CN105451612A - 胶囊多重穿刺 - Google Patents

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CN105451612A CN201480043683.7A CN201480043683A CN105451612A CN 105451612 A CN105451612 A CN 105451612A CN 201480043683 A CN201480043683 A CN 201480043683A CN 105451612 A CN105451612 A CN 105451612A
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Abstract

本发明公开了一种胶囊提取单元(1)和胶囊(20)的组合，所述组合包括用于刺穿所述胶囊的穿刺装置(10)。所述穿刺装置具有多个穿刺元件(11a、11b、11c、11d)。每个所述元件具有被布置成沿穿刺方向(10’)刺穿所述胶囊的末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)，所述穿刺方向例如为大致平行于所述穿刺元件(11a、11b、11c、11d)的纵向轴线(12a’、12b’、12c’、12d’)的方向(10’)。所述末端在所述胶囊的对应位置(22’、22c1’、22c2’、22c3’、22c’、22d’)处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口。所述穿刺末端在空间上相对于所述穿刺位置布置成当所述胶囊和所述穿刺装置沿所述穿刺方向推压到一起时，在不同的相应时刻在所述穿刺位置处接触并刺入所述胶囊。

Description

胶囊多重穿刺
技术领域
本发明涉及胶囊与胶囊提取单元中用于刺穿胶囊的装置的交互作用，尤其是涉及此类装置与胶囊的组合，以及刺穿胶囊的方法和进行此类穿刺的胶囊的用途。
出于本说明书的目的，“饮料”意在包括任一种可供人类食用的液体物质，诸如茶、咖啡、巧克力热饮或冷饮、奶、汤、婴儿食品等。“胶囊”意在包括置于封闭包装，尤其是气密包装内的任一种预先分份的饮料配料，如调味配料，所述封闭包装由任一种材料制成(如塑料包装、铝包装、可回收包装和/或可生物降解包装)并可为任意形状和结构，包括容纳前述饮料配料的柔软荚包或刚性储盒。
背景技术
某些饮料制备机使用胶囊，所述胶囊容纳待提取或待溶解的配料，和/或在饮料制备机中储存和自动定量投放的配料或者在制备饮料时添加的配料。一些饮料机具有填充装置，所述填充装置包括用于液体(通常为水)的泵，其用来泵送来自水源的液体，这种液体是冷的或通过加热装置(如加热块等)加热。尤其是在咖啡制备领域中，已广泛开发了多种机器，其中容纳饮料配料的胶囊插入冲煮装置中。冲煮装置紧紧围住胶囊，水在胶囊的第一面处注入，在胶囊的封闭容积内制作饮料，并且经冲煮的饮料可从胶囊的第二面排出并收集在诸如茶杯或玻璃杯之类的容器中。
已研制出便于插入“新鲜”胶囊和移出用过的胶囊的冲煮装置。
WO2005/004683和WO2007/135136涉及此类冲煮装置。此类冲煮装置包括：框架；固定保持部件，其用于胶囊；可移动保持部件，其以滑动关系相对于框架安装；一个或两个铰链接合机构，其提供机械系统，该机械系统使得所述保持部件能以稳固且不漏液的方式围住胶囊，同时还对抗重新开启时内部冲煮压力产生的反作用力；和手柄，其用于直接撬起铰链接合机构。这种装置形成简单的组件，该组件允许胶囊穿过框架中的通道垂直落下而插入胶囊，并且允许沿与插入方向相同的方向取出用过的胶囊。手柄可用于覆盖或暴露胶囊的通道。冲煮装置的可移动部件经由手柄手动致动。在闭合与打开机器期间移动所述可移动部件所需的手动力是不同的，取决于所用胶囊的尺寸公差、胶囊的定位和性质以及冲煮单元的温度。WO2009/043630公开了一种包括冲煮单元的饮料制备机，所述冲煮单元的前部具有供胶囊插入冲煮单元的通道。该前部被布置成在伸出机器壳体时暴露通道，供胶囊插入冲煮单元中，在缩回冲煮单元中时使通道滑到壳体下方，从而由壳体覆盖住通道。根据不同的方法，冲煮装置的可移动部件的致动可机动化。EP1767129涉及一种电机驱动的提取模块，其用于基于胶囊的饮料生产装置。在该情况下，使用者不必提供任何人力来开启或关闭冲煮装置。WO2012/025258和WO2012/025259公开了另一种机动化的机器，其用于由配料胶囊制备饮料。
当容纳待提取材料(如饮料配料)的胶囊被部分或完全密封，尤其是不透水的以及任选地不透气的时，可能有必要借助恰当的开启装置开启密封的胶囊部件。所述开启可延缓，也就是说，在胶囊的提取过程期间于提取单元中执行所述开启，例如，像EP0512470或EP2068684中公开的那样；也可以在提取储盒之前在该单元中执行所述开启，例如，像WO02/00073中或WO02/35977中公开的那样。US3,260,190、US5,649,472、CH605293、EP512468和EP242556公开了另外的开启布置。
