CN105451613A - 具有装配装置的胶囊多重穿刺器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提取单元(1)，所述提取单元具有用于刺穿胶囊(20)的穿刺装置(10)。所述穿刺装置包括：基座(14)，所述基座具有周向节段，例如大致直的周向节段(14a、14b、14c1、14c2)；多个刀片(11a、11b、11c)，所述刀片沿纵向(12aˊ、12bˊ、12cˊ)从所述基座突伸出，每个刀片大致沿所述周向节段(14a、14b、14c1)中的一个横向延伸；以及多个装配构件(15a、15b、15c)，每个装配构件从所述周向节段(14b、14c2)中的一个延伸并突伸出。所述装配构件(15a、15b、15c)中的至少一个装配构件(15a、15c)大致沿纵向(12bˊ、12cˊ)至少部分地位于对应刀片(11b、11c)下方。

Description

具有装配装置的胶囊多重穿刺器
技术领域
本发明涉及用于穿刺胶囊提取单元中的胶囊的装置、这种提取单元和胶囊的组合、穿刺胶囊的方法，以及胶囊在这种穿刺中的使用。
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接收器中。
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公开了另外的开启构造。
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。
另外，穿刺装置的刀片数目增加，导致在装置上提供突伸出装配构件的可能性降低，或者导致需要增大穿刺装置的总体尺寸才能提供容纳装配构件和额外刀片的空间。此外，改变穿刺装置的装配构造或总体尺寸不利于此类穿刺装置在现有胶囊提取单元中的可改造性。
另一方面，已建议提供内部胶囊分布沟道，该沟道连接至胶囊入口并把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。
因此，仍需要为胶囊提取单元提供至少能解决前述问题中的一些问题的穿刺装置。
发明内容
本发明的一个方面涉及胶囊提取单元，该胶囊提取单元具有用于穿刺胶囊的穿刺装置。胶囊与提取单元之间的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。特别地，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；并且/或者用于分配量够咖啡，例如，每份的体积在70ml到150ml范围内。
本发明提取单元的穿刺装置包括：
-基座，该基座具有周向节段，诸如大致直的周向节段；
-多个刀片，这些刀片沿纵向从所述基座突伸出，尤其是所述纵向大致平行于此类单元中刺穿所述胶囊的方向，每个刀片大致沿所述周向节段中的一个横向延伸；以及
-多个装配构件，每个装配构件从周向节段中的一个延伸并突伸出。
举例来说，装配构件为弹簧构件，如夹持构件。装配构件通常被布置用于把基座锚固和/或定位在胶囊接收器中。
根据本发明，至少一个装配构件大致沿纵向至少部分地位于对应刀片下方。
因此，代替围绕穿刺装置基座的周边部分交替设置刀片和装配构件的做法，可将刀片和装配构件在基座的同一部分上结合，这样，装配构件从基座延伸出来的位置也可用作伸出刀片的位置。
穿刺装置(尤其是基座)任选地具有一种或多种附加装配构造，例如，选自装配孔或凹口的至少一种装配构造。
通常情况下，元件的穿刺末端被布置成在使提取流体循环到胶囊中之前刺穿胶囊。
穿刺装置可具有与装配构件相关联的第一类型刀片，以及不与装配构件相关联的第二类型刀片。举例来说，第二类型刀片具有第二宽度的脚部，该第二宽度大致等于第一类型刀片的脚部的第一宽度。第一类型刀片和第二类型刀片可在穿刺装置的轴线周围交替设置，该轴线例如为穿刺装置的中心轴线和/或平行于穿刺方向的轴线。
所以，给定体积内的刀片数目可以增加，即便穿刺装置需要一个或多个突伸出的装配构件并且/或者穿刺装置由单个弯曲板构成也是如此。这特别有利于将穿刺装置改造为在现有设计的提取单元中具有更多刀片，尤其是还不会缩小或损害刀片穿刺部分的形状。
穿刺装置，或者至少该装置的刀片，可由金属(如钢或铁)制成，或者也可由陶瓷或可能较硬的聚合物材料制成。将被刀片开启的胶囊壁应当由不会过度磨损穿刺末端的材料(如塑料或铝)制成。胶囊还可由可生物降解的材料制成。
所以，穿刺装置可配备大量刀片，用于形成相应数目的入口开口或相应数目的出口开口。
通过将穿刺装置布置为在穿刺提取单元内的胶囊时，由对应刀片在不同时刻形成开口，就可最大程度降低在用刀片形成开口时把胶囊压扁的风险。
