CN106163935A - 用于填充形成萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体的容器的单元和方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用萃取或泡制饮料的产品剂量(33)填充形成一次性使用囊体(3)的容器(2)的单元，包括：用于输送容器(2)的线路(4)；用产品剂量(33)填充各所述容器(2)的工位(SR)，并包括：第一容纳座(S1)，设计成接收产品剂量(33)；用于移动第一座(S)的装置(10)；调整装置(11)，用于调整第一容纳座(S1)在用于接收剂量的位置(P1)与用于释放剂量的位置(P2)之间的位置；用于在第一容纳座(S1)内形成剂量(33)的子工位(ST1)；用于将产品剂量(33)从第一容纳座(S1)释放到由输送线路(4)输送的容器(2)的子工位(ST3)，调节装置(11)，构造成将第一容纳座(S1)放置在用于形成剂量(33)的子工位(ST1)处的接收位置(P1)，和释放剂量(33)的子工位(ST3)处的释放位置(P2)。

Description

用于填充形成萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体的容器的单 元和方法

技术领域

本发明涉及一种用一定产品剂量填充容器的单元和方法。有利地，各容器可限定用于萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体。

背景技术

用在形成萃取或浸泡饮料的机器中的现有技术囊体在其最简单形式中包括以下部分：

-刚性、杯形外容器，包括可穿透或穿透底部和设有缘边的上部孔(且通常但不一定具有截头圆锥形状)；

-容纳在外容器内用于萃取或浸泡饮料的一定的产品剂量；

-以及从用于(气密)密封刚性容器的孔的幅材得到并设计成(通常但不一定)被在压力下供给液体的喷嘴刺穿的一段片。

通常但不一定，密封片从柔性材料幅材得到。

在某些情况下，各囊体可包括一个或多个刚性或柔性过滤元件。

例如，第一过滤器(如果存在)可位于刚性容器底部上。第二过滤器(如果存在)可介于该件密封片与产品剂量之间。

该产品剂量可与刚性杯形外容器或过滤元件直接接触。

这样制成的囊体接纳并使用在用于制作饮料的机器的特定槽内。

在所述技术领域，感到尤其需要以简单且有效的方式填充刚性杯形容器或过滤元件而同时保持高生产率。

应当指出，在这方面，有现有技术的包装机，其具有填充单元，该填充单元允许同时填充平行的几排刚性杯形容器，这是先进的。

在该情况下，每排刚性杯形容器与专用填充装置关联，通常装备有螺旋进料器以允许产品下降到容器内。

该类单元因此显然相当昂贵且复杂，因为其包括彼此独立的多个装置和驱动器(每个螺旋装置一个)且必然必须协调。

此外，由于各元件的该构造/布置形成的机器的总体可靠性必然受限，因为故障率不可避免地与存在的装置和驱动器的数量关联。

此外，螺旋进料器装置可能由于堵塞、污染和差的计量精度而具有缺点。更详细地，螺旋进料器的端部通常不能保持产品，产品因此掉落和污染机器。

本领域的操作人员强烈感觉到需要具有用于填充形成萃取和浸泡饮料的一次性囊体的容器(刚性、杯形容器或过滤元件)的单元和方法，其尤其简单、可靠且廉价并同时保持高的总生产率。

本发明的目的

本发明的目的因此是通过提供用于填充形成萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体的容器(刚性、杯形容器)的单元和方法，其可相对简单且廉价地制造且尤其可靠。

本发明的另一目的是提供用于包装用于萃取和浸泡饮料的一次性使用囊体的机器，其可确保高生产率。

附图说明

参照上述目的，本发明的技术特征清楚地描述在下面的权利要求书中，且其优点参照以本发明非限制性的实施例示出的附图并对照下面的详细说明而将变得更明显，在附图中：

-图1是用于包装用于萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体的容纳元件的机器的示意图，包括根据本发明一优选实施例的填充单元；

-图2是可由图1的机器制作的用于饮料的一次性使用囊体的示意图；

-图3是根据本发明的机器中和图1的机器中存在的填充单元的示意性侧视图；

-图4至8示出根据不同操作步骤的图3的填充单元的部分剖切的相应侧视图；

-图6示出先前各图的填充单元的细节的放大图；

-图10和12是先前各图的填充单元的某些部件的平面图。

具体实施方式

参照附图，标号1表示用于填充形成萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体3的容器2的单元，固体产品的剂量33为粉末、颗粒或叶子，诸如咖啡、茶、牛奶、巧克力或这些的组合。

填充单元1尤其适于填充用粉末产品、较佳地是咖啡填充形成一次性使用囊体3的容器2。

更具体地，如图2所示，用于萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体3在最少而非限制实施例中包括：刚性杯形容器2(通常限定截头锥形)，包括基部30和装备有套环32的上部开口31；容纳在刚性容器2内的萃取或浸泡产品的剂量33；以及用于关闭刚性容器2的上部开口31的盖34。