提取单元通常可包括一个或多个刀片，用于在胶囊提取之前在胶囊上形成开口。如果使用的刀片本身不包含液体循环导管，即，引导液体进入胶囊或从胶囊离开的导管，那么，液体通常会沿着刀片外部循环流动，利用在刀片与刀片在胶囊上形成的开口的边界之间形成的通道进入胶囊或从胶囊离开。在刀片与这些开口边界之间形成的通道可能很窄，无法让需要的液体流入或流出胶囊。所以，沿胶囊的流量可能过少，或胶囊可能在边界周围以不希望的方式被撕裂(在液体从胶囊加压流出的情况下)，或胶囊可能被压扁(在液体加压流入或试图流入胶囊的情况下)。
WO02/00073已解决了该问题。此专利公开了一种包括数个胶囊穿刺刀片的提取单元，所述胶囊穿刺刀片用于刺穿胶囊，从而允许液体循环流经胶囊。所述刀片具有横向贯通的开口，这些开口在提取期间伸入储盒中，沿刀片提供增大的空间，以促进液体从外部引入储盒。
由于在整个刀片上存在这种大的贯穿开口，所以通过在刀片高度处围绕开启胶囊的边界在刀片中向内扩展液体贯穿通道的截面，显著改善了液体流入胶囊中或从胶囊流出的效果。然而，这种大的贯穿开口也减弱了刀片的机械强度。久而久之，尤其在使用不易被刀片刺穿的较硬胶囊时，这会带来麻烦。这种在刺穿期间对刀片的额外限制，毫无疑问会引起具有贯穿开口的刀片过早失效。
EP2012192347.8公开了另一种改善液体流入的方法，该方法用柱塞扩大切割元件或穿刺元件在胶囊中形成的开口。
用现有技术刺穿，尤其是在胶囊内压力出现任何上升之前刺穿胶囊会遇到的一个问题是，进入胶囊的流体循环不充分。如上所述，已提供了解决该问题的方案，例如，WO02/00073和EP2012192347.8中公开的解决方案。此类系统改善了胶囊中的输入流。
然而，仍需要改善胶囊中的流量分布。已提出增加穿刺元件和胶囊中形成的相应开口的数目。然而，穿刺元件的数目越多，利用穿刺装置形成所有开口需要的压力就越大，胶囊被压扁而非被刺穿的风险也就越大。这种风险甚至随着出于经济和环境方面的考虑缩减包装材料(这导致胶囊结构弱化)的趋势增强而增大。因此，已建议提供内部胶囊分布沟道，该沟道连接至胶囊入口并将注入胶囊入口的流体散布于胶囊内。但是，后一种解决方案涉及更多的内部胶囊部件，这增大了制造胶囊的成本。
仍需要通过在胶囊中形成的开口改善流体在胶囊中的流动，尤其是胶囊开口处的流体分布。
发明内容
本发明涉及胶囊和胶囊提取单元之间的协作。该协作可涉及由容纳待提取饮料配料的胶囊制备饮料，所述待提取饮料配料诸如咖啡、茶、巧克力、可可粉、奶或汤。因此，该提取单元通常可能并入饮料机中。
这种制备饮料的操作通常包括混合多种饮料配料，例如水和奶粉；以及/或者冲泡饮料配料，例如用水冲泡研磨咖啡或茶。例如，根据使用者要求形成并分配预定量的饮料，该预定量对应于每份饮料的量。与这种份量对应的体积可以在25ml至200ml的范围内，甚至多达300ml或400ml，例如，能够装满茶杯或马克杯的体积，具体取决于饮料的类型。形成并分配的饮料可选自蕊丝翠朵(ristretto)、蒸汽加压煮出的浓咖啡(espresso)、量够咖啡(lungo)、热牛奶咖啡、拿铁咖啡、美式咖啡、茶等。尤其是咖啡机可以被构造成用于分配蒸汽加压煮出的浓咖啡，例如，每份的可调体积为20ml到60ml；和/或用于分配量够咖啡，例如，每份的体积在70ml到150ml范围内。
本发明的一个方面涉及提取单元与待由所述单元提取的胶囊的组合。所述单元具有用于刺穿胶囊的穿刺装置。穿刺装置包括多个穿刺元件。每个元件具有穿刺末端，该穿刺末端被布置成沿穿刺方向(如与穿刺元件的纵向轴线大致平行的方向)刺穿胶囊，使得穿刺末端在胶囊的对应位置处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口。任选地，元件的穿刺末端被布置成在使提取流体流入所述胶囊中之前刺穿胶囊。
根据本发明，穿刺末端在空间上相对于穿刺位置布置，以便在沿穿刺方向将胶囊和穿刺装置推到一起时，在穿刺位置处在不同的相应时刻接触并刺入胶囊。
穿刺装置或至少其穿刺元件可由金属(如钢或铁)或陶瓷制成，或可能由硬质聚合物材料制成。待由穿刺元件打开的胶囊壁应由不会过度磨损穿刺末端的材料(如塑料或铝)制成。胶囊也可以由可生物降解的材料制成。
因此，穿刺装置可配有形成对应数量的入口或出口开口的多个穿刺元件，当在不同的时刻形成开口时，压扁胶囊的风险减小。
例如，胶囊具有待由穿刺装置的所有穿刺末端刺穿的表面。如果胶囊表面接触并推靠穿刺装置的所有穿刺末端以便适时在相同时刻被刺穿，则胶囊面可可变形从而在沿穿刺方向刺穿不超过胶囊的总体尺寸的至少5％的情况下变形，尤其是在刺穿不超过胶囊的总体尺寸的至少10％或15％的情况下变形。胶囊表面可由金属(如铝)、塑料和可生物降解的材料中的至少一种制成。
穿刺末端可大致位于垂直于穿刺方向的不同虚拟穿刺平面上。例如，每个穿刺平面具有的穿刺末端的总数可在1至8的范围内，特别是为2、3、4、5、6或7个。
穿刺末端可大致位于单个虚拟穿刺平面上，任选地所述单个穿刺平面具有总数量为2、3、4、5、6、7、8、9或10个的穿刺末端。
至少一个平面的穿刺末端可被大致布置成圆形或椭圆形或类似的布置并任选地均匀隔开。
一般来讲，穿刺末端应采用与胶囊的待刺穿部分的形状不大致匹配的相对布置。然而，假如穿刺末端布置在刺穿胶囊时相对于所述胶囊部分偏置，例如，该布置可与所述胶囊部分成一定角度，使得不是所有穿刺末端都同时推靠在所述胶囊部分上，那么穿刺末端可采用与胶囊的待刺穿部分大致匹配的相对布置。
