CN105517469B - 使用胶囊的饮料生产机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设计成用于从胶囊生产饮料的饮料生产机器，所述饮料生产机器包括用于将所述胶囊引入所述机器、为饮料制备定位所述胶囊以及排出所述胶囊的模块(1)，所述模块包括：‑壳体(2)，所述壳体具有两个侧壁(2a,2b)、后端和前端(2c,2d)，‑胶囊接合构件(3)，‑致动器(4)，所述致动器包括手柄(41)，其中：‑所述壳体的每个所述侧壁包括引导曲线(23a,23b)；‑所述胶囊接合构件包括两个侧向引导销(31a,31b)，每个所述侧向引导销与所述壳体侧壁的所述引导曲线(23a,23b)中的一个配合；‑所述致动器包括：固定轴(42)，所述致动器能够围绕所述固定轴旋转；将所述致动器手柄的所述后端(41a)联接到所述固定轴(42)的两个侧壁(43a,43b)，每个所述侧壁包括与所述胶囊接合构件的所述侧向引导销(31a,31b)配合的引导曲线(431a,431b)。

Description

使用胶囊的饮料生产机器
技术领域
本发明涉及依据包含在胶囊中的配料来制备饮料或其他液态食品的领域。
背景技术
通过将流体注入胶囊来制备饮料的机器是众所周知的。制备饮料的方法大体上如下所述。将胶囊插入到饮料生产机器的饮料生产模块中。该模块设计成将液体(例如，热水)注入到胶囊中，以便使液体与包含在胶囊中的配料相互作用。注意，一些饮料比如咖啡饮料的生产技术需要加压注入，而其他饮料比如冲泡茶可在环境压力下制备。本发明可在这两种情况下应用。然后将相互作用的产物(即所制备的饮料或液态食品)从胶囊中排出，并送入容器(例如，置于饮料出口下方的杯子)中。
本发明尤其涉及一种饮料生产机器，该饮料生产机器包括具有胶囊接合构件的模块，该胶囊接合构件可从胶囊插入位置移位至饮料制备位置，随后被放回胶囊插入位置。该模块包括用于在最后一步将胶囊从胶囊接合构件中排出的装置。这种机器的优点是具有相对于饮料生产位置偏移的胶囊排放位置。当机器和胶囊被构思成用于由于其能够在相对于饮料流路的垂直面偏移的位置排放胶囊，因此可在饮料不与机器接触的情况下直接将饮料从胶囊输送至杯子中时，该优点会受到关注。这种饮料生产机器在EP-A1-2 033 551中有所描述。
在这种机器中，胶囊被引入饮料生产模块，被预固定臂保持在预接合位置，然后将胶囊接合构件移动至胶囊，该接合构件与胶囊的形状适形。该移动结束时，胶囊被夹在胶囊接合构件和机器的另一个部分之间，这时可引入稀释剂(一般为水)，使其与胶囊中的配料相互作用。所得的饮料通过设置在胶囊中的出口或/和通过在胶囊接合过程中由机器产生的出口流出胶囊，并且在重力作用下落入杯子中。点饮料已被输送，胶囊接合构件移回胶囊排放位置，将胶囊拖向相对于饮料流路的垂直面偏移的位置。胶囊接合构件的移动是线性运动和端部旋转运动的组合，这有助于胶囊的脱离，因为胶囊可在重力作用下从胶囊接合构件掉落。
胶囊接合构件的这种特定移动通过在两个引导曲线中同时引导销来实现，该销连接到胶囊接合构件的侧面。第一引导曲线设计成在模块的壳体中，而第二引导曲线设计成在膝关节式机构的其中一个连杆中。膝关节式机构的端部为手柄，当启动该手柄时，可使胶囊接合构件通过两个引导曲线发生移位。
膝关节机构存在的问题是它包括很多不同的部件。获得这些不同的部件提高了制造该机器的费用。这些部件的组装耗时长，这也提高了制造该机器的价格。
