第一旋转元件9，杆可以相对于第一旋转元件9径向移动。
每个第一座S1优选地由腔18的侧壁和由底壁F限定。优选地，腔8是圆柱形腔。
而且，更优选地，腔18具有竖直延伸轴线(平行于第一旋转轴线X1)。
同样，优选地，对于每个第一座S1，填充工位SR包括：
-活塞13，其可以在下位置与上位置之间移动，在下位置，其限定第一座S1的底壁F，在上位置，其完全占据第一座S1的空间，或者换言之，闭合腔18的顶部；
-用于移动活塞13的器件14，其被配置成在上述下位置与上位置之间移动活塞13。
移动器件14的示例是电动马达、气动装置、凸轮装置和其它现有技术装置。
应当指出的是表达“活塞13完全占据该空间”表示活塞13定位于座中以便不允许剂量33存在于第一座S1内侧。应当指出的是在完全占据位置的活塞也可以用于避免进给产品，配料器断开连接。其也用于调整空间(在下文中更详细地描述)。
优选地，填充工位SR包括移动器件14，移动器件14独立地用于每个活塞13，使得每个活塞能独立于其它活塞移动。
优选地，腔18是贯通腔并且活塞13能以线性方式在腔18内侧移动以改变第一座S1的空间(下位置)并且用于从第一座S1排出剂量33(上位置)。
形成子工位ST1和转移子工位ST2沿着第一旋转元件9的周围定位成在绕第一轴线X1旋转期间循环地接合第一座S1。
更具体而言，形成子工位ST1和转移子工位ST2沿着第一座S1的第二预定路径P1相对于填充工位SR的框架29布置于预定位置。
以此方式，应当指出的是在第一旋转元件9一次完全旋转中，第一座S1中每一个定位于形成子工位ST1和转移子工位ST2。
优选地，第二移动路径P1是闭合的。优选地，第二移动路径P1是绕第一轴线X1的圆形路径。
更优选地，第二路径P1位于水平平面上。
在下文中描述了用于形成剂量33的子工位ST1。
用于形成剂量33的子工位ST1定位于用于形成剂量33的区域R1中。
参考用于形成剂量33的子工位ST1，应当指出的是在该子工位，设有释放装置6，释放装置6被设计成在区域R1中定位的容纳座S1内侧释放预定量的产品(限定剂量33)以形成剂量33。
释放装置6优选地包括料斗33(在使用中填充产品)，在底部具有用于产品的出料口19。应当指出的是出料口19被配置成在区域R1得到产品层以在第一座S1上方形成剂量33，以便向每次定位于形成区域R1中的(一个或多个)第一座S1内侧释放产品。
更具体而言，料斗38的出料口19被成形为占据第一座S1的第二移动路径P1的一部分。
更具体而言，出料口19呈以第一轴线X1为中心的圆弧形式。
还应当指出的是在优选实施例中，料斗38的出料口19向暂时定位于R1中，也就是说在下方与出料口19相对的多个第一座S1释放产品。当相应第一座S1经过用于形成剂量33的区域R1时，活塞13处于底部位置。
换言之，在料斗38下方经过的第一座S1被填充产品，填充时间取决于第一座S1在形成区域R1中经过的速度和由料斗38的出料口39所占据的第一座S1的第二移动路径P1的一部分的幅度。
根据另一方面，应当指出的是释放装置6还设有调平装置2，调平装置22被定位成除了容纳于第一座S1中的产品即单独剂量33之外，防止产品从用于形成剂量33的区域R1分散出来。
基本上，调平元件22和活塞13限定容纳于第一座S1中的剂量33。
根据本发明，利用在形成剂量33的区域R1中的移动器件14改变活塞13的下位置，能改变容纳于第一座S1中的产品量或者换言之，能改变剂量33。
优选地，在图示实施例中，填充工位SR包括用于压紧剂量33的子工位ST4。
用于压紧剂量33的子工位ST4定位于压紧区域R4中，沿着第一座S1的第二移动路径P1，在形成子工位ST1与转移子工位ST2之间。子工位ST4是可选的并且可以省略。
更具体而言，压紧子工位ST4设有压紧器件11，压紧器件11被设计成与活塞13同相地压缩在第一座S1内侧的产品。
在下文中更详细地描述压紧器件11。
在描述的示例中，压紧器件11包括压紧元件28。
在图示优选实施例中，压紧元件28包括压紧盘23。
应当指出的是压紧元件28连接到填充工位SR的框架29(由框架29承载)。
压紧元件28定位于压紧区域R4中第一座S1顶部上。
应当指出是压紧元件28包括上面和下面。优选地，下面是平面的。
应当指出的是压紧元件28的下面在压紧区域R4处限定定位于第一座S1内侧的剂量33的上接触元件，以便在活塞13提升到压紧位置时压紧产品，压紧位置在下位置与上位置中间。