在本发明的一个实施例中，穿刺装置包括下列中的至少一者：
-支承穿刺元件的基座；和
-作为穿刺元件的至少一个刀片和/或至少一个插针。
基座可具有用于将基座锚固和/或定位在胶囊接收器中的一种或多种装配构造，如，选自装配孔、凹口和突起构件(如螺钉或铆钉)或弹簧构件(如夹子)的至少一种装配构造。任选地，装配构件与刀片成一角度，而且胶囊接收器具有在装配构件与刀片之间扩展为该角度的肋条，从而通常在穿刺装置中形成一凹口。刀片和基座以及装配构件(存在时)可由单弯板形成。例如，刀片和装配构件(存在时)相对于基座以75度至105度范围内的角度(如85度至95度)弯曲。
例如，穿刺装置具有第一类型刀片，所述第一类型刀片包括至少一个用于将所述装置固定在这种单元中的装配构件。例如，装配构件从第一类型刀片的底部延伸和/或在第一类型刀片(诸如其基部)中形成切口，和/或可相对于第一类型刀片的穿刺末端移动，如可弹性地移动。
因此，代替围绕穿刺装置基座的周边部分交替设置穿刺元件和装配构件的做法，可将穿刺元件和装配构件在基座的同一周边边缘上结合，使得装配构件从基座延伸出来的位置也可用作伸出穿刺元件的位置。
因此，即使在穿刺装置需要突起的装配构件和/或由单弯板制成时，也可在给定体积中增加穿刺元件的数量。这对于在提取单元的现有设计中改造具有数量增加的穿刺元件的穿刺装置而言是特别有利的，尤其是不会缩小或影响穿刺元件的穿刺部件的形状。
该穿刺装置可具有第二类型刀片，所述第二类型刀片缺乏与第一类型刀片相关联的此类装配构件。例如，第二类型刀片包括具有第二宽度的基部，所述第二宽度大致等于第一类型刀片的基部的第一宽度，和/或第一和第二类型刀片围绕穿刺装置的轴线交替设置，所述轴线为(例如)穿刺装置的中心轴线和/或平行于穿刺方向的轴线。
通常，穿刺装置由单弯板形成，该单弯板被切割以形成基座和穿刺元件，如刀片和/或插针。
形成切割边缘的板和任选地装配构件可具有沿着穿刺元件恒定的厚度。
整个穿刺装置或该穿刺装置的一部分(如，基座)可由薄板例如厚度恒定的薄板制成，该恒定厚度如小于1mm的厚度，通常为0.05mm至0.5mm范围内的厚度。
板的形成穿刺元件的部分可具有沿着穿刺元件渐缩的厚度，以形成更锋利的切割斜面。
至少一个穿刺元件可具有：
-大致平行于穿刺方向的边缘和与所述平行边缘相交以形成穿刺末端的倾斜边缘；或
-相对于穿刺方向倾斜并且彼此相交以形成穿刺末端的两个边缘。
穿刺元件的切割边缘可大致形成v形或u形构造。
边缘可为笔直切割斜面和/或弯曲切割斜面的形状。
穿刺平面的穿刺末端可被大致布置成一个或多个圆形或椭圆形并任选地均匀隔开。
每个穿刺末端可具有大致平行于穿刺方向的穿刺轴线。在一个实施例中，穿刺装置的穿刺元件和穿刺末端可采用围绕穿刺装置的大致中心轴线的大致单圆柱形布置。在另一个实施例中，穿刺装置的穿刺元件和穿刺末端可采用大致多圆柱形布置，如双圆柱形布置，尤其是同心圆柱形布置。在此类实施例中，圆柱形布置的穿刺末端可以均匀隔开。
提取单元可包括第一胶囊接收器：该接收器与穿刺装置是一体的；或者穿刺装置安装在该接收器之内或之上。例如，第一胶囊接收器连接至流体管线，以便使流体流入被穿刺装置刺穿的胶囊内。通常，接收器具有适于接纳胶囊的腔体，例如形状匹配胶囊形状的腔体。
提取单元可包括第二胶囊接收器，该第二胶囊接收器可相对于第一胶囊接收器在打开位置和闭合位置之间移动，打开位置用于将胶囊插入这种提取单元中或将胶囊从这种提取单元中取出，闭合位置用于提取这种单元中的胶囊。第二胶囊接收器可被布置成在第一接收器和第二接收器大致平行于穿刺方向相对地移动至闭合位置时，抵靠穿刺末端保持胶囊。
本发明还涉及在上述组合中刺穿所述胶囊的方法。该方法包括将胶囊沿穿刺方向推靠在穿刺装置上，使该装置的两个不同穿刺末端在不同相应时刻接触并刺入胶囊。
根据另一个方面，本发明涉及将胶囊适于：
-提供如上所述的组合；或者
-通过如上所述的方法被刺穿，
使得穿刺装置的两个不同穿刺末端在不同相应时刻接触并刺入胶囊。
通常，胶囊包括大致圆柱形或圆锥台形、或者圆顶形或截头圆顶形的容器，该容器具有底部和覆盖件。例如，该容器具有对称轴线，如旋转轴线。胶囊可具有待由穿刺装置的所有穿刺末端刺穿的表面，该刺穿表面由胶囊的底部或覆盖件形成。胶囊被提取单元中的穿刺装置刺穿时，容器轴线可大致平行于穿刺方向。
本发明的另一个方面涉及将咖啡、茶、巧克力、牛奶和汤成分中的至少一者用于胶囊以供使用，即将所述成分用作包含在所述胶囊中的配料。
附图说明
现在参照示意图描述本发明，其中：
-图1为根据本发明的组合的穿刺装置的透视图；
-图2为图1中示出的穿刺装置的侧视图；
-图3a至图3d示出了根据本发明的组合中的胶囊的穿刺顺序，图3a和图3d中示出了该组合的单元的胶囊接收器；以及
-图4和图5示意性地示出了根据本发明的组合的两个另外的实施例。
具体实施方式
图1至图3d大体示出了根据本发明的提取单元1及其与胶囊20的协作的实例。图3a和图3d示出了具有胶囊接收器30、40的提取单元1以及具有协作胶囊20的穿刺装置10。图1和图2中详细示出了穿刺装置10。图3a至图3d中示出了胶囊20的穿刺顺序。
胶囊20可具有容器21，容器21具有底部22(例如，形成注入表面或提取表面的底部)和覆盖件23(例如，形成胶囊20的提取表面或注入表面的表面)。覆盖件23横向延伸，与容器21的边缘一起形成凸缘24。覆盖件23可适当地接合到容器21的边缘以形成凸缘24。
