CN105979830B - 用于制备饮料消费品的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于制备饮料消费品的系统，包括：制备并分配饮料消费品的器具；和至少一个可更换供应包，其容纳并供应与饮料相关的成分。器具包括装载通道，其容纳供应包。供应包设置有容纳与饮料相关的成分的容器、接收驱动转矩的驱动端口以及成分出口端口。器具的装载通道具有凸出的驱动轴，其将转矩从器具传递至供应包，并具有成分接收连接器以将与饮料相关的成分从供应包运送至器具。器具包括一装置，该装置布置为引导供应包的驱动端口和成分出口端口与器具的驱动轴和成分接收连接器同时地耦接。驱动端口包括具有凹锥形内壁的开口，内壁限定漏斗形状并适于与凸出的驱动轴配合以在供应包耦接至器具的过程中帮助使成分出口端口相对于成分接收连接器对准。

Description

用于制备饮料消费品的系统

技术领域

本发明涉及一种用于制备饮料消费品的系统及其操作方法。更特别地，本发明涉及这样一种系统，其具有布置为制备并分配饮料消费品的器具，和布置为容纳并供应与饮料相关的成分的可更换盒或供应包。

背景技术

这种饮料制备系统通常是已知的，在专利文献US 6974052中公开了一个特殊实例。这种已知系统的正常运作取决于可更换盒或供应包的成分出口端口与器具的成分接收连接器之间的连接。通常，这些连接需要处理液体物质，大多数情况下，出口端口和接收连接器中的一个包括弹性密封元件。因为这种密封元件的目的是提供不透流体的密封，所以其不仅是弹性易弯曲的，而且与接收连接器或出口端口中的相关的另一个具有过盈配合。有时，此弹性和过盈配合在相对于设备定位可更换盒或供应包方面产生困难。甚至当即使成功实现定位时，定位操作仍可能已经对弹性密封件的完整性造成损害。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，提出一种改进的用于制备饮料消费品的系统。因此，在更一般的意义上，本发明的一个目的是，克服或减少现有技术的至少一个缺点。本发明还有一个目的是，提供装配和操作不太麻烦且可相对便宜地制造的替代解决方案。或者，本发明的一个目的是，至少提供一种有用的替代方案。

为此，本发明提供一种用于制备饮料消费品的系统和方法。更特别地，本发明可有利地包括一个或多个以下特征。

根据本发明，一种用于制备饮料消费品的系统可包括：器具，其布置为制备并分配饮料消费品；和至少一个可更换供应包，其布置为容纳并供应与饮料相关的成分。该器具包括装载通道，其布置为容纳该至少一个可更换供应包。该至少一个可更换供应包设置有用于容纳与饮料相关的成分的容器、用于接收凸出的驱动轴的驱动端口，以及成分出口端口。器具的装载通道具有凸出的驱动轴，以用于将转矩从器具传递至该至少一个可更换供应包，并具有成分接收连接器，以用于将与饮料相关的成分从该至少一个可更换供应包运送至器具。该器具可包括杆装置，其布置为同时允许使该至少一个可更换供应包的驱动端口和成分出口端口同时地与器具的驱动轴和成分接收连接器耦接。驱动端口包括具有凹锥形内壁的开口，该内壁限定漏斗形状，该漏斗形状适于与凸出的驱动轴配合以帮助使成分出口端口与成分接收连接器在该至少一个可更换供应包与器具耦接的过程中对准。在具有至少上述特征的系统中，凸出的驱动轴相对于可更换供应包的驱动端口中的锥形开口的对准特征可有利地帮助使出口端口与接收连接器耦接，并降低任何柔性密封元件受到损坏的任何危险。在使可更换供应包与器具耦接的过程中，凸出的驱动轴首先位于驱动端口的漏斗形入口部分的边界内。然后，凸出的轴接触驱动端口的漏斗形入口部分的锥形内壁，从而进一步导入可更换供应包内的驱动小齿轮的中央孔中。凸出的轴和驱动端口的锥形内壁继续引导，直到实现凸出的驱动轴与驱动小齿轮的中央孔接合为止。最后，凸出的轴将与驱动小齿轮完全接合。