本发明的目的是提出一种用于实施胶囊接合构件的相同移动的替代机构，所述机构的制造成本低于已知的膝关节式机构。
发明内容
本发明涉及一种设计成用于从胶囊生产饮料的饮料生产机器，该饮料生产机器包括用于将胶囊引入机器、为饮料制备定位胶囊以及排出胶囊的模块，所述模块包括：
-壳体，该壳体具有两个侧壁、后端和前端以及一个上部开口，该上部开口设计用于在壳体前端将胶囊引入机器；
-胶囊接合构件，该胶囊接合构件可在壳体侧壁内的两个位置之间纵向移位，其中第一位置为靠近壳体后端的胶囊插入或排出的打开位置，而第二位置为靠近壳体前端的饮料制备的关闭位置；
-致动器，该致动器包括设计成用于打开和关闭壳体上部开口的手柄，该上部开口设计成用于将胶囊引入机器中，
其中：
-壳体的每个侧壁包括引导曲线；
-胶囊接合构件包括两个侧向引导销，每个侧向引导销与壳体侧壁中的一个的一个引导曲线配合，该配合设计成使胶囊接合构件在两个位置之间移位；
-致动器包括：
.在壳体后端正交连接到壳体侧壁之间的固定轴，该致动器能够围绕所述固定轴旋转；
.将致动器手柄的后端联接到固定轴的两个侧壁，所述侧壁中的每一个包括与胶囊接合构件的一个侧向引导销配合的引导曲线。
用于制备饮料的本发明机器的模块可具有EP-A1-2 053 551中所述模块的大部分特征。该模块包括限定空间的壳体，在该空间中引入和处理胶囊以制备饮料。该壳体具有两个侧壁、后端和前端以及一个上部开口，该上部开口设计成用于在壳体前端附近将胶囊引入机器。该上部开口通过手柄打开或关闭，该手柄通常被手动致动。该手柄是使胶囊能够在饮料生产模块内部移动的致动器的一部分。
在本申请中，术语“后”、“前”、“侧”和“上”用于描述本发明的特征的位置关系。这些术语应被理解为是指当用于生产饮料时机器处于其通常取向，例如如图1、图2和图8a至图8e中所示。
所述模块包括胶囊接合构件，该接合构件可在壳体侧壁内的两个位置之间纵向移位。胶囊接合构件的第一位置使胶囊能够分别插入胶囊接合构件中或从胶囊接合构件排出。优选地，胶囊接合构件具有与胶囊的形状适形的形状。该构件在插入或排出位置是打开的。在第一位置，胶囊接合构件靠近壳体后端。胶囊接合构件的第二位置使得能够在胶囊内部制备饮料。在该第二位置，胶囊保持在胶囊接合构件和壳体前端之间。
优选地，壳体前端包括开口构件，该开口构件被构造用于打开胶囊的一部分以便从胶囊排空饮料。该开口构件可以是WO 2010/146101中描述的装置。
优选地，壳体前端包括被构造用于与胶囊配合并且识别胶囊的标识构件(identification member)。该标识构件可以是EP 1 950 150中描述的装置。
优选地，壳体包括臂，这些臂用于当胶囊在壳体前端通过上部开口被引入时，以及胶囊接合构件由致动器移动以接合胶囊之前，将胶囊预定位在壳体中。
根据优选实施例，胶囊接合构件包括用于刺穿胶囊并将流体引入胶囊的流体注射针。注射针通常在胶囊接合构件内部从所述构件的后侧伸出。当胶囊接合在胶囊接合构件内部时，胶囊被注射针打开。根据该优选实施例，胶囊接合构件的后端连接到流体源，以使得流体(通常是水)通过注射针注入胶囊内部。在本发明中，可使用诸如EP 2 080 454中描述的针。