通常情况下，胶囊20包括大致圆柱形或圆锥台形、或者圆顶形或截头圆顶形的容器21，容器21具有底部22和覆盖件23。可将整个覆盖件或可只将覆盖件的一部分施加到容器上；或者，整个覆盖件可与容器一体形成。
例如，容器21具有对称轴线25，如旋转轴线25。胶囊20可具有待由穿刺装置10的所有穿刺末端12a、12b刺穿的表面22，该刺穿表面22由胶囊的底部或覆盖件形成。
如图3b所示，容器21可具有圆锥台形的呈钝角的底部22，和从底部22朝容器嘴212延伸的圆锥台形尖锐主体211。底部22可具有大致平坦、或者略微凸起或凹陷的端部221，以及周壁222。
容器21可由塑料、可生物降解的材料或铝材制成。覆盖件23可由纸、塑料、可生物降解的材料或铝材制成。
胶囊20通常容纳配料，例如咖啡、茶、可可、牛奶等饮料配料。举例来说，胶囊20的容积可容纳3g至10g研磨咖啡，以用来制备蕊丝翠朵、蒸气加压煮出的浓咖啡、量够咖啡或美式咖啡。
合适的胶囊为例如在EP0512468、EP0512470和EP2068684中公开的胶囊。
可通过使液体循环通过胶囊20以使液体与胶囊20中容纳的配料如调味配料混合，来提取胶囊20。
穿刺装置10可具有多个穿刺元件11a、11b，每个元件11a、11b具有被布置成沿穿刺方向10'(如与穿刺元件11a、11b的纵向轴线12a'、12b'大致平行的方向10')刺穿胶囊20的穿刺末端12a、12b。穿刺末端12a、12b被布置成在胶囊20中的对应位置22'处形成一系列对应的入口开口22'(图3b和图3c)或一系列对应的出口开口(未示出)。
通常，穿刺装置10包括多个穿刺元件11a、11b，每个元件具有被布置成沿穿刺方向10'(如与穿刺元件11a、11b的轴线12a'、12b'大致平行的方向10')刺穿胶囊20的穿刺末端12a、12b。穿刺末端12a、12b在胶囊20中的对应位置22'处形成一系列对应的入口开口22'或一系列对应的出口开口(未示出)。
特别地，元件11a、11b的穿刺末端12a、12b可被布置成在使提取流体循环流入胶囊20中之前刺穿胶囊20。
在胶囊缺乏足够阻力的情况下，例如胶囊中没有足够的内压或胶囊的结构强度不够时，胶囊20尤其易于被穿刺装置压扁。
穿刺末端12a、12b在空间上相对于穿刺位置22'布置，以便在提取单元1内沿穿刺方向10'将胶囊20和穿刺装置10推到一起时，在穿刺位置22'处在不同的相应时刻接触并刺入胶囊20(图3a至图3d)。
通过提供此类布置，穿刺装置10可配有多个穿刺元件，从而形成对应数量的入口或出口开口，以用于在开口处分配液流，且在不同的时刻形成开口时，压扁胶囊的风险减小。
例如，穿刺末端12a、12b可大致位于垂直于穿刺方向10'的不同虚拟穿刺平面13a、13b上(图1和图2)。
穿刺位置22’可位于不与穿刺平面13a、13b平行的胶囊部分22上，尤其是该胶囊部分为非平面的表面22，例如大致圆锥形、圆顶形、多面形或混合形状的表面221、222。
例如，胶囊具有待由穿刺装置10的所有穿刺末端12a、12b刺穿的表面22，如果胶囊表面22与穿刺装置的所有穿刺末端接触并且被推靠在所述所有穿刺末端上以便在相同时刻被刺穿，则该胶囊表面22任选地可变形从而在沿穿刺方向10’刺穿不超过胶囊的总体尺寸的至少5％的情况下变形，尤其是在刺穿不超过所述胶囊的总体尺寸的至少10％或15％的情况下变形，胶囊表面22例如由金属(如铝)、塑料和可生物降解的材料中的至少一种制成。
每个穿刺平面13a、13b可具有的穿刺末端12a、12b的总数为1、2、3、4、5、6、7或8个。在附图中示出的具体实例中，每个穿刺平面13a、13b具有3个穿刺末端12a、12b。
穿刺装置10可包括如下的至少一者：支承穿刺元件11a、11b的基座14；以及作为穿刺元件的至少一个刀片11a、11b和/或至少一个插针。
附图中示出的穿刺装置10由单弯板制成，所述单弯板被切割以形成基座14和穿刺元件11a、11b。如图1至图3d所示，也可以在该弯曲板中形成装配布置15a、15b、15’、16，以在这种单元1中装配穿刺装置10，尤其是装配单元1的胶囊接收器30。穿刺装置10可由弯曲金属板制成。
例如，穿刺元件11a、11b以及装配构件15a、15b(存在时)相对于基座14以75度至105度范围内(例如85度至95度)的角度弯曲。
穿刺装置10可具有第一类型刀片11b，所述第一类型刀片包括至少一个装配构件15a、15b，用以将装置10固定到这种单元1中。任选地，装配构件15a、15b从第一类型刀片11b的底部部分14b延伸出来。
装配构件15a、15b可在第一类型刀片11b中(例如在其基部14b中)形成切口15a、15b。例如，切口成型装配构件15a可与第一类型刀片11b的大体L形的底部部分123b以及刀片11b的大体直的底部部分124b相连。
装配构件15a、15b可相对于第一类刀片的穿刺末端12b移动(如可弹性地移动)，特别是在装配构件15a、15b与穿刺末端12b由同一弯板形成时。
因此，代替围绕穿刺装置基座的周边部分交替设置穿刺元件和装配构件的做法，可将穿刺元件11b和装配构件15a、15b在基座14的同一周边边缘15上结合，使得装配构件11b从基座14延伸出来的位置也可用作伸出穿刺元件11a、11b的位置。