换言之，用于移动活塞13的器件14被设计成将活塞13从下位置移动到中间位置，也就是说在压紧区域R4，将使活塞13朝向压紧元件28，以便压紧剂量33。
还应当指出的是，根据一实施例，压紧元件28相对于框架29是静止的。
替代地，根据另一实施例，压紧元件28由填充工位SR的框架29可旋转地承载(支承)，以便绕第三旋转轴线X3旋转。
应当指出的是，根据一实施例，压紧元件28绕第三轴线X3自由旋转。
相反，根据未图示的另一实施例，填充工位SR包括驱动系统，驱动系统操作性地连接到压紧元件28以驱动压紧元件28绕第三轴线X3旋转。
应当指出的是在此实施例中，驱动单元与第一旋转元件9同步地驱动。
有利地，其包括用于驱动压紧元件28的单元表示能利用压紧元件28和第一旋转元件9的合适相对旋转速度来最小化在第一座S1内侧的剂量33与压紧区域R4中的压紧元件28之间的接触速度。
填充工位SR在下文中特别地参考第二座S2、转移子工位ST2和释放子工位ST3描述。
应当指出的是填充工位SR优选地包括第二旋转元件10，第二座S2与第二旋转元件10相关联(连接)。
应当指出的是，更一般而言，第二旋转元件10形成上述用于使第二座S2在转移子工位ST2与释放子工位ST3之间移动的另外的装置8。
第二旋转元件10被配置成绕第二轴线X2旋转。优选地，第二轴线平行于第一轴线X1。更优选地，第二轴线X2是竖直的。
优选地，填充工位SR包括多个第二座S2
应当指出的是(一个或多个)第二座S2连接到第二旋转元件10以便由第二旋转元件10旋转。
应当指出的是第二旋转元件10优选地包括第二轮10a，第二轮10a被配置成绕第二轴线X2旋转，第二座S2连接到第二轮10a。
还应当指出的是，作为非限制性示例，在图示实施例中，第二座S2沿着第三圆形路径P2移动。
更一般而言，第三路径P2是闭合的。
优选地，第三路径P2位于一平面(水平)上。
更具体而言，应当指出的是每个第二座S2绕第二轴线X2或者更一般而言绕第三路径P2以一次完整旋转而移动到转移工位ST2(在转移区域R2中)和释放工位ST3(在释放区域R3)中。
在转移区域R2，第二座S2定位于第一座S1上方，有利地紧邻上方。
更详言之，当在转移区域R2，第二座S2定位于第一座S1上方时，活塞13被向上驱动以便将产品剂量33从第一座S1推到第二座S2。
参考第二座S2，还应当指出的是这个座是贯通座。
更具体而言，第二座S2优选地由贯通腔(优选地呈孔的形式)限定。优选地，腔是圆柱形的。
应当指出的是第二座S2的侧壁由贯通腔的侧壁限定。
优选地，第二座S2由杆27连接到第二旋转元件10。
根据未图示的实施例，第二座S2固定到第二旋转元件10，即，第二轮10a。
因此，根据本发明，第二座S2的径向位置相对于第二轴线X2是恒定的。
优选地，根据此实施例，第二座S2的平面延伸部大于第一座S1的平面延伸部(以此方式，使得虽然产品剂量33完全占据第一座S1的空间，在转移之后产品剂量33并不完全占据第二座S2的空间)。
应当指出的是第二座S2的平面延伸部大于第二座S1的平面延伸部以在使用中允许在足够大的转移区域R2中将剂量33从第一座S1转移到第二座S2。这对于足够高的第一旋转元件9和第二旋转元件10的旋转速度而言特别重要：实际上，上述方面确保了第二座S2叠加于第一座S1上并且因此将剂量33从第一座S1转移到第二座S2能以第一旋转元件和第二旋转元件的预定旋转角度发生。应当指出的是在传送轮上的S2可以是固定的(在S1与S2之间有较大直径差)，可以径向移动(较小的直径差)，或者S2能在2个方向上移动以完全跟踪，在此情况下，直径可以相同。
根据图示实施例中，每个第二座S2可以相对于第二旋转元件10，即相对于第二轮10a移动。
更具体而言，优选地，每个第二座S2可以在相对于第二轴线X2成直角的平面上移动。
更优选地，每个第二座S2可以相对于第二轴线X2至少径向移动。
应当指出的是第二座S2在与第二轴线X2成直角的平面上移动使得其能扩展转移区域R2的延伸部：换言之，能扩展第二座S2与第一座S1叠加的区域。
应当指出的是，将剂量33从第一座S1转移到第二座S2并非瞬时的，而是在第一旋转元件9和第二旋转元件10的一定旋转角度内执行。
在此方面，应当指出的是，第二座S2相对于第二旋转元件10可以径向移动允许在旋转元件9,10一者或二者旋转期间跟踪第一座S1，使得能通过第一旋转元件9和第二旋转元件10的旋转角度来保持第二座S2叠加在第一座S1上，第一旋转元件9和第二旋转元件10的旋转角度足够大以允许剂量33从第一座S1转移到第二座S2。