囊体3可包括一个或多个过滤或产品保持元件(为了简化原因未示出)。

在图2所示的囊体3中，刚性杯形体2限定待填充产品剂量33的容器。

其它类型的囊体也可用根据本发明的填充单元填充，例如其中产品剂量33容纳在连接到刚性容器的过滤元件内并由该过滤元件保持的囊体，其中刚性容器在底部关闭或开口的囊体。

换言之，在未示出的囊体中，过滤元件可容纳和保持产品剂量33，与其所联接的刚性体组合形成容器。

在以下说明书中，参考刚性杯形体2作为容器，但应理解，本发明可参照其中容器由过滤元件(或设计成容纳产品剂量33的囊体的其它部件)或其所连接的相应刚性体形成的囊体。

应指出，填充单元1包括用于传输(即是说移动)设计成容纳预定量的萃取或浸泡产品(剂量33)的刚性杯形容器2的线路4以及填充工位SR。

传输线路4沿第一运动路径P延伸并设有用于支承刚性容器2的多个座5，多个座5沿第一路径P相继布置。较佳地，第一运动路径P是位于水平面上的封闭路径。

各支承座5一个接一个布置，并不一定连续。此外，各支承座5各具有相应的竖直延伸轴线。

传输线路4包括传输元件39，各支承座5连接到传输元件39以沿第一路径P移动。

传输元件39在绕移动装置17的环内闭合，移动装置17绕竖直轴线转动以移动传输元件39。

较佳地，传输元件39是包括多个链节的链条40，多个链节绕相应的竖直轴线彼此相继铰接，以形成环形环。

各链节中的至少一个包括用于相应刚性容器2的、至少一个具有竖直轴线的支承座5，相应的刚性容器2可定位成开口31面向上。

应当指出，链条40可包括具有相应支承座5的链节以及未设有支承座5并设置在设有支承座5的链节之间的连接链节。因此，较佳地，一定数量的链节各包括支承座5。

替代地，在未示出的实施例中，传输元件39可包括柔性带，用于刚性容器2的支承座5固定到该柔性带。

较佳地但非必然地，移动装置17绕竖直轴线连续旋转以允许传输元件39连续移动。

下文描述的是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：

-至少一个第一容纳座S1(此后称为第一座S1或还称为第一容纳座S1)，设计成接纳产品剂量33；

-用于沿封闭路径PS移动第一座S1的装置10；

-用于调整第一座S1的位置的装置11，构造成在用于接纳剂量33的位置P1与用于将剂量33释放到容器2中的一个内的位置P2之间沿闭合路径PS调节第一座S1的位置；

-用于在至少一个第一容纳座S1内形成剂量33的子工位ST1，设有用于释放预定量产品形成位于用于接收剂量的位置P1内至少一个第一容纳座S1内的剂量33的装置6；

-用于从位于释放剂量的位置P2内至少一个容纳座S1释放产品剂量33至定位在由传输线路4传输的容器2的子工位ST3；

应指出，出于清楚原因，在图3至5中仅示出释放装置6内的部分产品。实际上，释放装置6在操作状态中通常充满所要计量的产品。

用于调整位置的装置11构造成将至少一个座S1放置在用于形成剂量33的子工位ST1用于接收的位置P1，和用于释放剂量33的子工位ST3用于释放剂量的位置P2。

形成刚性杯形容器2的填充工位SR的一部分的所有上述部件在下文参照附图更详细描述。

应指出，用于移动第一容纳座S1的装置10包括绕大致垂直的第一旋转轴线X1旋转的第一元件9，第一容纳座S1连接在第一元件9上以绕第一竖直旋转轴线X1旋转。

较佳地，第一旋转元件9包括连接到用于驱动旋转的相应装置(例如连接到这里未示出的驱动单元)的轮。

更具体地，较佳地，填充工位SR包括多个第一座S1。

第一座S1径向连接到第一旋转元件9以随其旋转。较佳地，各第一座S1沿旋转元件9的圆弧定位，甚至更佳地它们沿以第一轴线X1的点作为圆心的整个圆周定位。

甚至更佳地，各第一座S1沿以第一轴线X1的点作为圆心的圆周彼此等角度间隔开。

应指出，每个第一座S1由第一旋转元件9移动旋转以在旋转期间周期性地配合用于形成剂量的子工位ST1和用于释放剂量的子工位ST3。

在附图所示的实施例中，各第一容纳座S1由第一旋转元件9以径向可移动方式支承。

根据该方面，调节装置11构造成在用于接收剂量的位置P1与用于释放剂量的位置P2之间相对于第一旋转轴线X1径向移动至少一个第一座S1。

更具体地，调节装置11构造成从用于接收剂量的位置P1向用于释放剂量的位置P2沿向前行程且根据从用于释放剂量的位置P2到接收剂量的位置P1的返回行程径向移动至少一个第一座S1。