穿刺装置10可具有不含此类装配构件的第二类型刀片11a。任选地，第二类型刀片11a具有第二宽度14a’的基部14a，该第二宽度14a’大致等于第一类型刀片11b的基部14b的第一宽度14b’。第一类型刀片11b和第二类型刀片11a可围绕穿刺装置10的轴线交替定位，该轴线例如为中心轴线10”和/或平行于穿刺方向10’的轴线10”。
至少一个刀片11a、11b可具有大致平行于穿刺方向10’的边缘121a、121b，以及与平行边缘相交从而形成穿刺末端12a、12b的倾斜边缘122a、122b。
通过沿刀片11b的线条123b和124b提供用于形成装配构件15a、15b的切口，由第一类型刀片11b的切割边缘121b、122b形成的穿刺宽度11b’可保持与由第二类型刀片11a的切割边缘121a、122a形成的穿刺宽度11a’相同。图1示出了这一情况。
至少一个垂直平面13a、13b的穿刺末端12a、12b可大致呈圆形地布置且任选地均匀间隔开(图1)。
每个穿刺末端12a、12b可具有平行于穿刺方向10’的穿刺轴线12a’、12b’。在这种情况下，穿刺装置1的穿刺元件11a、11b围绕穿刺装置10的大致中心轴线10”呈大致圆柱形的布置且任选地均匀间隔开。
提取单元1可包括第一胶囊接收器30：该第一胶囊接收器与穿刺装置是一体的(未示出)；或者穿刺装置10安装在该第一胶囊接收器之内或之上(图3a和图3d)。
例如，穿刺装置10安装在接收器30的底部32处。
特别地，底部32包括突起，装配构件15a、15b被推压到其中，底部32还包括与穿刺装置10的凹陷部15’协作的一系列突起，用以将装置10定位并固定在接收器30的底部32处。
穿刺装置10中的通道16可用于将装置10固定在接收器30中，和/或允许液体通过穿刺器10(尤其是在胶囊20与接收器30的流体管线33之间)流入胶囊20中或流出胶囊20。例如，通道16与中空的螺钉或铆钉构件相关联，所述螺钉或铆钉构件将穿刺装置10固定在接收器30中，尤其是固定在底部32处，并允许流体在胶囊20与管线33之间循环。
第一胶囊接收器30可连接至流体线路33，以用于使流体循环流入或流出被穿刺装置10刺穿的胶囊20。
提取单元1可包括第二胶囊接收器40，该接收器40可相对于第一胶囊接收器30在打开位置和闭合位置之间移动，打开位置用于将胶囊20插入这种单元1中，或将胶囊20从这种单元1中移出(未示出)，闭合位置用于提取这种单元1中的胶囊20(图3d)。
第一接收器30和第二接收器40在打开位置与闭合位置之间的相对移动(尤其是从打开位置移动到闭合位置，反之亦然)可大致平行于下列中的至少一者：穿刺方向10’、穿刺装置轴线10”和穿刺元件轴线12a’、12b’。当穿刺方向10’与第一接收器30和第二接收器40的相对移动方向平行时，接收器30、40的闭合可用于通过穿刺装置10刺穿胶囊20。
第二接收器40可被布置成在第一接收器30和第二接收器40大体平行于穿刺方向10’相对地移动至闭合位置时，抵靠穿刺末端12a、12b保持胶囊20，例如如WO2005/004683和EP1859714中公开的那样。
在图3a和图3d示出的示例性实施例中，第一胶囊接收器30具有用于容纳胶囊20的腔体31(尤其是胶囊容器21)，第二胶囊接收器40形成用于闭合腔体21的封盖44(尤其是外流封盖)。特别地，第一接收器30具有嘴34，胶囊20可穿过嘴34进入腔体21。在闭合位置，胶囊凸缘24可被挤压在封盖44的周边部分与嘴34之间(图3d)，借此，腔体31可密封在胶囊容器21周围以避免经由管线33供应的液体绕过胶囊20进入腔体31中。封盖44包括用于使液体循环流入或流出胶囊20的一系列通道42，和用于开启胶囊覆盖件23的一系列穿刺或撕裂突起41。如图所示，腔体31可具有中心轴线35，当提取单元1处于提取位置时，该中心轴线35与胶囊20的中心轴线或对称轴线25大致相同。
第一接收器30配有保持器36、37，这些保持器用于当第一接收器30和第二接收器40在提取后被相对地移动时将胶囊20与第二接收器40分开，尤其是将胶囊覆盖件23与液流收集器44分开。例如，第一保持器36保持胶囊凸缘24，并且第二保持器37保持胶囊容器21。可提供第三保持器(未示出)，用来从第一保持器36和第二保持器37移除胶囊30，该保持器例如为在覆盖件23分开时与胶囊凸缘24接合以及使胶囊凸缘24远离嘴34相对移动的保持器。此类第三保持器可与导向通道一起形成，或可与导向通道相关联，在将胶囊20引入到提取单元1中时和/或在从单元1移出胶囊20时，该导向通道以大致垂直于轴线35的方式引导凸缘。
第一胶囊接收器30和第二胶囊接收器40可通过手动方式相对移动，例如像WO2005/004683、WO2007/135135、WO2007/135136或WO2009/043630中公开的那样，或者可通过自动方式(尤其是机动方式)相对移动，例如像EP1767129、WO2012/025258、WO2012/025259中公开的那样，或者可通过液压方式或混合方式相对移动，例如像WO2011/042400中公开的那样。这些参考文献还公开了适宜的操作胶囊的方式：将胶囊20引导到介于隔开的接收器30和40之间的中间位置；将接收器30、40与胶囊20一起移到提取位置中；以及在接收器30和40分开时，在提取后弹出胶囊20。特别地，可将穿刺装置10改造为这些参考文献中公开的提取单元，以形成根据本发明的提取单元1。