在图示实施例中，第二座S2的平面延伸部可以相对于其中第二座S2固定到第二旋转元件10上即第二轮10a上的实施例(未图示)减小。
在将剂量33从第一座S1转移到第二座S2期间，活塞13支承剂量33。
在未图示的另一替代实施例中，每个第二座S2可以相对于第二旋转元件10即相对于第二轮10a，径向和绕平行于第二轴线X2的轴线即大约竖直轴线旋转地移动。有利地，凸轮器件可以相对于第二旋转元件10即相对于第二轮10a径向并且旋转地移动第二座S2。
在未图示的此另一替代实施例中，每个第二座S2在水平平面上具有两个自由度，其允许第二座S2在转移区域R2中完全跟随第一座S1。
换言之，每个第二座S2在转移区域R2中精确地叠加到相应的第一座S1上。在未图示的此另一替代实施例中，第一座S1和第二座S2能具有相同的平面延伸部。
参考第二旋转元件10和传送元件39的位置，应当指出的是，根据图示示例，第二旋转元件10和传送元件39定位成根据俯视图，支承座5的第一路径P的一部分叠加于第二座S2的第三路径P2的一部分上。
优选地，在支承座5与第二座S2之间的路径的叠加部分是路径的曲线部分(优选地弧形)。
应当指出的是，根据此方面，从第二座S2向刚性杯形容器2释放剂量33发生在路径的叠加部分。
因此，释放子工位ST3定位于叠加的路径的部分上。
应当指出的是，根据未图示的实施例，将剂量33从第二座S2转移到刚性杯形容器2也可以在支承座5的第一移动路径P的直线部分上也就是说刚性杯形容器2的移动线4的直线部分上发生。
优选地，根据此实施例中，第二座S2可以相对于第二轮10a至少径向移动，以便在足够大的线4的直线伸展部上保持第二座S2与刚性杯形容器2叠加。
换言之，根据此实施例，第二座S2相对于第二轮10a/第二旋转元件10的移动(至少径向)确保了在第二旋转元件10旋转期间第二座S2保持叠加到在传送线4中进给的刚性杯形容器2上持续足够长的直线伸展部从而允许从第二座S2释放剂量33到下面的刚性杯形容器2。
应当指出的是填充工位SR还包括存在于转移区域R2中的上接触元件25，上接触元件25限定了用于剂量33的上止挡件(如在下文中更详细地描述)。
优选地，上接触元件25基本上是平面板。
应当指出的是上接触元件25固定到填充工位SR的框架29上，即，其并不随着第二旋转元件10一体地旋转。
更具体而言，上接触元件25定位于转移区域R2中第二座S2上方。
在下文中描述了上接触元件25的功能。
填充工位SR还包括沿着第三路径P2在转移子工位ST2与释放子工位ST3之间定位的支承元件24。
应当指出的是在其中支承元件24定位的第三路径P2的一部分，支承元件24形成用于每个第二座S2的基座：这将在下文中变得更加显然，在下文中描述了根据本发明的填充单元的操作和根据本发明的方法。
根据图示实施例，填充工位SR可以有利地包括一个或多个推动元件26。推动元件26是可选的并且可以省略。应当指出的是元件26基本上是(旋转)弹出装置。
(一个或多个)推动元件26是可移动的，在释放子工位ST3对第二座S2操作。
在图示实施例中，填充工位SR包括与每个第二座S2相关联的推动元件26。
因此，根据图示的实施例，填充工位SR包括多个推动元件26，每个第二座S2一个。
应当指出的是推动元件26与第二旋转元件10是一体的，以便随之旋转。
此外，推动元件26可以在升高位置与降低位置之间移动，在升高位置，其定位于第二座S2的上方和外侧，在降低位置，其在第二座S2下方突伸。有利地，推动元件26可以大小设定为在第二座S2从升高位置转移到降低位置期间对第二座S2进行清洁。填充工位SR包括驱动器件，例如凸轮驱动器件，以在升高位置与降低位置之间移动该推动元件26。
有利地，从升高位置转移到降低位置的推动元件26与第二座S2的侧壁的侧部接触，从而清洁侧壁。
应当指出的是推动元件26在释放子工位ST3从升高位置移动到降低位置(在释放产品之后或期间)，以下文更详细描述的方式。
还应当指出的是，根据一实施例，推动元件从顶部向下并且朝向外侧推动定位于第二座S2内侧的剂量33，以便有利于剂量33从第二座S2转移到刚性杯形容器2。
设有推动元件26的释放子工位ST3极为干净，比设有螺旋进料机的工位更干净。
应当指出的是，根据未图示的实施例，设有定位于释放区域R3的单个推动元件26。
这个单推动元件26移动以便在从第二座S2向刚性容器2释放剂量33的步骤结束时或期间与第二座S2的侧壁接触以便执行清洁。