至少一个装配构件可位于对应的刀片和基座之间。基座可以是大致平面或圆环形的。
至少一个装配构件以及所述对应的刀片可从同一周向节段延伸出。
所述对应的刀片可形成突出部分，装配构件的至少一部分在纵向刀片方向上位于该突出部分下方。
基座可在至少一个装配构件和所述对应的刀片之间延伸。例如，基座是大致圆环形的。
至少一个装配构件可从基座的与刀片周向节段相对的装配周向节段延伸出。例如，此类周向节段大致彼此平行。
至少一个装配构件可从周向节段沿大致平行于对应刀片纵向的方向伸出。
基座、刀片和装配构件通常由单个板状结构制成。在这个背景下，板状结构是指厚度仅为宽度和长度的几分之一的结构。这种结构沿其长度和宽度延伸，却不明显沿其厚度延伸。该结构的长度和宽度通常分别至少为其厚度的10倍、30倍或100倍。该结构通常不是平面结构，而是弯曲和/或成角度的结构；但是，该结构可包含一个或多个平面节段，例如基座、刀片和/或突伸出的装配构件。举例来说，该结构由弯曲的单个板制成，并且再切割形成基座、刀片和装配构件。
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。
形成刀片切割边缘和装配构件的板可沿刀片具有恒定厚度。
板中形成刀片的那部分的厚度可沿刀片逐渐变小，从而形成较锐利的切割斜面。
例如，刀片和装配构件相对于基座弯曲75度至105度范围内的角度，例如85度至95度。
每个刀片都可具有穿刺末端，穿刺末端被布置成沿穿刺方向(例如，大致平行于刀片在穿刺末端处的纵向的方向)穿刺胶囊，而且被布置成在胶囊上的对应位置形成一系列对应入口开口或一系列对应出口开口。多个穿刺末端大致在平面上排列为圆形或椭圆形，并任选地等距间隔开。每个穿刺末端的穿刺轴线可平行于穿刺方向，穿刺装置的刀片大致围绕穿刺装置的中心轴线大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。穿刺末端通常可位于大致垂直于穿刺方向的不同的虚拟穿刺平面上。每个穿刺平面具有的穿刺末端的总数可为1、2、3、4、5、6、7或8个。
穿刺装置可具有第一类型刀片和第二类型刀片，其中第一类型刀片与至少一个装配构件并列并与所述至少一个装配构件一起从第一类型周向节段延伸，第二类型刀片单独从第二类型周向节段延伸。第二类型周向节段可具有第二宽度，此第二宽度与第一类型周向节段的第一宽度大致相等。第一类型刀片和第二类型刀片可围绕穿刺装置的轴线被交替设置，所述轴线例如为中心轴线和/或平行于穿刺方向的轴线。
至少一个刀片可具有：大致平行于穿刺方向的边缘，和与该平行边缘相交从而形成穿刺末端的倾斜边缘；或者相对于穿刺方向倾斜并彼此相交从而形成穿刺末端的两个边缘。
刀片的切割边缘可大致成V形或U形排列。边缘可为笔直切割斜面和/或弯曲切割斜面的形状。
穿刺末端大致可排列为圆形、椭圆形或类似的形状，并任选地等距间隔开。每个穿刺末端的穿刺轴线可平行于穿刺方向，穿刺装置的刀片大致围绕穿刺装置的中心轴线大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。
提取单元通常包括第一胶囊接收器，例如连接到流体管线的接收器，该流体管线用于将流体循环到被穿刺装置刺穿的胶囊中，穿刺装置安装在该第一胶囊接收器之中或之上。第一胶囊接收器可具有用于把装配构件固定在该接收器内的装置，例如与穿刺装置配合的凹陷部或突伸出。
第一胶囊接收器的固定装置可以被进一步构造成固定装配构件，所述装配构件为基本上在基座的整个周向节段上延伸的装配构件以及不在纵向上位于任何刀片下方的装配构件。后一种装配构件通常是现有技术穿刺装置的装配构件。因此，本发明的穿刺装置可以被构造成安装在(最初)被构造成用于接纳现有技术穿刺装置的接收器中。
提取单元通常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把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。举例来说，第二胶囊接收器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，抵靠穿刺末端保持住胶囊。
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。
本发明还涉及如上所述的提取单元与胶囊的组合。
本发明的另一方面涉及刺穿这种组合中的胶囊的方法。该方法包括沿穿刺方向抵靠穿刺装置推动胶囊。
本发明的又一方面涉及胶囊的以下使用：通过上述提取单元的穿刺装置刺穿；提供上述组合；或者通过上述方法刺穿。