因此，在该系统的一个实施例中，成分出口端口可具有柔性环状密封件。同一实施例的成分接收连接器可进一步具有漏斗形开口，其带有适于接合柔性环状密封件的内壁。

在另一实施例中，或一个实施例的进一步改进中，该至少一个可更换供应包可包括定量给料器，其用于将配量的与饮料相关的成分从容器通过成分出口端口排出。于是，驱动端口可以方便地是定量给料器的一部分，并布置为将驱动转矩从凸出的驱动轴传递至定量给料器内的泵。定量给料器也可从容器伸出。在这点上，器具的装载通道于是可包括布置为容纳可更换供应包的凸出的定量给料器的腔体，并且其中，凸出的驱动轴和成分接收连接器与腔体相关联。于是，驱动端口和成分端口也方便地布置在定量给料器的下面上，于是凸出的驱动轴和成分接收连接器布置在腔体的底壁上。

当提供杆时，杆装置可布置为与定量给料器接合，以使该至少一个可更换供应包的驱动端口和成分出口端口同时地与器具的驱动轴和成分接收连接器耦接。

定量给料器的外轮廓和腔体的内轮廓的形状可成形为彼此互补，以另外帮助使成分出口端口相对于成分接收连接器在该至少一个可更换供应包与器具耦接的过程中对准。

定量给料器可包括相对的横向伸出的转向主销(pivot stud，枢转主销)，杆装置布置为与横向伸出的转向主销机械地接合，以定位并移动定量给料器。

装载通道可方便地布置为，允许在可更换供应包的定量给料器容纳于腔体中的位置和可更换供应包与器具完全连接的位置之间操作定量给料器。

传感器装置可进一步与腔体相关联，以检测至少一个适当的可更换供应包的位置和所定位的可更换供应包中的与饮料相关的成分的可利用性。这种传感器装置可布置为与控制单元通信，以帮助控制启动周期和各个配量周期中的至少一个。

凸出的驱动轴可包括柔性部分。当驱动轴设置有柔性部分时，其凸出端在驱动定量给料器泵小齿轮时可适应小误差。这种误差另外会导致额外的摩擦和能耗。

凸出的驱动轴也可从器具上的凸起部伸出，当该至少一个供应包在耦接至器具之后与器具完全接合时，该凸起部适于与驱动端口的凹内部形状匹配。

在此进一步改进中，器具的凸出的驱动轴由凸起部包围，当凸出的轴与驱动小齿轮完全接合时，该凸起部与驱动端口的凹锥形内部匹配。

容器可基本上限定该至少一个供应包的外边界，其可布置为与装载通道匹配，并有效地进一步帮助使成分出口端口相对于成分接收连接器在该至少一个可更换供应包与器具耦接的过程中对准。

容器可以是容纳于刚性外壳中的柔性袋。

与饮料相关的成分是液体物质，其可包括但不限于，咖啡萃取物、茶萃取物、巧克力饮料、牛奶、香料、果汁，和/或其浓缩物。

根据本发明的系统的定量给料器可包括：内泵，其具有驱动小齿轮；驱动端口，其用于将驱动转矩传递至驱动小齿轮；成分出口端口；外轮廓，其形状构造为与器具的腔体互补；以及相对的横向伸出的转向主销，其布置为通过器具的杆装置接合。在这种定量给料器中，驱动端口和成分出口端口可方便地定位在定量给料器的一个面上。此外，驱动端口可具有漏斗形入口开口，并且，出口端口可设置有柔性弹性环状密封件。或者，这种定量给料器可作为可回收单元，其可从使用过的供应包上拆下，并在新的所提供的没有定量给料器的供应包上重新使用。可重复使用的定量给料器通过节约废料和原材料而对环境是有好处的。而且，没有凸处的定量给料器的供应包容器在包装和航运时也有好处。