所述模块包括用于使胶囊接合构件在两个位置之间移位的装置。胶囊接合构件包括两个侧向引导销，所述侧向引导销中的每一个均能够在壳体侧壁的引导曲线的一个中滑动。在每个侧面上，所述销在设计成位于壳体侧壁内的引导曲线中滑动。壳体侧壁中的所述引导曲线的设计限定了胶囊接合构件在壳体内部空间中的空间移动。根据优选实施例，壳体的每个侧壁包括由至少两个不同区段组成的引导曲线，所述区段为：
-靠近壳体前端的基本水平的直线区段，以及
-靠近壳体后端的被提高到胶囊插入位置或排出位置的倾斜区段。
胶囊接合构件的侧销沿着壳体侧壁中的这些引导曲线驱动胶囊接合构件对应于所述曲线移动。对于由至少两个不同区段组成的引导曲线(如上文所述)，胶囊接合构件根据靠近壳体前端的线性移位和靠近壳体后端的倾斜移位的组合来移动。胶囊接合构件移位期间的这种方向改变产生旋转运动，该旋转运动促进了在胶囊接合构件从第二位置移动到第一位置时胶囊的脱离和排出。
根据本发明，致动器包括在壳体后端正交连接到壳体侧壁之间的固定轴，致动器能够围绕所述固定轴旋转。在致动器前端，包括可围绕该固定轴旋转以打开和关闭壳体上部开口的手柄。致动器包括将致动器手柄的后端联接到固定轴的两个侧壁。优选地，每个致动器侧壁的后端包括在其中接合致动器固定轴的孔。因此，手柄的运动引起侧壁围绕固定轴的运动。致动器的每个侧壁包括与胶囊接合构件的一个侧向引导销配合的引导曲线。
致动器侧壁中的引导曲线的设计使得手柄围绕致动器固定轴的旋转引起胶囊接合构件侧向引导销在壳体侧壁的引导曲线中的移位。
根据优选实施例，手柄和致动器的两个侧壁由单件材料制成。优选地，致动器为塑性的而且为注模而成。
根据优选实施例，致动器包括调节装置，该调节装置能够调节致动器每个侧壁后端的孔围绕固定轴的位置。
优选地，该调节装置包括：
-在致动器后端固定连接在两个侧壁之间的腔室，
-固定连接到固定轴的腔室，
这两个腔室相对于彼此定位和设定尺寸，以使得在致动器后端固定连接的腔室能够在固定连接到固定轴的腔室中滑动以及限定一封闭容积，
-定位在由这两个腔室限定的封闭容积内部的弹簧。
优选地，该弹簧的力被设定为使得在致动器后端固定连接的腔室被迫在固定连接到固定轴的腔室中滑动，并且因此，致动器每个侧壁后端的孔能够围绕固定轴滑动。
优选地，手柄、两个侧壁以及在致动器后端固定连接在致动器的两个侧壁之间的腔室由单件材料制成。
一般来说，本发明的机器中使用的胶囊包括外壳，该外壳中包含饮料配料。这些配料可例如选自：茶叶、花草茶叶或水果茶叶、烘焙与研磨咖啡、可溶饮料配料…外壳通常为杯形壳体，该壳体可具有不同的横截面，诸如三角形、圆形、椭圆形、蛋形、正方形、矩形或多边形截面。外壳通常由盖封闭，盖优选地为平面盖。本发明的胶囊通常在外壳的边缘(edge)具有一环边(rim)。盖可以固定在该环边上。胶囊优选地由刚性足够(无论是因它的性质或是它的厚度)的材料制成，使得当该胶囊接合在第一胶囊接合构件中时，不会由该构件的摩擦装置导致变形。否则摩擦力可能不够强，无法在第一胶囊接合构件运动期间保持胶囊。
根据本发明，可移位的胶囊接合构件包括具有中空钟形构件形状的元件，而胶囊具有与所述中空钟形构件的至少一部分适形的外壳的外形。所谓“适形”是指限定胶囊外形以与中空钟形外形的至少一部分匹配。因此，胶囊外轮廓的至少一部分可被容纳在中空钟形构件中。
附图说明
参照以下附图将更好地理解本发明的特征和优点，其中：
-图1为根据本发明的在饮料制备装置中用于引入胶囊、为饮料制备定位胶囊以及排出胶囊的模块的侧视图；
-图2对应于图1，不同的是模块壳体是透明的；
-图3为图1模块的后侧的俯视图；