在所示实施例中，第一座S1形成在用于容纳剂量的元件20(较佳地呈细长形)内。

较佳地，第一座S1是穿通座。

换言之，第一穿通座S1在上述用于容纳剂量的元件20的上表面与下表面之间延伸。

较佳地，第一座S1呈圆筒形，即其具有圆形横截面。

根据另一方面，填充单元1包括用于容纳剂量的元件20的壳体元件21，该元件21设有上部开口(23A,23B)和下部开口(22A,22B)。

较佳地，壳体元件21固定到旋转元件9，从而由旋转元件旋转而不更改位置。

实践中，壳体元件21限定壳体腔，用于容纳剂量的元件20可移动地插入其中以在用于接收剂量的位置P1与用于释放剂量的位置P2之间可移动。

有利地，容纳元件20可在水平面上移动。

旋转元件9的旋转决定容纳元件20和壳体元件21的旋转。

填充单元1还包括轨道或凸轮57，具有彼此面对的侧壁11A、11B。轨道57在闭环路径上延伸。

用于容纳剂量的元件20构造成配合在轨道57内，使得容纳剂量的元件20沿闭合路径PS的位置可调节。

应指出，轨道57相对于填充单元1的框架29固定，即不随着旋转元件9一体旋转。

实践中，应指出，用于容纳剂量的元件20装备有设计成插入轨道57的部分、或凸轮从动件20a。

应指出，部分20a和轨道57组合限定构造成调节第一座S1沿闭合路径PS的位置的凸轮装置。

还应指出，容纳元件20、壳体元件21以及凸轮装置(20a，57)限定用于沿闭合路径PS调整第一座S1的位置的上述装置11。

还应指出，壳体元件21包括上壁50，上壁50设有第一上部开口23A和第二上部开口23B。

第一上部开口23A位于靠近轴线X1的位置，而第二上部开口23B位于远离轴线X1的位置。

壳体元件21还包括下壁51，下壁51设有第一下部开口22A和第二下部开口22B。

第一下部开口22A位于靠近轴线X1的位置，而第二下部开口22B位于远离轴线X1的位置。

较佳地，第一上部开口23A竖直地叠置在第一下部开口22A上。较佳地，第二上部开口23B竖直地叠置在第二下部开口22B上。

第一和第二开口(22A,22B,23A,23B)与第一壳体元件21限定的壳体腔连通，容纳元件20可在第一壳体元件内径向移动。

容纳元件20、因此第一座S1可移动以定位如下：

-在第一上部开口23A与第一下部开口22A竖直对准的情况下，定位在用于接收剂量33的第一位置P1，以及

-在第二上部开口23B与第二下部开口22B竖直对准的情况下，定位在用于接收剂量33的第二位置P2。

换言之，当第一座S1竖直对准第一上部开口23A和下部开口22A定位时，第一座S1处于用于接收剂量的位置P1，而当第一座S1竖直对准第二上部开口23B和下部开口22B定位时，第一座S1处于用于释放剂量33的位置P2。