一种定位至少一个可更换供应包的方法，该该至少一个可更换供应包布置为在用于制备并分配饮料的器具上供应与饮料相关的成分，所述方法可包括以下步骤：将该至少一个供应包定位在器具的装载通道中；操作器具的杆装置，以有效地使该至少一个供应包的驱动端口和成分出口端口与器具的凸出的驱动轴和成分接收连接器同时地耦接；并且，确保驱动端口的限定漏斗形状的、带有凹锥形内壁的开口与凸出的驱动轴配合，以帮助使成分出口端口相对于成分接收连接器对准。此方法可通过使用该至少一个供应包和具有一个或多个以上列出的特征的系统的器具来执行。

附图说明

参考附图，本发明的其他有利方面从所附描述中将变得显而易见，在附图中：

图1示出了根据本发明的系统的用于制备饮料消费品的器具；

图2是用于与根据本发明的系统一起使用的可更换饮料成分供应包；

图3是图2的供应包的放大细节；

图4从下方示出了图2和图3的供应包的定量给料器；

图5示出了打开图1的器具的前开门之后的装载通道的细节；

图6是定位于装载通道中以与器具连接的供应包的示意性部分横截面侧视图；

图7是与图6类似的侧视图，示出了与器具连接过程中的供应包；

图8是与图6类似的侧视图，示出了与器具完全连接的供应包；

图9是示出了在与供应包连接过程中，接近器具的凸出的驱动轴的定量给料器的驱动端口的横截面细节；

图10是与图9类似的视图，但是示出了与器具的凸出的驱动轴初步接触的定量给料器的驱动端口；

图11是与图9类似的视图，但是器具的凸出的驱动轴与定量给料器泵的驱动小齿轮部分地接合；

图12是对应于图8的情况的详细视图，示出了在定量给料器泵的驱动小齿轮中完全接合的器具的凸出的驱动轴；

图13是连接之前的饮料成分出口端口的部分横截面的详细透视图；

图14是与图13类似的放大细节，示出了连接过程中的饮料成分出口端口；

图15是器具的驱动组件的前正视图，示出了改进的驱动轴；

图16示出了如在图15的改进的驱动轴中使用的柔性驱动连接。

具体实施方式

根据本发明的系统1包括饮料消费品制备和分配器具3。饮料器具3包括供应包隔室，其用于容纳具有与饮料相关的成分的可更换供应包。隔室由前开门5封闭，其可打开以接触隔室。除了下面描述的特征以外，器具3是传统类型的，可包括用于例如使浓缩的液体咖啡或牛奶成分与热水混合以通过咖啡出口7或牛奶出口9分配的水射流混合器。可在器具3的底座中设置溢出接盘11。

图2中示出了可更换饮料成分供应包13。饮料供应包13可以方便地是箱中袋(bag-in-box)的类型，其具有刚性的外容器壳体15和可去除的用于保护可在图3的放大详细视图中看到的凸定量给料器19的保护盖17。在去除盖17之后，供应包13准备好在打开前开门5之后插入器具3的供应包隔室。如图4所示，凸出的定量给料器19在相对的横向侧上具有横向的转向主销凸起部21、23。图4中在定量给料器19的底面上还可看见驱动端口25和成分出口端口27。成分出口端口27设置有柔性弹性环状密封件29。定量给料器19进一步包括凸样本腔室31。

图5中示出了器具3的供应包隔室内的装载通道33的细节。此装载通道33通常位于器具3的前开门5后面，如图1所示，并具有限定供应包隔室的后壁和侧壁的通常竖直的外壁34。图5所示的装载通道33布置为以并排的关系容纳两个供应包13。在插入供应包隔室的过程中，外容器壳体15将由一个通过外壁34限定的侧壁引导。每个供应包13将通过其定量给料器19插入尾部位置，如图5所示，装载通道33在底面中进一步具有第一和第二腔体35A、35B，其用于容纳插入装载通道33的左或右部分中的供应包13的相应的定量给料器19。装载通道33的每个平行部分具有与其面对的腔体35A、35B相关联的杆37A、37B。左杆37A示出为在其开锁位置中准备好容纳供应包13，而右杆37B示出为处于锁定位置，但是未插入供应包。每个腔体35A、35B具有凸出的驱动轴39A、39B(图5中的驱动轴39B由杆37B隐藏)，和凹成分接收连接器41A、41B。这些驱动轴39A、39B和凹成分接收连接器41A、41B均定位为与相关的供应包13的驱动端口25和成分出口端口27接合。通过用于容纳定量给料器19的样本腔室31的凹槽，使每个腔体35A、35B延伸。在腔体35A、35B的凹入的延伸部分中布置传感器43、45，以检测正确的供应包定位，以及在供应包13中通过样本腔室31产品的可用性。