-图4为图1模块的致动器的后侧的视图；
-图5和图6为图1模块中的致动器、固定轴和调节装置的视图；
-图7为模块的后部的纵向剖视图；
-图8a至图8e为手柄的打开运动期间模块的纵向剖视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的饮料制备装置的模块1。该模块能够引入、定位用于饮料制备的胶囊以及排出胶囊。该模块被示为处于用于制备饮料的位置。该模块包括壳体2。图1示出了该壳体的侧壁2a以及后端2c和前端2d。壳体的顶部具有上部开口21，该上部开口设计成用于在壳体前端2d附近将胶囊引入机器。上部开口21通过手柄41关闭。侧壁2a包括引导曲线23a，引导销31a可在该引导曲线中滑动。壳体的另一个侧壁2b包括相同的曲线(参见图3)。
在图2中，壳体2被制成透明的，以便于显现出模块的内部零部件。模块1包括胶囊接合构件3，该构件处于第二位置以在壳体前端2d附近制备饮料。模块的前端包括用于识别胶囊接合构件3中接合的胶囊的标识构件6。
胶囊接合构件3包括两个侧向引导销31a,31b，每个侧向引导销与壳体侧壁2a,2b的引导曲线23a,23b中的一个配合。这些引导曲线由两个不同区段组成：靠近壳体前端2d的基本水平的直线区段232，以及靠近壳体后端2c的上升倾斜区段231。胶囊接合构件的侧销31a,31b根据靠近壳体前端2d的线性移位和靠近壳体后端2c的倾斜移位的组合来沿着这些引导曲线23a,23b移动所述构件。胶囊接合构件从前端2d移位到后端2c期间方向的改变产生旋转运动，以使胶囊脱离和排出。胶囊的排出还归因于销7的存在，当内部接合了胶囊的胶囊接合构件从第二位置移动到第一位置时，销7在壳体中略微上升以便接合胶囊的环边。
该模块包括致动器，操作者手动致动该致动器以制备饮料。致动器包括手柄41，该手柄可关闭上部开口21，并且固定轴42在壳体后端正交连接到壳体侧壁2a,2b之间。致动器能够围绕所述固定轴旋转。致动器包括将致动器手柄的后端41a连接到固定轴42的两个侧壁43a,43b，每个所述侧壁包括与胶囊接合构件的侧向引导销31a,31b配合的引导曲线431a,431b。
因此，致动器的唯一运动是所述致动器围绕固定轴42的旋转，并且致动器4的该运动引起胶囊接合构件3的运动，这归因于引导销3a,3b沿着致动器的引导曲线431a,431b的运动。
致动器4的运动是由手柄41所致。然后当操作者想要制备饮料时：
-他拉起手柄41，以从壳体的上部开口21使手柄脱离。手柄的这一运动引起致动器4围绕图1和图2中的固定轴42顺时针旋转。然后在壳体的后端2c拉动侧销31a,31b，同时拉动胶囊接合构件3，在上部开口21下的壳体3中腾出空间以便于引入胶囊。胶囊被保持臂5保持在所述空间内。
-然后操作者开始推动手柄41以关闭上部开口21，如图1和图2所示。手柄的这一运动引起致动器4围绕图1和图2中的固定轴42逆时针旋转所示。然后朝着壳体的前端2d拉动侧销31a,31b，胶囊接合构件3也被拉动。在移动期间，胶囊接合构件3接合胶囊，并使胶囊从保持臂5中释放。所述移动在胶囊抵达壳体前端2d并且接触如图2所示的标识构件6后停止。在该位置，可通过如图3所示的流体源31引入流体(通常是热水)至胶囊接合构件来制备饮料。
图8a至图8e示出了致动器为将胶囊从胶囊接合构件排出的后续运动。