提取单元1可安装在本领域已知的饮料制备机中，例如具有WO2009/074550中公开的功能件的机器中，这些功能件为例如控制单元、用户界面、流体管线、泵、温度调节器(尤其是加热器和/或冷却器)、水箱或其他配料进料器、废配料收集器等。
在操作期间，将胶囊20和穿刺装置10定位为彼此相对，接着将胶囊20和穿刺装置沿着穿刺方向10’彼此推靠，以使得装置10的两个不同穿刺末端12a、12b在不同的相应时刻接触并刺入胶囊20。图3a至图3d更详细地示出了其中穿刺装置10将胶囊20置于胶囊接收器30、40之间的这个过程：在图3a中，将胶囊20保持在穿刺装置10前方一定距离处；在图3b中，穿刺装置10和胶囊20彼此推靠，使得平面13b的穿刺末端12a刺穿并进入胶囊20中，而平面13b的穿刺末端12b仍位于胶囊20之外；图3c示出平面13b的穿刺末端12b进入胶囊20中；图3d示出提取装置10完全进入，其中提取单元1处于提取位置。
胶囊20可在提取单元1中使用，用于形成任意类型的饮料，尤其是咖啡、茶、巧克力、奶和汤。
图4示出了根据本发明的另一个实例，其中相同的参考标号通常标示相同的元件。
在本例中，穿刺装置10包括多个穿刺元件11c，每个元件具有穿刺末端12c1、12c2、12c3，这些穿刺末端被布置成沿穿刺方向10’刺穿胶囊20，所述穿刺方向例如为大致平行于穿刺元件11c的纵向轴线12c1’、12c2’、12c2’的方向10’，使得穿刺末端12c1、12c2、12c3在胶囊20的对应位置22c1’、22c2’、22c3’形成一系列对应的入口开口22c1’、22c2’、22c3’或(未示出)一系列对应的出口开口。特别地，元件11c的穿刺末端12c1、12c2、12c3被布置成在使提取流体循环流入胶囊20中之前刺穿胶囊20。穿刺末端12c1、12c2、12c3在空间上相对于位置22c1’、22c2’、22c3’布置，以便当胶囊20和穿刺装置10在提取单元中沿着穿刺方向10'推压在一起时，在不同的相应时刻在穿刺位置22c1’、22c2’、22c3’处接触并刺入胶囊20。
穿刺末端12c1、12c2、12c3均大致位于单个虚拟穿刺平面13c上。单个穿刺平面13c可具有总数为2、3、4、5、6、7、8、9或10的穿刺末端。在图4所示的具体实例中，穿刺装置10包括四个穿刺末端，其中三个12c1、12c2、12c3示于图中，剩余一个隐藏在末端12c2后面。
事实上，所述四个穿刺末端12c1、12cs、12c3大致呈圆形地布置，并以0度、90度、180度和270度均匀地间隔开。
此外，每个穿刺末端12c1、12c2、12c3具有大致平行于穿刺方向10’的穿刺轴线12c1’、12c2’、12c3’。穿刺元件11c和穿刺末端12c1、12c2、12c3可围绕穿刺装置10的大致中心轴线10”呈大致单圆柱形布置。
如图4进一步所示，胶囊20上的穿刺位置22c1’、22c2’、22c3’位于不平行于穿刺平面13c的胶囊部分22上，尤其是位于非平面的表面22上。实际上，表面22包括第一略凹的中心节段221和周边大致呈钝角的圆锥台形节段222。穿刺位置22c1位于中心节段221上构件轴线12c1’与中间节段221相交的位置处。其余位置22c2’、22c3’(包括该视图中的位置22c2’后的位置)位于节段222上。
当穿刺平面13c到达水平线13c1时，位置22c1’被末端12c1刺穿。然后，图4中的位置22c2’和隐藏在位置22c2’后的位置在穿刺平面13c到达水平线13c2时被穿刺末端12c2和其后的穿刺末端刺穿。当穿刺平面13c到达水平线13c3时，穿刺位置22c3’被末端12c3刺穿。因此，位置22c1’将首先被接触并刺穿，然后位置22c2’(以及隐藏位置)将被接触并刺穿，最后穿刺位置22c3’将被接触并刺穿。
由多个穿刺末端12c1、12c2、12c3以按时间间隔开的方式进行的这种穿刺可通过将穿刺装置10相对于接纳胶囊2的腔体的轴线35以偏置方式安装在胶囊接收器(图4中未显示，但类似于图3a和图3d的接收器30)的腔体中来实现。如图4所示，穿刺装置10的中心轴线10”相对于胶囊20的轴线25和接收器腔体的轴线35偏置。
如图4所示，穿刺元件11c具有相对于穿刺方向10’倾斜并彼此相交以形成穿刺末端12c1、12c2、12c3的两个边缘。
图5示出了根据本发明的另一个实例，其中相同的参考标号通常标示相同的元件。
在本例中，提取单元的穿刺装置10具有多个穿刺元件11c、11d。每个元件11c、11d具有被布置成沿穿刺方向10’刺穿胶囊20的穿刺末端12c、12d，所述穿刺方向例如为大致平行于穿刺元件11c、11d的纵向轴线12c’、12d’的方向10’。穿刺末端12c、12d被布置成在胶囊20的对应位置22c’、22d’处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口。元件11c、11d的穿刺末端12c、12d通常被布置成在使提取流体循环流入胶囊20中之前刺穿胶囊20。