图6至图8示出了供应包插入和连接的几个阶段。因为这些过程对于装载通道33的左或右部分来说是相同的，所以相应的腔体、杆、凸出的驱动轴和凹成分接收连接器通常将分别叫做35、37、39和41。如图6所示，供应包13已刚刚插入装载通道33的边界内，通常是竖直外壁34限定供应包隔室，凸出的轴23在杆37的一侧上插入凹槽47。在杆37的另一侧上设置类似的但是不可见的凹槽，其已经容纳对应的凸出的轴21。杆37围绕枢转轴线49枢转。使杆37从图6所示的位置向上移动，如图7所示。结果，通过凹槽47使凸出的转向主销23及其对应物21向下移动，以将定量给料器19定位在凸出的驱动轴39上(图6)。同时，但是在图7中看不见，使成分出口端口27在凹成分连接器41的方向上移动。当杆37处于其最上面的位置时，如图8所示，完成供应包13的定位和连接。

如现在将参考图9至图14进一步说明的，特殊的设置确保，定量给料器19的驱动端口25和成分出口端口27与器具3的凸出的驱动轴39和凹成分接收连接器41正确地且可靠地匹配。如图9所示，定量给料器19在图9的左侧上将接触腔体35的边界。可以看到，凸出的轴39在定量给料器19的驱动端口25的漏斗形部分的边界内。可以注意到，为了清楚，从图9至图14中删除供应包13的壳体15。图9中的供应包和器具的相对位置与图6的相对位置基本上对应。如图10所示，已将杆37基本上移动至图7的位置。在杆37的此位置中，凸出的轴39接触驱动端口25的漏斗形入口部分的锥形内壁，以进一步引导入定量给料器19内的驱动小齿轮51的中央孔50中。图11中示出了凸出的驱动轴39与驱动小齿轮51的中央孔50的接合，其中，使杆37进一步移动越过图10所示的位置。最后，当使杆37移动至图8的位置时，凸出的轴39与驱动小齿轮51完全接合，如图12中详细地示出的。

在图13和图14中，示出了定量给料器19的成分出口端口27和凹成分连接器41的连接的横截面。

图13和图14的横截面位于与图10至图12的位置不同的位置，如可从图5中显而易见的凸出的驱动轴39和凹成分连接器41的相应位置所理解的。如图13所示的杆37的位置与图6的位置基本上对应，其中，定量给料器19刚刚大约接触腔体35的向内的边界。当向上移动杆37时，如图14所示，杆37的凹槽47正迫使凸转向主销21被凸出的轴39和锥形驱动端口25在向下的方向上引导，如图9至图12所示。这将确保，环状密封件29以适当对准的方式进入凹成分接收连接器41。对于技术人员来说将显而易见的是，柔性的且弹性的环状密封件29本身无法对相对于凹成分接收连接器41引导成分出口端口27提供任何帮助。因此，将理解，通过相对的凸转向主销21、23与腔体35的内边界邻接的定量给料器19之间的三点配合来完成成分连接器的引导。此外，通过凸出的轴39和驱动端口25的锥形内壁来继续引导。

现在将参考图15和图16说明另一改进。如图9至图12中已经表明的，器具3的凸出的驱动轴39由凸起块53包围，其与驱动端口25(见图12)的凹锥形内部匹配。如图15所示，凸出的驱动轴39和凹成分接收连接器41都是通过螺钉57安装在器具3内的驱动单元55的部件。驱动单元55还包括步进电机59，其通过电缆连接61来通电。如图15中进一步看到的，凸出的轴39通过柔性轴连接63而与电动机59耦接。图16中更详细地示出的柔性轴连接63，使得凸出的驱动轴39在其与驱动小齿轮51连接的过程中能够弯曲，而且在完成接合时可补偿小误差。