举例来说，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，该容器具有底部和盖。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盖形成。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。
胶囊被穿刺装置刺穿的那部分可由金属(如铝)、塑料和/或可生物降解的材料制成。
附图说明
现在参照示意图描述本发明，其中：
-图1为根据本发明的提取单元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示出了胶囊在根据本发明的提取单元中的刺穿顺序，图3a和图3d示出了该提取单元的胶囊接收器；
-图4示意性地示出了把另一个穿刺装置插入根据本发明的提取单元的侧视图；
-图4a示意性地示出了从上方观察的图4的穿刺装置；
-图5为现有技术穿刺装置的透视图。
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详细示出了穿刺装置10。图3a至图3d示出了胶囊20的刺穿顺序。图4和图4a示出了提取单元1中的穿刺装置10的根据本发明的另一个实例。
图5示出了可安装于接收器30中并被根据本发明的穿刺装置10替换的穿刺装置10a的比较实例。
现有技术穿刺装置10a包括三个刀片11，这三个刀片从基座14延伸并经由突伸出紧固构造(例如突伸出弹簧板15)彼此间隔开，所述突伸出紧固构造用于把穿刺装置10a紧固至图3a和图3d所示类型的胶囊接收器30。紧固构造15是可移动的，尤其是可相对于刀片11稍微移动，以用于与胶囊接收器30紧固在一起。例如，通过把突伸出紧固构造15压入接收器30内对应形状的横向锚固腔321中，尤其是压入接收器30的凹陷部32中，来将穿刺装置10a安装在接收器30中。穿刺装置10a可与另外的紧固构造相关联，所述另外的紧固构造例如为通孔16，通孔16用于与将穿刺装置10a固定至接收器30的螺钉或铆钉(尤其是中空的螺钉或铆钉)配合。此外，紧固构造可包括形成于突伸出构造15和刀片11之间的凹陷部15'，凹陷部15'与提取装置10的肋条323(尤其是定位和固定肋条323)配合。穿刺装置10a可由单个弯曲板(通常是金属板)制成，该弯曲板被切割以形成刀片11和紧固构造15、15'、16。
刀片11具有穿刺边缘12。将刀片11的穿刺边缘12和胶囊20推到一起时，穿刺边缘12刺穿胶囊20，并且刀片11进入胶囊20，在胶囊20中形成开口。
如图3b所示，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)和盖23(例如，形成胶囊20的提取表面或注入表面的表面)。盖23横向延伸，与容器21的边缘一起形成凸缘24。盖23可适当地接合到容器21的边缘而形成凸缘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和盖23。可将整个盖或可只将盖的一部分施加到容器上；或者，整个盖可与容器一体形成。
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由胶囊的底部或盖形成。
容器21可具有圆锥台形的钝的底部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料制成。盖23可由纸、塑料、可生物降解的材料或铝材料制成。
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。
图1至图3d示出了根据本发明的提取单元1的穿刺装置10的第一实例，现在将更详细描述在与胶囊20和胶囊接收器30、40配合时的该穿刺装置的所述第一实例。
穿刺装置10本身具有：基座14，该基座具有周向节段，诸如大致直的周向节段14a、14b；以及从基座14沿纵向12a'、12b'突伸出的多个刀片11a、11b(图1和图2)。纵向12a'、12b'大致平行于在单元1中穿刺胶囊20的方向10'(图3a和图3d)。每个刀片11a、11b大致沿周向节段14a、14b中的一个横向延伸(图1)。穿刺装置10还包括多个装配构件15a、15b。每个装配构件15a、15b从周向节段14b中的一个延伸并突伸出。
穿刺装置10可具有多个刀片11a、11b，每个刀片11a、11b具有被布置成在穿刺方向10'上穿刺胶囊20的穿刺末端12a、12b，所述穿刺方向10'诸如大致平行于刀片11a、11b的纵向轴线12a'、12b'的方向10'。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)。