图3至图7示出了调节装置，该装置能够调节致动器4与固定轴42的相对位置。此调节的目的在于影响作用于致动器4和固定轴42之间的闭合力，此时致动器处于关闭位置，即胶囊接合构件压贴壳体前端。人们对这种调节特别感兴趣，因为在操作和使用饮料制备机器期间，闭合力可能会发生变化。此外，由于致动器和固定轴通常由塑性材料制成，关闭机构的这些部件可能会在制备机较长的生命周期中发生损形或变形，导致闭合力减小。
此外，关闭机构的零部件一般是自动化制造和组装的。因此在生产过程中，可能会发生零部件的尺寸偏差，该偏差会在组装关闭机构的零部件期间引起闭合力的差异。
在本发明中，调节装置能够调节致动器每个侧壁43a,43b后端的孔433a,433b围绕固定轴42的位置。在所示实施例中，调节装置包括两个腔室，其中一个腔室44是致动器的一部分，而另一个腔室45连接到固定轴。所述腔室能够滑动到另一个腔室中以限定空间，可将优选为弹簧46的弹性部件放置在该空间内。一个腔室可能在另一个腔室中滑动，这使得致动器4与固定轴42之间的连接变松。
在所示实施例中，腔室44在致动器4的后端固定连接到该致动器的两个侧壁43a,43b之间，并且在后端是开口的。另一个腔室45固定连接到固定轴42。轴42在壳体后端固定连接到壳体侧壁2a,2b之间。因此，腔室45和轴42不能移动。腔室45在其前端是开口的。该腔室45比致动器中的腔室44小。腔室44,45两者都被定位在壳体侧壁2a,2b中间，使得连接到轴42的腔室45可以在致动器的腔室44内滑动。弹簧46被定位在由这两个腔室限定的空间内，以便于在这两个腔室之间被压缩以及便于施加力来使致动器的腔室44远离固定轴的腔室45。
固定轴42定位在致动器每个侧壁43a,43b后端的孔433a,433b中，但所述孔并不是紧紧地围绕固定轴42配合，如图4所示。不过在弹簧46施加的力的作用下，孔433a,433b的后侧被拉至接触固定轴42。
当致动器转动时，致动器4施加给固定轴42的力是可承受的，不会在它们的接触点处造成损坏，这是因为调节装置使得致动器的孔433a,433b能够凭借弹簧反作用于致动器腔室44对其施加的力来围绕固定轴滑动(图3和图4中的两个方向箭头示出了一个腔室如何围绕另一个滑动，以及所述孔如何围绕轴滑动)。
弹簧的压缩促进了当手柄处于操作者必须施加最强力的位置时的手柄的运动。弹簧实现小的位移(优选地小于2mm)，并给操作者提供柔软手感。
此外，在饮料制备期间，弹簧施加的力使胶囊接合构件3抵靠壳体的前端保持关闭，并且避免所述胶囊接合构件因在胶囊中引入水时胶囊内微弱的压力升高情况下打开。
图5示出了手柄41、两个侧壁43a,43b和在致动器后端固定连接的腔室44是由单件材料制成这一事实。
图8a至图8e示出了当手柄41从第二位置移至第一位置时，模块不同内部元件的移位；其中在第二位置处，手柄使设计用于引入胶囊的壳体上部开口关闭，该位置即制备饮料的位置；在第一位置处，所述开口不再被手柄所覆盖，该位置即胶囊可被引入到模块中的位置。
本发明的机器具备的优点是：提供了一种包括很少部件，并能使制造成本最低的关闭机构。
该关闭机构的另一个优点是包括调节闭合力的装置，该调节装置能够避免关闭机构部件损坏。此外，该调节装置并不需要在机器制造步骤结束时进行设置。因此可省去所述制造步骤。

Claims (11)

1.一种设计成用于从胶囊生产饮料的饮料生产机器，所述饮料生产机器包括用于将所述胶囊引入所述机器、为饮料制备定位所述胶囊以及排出所述胶囊的模块(1)，所述模块包括：