总体上参考填充单元1，应当指出的是单元1还包括用于驱动和控制装置(7,8)以分别移动第一座S1和第二座S2的单元(由一个或多个电子卡形成)。
驱动和控制单元还被配置成控制传送元件39和填充工位SR的可移动元件(例如，活塞13、推动元件26)前移。
应当指出的是驱动和控制单元协调并且控制移动连接到该单元的所有上述元件的步骤以便允许执行下文所描述的操作。
根据本发明的填充单元1可以有利地形成包装机器100(在图1中示出)的一部分，包装机器100被设计成包装用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊，例如上文所描述的类型。包装机器100还包括沿着第一路径P定位，由传送元件39执行的多个工位，这些工位被配置成与传送元件39和填充工位SR以同步方式(优选地连续地)操作，包括至少：
-用于将刚性容器2进给到传送元件39的相应座5内的工位SA；
-利用盖件34来闭合刚性容器，特别地刚性容器2的上开口31的工位SC；
-出料工位，其从传送元件39的相应座拾取胶囊3。
除了上文所列出的工位(SA、SR、SC、SU)之外，包装机器100还可以包括另外的工位，诸如一个或多个称重工位、一个或多个清洁工位、一个或多个控制工位，和取决于待包装的胶囊类型，一个或多个用于施加过滤元件的工位。
填充工位1的操作在下文中简要地描述，特别地填充工位SR，目的是为了使本发明的范围清楚：特别地，参考在附图中示出的实施例描述了刚性杯形容器2的填充。
在第一旋转元件9移动(旋转)期间，被设计成填充产品剂量33的第一座S1定位于用于形成剂量33的区域R1中，也就是说在形成剂量33的工位ST1附近。
应当指出的是料斗38在用于形成剂量33的区域R1中进给产品，产品落入并且填充第一座S1。
第一旋转元件9的移动优选地是连续型移动。替代地，第一旋转元件9的移动是步进类型。
更具体而言，第一座S1在用于形成剂量33的区域R1的出料口处完全填充。
应当指出的是在用于形成剂量33的区域R1的出料口，调平装置22允许移除过量产品(例如，粉末或叶子)，使得第一座S1被完全填充，或者换言之，剂量33包括由调平装置形成的表面。
有利地，填充单元1能执行压紧剂量33的步骤。压紧步骤是可选的并且可以省略。
在压紧步骤中，若存在，当由于第一旋转元件9的旋转而使第一座S1定位于压紧子工位ST4时，在第一座S1内侧定位的产品剂量33经受压紧。
更详言之，当活塞13从下位置升高到压紧位置时，在第一座S1内侧的产品剂量33由活塞13向上推动，使得剂量33的上部与压紧盘23的下面接触，并且剂量33在第一座S1内侧被压紧。显然，活塞13提升越多，也就是说越靠近压紧盘23移动，剂量33就越多地被压紧。
在第一旋转元件9进一步旋转之后，第一座S1定位于转移区域R2，转移子工位ST2存在于这个转移区域R2。
还应当指出的是，由于第二旋转元件10的旋转，第二座S2定位于转移区域R2，以从第一座S1接收剂量33。
在此方面，图9至图12以侧视图示出了在转移区域R2执行的操作顺序。
应当指出的是，优选地，第一旋转元件9和第二旋转元件10在将产品剂量33从第一座S1转移到第二座S3期间移动。
在此方面，在操作循环期间，第一旋转元件9和第二旋转元件10优选地连续地被驱动。
应当指出的是，在转移区域/子工位(R2/ST2)，活塞13从限定第一座S1的底部F的降低位置移动到升高位置，以便将剂量33从第一座S1转移到第二座S2。
为了执行转移，持续根据相应第一旋转元件和第二旋转元件(9,10)的旋转速度的时段，第二座S2和第一座S1在转移区域R2叠加(在不同高度)。
在从图9至图11的图中，第二座S2定位于第一座S1上方。
应当指出的是，在从第一座S1转移到第二座S2期间，即在转移区域R2，根据平面图，俯视来看，由第一座S1占据的区域定位于由第二座S2占据的区域内侧(然而，第一座S1和第二座S2定位于不同的高度：第二座S2定位于比第一座S1更高的高度，如在附图9至11所示)。
将产品剂量33从第一座S1转移到第二座S2的步骤包括使用活塞13将剂量33从第一座S1推动到第二座S2的步骤(图10)。
应当指出的是存在于转移区域R2的上接触元件25限定用于剂量产品33的上止挡件，以便在活塞13推动作用之后，基本上防止剂量产品33从第二座S2出来(如图11所示)。
上接触元件25固定到机器的框架29，即，并不随着第二旋转元件10一体地旋转。
在从第一座S1出来的位置的活塞13暂时限定第二座S2的底部，即，其允许产品在第二座S内侧支承。