刀片11a、11b的穿刺末端12a、12b可被布置成在使提取流体循环到胶囊20中之前刺穿胶囊20。
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。
根据本发明，上述装配构件15a、15b中的至少一个装配构件15a大致沿纵向12b'至少部分地位于对应刀片11b下方。
装配构件15a可位于对应刀片11b和基座14之间。如图所示，基座14可以大致是平面的。装配构件15a和对应刀片11b通常从同一周向节段14b延伸出。这种对应刀片11b可形成突出部分123b，装配构件15a的至少一部分沿纵向12b'位于该突出部分下方。装配构件15a可在大致平行于对应刀片11b的纵向12b'或与该纵向12b'呈一小角度的方向上从周向节段14b延伸出。
基座14、刀片11a、11b和装配构件15a、15b通常由单个板状结构制成，尤其是由单个板制成，该板被切割并弯曲以形成基座14、刀片11a、11b和构件15a、15b。
穿刺装置10可具有：第一类型刀片11b和第二类型刀片11a，其中第一类型刀片11b与装配构件15a、15b中的至少一个并列，并与所述至少一个装配构件一起从第一类型周向节段14b延伸出，第二类型刀片11a单独从第二类型周向节段14a延伸。第二类型周向节段14a可具有与第一类型周向节段14b的第一宽度14b'大致相等的第二宽度14a'。第一类型刀片11b和第二类型刀片11a可围绕穿刺装置10的轴线被交替定位，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"。
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。
提取单元1通常包括其中或其上安装有穿刺装置10的第一胶囊接收器30。例如，接收器30连接到流体管线33，该流体管线33用于使流体循环到被穿刺装置10刺穿的胶囊20中。例如，穿刺装置10安装在接收器30的底部32处。
第一胶囊接收器30可具有将装配构件15a、15b固定在接收器30中的装置，诸如与穿刺装置10配合的凹陷部321和/或突伸出322(图3d)。胶囊接收器30的固定装置321、322可进一步被构造成固定在基座14的基本上整个周向节段14a'上延伸的以及未在纵向12'上位于任何刀片11下方的装配构件15，如与图5所示的现有技术穿刺装置10a中一样。因此，图3a和图3d所示的接收器30可为最初被构造用于接收现有技术穿刺装置10a的现有技术接收器，可在不必改变接收器30构造的情况下将图1至图3d所示的穿刺装置10嵌入接收器30。
装配构件15a、15b可相对于第一类型刀片的穿刺末端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由同一块弯曲板形成时。
因此，代替围绕穿刺装置基座的周边部分交替设置穿刺刀片和装配构件的做法，可将穿刺刀片11b和装配构件15a、15b在基座14的同一周边边缘14b上结合，这样，装配构件15a、15b从基座14延伸出来的位置也可用作伸出穿刺刀片11b的位置。
穿刺装置10中的通道16可用于把装置10固定在接收器30中，和/或允许液体通过穿刺装置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，这种螺钉或铆钉构件把穿刺装置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之间循环流动。
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，或把胶囊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)可大致平行于以下中的至少一者：穿刺方向10'、穿刺装置轴线10"和刀片轴线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，例如在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进入胶囊20中或离开胶囊20的一系列通道42，和用于开启胶囊盖23的一系列穿刺或撕裂突伸出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配备有保持器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把胶囊20与第二接收器40分开，尤其是把胶囊盖23与液流收集器44分开。