每个第一座S1较佳地由腔18的侧壁和底壁F(底壁F是可移动壁，即是说其可由一个或多个元件根据第一座的位置限定)限定。

较佳地，腔18是圆柱形腔。

此外，甚至更佳地，腔18具有竖直延伸轴线(平行于第一旋转轴线X1)。

同样，较佳地，填充工位SR对于每个第一座S1包括：

-第一活塞13，其可在下部位置与上部位置之间移动，并当第一座S1位于用于接收剂量的位置P1时形成第一座S1的上述底壁F；

-用于移动第一活塞13的装置14，用于将第一活塞13在下部位置与上部位置之间移动，从而调整第一座S1内的容积。

移动装置14的示例有电动机、气动装置、凸轮装置以及其它现有装置。

较佳地但不一定，填充工位SR包括移动装置14，移动装置14对于每个第一活塞13是独立的，使得每个活塞13可独立于其它活塞移动。

应当指出，每个第一活塞13由旋转元件9旋转。

更具体地，第一活塞13相对于旋转元件13的轴线X1定位在预定径向位置。

根据另一方面，填充单元1包括控制单元15，设计成控制单元的一个或多个运动元件。

控制单元15构造成控制当第一座S1定位在用于形成剂量的子工位ST1时，活塞13的移动将其放置在对应于第一座S1的所需内部容积的预定位置。

实践中，如下文更详细描述的，第一活塞13定位在预定高度，使得第一座S1具有预定的和所需的内部容积(由预定量的产品填充)。

还应指出，第一活塞13至少在形成子工位ST1限定第一座S1的底部F。

当容纳元件20从第一接收位置P1移动到第二释放位置P2时，壳体元件21的底壁51限定第一座S1的底部F。

形成剂量33的子工位ST1和释放剂量33的子工位ST3沿第一旋转元件9的周界定位，使得在绕第一轴线X1旋转期间与第一座S1周期性地配合。

更具体地，形成剂量的子工位ST1和释放剂量的子工位ST3沿第一座S1的闭合运动路径P1布置在相对于填充工位SR的框架29的预定位置。

在第一旋转元件9的完整旋转中，每个第一座S1定位在形成剂量的子工位ST1和释放剂量的子工位ST3。

有利地，填充单元1还包括用于压实剂量的子工位ST2，构造成压实第一座S1内的剂量。在未示出的替代实施例中，用于压实剂量的工位ST2可省略。

压实子工位ST2沿闭合路径PS定位在用于形成剂量的子工位ST1与用于释放剂量的子工位ST3之间。

更具体地，旋转期间的第一座S1首先遇到(即定位在)形成工位ST1，然后是压实工位ST2，且最后是用于释放剂量的子工位ST3。

较佳地，闭合路径PS是围绕第一轴线X1的弯曲路径。

较佳地，闭合路径PS是围绕第一轴线X1的大致圆形路径。

更佳地，闭合路径PS位于水平面上。

下文描述的是用于形成剂量33的子工位ST1。

用于形成剂量33的子工位ST1定位在用于形成剂量33的区域R1内。

在用于形成剂量33的子工位ST1，有释放装置6，设计成将预定量的产品(限定剂量33)释放在定位在形成剂量33的区域R1内的容纳座S1内。

根据第一实施例的释放装置6包括料斗38(在使用时填充有松散产品)，料斗38在底部具有产品出料口。

应当指出，料斗38构造成在第一座S1上方用于形成剂量33的区域R1形成一层产品，从而每次在定位在形成区域R1内的一个或多个第一座S1内释放产品。

更具体地，料斗38的出料口形状做成使得占据第一座S1的闭合运动路径P1的一部分。

更具体地，根据一实施例，料斗的出料口呈以第一轴线X1为中心的弧形形式。

料斗38的出料口将产品释放到临时定位在区域R1内，即是说，与料斗38的下方出料口相对的多个第一座S1。

换言之，经过料斗38下方的第一座S1被填充产品，填充时间取决于形成区域R1内各第一座S1的经过速度和第一座S1的闭合运动路径PS的由料斗38的出料口19占据的部分的幅度。

根据一实施例，释放装置6包括至少第一旋转元件40a，设计成绕其第一旋转轴线X4旋转。

第一旋转元件40a的第一旋转轴线X4相对于料斗38或同样地相对于框架29固定。

第一旋转元件40a构造成形成压力下产品流，该压力下产品流遇到至少一个第一座S1并将产品释放到经过形成剂量区域R1的至少一个第一容纳座S1内。

较佳地，第一旋转元件40a在用于形成剂量的区域R1内在经过形成区域R1的座S1上或在同时多个座S1上操作。

应指出，释放装置6还包括操作地联接到第一旋转元件40a以旋转该旋转元件40a的驱动装置(诸如例如第一驱动单元)。

第一旋转元件40a较佳地包括限定具有螺旋延伸的表面的元件41a。

螺旋表面沿第一旋转元件40a的第一旋转轴线X4呈螺旋形延伸。

第一旋转元件40a还包括相应的第一轴42a，元件41a连接到相应的第一轴42a，限定用于被旋转的具有螺旋延伸部的表面。

第一轴42a相对于填充单元1的框架29被旋转地支承。

第一轴42a沿第一旋转元件40a的第一旋转轴线X4延伸。

应指出，上述第一旋转元件40a限定螺旋进料器，其通过绕第一旋转轴线X4的旋转允许沿第一旋转轴线X4的轴向延伸方向馈送产品。

根据优选实施例，第一旋转元件40a的第一旋转轴线X4相对于水平面倾斜。应指出，在该实施例中，根据旋转轴线X4的延伸方向，产品从第一旋转元件40a成倾斜地馈送，使得产品的运动既具有水平分量又具有竖直分量，该竖直分量有利于产品在经过形成剂量的区域R1时将产品插入第一座S1内(轻微压缩第一座S1内的产品)。

第一旋转元件40a的螺旋元件41a旋转，使得产品沿第一旋转轴线X4的延伸方向被推动，从而形成漏斗38内压力下的产品流，该产品流遇到所要填充的第一座S1，由此填充第一座S1。

应指出，第一旋转元件40a限定用于将产品馈送到第一座S1内的单元。

在第一实施例中，释放装置6除了包括第一旋转元件40a之外还包括第二旋转元件40b，第二旋转元件40b设计成绕相对第二旋转轴线X5旋转(图12)。

应指出，释放装置6还包括驱动装置，该驱动装置操作地联接到第一旋转元件40a和第二旋转元件40b以旋转该第二旋转元件40b。

第二旋转元件40b的第二旋转轴线X5平行于第一轴线X4。

关于第二旋转元件40b，使用所有参照第一旋转元件40a描述的所有考虑和技术及功能特征。

应指出，两个旋转元件(40a,40b)中的每个装备有相应的螺旋元件(41a,41b)和相应的轴(42a,42b)，相应的螺旋元件连接到相应的轴以进行旋转。

第二轴42b相对于填充单元1的框架29被旋转地支承。

第二轴42b沿第二旋转元件40b的第二旋转轴线X5延伸。

第二旋转元件40b还限定螺旋进料器，其通过绕第二旋转轴线X5旋转而允许沿第二旋转轴线X5的轴向延伸方向馈送产品。

有利地，第一旋转元件40a和第二旋转元件40b协同地或不协同地旋转。

应指出，第一和第二旋转元件40a，40b的轴42a,42b彼此平行。

根据又一方面，应指出，单元1的控制单元15(有利地还控制机器100)设计成释放装置6的至少一个第一旋转元件40a(且优选地还有第二旋转元件40b)由第一旋转单元9旋转，旋转速度取决于第一座S1的运动速度。