第二旋转元件10的进一步旋转确保了第二座S2与支承元件24的底部接触。
因此，支承元件24替换活塞13限定第二座S2的底部。
在这点，活塞13降低以便进入第一座S1。
在第一旋转元件9进一步旋转之后，第一座S1再次定位于形成剂量33的工位ST1，其中活塞13再次采取其中活塞13限定第一座S1底部的下位置。
支承元件24固定到机器的框架29，即，并不随着第二旋转元件10一体地旋转。
因此，定位于第二座S2内侧的剂量在下方由支承元件24支承持续第二旋转元件10的预定角度冲程并且沿着第三路径P2从第二座S2移动。
换言之，在第二座S内侧的产品剂量33在支承元件24上滑动并且由支承元件24支承持续第二旋转元件10的预定角冲程。
应当指出的是在支承元件24终止处设有释放子工位ST3。
在释放子工位ST3，从第二座S2向定位于释放子工位ST3、在第二座S2下方的刚性杯形容器2释放剂量33。
释放子工位ST3沿着第二座S2的第三移动路径P2的预定部分延伸。
应当指出的是优选地在第二元件10旋转并且促动传送线4时，也就是说在第二座S2和刚性杯形容器2移动时，执行释放步骤。
释放步骤在下文中描述。
应当指出的是，在释放期间，第二座S2叠加于杯形容器2上，以便能通过使剂量33从顶部向下掉落或推动而将剂量33从第二座S2转移到杯形容器2。
根据一优选实施例，一旦第二座S2叠加于杯形容器2上，并且支承元件24终止并且不再支承剂量33后，由重力实现从第二座S2向杯形容器2释放剂量33。
此外，在此释放步骤期间或者在释放步骤之后立即，推动元件26从顶部向下穿入到第二座S2内，以便刮擦第二座S2的侧壁从而发挥清洁作用。
如果简单的重力不足以允许转移剂量33，推动元件26可以对于第二座S2内侧的产品剂量33施加从顶部向下的推动作用，以便有利于剂量33从第二座S2出来并且允许掉落，即释放到刚性杯形容器2内。
应当指出的是，根据此方面，推动元件26从顶部穿入到第二座S2内侧，推动剂量33从顶部向下朝向刚性杯形容器2。
推动元件26的作用在此情况下因此基本上具有双重目的：清洁第二座S2和使饮料剂量33从第二座S2脱离并且掉落到刚性杯形容器2。
之后，推动元件26再次朝向升高位置移动，以此方式以便使第二座S2脱离，由于第二旋转元件10的旋转，第二座S2朝向转移子工位ST2移动以便接收新产品剂量33。
优选地，在上文所描述的所有步骤期间，第二旋转元件10也基本上连续地驱动。
替代地，第一旋转元件9和第二旋转元件10可以以类似步进方式操作。在其中第一旋转元件9和第二旋转元件以类似步进方式驱动的实施例中，使剂量33从第一座S1转移到第二座S2的步骤由第一旋转元件9执行并且第二旋转元件10静止。
在刚性杯形容器2中释放之后，由于传送线4移动而使在刚性杯形容器内的剂量33朝向相继工位移动，包括例如闭合工位SC(并未详细地描述)。
应当指出的是根据本发明的填充单元1在构造方面特别简单并且同时极其灵活，并且能易于适应不同类型的胶囊产品。
根据本发明，还限定填充用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊的容纳元件的方法。如上文所陈述，术语“容纳元件”认为表示图示类型的刚性杯形容器2和连接到刚性容器用于过滤或保持产品剂量的元件二者。
根据本发明的方法包括以下步骤：
-沿着第一移动路径P移动一系列容纳元件(例如，刚性杯形容器2)；
-在形成剂量33的区域R1中，在沿着第二移动路径P1移动的第一容纳座S1中释放预定产品剂量33；
-使第一容纳座S1从形成剂量33的区域R1移动到转移区域R2；
-在转移区域R2，将产品剂量33从第一容纳座S1转移到第二容纳座S2；
-使第二容纳座S2沿着第三移动路径P2从转移区域R2移动到释放区域R3；
-在释放区域R3将产品剂量33从第二容纳座S2转移到沿着第一移动路径P前移的容纳元件2(例如，刚性杯形容器2)。
根据该方法，沿着第一移动路径P移动一系列容纳元件的步骤优选地包括使容纳元件沿着第一路径P移动，第一路径P是位于水平平面上的闭合环路。
优选地，一系列容纳元件以连续运动而移动。
此外，使产品第一容纳座S1朝向转移区域R2移动的步骤包括使第一座S1绕第一竖直轴线X1旋转。
根据另一方面，使产品第二容纳座S2从转移区域R2向释放区域R3移动的步骤包括使第二座S2绕第二竖直轴线X2旋转。
根据又一方面，在将产品剂量33从第一座S1转移到第二座S2的步骤中，第二座S2和第一座S1叠加(定位于不同高度)。