举例来说，第一保持器36保持胶囊凸缘24，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，这种保持器例如为在盖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。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，例如在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，例如在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，例如在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：把胶囊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中公开的功能配件的机器中，这些功能配件为例如控制单元、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。
为了改善胶囊20内的流量分布，希望使通道或进入(或离开)胶囊的液体加倍并分配这些通道，并因此提供多个刀片。
在胶囊的阻力不够大的情况下，例如，在胶囊中的内部压力或胶囊的结构强度不够大的情况下，胶囊20特别容易被具有多个刀片的穿刺装置压扁。
穿刺末端12a、12b通常可位于垂直于穿刺方向10'的不同的虚拟穿刺平面13a、13b上(图1和图2)。
至少一个平面13a、13b的穿刺末端12a、12b可大致排列为圆形，并任选地等距间隔开(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的刀片11a、11b可大致围绕穿刺装置10的中心轴线10"大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。
穿刺末端12a、12b可相对于穿刺位置22'进行空间排列，以在相应的不同时刻在穿刺位置22'处接触并穿透胶囊20(图3a和图3b)。
通过提供这种排列，穿刺装置10可配备有大量刀片，从而形成相应数量的入口开口或出口开口，以便在各开口处分配液流，且在不同时刻形成开口时，压扁胶囊的风险降低。
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，该胶囊表面22任选地具有如此好的可变形性以至于在穿刺方向10'上变形至少超过胶囊总尺寸的5％也不被刺穿，尤其是如果胶囊表面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同一时刻刺穿，那么，胶囊表面22在不被刺穿的前提下，变形程度至少超过胶囊总尺寸的10％或15％，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可具有总数为1、2、3、4、5、6、7或8的穿刺末端12a、12b。在图1至图3d示出的具体实例中，每个穿刺平面13a、13b有三个穿刺末端12a、12b。
在图1至图3d示出的穿刺装置10由单个弯曲板构成，该弯曲板被切割而形成基座14和刀片11a、11b。也可以在该弯曲板中形成装配构造15a、15b、15'、16，以在这种单元1中装配穿刺装置10，例如装配单元1的胶囊接收器30。穿刺装置10可由弯曲金属板制成。
举例来说，刀片11a、11b和一个或多个装配构件15a、15b相对于基座14以75度至105度范围内的角度，如85度至95度弯曲。
在操作期间，胶囊20和穿刺装置10被定位成面对面，接着胶囊20和穿刺装置10沿穿刺方向10'彼此推靠。穿刺装置10的两个不同的穿刺末端12a、12b在相应不同时刻接触并穿透胶囊20。
图3a至图3d更详细地示出了在胶囊20位于胶囊接收器30、40与穿刺装置10之间时这种过程的实例：在图3a中，胶囊20被保持在穿刺装置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刺入胶囊20，而平面13b的穿刺末端12b仍位于胶囊20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。
在图4和4a中，相同的参考标号通常标示相同的元件，这两幅图示出根据本发明的提取单元1的另一个穿刺装置10。
穿刺装置10具有基座14，该基座14具有周向节段，诸如大致直的周向节段14c1、14c2。在这个背景下，“大致直的”包括因弯曲管状节段15c使其偏离管轴线10"而形成的轻微弯曲14c2。装置10还包括多个刀片11c，这些刀片从基座14沿纵向12c'突伸出，尤其是所述纵向大致平行于此类单元中刺穿胶囊20的方向10'。每个刀片11c大致沿周向节段14c1中的一个横向延伸。此外，装置10具有多个装配构件15c。每个构件15c可从周向节段14c2中的一个延伸并突伸出。