-壳体(2)，所述壳体具有两个壳体侧壁(2a,2b)、后端和前端(2c,2d)以及一个上部开口(21)，所述上部开口设计成用于在所述壳体前端将胶囊引入所述机器；
-胶囊接合构件(3)，所述胶囊接合构件可在所述壳体侧壁内的两个位置之间纵向移位，一个第一位置为靠近所述壳体后端(2c)的胶囊插入或排出的打开位置，而另一个第二位置为靠近所述壳体前端(2d)的饮料制备的关闭位置；
-致动器(4)，所述致动器包括设计成用于打开和关闭所述壳体上部开口(21)的手柄(41)，所述上部开口设计成用于将胶囊引入所述机器中，其中：
-每个所述壳体侧壁包括引导曲线(23a,23b)；
-所述胶囊接合构件包括两个侧向引导销(31a,31b)，每个所述侧向引导销与所述壳体侧壁的所述引导曲线(23a,23b)中的一个配合，所述配合设计成使所述胶囊接合构件在所述两个位置之间移位；
-所述致动器包括：
.在所述壳体后端正交连接到所述壳体侧壁(2a,2b)之间的固定轴(42)，所述致动器能够围绕所述固定轴旋转；
.将所述致动器手柄的后端(41a)联接到所述固定轴(42)的两个致动器侧壁(43a,43b)，每个所述致动器侧壁包括与所述胶囊接合构件的所述侧向引导销(31a,31b)配合的引导曲线(431a,431b)。
2.根据权利要求1所述的饮料生产机器，其中所述致动器侧壁(43a,43b)中的所述引导曲线(431a,431b)的设计使得所述手柄(41)围绕所述致动器固定轴(42)的旋转引起所述胶囊接合构件侧向引导销(31a,31b)在所述壳体侧壁的所述引导曲线(23a,23b)中的移位。
3.根据权利要求1或2所述的饮料生产机器，其中每个所述致动器侧壁的所述后端(432a,432b)包括在其中接合所述致动器固定轴(42)的孔(433a,433b)。
4.根据权利要求1或2所述的饮料生产机器，其中所述手柄和所述两个致动器侧壁由单件材料制成。
5.根据权利要求3所述的饮料生产机器，其中所述致动器包括调节装置，所述调节装置能够调节每个所述致动器侧壁后端的所述孔(433a,433b)围绕所述固定轴(42)的位置。
6.根据权利要求5所述的饮料生产机器，其中所述调节装置包括：
-在所述致动器后端固定连接在所述两个致动器侧壁(43a,43b)之间的腔室(44)；
-固定连接到所述固定轴(42)的腔室(45)；
所述两个腔室(44,45)相对于彼此定位和设定尺寸，以使得在所述致动器后端固定连接的所述腔室能够在固定连接到所述固定轴的所述腔室中滑动并限定一封闭容积；
-定位在由所述两个腔室限定的所述封闭容积内部的弹簧(46)。
7.根据权利要求6所述的饮料生产机器，所述手柄、所述两个致动器侧壁以及在所述致动器后端固定连接在所述两个致动器侧壁之间的所述腔室由单件材料制成。
8.根据权利要求1或2所述的饮料生产机器，其中所述胶囊接合构件包括用于开口并将流体引入所述胶囊的流体注射针。
9.根据权利要求8所述的饮料生产机器，其中所述胶囊接合构件的后端(31)连接到流体源。
10.根据权利要求1或2所述的饮料生产机器，其中所述胶囊接合构件(3)具有与所述胶囊的形状适形的形状。
11.根据权利要求1或2所述的饮料生产机器，其中所述饮料生产机器包括用于预定位所述胶囊(5)的臂。
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