优选地，在将产品剂量33从第一座S1转移到第二座S2的步骤中，第二座S2定位于第一座S1上方。
优选地，将饮料剂量从第一座S1向第二座S2转移的步骤包括将剂量33从第一座S1推向(优选地使用活塞13)第二座S2的步骤。
优选地，推动步骤包括从底部向上推动剂量33。
根据另一方面，在将第一座S1从形成区域R1移动到转移区域R2的步骤期间，该方法包括压紧在第一座S1内侧的剂量33的步骤。
优选地，压紧步骤包括推动剂量33(优选地使用活塞13)抵靠压紧元件28，压紧元件28优选地包括固定压紧盘23，固定压紧盘23可以绕竖直轴线以空转方式旋转或者以电动方式旋转。
上文所描述的方法特别简单并且允许形成产品剂量33并且以快速并且可靠的方式来向容纳元件诸如用于萃取或浸泡饮料的一次性使用的胶囊3的刚性杯形容器2填充产品剂量33。
应当指出的是下文的描述是关于在释放区域R3将产品剂量33从第二容纳座S2转移到沿着第一移动路径P前移并且定位于释放区域R3的容纳元件2的步骤。
应当指出的是在转移期间，第二容纳座S2和容纳元件2以同步方式叠加和移动。
更具体而言，转移步骤包括将第二座S2叠加于杯形容器2上并且使保持叠加的第二座S2和杯形容器2同时并且以同相关系移动，以从第二座S2向下方的刚性杯形容器释放产品剂量。
换言之，使第二容纳座S2沿着第三移动路径P2移动的步骤包括在释放区域R3使第二座S2平行于传送线移动。
在下文中描述本发明的另外的方面。
用于移动至少一个第二容纳座S2的另外的装置8被配置成便于绕轴线X2旋转以便使第二容纳座S2从转移子工位ST2移动(优选地沿着曲线路径，更优选地沿着圆形路径)到释放子工位ST3并且也使容纳座S2从释放子工位ST3移动到转移子工位ST2。
应当指出的是，第二座S2由另外的装置8从转移子工位ST2旋转到释放子工位ST3和从释放子工位ST3旋转到转移子工位ST2。
换言之，转移子工位ST2和释放子工位ST3定位于第三移动路径P2的不同空间区域；因此，第二座S2必须从转移子工位ST2移动到释放子工位ST3和从释放子工位ST3移动到转移子工位ST2。
如在上文中已经描述的那样，移动装置8被配置成沿着第三移动路径P2(有利地闭合路径，更有利地圆形路径)移动第二座S2，在第三转移路径P2中，转移子工位ST2和释放子工位ST3占据两个彼此不同的区域。
还应当指出的是移动装置8被配置成连续地操作，也就是说，以实际上恒定的速度；这使得能获得高操作速度。
传送线4相对于第二座S2的第三移动路径P2定位成使得在释放子工位ST2，第二座S2叠加于传送线4上。
换言之，上文所提到的相关布置确保了在释放子工位ST3，第二座S2的第三移动路径的一部分叠加于由传送线4移动的刚性杯形容器2的第一移动路径P的一部分上。
换言之，在释放子工位ST3，传送线4的第一移动路径P平行于第二座S2的第三移动路径P2。
应当指出的是传送线4的第一移动路径P和第二座S3的第三移动路径P2在释放子工位ST3具有相同的几何形状。
换言之，应当指出的是，在释放子工位ST3，传送线4的第一移动路径P和第二座S2的第三移动路径P限定相同轨迹，但在高度上彼此偏移。
因此，从第二座S2向刚性杯形容器2释放产品剂量的步骤在将第二座S2叠加到刚性容器2上期间发生，第二座S2和刚性杯形容器2以合适相位关系移动以便保持叠加。

Claims (22)

1.一种用于向一次性使用的胶囊(3)的容纳元件(2)填充用于萃取或浸泡饮料的产品剂量(33)的填充单元，包括：
-传送线(4)，其用于传送所述容纳元件(2)，其沿着第一移动路径(P)延伸并且设有多个支承座(5)，所述支承座用于将所述容纳元件(2)沿着所述第一移动路径(P)连续地布置；
-工位(SR)，其用于向上述容纳元件(2)填充产品剂量(33)；
其特征在于，所述填充工位(SR)包括：
-至少一个第一容纳座(S1)，其被设计成接纳产品剂量(33)并且能沿着第二移动路径(P1)移动；
-子工位(ST1)，其用于在所述至少一个第一容纳座(S1)内侧形成所述剂量(33)，所述子工位(ST1)设有用于释放预定量的产品形成所述至少一个容纳座(S1)内侧的所述剂量(33)的装置(6)；
-至少一个第二容纳座(S2)，其被设计成从所述至少一个第一容纳座(S1)接收产品剂量(33)并且可沿着第三移动路径(P2)移动；
-子工位(ST2)，其用于将所述产品剂量(33)从所述至少一个第一容纳座(S1)转移到所述至少一个第二容纳座(S2)；