根据本发明，至少一个装配构件15c大致沿纵向12c'至少部分地位于对应刀片11c下方。如图4所示，装配构件15c的脚部可大致从轴线12c'并与轴线12c'略成角度地从周向节段14c2延伸。
基座14可在至少一个装配构件15c和对应刀片11c之间延伸。基座14可大致呈圆环形。至少一个装配构件15c可从基座14的与刀片周向节段14c1相对的装配周向节段14c2延伸。基座14的此类周向节段14c1、14c2可大致彼此平行。
每个刀片11c可具有穿刺末端12c，该穿刺末端12c被布置成沿穿刺方向10'(例如，在穿刺末端12c处与刀片11c的纵向12c'大致平行的方向10')刺穿胶囊20。穿刺末端12c可被布置成在胶囊20中的对应位置22'处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口。穿刺末端13c可全部被布置在单个平面13c上，尤其是在垂直于穿刺方向10'或纵向刀片方向12c'的平面上。刀片11c的穿刺末端12c可被布置成在使提取流体循环到胶囊20中之前刺穿胶囊20。
穿刺末端12c可在平面13c上大致排列为圆形或椭圆形，并任选地等距间隔开。每个穿刺末端12c可具有平行于穿刺方向10'的穿刺轴线12c'。穿刺装置10的刀片11c大致围绕穿刺装置10的中心轴线10'大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。穿刺平面13c可具有总数为1、2、3、4、5、6、7或8的穿刺末端11c。在图4和图4a中，装置10具有总数为4的穿刺末端12c。
至少一个刀片11c可具有相对于穿刺方向10'倾斜并且彼此相交以形成穿刺末端12c的两个边缘122c。
穿刺装置10可被装进胶囊接收器30(在图4中示意性地部分示出)的底部32中，并且装配构件15c可被容纳在凹陷部32的腔体321中。可沿方向10"'将穿刺装置10安装到接收器30中。可能需要相应的工具(例如管状工具)将装配构件15c推向中心轴10"，以便使其进入凹陷部32。装配构件15c可具有弹性，以在穿刺装置10位于凹陷部32中的适当位置后立即于腔体321中扩展。
穿刺装置10还可包括在装配构件15c之间的节段15d。节段15d可有助于装置10在胶囊接收器30中的稳定和定位。

Claims (17)

1.一种胶囊提取单元(1)，所述胶囊提取单元具有用于刺穿胶囊(20)的穿刺装置(10)，所述穿刺装置包括：
-基座(14)，所述基座具有周向节段，诸如大致直的周向节段(14a、14b、14c1、14c2)；
-多个刀片(11a、11b、11c)，所述刀片沿纵向(12a'、12b'、12c')，尤其是大致平行于在此类单元(1)中刺穿所述胶囊(20)的方向(10')的纵向从所述基座突伸出，每个刀片大致沿所述周向节段(14a、14b、14c1)中的一个横向延伸；以及
-多个装配构件(15a、15b、15c)，每个装配构件(15a、15b、15c)从所述周向节段(14b、14c2)中的一个延伸并突伸出，
其特征在于，所述装配构件(15a、15b、15c)中的至少一个装配构件(15a、15c)大致沿纵向(12b'、12c')至少部分地位于对应刀片(11b、11c)下方。
2.根据权利要求1所述的单元，其中至少一个装配构件(15a)位于所述对应刀片(11b)和所述基座(14)之间，所述基座尤其是大致平面或圆环形的。
3.根据权利要求2所述的单元，其中至少一个装配构件(15a)和所述对应刀片(11b)从同一周向节段(14b)延伸出。
4.根据权利要求1或2所述的单元，其中所述对应刀片(11b)形成突出部分(123b)，所述装配构件(15a)的至少一部分沿纵向(12b')位于所述突出部分下方。
5.根据任一前述权利要求所述的单元，其中所述基座(14)在至少一个装配构件(15c)和所述对应刀片(11c)之间延伸，所述基座尤其是大致圆环形的。
6.根据权利要求5所述的单元，其中至少一个装配构件(15c)从所述基座(14)的与刀片周向节段(14c1)相对的装配周向节段(14c2)延伸出，所述周向节段尤其是彼此大致平行。
7.根据任一前述权利要求所述的单元，其中至少一个装配构件(15a)从所述周向节段(14b、14c2)沿大致平行于所述对应刀片(11b)的所述纵向(12b'、12c')的方向延伸出。
8.根据任一前述权利要求所述的单元，其中所述基座(14)、所述刀片(11a、11b、11c)和所述装配构件(15a、15b、15c)由单个板状结构制成，尤其是由被切割和弯曲以形成所述基座、所述刀片和所述装配构件的单块板制成。