此外，根据本发明的另一方面，机器100的控制单元15设计成根据插入每个第一座S1内的产品的量以可变速度旋转释放装置6的至少一个第一旋转元件40a(且优选地还有第二旋转元件40b)。

更详细地，还能够通过增加第一和/或第二旋转元件40a,40b的旋转速度来增加插入每个座S1内产品的量，从而增加产品的外观密度，且反之亦然。

换言之，能够通过调节至少一个第一旋转元件40a(和第二旋转元件40b)的旋转速度改变容纳在第一座S1内产品的量，且因此在囊体3内产品的量。

旋转元件(40a,40b)与料斗38关联(定位在料斗38内)，料斗38还形成释放装置6的一部分。

应指出，料斗38由相应的侧壁限定，相应的侧壁是竖直和/或倾斜的。

更具体地，在附图中所示的实施例中，填充单元1包括料斗38，第一旋转元件40a和第二旋转元件40b关联到料斗38(定位在料斗38内)。

应指出，有利地，一个或多个旋转元件40a，40b的存在防止产品，尤其是粉末型产品(诸如咖啡)在料斗内形成块状，即结块，这种结块导致各第一座S1在经过用于形成剂量的区域R1时不完全填充。实际上，应指出，一个或多个旋转元件40a，40b旋转，从而移动产品并防止在用于馈送产品的料斗38内形成任何结块。这样，有利地，单元1可使用的速度尤其高，且因此，单元1在其操作时尤其快且可靠。

参照在用于形成剂量的区域R1内活塞13的运动，应注意以下内容。

较佳地，当上述第一座S1在用于形成剂量的区域R1内时，尤其是在进料区处，与第一座S1关联的第一活塞13定位在预定位置(竖直)，其中其限定第一座S1内的预定空间。

根据可能的运行模式，第一活塞13可从顶部向下移动(竖直)，使得第一座S1不仅由于作用在产品上使得产品进入座S1的重量而且还由于由活塞13从上部位置到所需(下部)位置的运动(位移)造成的产品上的抽吸作用而填充。

这样，有利地，由于第一活塞13下降造成的附加抽吸作用，机器100在填充工位SR、尤其在用于形成剂量的子工位ST1得到的速度尤其高。

根据本发明，通过在用于形成剂量33的区域R1借助于移动装置14改变活塞13的位置(竖直)，能够改变容纳在第一座S1内的产品的量，或者换言之能够改变剂量33。基本上，移动装置14设计成将活塞13定位在用于形成剂量33的区域R1的出料区的所需剂量位置，其中料斗38的整平元件限定剂量33。

参照压实子工位ST2，应指出，压实子工位ST2装备有设计成与活塞13同相压实第一座S1内产品的压实装置101。

下文更详细描述压实装置101。

在所述示例中，压实装置101包括压实元件26。

压实元件26在所示较佳实施例中包括压实活塞。

应指出，压实元件26连接到填充工位SR的旋转元件9(由旋转元件9承载)。

实践中，压实元件26随着第一座S1作为一体由旋转元件9旋转。

更具体地，填充单元1较佳地包括与每个容纳座S1关联的压实元件26。

压实元件26可在升高未操作位置与降低操作位置之间竖直移动。

应指出，压实元件26在用于压实剂量的子工位ST2定位在下降操作位置。

压实元件26定位在第一活塞13上方。

实践中，压实元件26相对于旋转元件9定位的位置使得在下降操作位置，其可插入穿过壳体元件21的上壁50的第一上部开口23A。

另一方面，第一活塞13相对于旋转元件9定位的位置使得第一活塞13可穿过壳体元件21的下壁51的第一下部开口22A。

应指出，压实元件26的下表面在压实区域R2限定定位在第一座S1内剂量33的上部接触元件，从而压实产品。

换言之，剂量S1由压缩元件26施加的压缩动作在第一活塞13与压实元件26之间被压缩。

或者，一旦形成剂量33，第一活塞13可移动以压实产品且压实元件26用作用于第一活塞13的固定接触元件。换言之，驱动和控制单元15可在第一活塞13与压实元件26之间移动一个或另一个或两者，以压实剂量33。