因此，公开了用于制备饮料消费品的系统1，其包括：器具3，其布置为制备并分配饮料消费品；和至少一个可更换供应包13，其布置为容纳并供应与饮料相关的成分。器具3包括装载通道33，其布置为容纳该至少一个可更换供应包13。该至少一个可更换供应包13设置有用于容纳与饮料相关的成分的容器15、用于接收凸出的驱动轴的驱动端口25，和成分出口端口27。器具3的装载通道33具有凸出的驱动轴39；39A；39B，其用于将转矩从器具3传递至该至少一个可更换供应包13，并具有成分接收连接器41；41A；42B，以用于将与饮料相关的成分从该至少一个可更换供应包13运送至器具3。器具3包括例如杆37；37A；37B的装置，其布置为引导该至少一个供应包13的驱动端口25和成分出口端口27，使其同时地与器具3的驱动轴39；39A；39B和成分接收连接器41；41A；41B耦接。驱动端口25包括具有凹锥形内壁的开口，该内壁限定漏斗形状并适于与凸出的驱动轴39；39A；39B配合，以帮助使成分出口端口27与成分接收连接器41；41A；41B在该至少一个供应包13与器具3耦接的过程中对准。

因此可以相信，从以上描述和附加的附图中，本发明的操作和结构将是显而易见的。对于技术人员来说将显而易见的是，本发明不限于任何这里描述的实施例，并且，将在所附权利要求的范围内考虑的改进是可能的。而且，本质上考虑公开的且将在本发明的范围内的运动学的变型。在权利要求书中，任何参考符号都不应解释成是限制权利要求。当在此说明书或所附权利要求书中使用时，术语“包括”或“包含”不应在排他的或彻底的意义上解释，而是在包括的意义上解释。因此，除了在任何权利要求中列出的那些以外，如这里使用的表达方式“包括”并不排除存在其他元件或步骤。此外，词语“一(a)”和“一个(an)”不应解释为限制于“只有一个”，而是用来表示“至少一个”，并且，不排除多个。未特别地或明确地描述或要求的特征在其范围内可另外包含在本发明的结构内。例如“用于…的装置”的表达方式应解读为：“配置为用于…的部件”或“结构构造为用于…的构件”，并且，应解释为包括所公开的结构的等价方式。使用例如“关键的”、“优选的”、“特别优选的”的只是表达方式的目的，并不是限制本发明。通常在不背离如权利要求书所确定的本发明的实质和范围的前提下，可进行技术人员能力范围内的增加、删除和修改。

Claims (24)

1.一种用于制备饮料消费品的系统，包括：

布置为制备并分配饮料消费品的器具；以及

至少一个可更换供应包，布置为保持并供应与饮料相关的成分，其中，

所述器具包括装载通道，所述装载通道布置为容纳所述至少一个可更换供应包，

所述至少一个可更换供应包设置有用于保持与饮料相关的成分的容器、用于接收凸出的驱动轴的驱动端口，以及成分出口端口，

所述器具的装载通道具有：凸出的驱动轴，以用于将转矩从所述器具传递至所述至少一个可更换供应包；以及成分接收连接器，以用于将所述与饮料相关的成分从所述至少一个可更换供应包运送至所述器具，

所述器具包括杆装置，所述杆装置布置为使所述至少一个可更换供应包的所述驱动端口和所述成分出口端口与所述器具的所述凸出的驱动轴和所述成分接收连接器同时地耦接，其中，所述驱动端口包括具有凹锥形内壁的开口，所述内壁限定适于与所述凸出的驱动轴配合的漏斗形状，以帮助使所述成分出口端口相对于所述成分接收连接器在所述至少一个可更换供应包与所述器具耦接的过程中对准。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述成分出口端口具有柔性环状密封件。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述成分接收连接器具有漏斗形的开口，该开口具有适于接合所述柔性环状密封件的内壁。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述至少一个可更换供应包包括定量给料器，以用于将配量的所述与饮料相关的成分从所述容器通过所述成分出口端口排出。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述驱动端口是所述定量给料器的一部分，并且所述驱动端口布置为接收所述凸出的驱动轴，以将驱动转矩传递至在所述定量给料器内的泵。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述定量给料器从所述容器伸出。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述器具的所述装载通道包括布置为容纳所述可更换供应包的凸出的定量给料器的腔体，并且其中，所述凸出的驱动轴和所述成分接收连接器与所述腔体相关联。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述装载通道包括基本上竖直的外壁，该外壁限定所述可更换供应包的隔室的后壁和侧壁，并且其中，用于容纳相应的定量给料器的所述腔体位于所述装载通道的底面中。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述驱动端口和所述成分出口端口布置在所述定量给料器的下面上，并且其中，所述凸出的驱动轴和所述成分接收连接器布置在所述腔体的底壁上。