9.根据任一前述权利要求所述的单元，其中每个刀片(11a、11b、11c)具有被布置成沿穿刺方向(10')刺穿所述胶囊的穿刺末端(12a、12b、12c)，所述穿刺方向例如为大致平行于所述刀片(11a、11b、11c)在所述穿刺末端(12a、12b、12c)处的所述纵向(12a'、12b'、12c')的方向(10')，所述穿刺末端布置成在所述胶囊中的对应位置(22')处形成一系列对应的入口开口或一系列对应的出口开口，所述刀片(11a、11b、11c)的所述穿刺末端(12a、12b、12c)尤其布置成在使提取流体循环到所述胶囊中之前刺穿所述胶囊，特别地：
-多个所述穿刺末端大致在平面(13a、13b)上排列成圆形或椭圆形，并任选地等距间隔开；和/或
-每个穿刺末端具有平行于所述穿刺方向的穿刺轴线(12a'、12b'、12c')，所述穿刺装置(10)的所述刀片(11a、11b、11c)大致围绕所述穿刺装置的中心轴线(10")大体排列成圆柱形，并任选地等距间隔开。
10.根据权利要求9所述的单元，其中所述穿刺末端(12a、12b)大致位于大致垂直于所述穿刺方向(10')的不同的虚拟穿刺平面(13a、13b)上，任选地，每个穿刺平面(13a、13b)具有总数为1、2、3、4、5、6、7或8的穿刺末端(12a、12b)。
11.根据任一前述权利要求所述的单元，其中所述穿刺装置(10)具有：第一类型刀片(11b)和第二类型刀片(11a)，所述第一类型刀片与至少一个装配构件(15a、15b)并列并与所述至少一个装配构件一起从第一类型周向节段(14b)延伸出，所述第二类型刀片单独从第二类型周向节段(14a)延伸出，任选地：
-所述第二类型周向节段(14a)具有第二宽度(14a')，所述第二宽度与所述第一类型周向节段(14b)的第一宽度(14b')大致相等，和/或
-所述第一类型刀片(11b)和所述第二类型刀片(11a)围绕所述穿刺装置的轴线交替设置，所述轴线为例如中心轴线(10")和/或平行于所述穿刺方向(10')的轴线(10")。
12.根据任一前述权利要求所述的单元，其中至少一个刀片(11a、11b、11c)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从而形成所述穿刺末端(12a、12b)的倾斜边缘(122a、122b)；或者
-相对于所述穿刺方向(10')倾斜并且彼此相交从而形成所述穿刺末端(12c)的两个边缘(122c)。
13.根据任一前述权利要求所述的单元，所述单元包括第一胶囊接收器(30)，例如连接到流体管线(33)的接收器，所述流体管线用于将流体循环到被所述穿刺装置(10)刺穿的胶囊(20)中，所述穿刺装置(10)被安装在所述第一胶囊接收器之中或之上，所述第一胶囊接收器(30)尤其具有用于将装配构件(15a、15b、15c)固定在所述接收器内的装置，所述装置例如为与所述穿刺装置(10)配合的凹陷部(321)和/或突伸出(322)，任选地，所述胶囊接收器(30)的所述固定装置(321、322)被进一步构造成固定基本上在所述基座(14)的整个周向节段(14a')上延伸的并且不在所述纵向(12')上位于任何刀片(11)下方的装配构件(15)。
14.根据权利要求13所述的单元，所述单元包括第二胶囊接收器(40)，所述第二胶囊接收器(40)可相对于所述第一胶囊接收器(30)在打开位置和闭合位置之间移动，所述打开位置用于将胶囊(20)插入这种提取单元(1)中或将胶囊(20)从这种提取单元(1)中取出，所述闭合位置用于在这种单元(1)中提取所述胶囊，任选地，所述第二胶囊接收器(30)布置成当所述第一接收器(30)和所述第二接收器(40)大致平行于所述穿刺方向(10')相对地移动至所述闭合位置时，抵靠所述穿刺末端(12a、12b、12c)保持所述胶囊(20)。
15.一种胶囊(20)和根据任一前述权利要求所述的提取单元(1)的组合。
16.一种刺穿根据权利要求15所述的组合中的所述胶囊(20)的方法，所述方法包括沿所述穿刺方向(10')相对地抵靠所述穿刺装置(10)推动所述胶囊。
17.一种胶囊(20)的使用，所述胶囊适于：
-由根据权利要求1至14中任一项所述的提取单元(1)的所述穿刺装置(10)刺穿；
-提供根据权利要求15所述的组合；或者
-通过根据权利要求16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)和盖(23)。
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