还应指出，根据未示出实施例，填充单元1包括单个压实元件26，该单个压实元件26相对于框架29固定(即，未被旋转元件9旋转)。

替代地，根据未示出实施例，压实元件26可省略并由上部固定接触元件代替，例如相对于框架29固定的板。

根据另一方面，有利地，填充单元1还包括至少一个顶出装置36，该顶出装置36在用于释放剂量的子工位ST3可移动以邻靠至少一个第一容纳座S1内的剂量33(顶部)，并将其顶出第一座S1，从而将其释放在容纳元件2(位于等待的第一座S1下方)内。

有利地，顶出装置36可竖直移动。

更具体地，根据附图中示出的实施例，填充单元1包括多个顶出装置36，每个顶出装置36与第一座S1关联。

较佳地，各顶出装置36包括活塞，活塞构造成邻靠用于释放剂量的子工位ST3处第一座S1内剂量33的顶部。

应指出，在用于释放剂量的子工位ST3，第一座S1的闭合路径PS定位在传输线路4的第一运动路径P上方(且因此在容器2上方)。

这些顶出装置36可在上部非操作位置与下部操作位置之间移动，其中它们与座S1内的剂量33(在顶部)形成接触以造成顶出。

应指出，顶出装置36在用于释放剂量33的子工位ST3定位在下部操作位置，如下文更详细描述的。

顶出装置36位于用于抬升容器2的活塞23上方。

应指出，单元1还包括用于抬升容器2的活塞23，该活塞23可在下部位置与用于抬升容器2的上部位置之间在用于释放剂量的子工位ST3可移动。

有利地，抬升活塞23可竖直移动。

较佳地，填充单元1包括用于每个第一容纳座S1的抬升活塞23；较佳地，每个活塞23随着第一座S1作为一体由旋转元件9旋转。抬升活塞23可由相应的致动器或由固定凸轮驱动。

实践中，顶出装置36相对于壳体元件21定位的位置使得在下部操作位置，顶出装置36可插入穿过上壁50的第二上部开口23B。

另一方面，抬升活塞23相对于壳体元件21定位在相对于第二下部开口22B对准的位置。

应指出，顶出装置36的下表面在用于释放剂量的区域R3在顶部邻靠定位在第一座S1内的剂量33，从而将产品推向座S1的外部以将剂量释放到由抬升活塞23抬升的容器2内。

应指出，在用于释放剂量33的区域R3，抬升容器2，用于将容器2移动到第二下部开口22B并使产品的逸出最少。

还应指出，根据未示出的实施例，有利地在逐步操作的情况下，填充单元1包括相对于单元1的框架29固定的单个顶出装置36。

一个或多个顶出装置36是可动的并在释放子工位ST3处在第一座S1上操作。

根据未示出的替代实施例，顶出装置36可省略，且当座S1位于释放位置P2时，即当座S1与第二下部开口22B对准，即与第二下部开口22B流体连通时，剂量33可由于重力落到容器2内。

关于压实元件26、顶出装置36、第一活塞13和抬升活塞23，应当指出上述元件/装置(26,36)和活塞(13,23)由旋转元件9(可竖直移动地)支承，即是说，它们定位在预定径向位置。

压实元件26、顶出装置36、第一活塞13和抬升活塞23如上所述竖直可移动。

关于填充单元1整体，应指出单元15还包括用于驱动和控制装置以分别移动第一座S1的单元(由一个或多个电子卡形成)。

有利地，驱动和控制单元15还构造成控制输送元件39和填充工位SR的可移动元件(例如活塞13和23、压实元件26以及顶出装置36)的行进。

应指出，驱动和控制单元15协调和控制其所连接的所有上述元件的步骤，从而允许进行下述操作。

根据本发明的填充单元1可有利地形成包装机器100(图1中所示)的一部分，用于包装萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体，例如上述类型的囊体。包装机器100还包括沿由输送元件39执行的第一路径P定位的多个工位，构造成与输送元件39和与填充工位SR以同步方式(较佳地连续)操作，包括至少以下工位：

-用于将各刚性容器2馈送到输送元件39的各相应座5内的工位SA；

-用于用盖34关闭各刚性容器的工位SC，尤其是刚性容器2的上部开口31；

-出料工位，其从输送元件39的各相应座5拾取各囊体3。

除了以上列出的工位(SA、SR、SC、SU)，包装机器100还可包括其它工位，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，以及根据所要包装的囊体类型还包括用于施加过滤元件的一个或多个工位。