穿刺末端12c、12d在空间上相对于穿刺位置22c’、22d’布置，以便当胶囊20和穿刺装置10在提取单元中沿着穿刺方向10’推压在一起时，在不同的相应时刻在穿刺位置22c’、22d’处接触并刺入胶囊20。
胶囊20可具有待由穿刺装置10的所有穿刺末端12c、12d刺穿的表面22，如果胶囊面22接触并抵靠穿刺装置10的所有穿刺末端12c、12d以便在相同时刻被刺穿，则胶囊表面22可变形从而在沿穿刺方向10’刺穿不超过该胶囊的总体尺寸的至少5％的情况下变形，尤其是在刺穿不超过其至少10％或15％的情况下变形。胶囊表面22可由金属(如铝)、塑料和可生物降解的材料中的至少一种制成。
穿刺末端12c、12d可大致位于单个虚拟穿刺平面13cd上。单个穿刺平面13cd可具有总数为2、3、4、5、6、7、8、9或10的穿刺末端。在图5所示的实例中，穿刺装置10具有8个穿刺末端12c、12d，其中三个位于穿刺末端12c后方，大致在图5的具体视图的中间。
胶囊20上的穿刺位置22c’、22d’位于不平行于穿刺平面13cd的胶囊部分22上，例如位于非平面的表面22上。
穿刺元件11c、11d可具有相对于穿刺方向10’倾斜并彼此相交以形成穿刺末端12c、12d的两个边缘。
穿刺平面13cd的穿刺末端12c、12d可大致呈一个或多个圆形或椭圆形地布置。在图5所示的实施例中，提供两个虚拟圆形；穿刺末端12c可位于外圆上，并且穿刺末端12d可位于内圆上。四个穿刺末端12c可在外圆上以约0度、90度、180度和270度大致均匀地间隔开。四个穿刺末端12d可在内圆上以约0度、90度、180度和270度大致均匀地间隔开。
如图5所示，每个穿刺末端12c、12d可具有大致平行于穿刺方向10’的穿刺轴线12c’、12d’。穿刺装置的穿刺元件11c、11d和穿刺末端12c、12d呈大致多个虚拟圆柱形的布置，例如图5的实施例中的双圆柱形布置，例如同心圆柱形布置。呈圆柱形布置的穿刺末端12c、12d可均匀地间隔开。
如图5所示，穿刺装置的中心轴线10”、胶囊轴线25和胶囊接收器(图4中未示出，但类似于图3a和图3d的接收器30)的腔体轴线35大致相同。
由多个穿刺末端12c、12d以按时间间隔开的方式进行的胶囊20的穿刺可通过使用具有为凸面和/或凹面的待刺穿部分22的胶囊20来实现。因此，当穿刺装置10和部分22推压在一起时，穿刺末端12c、12d在不同时刻到达穿刺位置22c’、22d’。如图5所示，当穿刺平面13cd到达位置22d’处的水平线13d时，内圆的穿刺末端12d到达第一部分22，尤其是到达中心节段221；而当穿刺平面13cd到达水平线13c时，外圆的穿刺末端12c稍后到达胶囊部分22、例如周边节段222上。

Claims (16)

1.一种提取单元(1)和待由所述单元提取的胶囊(20)的组合，所述单元具有用于刺穿所述胶囊的穿刺装置(10)，所述穿刺装置包括多个穿刺元件(11a、11b、11c、11d)，每个所述元件具有被布置成沿着穿刺方向(10’)刺穿所述胶囊的穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)，所述穿刺方向例如为大致平行于所述穿刺元件(11a、11b、11c、11d)的纵向轴线(12a’、12b’、12c1’、12c2’、12c3’、12c’、12d’)的方向(10’)，以使得所述穿刺末端在所述胶囊(20)的对应位置(22’、22c1’、22c2’、22c3’、22c’、22d’)处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口，所述元件(11a、11b、11c、11d)的所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)尤其被布置成在使提取流体循环流入所述胶囊中之前刺穿所述胶囊(20)，
其特征在于，所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)在空间上相对于所述穿刺位置(22’、22c1’、22c2’、22c3’、22c’、22d’)布置成当所述胶囊和所述穿刺装置沿所述穿刺方向(10’)推压在一起时，在不同的相应时刻在所述穿刺位置处接触并刺入所述胶囊(20)。
2.根据权利要求1所述的组合，其中所述胶囊(20)具有待由所述穿刺装置(10)的所有所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)刺穿的表面(22)，如果所述胶囊表面(22)接触并抵靠所述穿刺装置的所有穿刺末端以便在相同时刻被刺穿，则所述胶囊表面(22)任选地可变形从而在沿所述穿刺方向(10’)刺穿不超过所述胶囊的总体尺寸的至少5％的情况下变形，尤其在刺穿不超过所述胶囊的总体尺寸的至少10％或15％的情况下变形，所述胶囊面(22)例如由诸如铝的金属、塑料和生物可降解材料中的至少一种制成。
3.根据权利要求1或2所述的组合，其中所述穿刺末端(12a、12b)大致位于垂直于所述穿刺方向(10’)的不同虚拟穿刺平面(13a、13b)上，任选地，每个所述穿刺平面(13a、13b)具有总数为1、2、3、4、5、6、7或8的穿刺末端(12a、12b)。