-装置(7)，其用于使所述至少一个第一容纳座(S1)在所述形成子工位(ST1)与所述转移子工位(ST2)之间移动的装置(7)；
-子工位(ST3)，其用于从所述至少一个第二容纳座(S2)向所述传送线(4)传送的容纳元件(2)释放产品剂量(33)；
-另外的装置(8)，其用于使所述至少一个第二容纳座(S2)移动，所述装置(8)被设计成使所述第二容纳座(S2)沿着所述第三移动路径(P2)从所述转移子工位(ST2)移动到所述释放子工位(ST3)和从所述释放子工位(ST3)移动到所述转移子工位(ST2)，所述转移子工位(ST2)和所述释放子工位(ST3)沿着所述第三移动路径(P2)定位于离彼此预定距离处，在所述释放子工位，所述第三移动路径(P2)平行于所述传送线(4)的所述第一移动路径(P)，
－所述第三移动路径(P2)和第一移动路径(P)具有叠加部分，所述叠加部分是所述第三移动路径(P2)和第一移动路径(P)的曲线部分。
2.根据权利要求1所述的填充单元，其特征在于，所述第一移动路径(P)是位于水平平面上的闭合路径。
3.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，用于移动所述至少一个第一容纳座(S1)的装置包括用于绕第一旋转轴线(X1)旋转的第一旋转元件(9)，所述第一旋转轴线基本上是竖直的，所述至少一个第一容纳座(S1)连接到所述第一元件(9)上以绕所述第一旋转轴线(X1)旋转。
4.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述填充单元包括多个第一容纳座(S1)，其径向连接至所述第一旋转元件(9)以便旋转从而循环地接合所述形成子工位(ST1)和转移子工位(ST2)。
5.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述形成子工位(ST1)和转移子工位(ST2)绕所述第一旋转元件(9)定位，以便由绕所述第一旋转轴线(X1)旋转的所述第一容纳座(S1)循环地接合。
6.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述至少一个第二容纳座(S2)的平面图大于所述至少一个第一容纳座(S1)的平面图，以使得所述产品剂量(33)并未完全占据所述至少一个第二容纳座(S2)。
7.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，用于移动所述至少一个第二容纳座(S2)的另外的装置(8)包括用于绕第二旋转轴线(X2)旋转的第二元件(10)，所述第二旋转轴线基本上是竖直的，至少一个第二容纳座(S2)连接到所述第二元件(10)上以绕所述第二旋转轴线(X2)旋转。
8.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述填充单元包括多个第二容纳座(S2)，其径向连接至到所述第二旋转元件(10)以便旋转从而循环地接合所述形成子工位(ST2)和释放子工位(ST3)。
9.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述第二容纳座(S2)连接到所述第二旋转元件(10)以便能至少相对于所述第二旋转元件(10)径向移动。
10.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述填充单元还包括用于压紧所述剂量(33)的子工位(ST4)，所述压紧子工位(ST4)沿着所述至少一个第一容纳座(S1)的所述第二移动路径(P1)定位于所述形成子工位(ST1)与所述转移子工位(ST2)之间并且设有压紧器件(11)，所述压紧器件(11)被配置成压紧在所述至少一个第一容纳座(S1)内侧的所述剂量(33)。
11.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述填充单元还包括至少一个推动元件(26)，在所述释放子工位(ST3)，所述推动元件(26)能移动以从顶部向下推动所述剂量(33)从所述至少一个第二容纳座(S2)到相应的容纳元件(2)。
12.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，每个推动元件(26)与相应的第二容纳座(S2)相关联，以使得每个推动元件(26)由所述另外的移动装置(8)与所述相应的第二容纳座(S2)一体地移动。