填充单元1的操作在下文简要描述，尤其是填充工位SR，目标是澄清本发明的范围：具体来说，参照附图(具体是图4至8)所示的实施例描述刚性、杯形容器2的填充。

在第一旋转元件9运动(转动)期间，设计成填充有产品剂量33的第一座S1定位在用于形成剂量33的区域R1内，即是说在用于形成剂量33的子工位ST1附近。

应指出，馈送装置6在用于形成剂量33的区域R1内馈送产品，在形成区域R1填充第一座S1。

第一旋转元件9的运动较佳地为连续型运动。替代地，第一旋转元件9的运动是步进型。

更具体地，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。

有利地，一旦座S1已经填充，则填充单元1可执行压实剂量33的步骤。

更具体地，从用于形成剂量的子工位ST1，旋转元件9经过预定角度的旋转使第一座从用于形成剂量的子工位ST1移动到用于压实剂量的子工位ST2。

应指出，容纳元件20(即第一座S1)在用于形成剂量的子工位ST1和用于压实剂量的子工位ST2保持在用于接收剂量的位置P1。

在压实子工位ST2，压实元件26从顶部向下移动，穿过壳体元件50的上壁21的第一上部开口23A，直到邻靠第一座S1内的剂量33的顶部，以压实剂量。

剂量S1实际上在第一座S1内并由第一活塞13支承：第一活塞13的支承和压实元件26的压紧的组合作用允许剂量被压缩至预定值。

替代地，顶出装置36可用作被第一活塞13的作用压缩的剂量33的上部接触件。换言之，剂量33通过在第一活塞13与压实元件26之间朝向彼此移动一个或另一个或两个来压实。

实践中，剂量33经受所需压紧，这决定容积减少，从而能够在容器2内计量更多产品。

压实元件26在执行压实之后被升高以从座S1出来。

此时，第一座S1-在旋转元件9进一步旋转之后-通过旋转移动到释放子工位ST3。

与该旋转同时，或在旋转之前或之后立即，第一座S1的位置调节为使得将第一座S1从用于接收剂量的位置P1移动到用于释放剂量的位置P2。

换言之，元件20，即第一座S1径向移动，使得第一座S1定位在用于释放剂量的子工位ST3的用于释放剂量的位置P2。

在释放位置P2，第一座S1、第二上部开口23B和第二下部开口22B彼此叠置(即，它们占据平面上的共享区域)。

有利地，在释放区域/子工位(R3/ST3)，抬升活塞23从下降位置移动到升高位置，从而抬升尚未填充产品的容器2(其必须填充有产品)。

为了进行转移，在取决于旋转元件9、第一座S1、链条40的承载所要填充容器2的座5的旋转速度的时段内，抬升活塞23和顶出装置36在用于释放剂量的区域R3叠置定位(在不同高度)。

下文描述产品的剂量33从第一座S1到容纳元件2的释放。

抬升活塞23邻靠容器2的底部，从而抬升容器2。

应指出，抬升活塞23移动(从底部向上，即竖直)直到容器2与管状件53接触，即移动靠近管状件53为止，管状件53从第二下部开口22B向下延伸。

更具体地，容器2定位成使得管状件53部分地位于其内。

有利地，在升高位置，在管状件53与容器2之间有经过间隙，该经过间隙设计成使释放剂量33期间产品从容器2的逸出最少，但同时允许空气穿过。

实践中，管状件53形成第二下部开口22B的延伸；更详细地，管状件53构成用于从第一座S1向容器2释放产品的通道。

一旦第一容纳座S1处于释放位置P2，剂量33落向或被推向位于管状件53下方的容器2，即到达第二下部开口22B。

有利地，为了利于产品从第一座S1转移到容器2，顶出装置36从非操作升高位置移动到下降操作位置。

在从非操作升高位置到下降操作位置运动期间，顶出装置36与位于第一座S1内的产品剂量33接触，将其下推并促使其从第一座S1逸出。

剂量33从第一座S1转移到容纳件2。

应指出，在剂量33从第一座S1转移到容器2的步骤，座S1和容器2沿叠置轨迹移动，使得对于共享段，容器2定位在第一座S1下方。

应指出，在转移之后，空气流较佳地释放在容器2的套环32(上边缘)上。

为此目的，填充单元1包括用于释放流体，即空气或惰性气体(例如氮气、CO₂等)的装置55,该装置55与释放工位ST3操作地关联，以将流体流释放在容器2的套环32上。

应指出，顶出装置36在流体流释放在容器2上时处于下部操作位置。

更具体地，当流体流释放在容纳元件2上时，容器2较佳地由管状件53关闭，由此防止产品逸出。

应指出，空气流(通过流体释放装置55)的释放意味着容器2的容纳套环32是清洁的，从而其对于随后操作是完全有序，尤其是对于将一件密封片34密封到套环32的操作。

关于这方面，应指出，用于释放流体的装置55较佳地包括喷嘴56(图9中清楚可见)。较佳地，喷嘴56与管状件53关联。较佳地，至少一个喷嘴56与每个管状件53关联。

有利地，流体释放装置55较佳地包括源(未示出)流体以及与源流体连接的多个喷嘴56以允许释放加压流体，源流体诸如压力下的氮气、CO₂、其它惰性气体或空气。

转移后，抬升活塞23从升高位置移动到下降位置，从而将容器2向内移动，并抵靠链条40的相应座5搁置。

应指出，根据本发明的填充单元1在结构上尤其简单，且同时极其灵活，并可容易适用不同类型的产品和囊体。

根据本发明，还限定一种用于填充形成萃取和浸泡饮料的一次性使用囊体的容器的方法。如上所述，术语“容器”认为是意味着所示类型的刚性杯形容器2和用于过滤或保持连接到刚性容器的产品剂量的元件。