10.根据权利要求4所述的系统，其中，所述杆装置布置为与所述定量给料器接合，以使所述至少一个可更换供应包的所述驱动端口和所述成分出口端口与所述器具的所述凸出的驱动轴和所述成分接收连接器同时地耦接。

11.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述定量给料器的外轮廓和所述腔体的内轮廓的形状彼此互补，以另外地帮助使所述成分出口端口相对于所述成分接收连接器在所述至少一个可更换供应包与所述器具耦接的过程中对准。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述定量给料器包括相对的横向伸出的转向主销，并且其中，所述杆装置布置为与所述横向伸出的转向主销机械地接合，以定位并移动所述定量给料器。

13.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述装载通道布置为，允许在所述可更换供应包的所述定量给料器容纳于所述腔体中的位置与所述可更换供应包与所述器具完全连接的位置之间操作所述定量给料器。

14.根据权利要求7或8所述的系统，其中，将传感器装置与所述腔体相关联，以检测至少一个适当的可更换供应包的定位和在定位的可更换供应包中的与饮料相关的成分的可用性。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述传感器装置布置为与控制单元通信，以帮助控制启动周期和单个配量周期中的至少一个。

16.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述凸出的驱动轴包括柔性部分。

17.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述凸出的驱动轴从所述器具上的凸起部凸伸出，当所述至少一个可更换供应包在耦接至所述器具之后与所述器具完全接合时，所述凸起部适于与所述驱动端口的凹内部形状匹配。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述容器基本上限定所述至少一个可更换供应包的外边界，该外边界布置为与所述装载通道匹配，并有效地进一步帮助使所述成分出口端口相对于所述成分接收连接器在所述至少一个可更换供应包与所述器具耦接的过程中对准。

19.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述容器是容纳于刚性外壳中的柔性袋。

20.根据权利要求4所述的系统的定量给料器，其中，所述定量给料器包括：

内泵，具有驱动小齿轮；

驱动端口，用于将驱动转矩传递至所述驱动小齿轮；

成分出口端口；

外轮廓，形状构造为与所述器具的腔体互补；以及

相对的横向伸出的转向主销，布置为通过所述器具的杆装置接合，

其中：

所述驱动端口和所述成分出口端口定位在所述定量给料器的一个面上；

所述驱动端口具有漏斗形入口开口；并且

所述出口端口设置有柔性弹性环状密封件。

21.一种包括定量给料器和外容器壳体的零件套装，所述定量给料器为根据权利要求20所述的定量给料器，所述外容器壳体用于形成根据权利要求4至19中任一项所述的系统的所述可更换供应包。

22.一种与根据权利要求21所述的零件套装装配的可更换供应包。

23.定位至少一个可更换供应包的方法，所述至少一个可更换供应包布置为在用于制备并分配饮料的器具上供应与饮料相关的成分，所述方法包括：

将所述至少一个可更换供应包定位在所述器具的装载通道中，

操作所述器具的杆装置，有效地使所述至少一个可更换供应包的驱动端口和成分出口端口与所述器具的凸出的驱动轴和成分接收连接器同时地耦接，并且

确保具有所述驱动端口的凹锥形内壁限定的漏斗形状的开口与所述凸出的驱动轴配合，以帮助使所述成分出口端口相对于所述成分接收连接器对准。

24.根据权利要求23所述的方法，通过使用所述至少一个可更换供应包和根据权利要求1至18中任一项所述的系统的所述器具来执行。