4.根据权利要求1或2所述的组合，其中所述穿刺末端(12c1、12c2、12c3、12c、12d)大致位于单个虚拟穿刺平面(13c、13cd)上，任选地，所述单个穿刺平面具有总数为2、3、4、5、6、7、8、9或10的穿刺末端。
5.根据前述任一项权利要求所述的组合，其中所述胶囊(20)上的所述穿刺位置(22’、22c1’、22c2’、22c3’、22c’、22d’)位于不平行于所述穿刺平面(13a、13b、13c、13cd)的胶囊部分(22)上，尤其是位于非平面的表面(22)上。
6.根据前述任一项权利要求所述的组合，其中所述穿刺装置(10)包括下列中的至少一者：
-支承所述穿刺元件(11a、11b、11c、11d)的基座(14)；以及
-作为穿刺元件的至少一个刀片(11a、11b、11c、11d)和/或至少一个插针。
7.根据权利要求6所述的组合，其中所述穿刺装置(10)具有第一类型刀片(11b)，所述第一类型刀片包括用于将所述装置(10)固定在所述单元(1)中的至少一个装配构件(15a、15b)，任选地，所述装配构件从所述第一类型刀片(11b)的底部部分(14b)延伸和/或在所述第一类型刀片(11b)例如所述第一类型刀片(11b)的基部(14b)中形成切口(15a、15b)和/或可相对于所述第一类型刀片的所述穿刺末端(12b)移动，例如可弹性地移动。
8.根据权利要求7所述的组合，其中所述穿刺装置(10)包括不具有所述装配构件的第二类型刀片(11a)，任选地：
-所述第二类型刀片(11a)具有第二宽度(14a’)的基部(14a)，所述第二宽度大致等于所述第一类型刀片(11b)的基部(14b)的第一宽度(14b’)，和/或
-所述第一类型刀片(11b)和第二类型刀片(11a)围绕所述穿刺装置的轴线交替定位，所述轴线例如为中心轴线(10”)和/或平行于所述穿刺方向(10’)的轴线(10”)。
9.根据前述任一项权利要求所述的组合，其中至少一个穿刺元件(11a、11b、11c、11d)具有：
-大致平行于所述穿刺方向(10’)的边缘(121a、121b)和与所述平行边缘相交以形成所述穿刺末端(12a、12b)的倾斜边缘(122a、122b)；或
-相对于所述穿刺方向(10’)倾斜并且彼此相交以形成所述穿刺末端(12c1、12c2、12c3、12c、12d)的两个边缘。
10.根据前述任一项权利要求所述的组合，其中穿刺平面(13a、13b、13c、13cd)的所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)大致呈一个或多个圆形或椭圆形地布置并且任选地均匀间隔开。
11.根据前述任一项权利要求所述的组合，其中每个所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)具有大致平行于所述穿刺方向(10’)的穿刺轴线(12a’、12b’、12c1’、12c2’、12c3’、12c’、12d’)，所述穿刺装置(10)的所述穿刺元件(11a、11b、11c)和所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3)围绕所述穿刺装置的大致中心轴线(10”)呈大致单圆柱形布置或者所述穿刺装置的所述穿刺元件(11c、11d)和所述穿刺末端12c，12d)呈大致多圆柱形布置，例如双圆柱形布置，尤其是同心圆柱形布置，呈圆柱形布置的所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)任选地均匀间隔开。
12.根据前述任一项权利要求所述的组合，所述组合包括第一胶囊接收器(30)：
-所述第一胶囊接收器与所述穿刺装置是一体的；或
-所述穿刺装置(10)安装在所述第一胶囊接收器之内或之上，
任选地，所述第一胶囊接收器(30)连接至用于使流体循环流入由所述穿刺装置(10)刺穿的胶囊(20)中的流体线路(33)。
13.根据权利要求12所述的组合，所述组合包括第二胶囊接收器(40)，所述第二胶囊接收器可相对于所述第一胶囊接收器(30)在打开位置与闭合位置之间移动，其中所述打开位置用于将所述胶囊(20)插入或移出所述提取单元(1)，所述闭合位置用于在所述单元中提取所述胶囊。
14.根据权利要求13所述的组合，其中所述第二胶囊接收器(30)被布置成在所述第一接收器(30)和第二接收器(40)大致平行于所述穿刺方向(10’)相对地移动到所述闭合位置时抵靠所述穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)保持所述胶囊(20)。
15.一种在根据前述任一项权利要求所述的组合中刺穿所述胶囊(20)的方法，所述方法包括沿着所述穿刺方向(10’)将所述胶囊相对地推靠在所述穿刺装置(10)上，以使所述装置(10)的两个不同穿刺末端(12a、12b、12c1、12c2、12c3、12c、12d)在不同的相应时刻接触并刺入所述胶囊。
16.一种胶囊(20)的使用，所述胶囊适于：
-提供根据权利要求1至14中任一项所述的组合；或
-通过根据权利要求15所述的方法刺穿，
任选地，所述胶囊包括大致圆柱形或圆锥台形、或者圆顶形或截头圆顶形的容器(21)，所述容器具有底部(22)和覆盖件(23)。
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