13.根据权利要求1或2所述的填充单元，其特征在于，所述至少一个第一容纳座(S1)由腔(18)的侧壁和底壁(F)限定，对于每个第一容纳座(S1)，所述填充单元包括：
-活塞(13)，其能在下位置与上位置之间移动，在所述下位置，所述活塞(13)限定所述至少一个第一容纳座(S1)的底壁(F)，在所述上位置，所述活塞(13)闭合所述腔(18)的顶部；
-用于使所述活塞(13)移动的器件(14)，其用于使所述活塞(13)在所述下位置与上位置之间移动。
14.根据权利要求13所述的填充单元，其特征在于，在压紧区域(R4)，用于移动所述活塞(13)的器件(14)被设计成将所述活塞(13)定位于压紧位置，所述压紧位置在所述下位置与所述上位置中间，以便压紧所述产品剂量(33)。
15.根据权利要求13所述的填充单元，其特征在于，所述填充单元包括控制和驱动单元(15)，其连接到所述用于移动活塞(13)的器件(14)并且被配置成在所述转移子工位(ST2)使所述活塞(13)从所述下位置移动到所述上位置，以便将所述剂量(33)从至少一个第一容纳座(S1)转移到所述至少一个第二容纳座(S2)。
16.一种包装机器(00)，其被设计成包装用于萃取或浸泡饮料的一次使用的胶囊(3)，包括：根据前述权利要求中任一项所述的填充单元(1)；用来进给所述填充单元(1)的传送线(4)的相应支承座(5)中的一次使用的胶囊(3)的容纳元件(2)的工位(SA)；利用盖件(34)闭合所述容纳元件(2)的工位(SC)；以及，出料工位(SU)，其从所述传送线(4)的所述支承座(5)拾取所述胶囊(3)。
17.一种用于向萃取或浸泡饮料的一次使用的胶囊(3)的容纳元件(2)填充产品剂量(33)的方法，所述方法的特征在于，其包括以下步骤：
-使传送容纳元件(2)的传送线(4)沿着第一移动路径(P)移动；
-在形成所述剂量(33)的区域(R1)中使可沿着第二移动路径(P1)的第一容纳座(S1)中释放产品剂量(33)；
-使所述第一容纳座(S1)从所述形成区域(R1)移动到转移区域(R2)；
-在所述转移区域(R2)将所述产品剂量(33)从第一容纳座(S1)转移到第二容纳座(S2)；
-使所述第二容纳座(S2)从所述转移区域(R2)沿着第三移动路径(P2)并且平行于所述释放区域(R3)的所述传送线(4)向释放区域(R3)移动；
-在所述释放区域(R3)使所述产品剂量(33)从所述第二容纳座(S2)转移到沿着所述第一移动路径(P)前移并且定位于所述释放区域(R3)的容纳元件(2)；
－使所述第三移动路径(P2)和第一移动路径(P)具有叠加部分，所述叠加部分是所述第三移动路径(P2)和第一移动路径(P)的曲线部分。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，沿着第一移动路径(P)移动一系列容纳元件(2)的步骤包括使所述容纳元件(2)沿着第一移动路径(P)移动，所述第一移动路径(P)是位于水平平面上的闭合环路。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，使所述第一容纳座(S1)从所述形成区域(R1)移动到转移区域(R2)的步骤包括使所述第一容纳座(S1)绕基本上竖直的第一旋转轴线(X1)旋转。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述方法包括：使所述第二容纳座(S2)从所述转移区域(R2)移动到释放区域(R3)的步骤包括使所述第二容纳座(S2)绕基本上竖直的第二旋转轴线(X2)旋转。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在将所述产品剂量(33)从所述第一容纳座(S1)转移到第二容纳座(S2)的步骤中，所述第二容纳座(S2)和所述第一容纳座(S1)叠加，定位于不同高度，并且将所述产品剂量(33)从所述第一容纳座(S1)转移到第二容纳座(S2)的步骤包括将所述剂量(33)从所述第一容纳座(S1)向上推动到所述第二容纳座(S2)的步骤。
22.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在将所述第一容纳座(S1)从所述形成区域(R1)移动到转移区域(R2)的步骤期间，压紧所述第一容纳座(S1)内侧的所述剂量(33)的步骤。
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