根据本发明的方法包括以下步骤：

-沿第一运动路径P移动一系列容器2；

-沿闭合路径PS移动设计成接收产品剂量33的至少一个第一接收座S1，该移动包括至少一个第一容纳座S1绕第一大致竖直旋转轴线X1的旋转；

-通过释放产品到至少一个第一容纳座S1内而在沿闭合路径PS定位的用于形成剂量的区域R1形成至少一个第一容纳座S1内的产品剂量33；

-沿闭合路径PS调节第一座S1的位置以接收产品，用于将第一座S1定位在闭合路径PS的用于形成剂量的预定区域R1处用于接收产品的位置P1和闭合路径PS的在用于转移剂量的预定区域R3处将剂量释放在容器2内的位置R2；

-在路径PS的用于形成剂量33的区域R1将产品剂量33释放在第一容纳座S1内；

-将产品剂量33从第一容纳座S1转移到闭合路径PS的用于转移剂量的区域R3处的容器2。

较佳地，形成剂量33的步骤包括将料斗38内松散积聚的产品量的一部分释放到至少一个第一容纳座S1内的步骤。

甚至更佳地，形成剂量的步骤包括使用螺旋进料器的推动作用将产品释放到至少一个第一容纳座S1内的步骤。

应指出，从一批产品开始(其关于量来说能够形成多个剂量33)在用于形成剂量的区域R1形成产品的剂量(将释放在容纳座S1内)。

根据该方法，沿第一运动路径P移动一系列容器的步骤包括沿作为位于水平面上闭合环路的路径PS移动各容器2。

较佳地，各容器2的系列以连续运动移动。

此外，将第一容纳座S1朝向释放区域R3移动的步骤包括第一座S1绕第一竖直轴线X1的旋转。

较佳地，将剂量33从第一座S1向容器S2转移的步骤包括将剂量33(较佳地使用顶出装置36)从第一座S1推至容器2的步骤。

较佳地，推动步骤包括在顶部与剂量33形成接触，并将剂量33从顶向下推，用于致使从第一座S1逸出。

根据另一方面，在将第一座S1从形成区域R1移动到释放区域R3的步骤期间，该方法包括压实第一座S1内剂量33的步骤。

较佳地，压实步骤包括邻靠第一座S1内剂量33的顶部(较佳地使用压实元件26)。

根据该方面，压实步骤包括通过与剂量33顶部接触的压实元件26和支承并接触剂量33底部的第一活塞13的组合作用来压实第一座S1内的剂量33。实践中，剂量33在压实元件26与第一活塞13之间被压缩。

更通常来说，应指出，该方法包括在释放第一座S1内产品剂量33的步骤之后且在从第一容纳座S1将产品剂量33转移到容器2之前压实第一容纳座S1内剂量33的步骤。

应指出，压实第一容纳座S1内产品剂量33的步骤包括准备压实元件26的步骤以及移动压实元件26以压缩第一座S1内产品，从而将其压实的步骤。

替代地，压实第一容纳座S1内产品剂量33的步骤包括准备压实元件26的步骤以及将第一活塞13朝向压实元件26移动以压缩第一座S1内产品，从而将其压实的步骤。

在另一变型实施例中，压实第一容纳座S1内产品剂量33的步骤包括准备压实元件26的步骤以及将第一活塞13和压实元件26朝向彼此移动以压缩第一座S1内产品，从而将其压实的步骤。

根据另一方面，调节第一座S1的位置以接收产品的上述步骤包括根据前进和返回行程沿线性方向移动第一座S1的步骤。

有利地，线性方向位于水平面上。

更具体地，调节第一座S1的位置以接收产品的步骤包括根据前进和返回行程相对于第一旋转轴线S1径向移动第一座S1的步骤。

根据另一方面，将产品剂量33从第一座S1转移到容器2的步骤包括准备顶出装置36的步骤和移动顶出装置36以将剂量33推出第一座S1并将剂量33释放到容器2内的步骤。

上述方法尤其简单且允许形成产品剂量33并以快速、清洁且可靠的方式填充容器2，诸如萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体3的刚性杯形容器。

Claims (27)

1.一种用产品剂量(33)填充各容器(2)的单元，包括：

-用于传输各所述容器(2)的线路(4)，所述线路(4)沿第一运动路径(P)延伸并设有用于所述容器(2)的多个支承座(5)，所述多个支承座(5)沿所述第一运动路径(P)相继布置；

-用产品剂量(33)填充各所述容器(2)的工位(SR)；

其特征在于，所述填充工位(SR)包括：

-至少第一容纳座(S1)，所述至少第一容纳座(S1)设计成接收产品剂量(33)；

-移动装置(10)，所述移动装置(10)包括的第一元件(9)，所述第一元件(9)绕大致竖直的第一旋转轴线(X1)旋转并支承沿闭合路径(PS)绕所述第一旋转轴线(X1)旋转的所述至少一个第一容纳座(S1)；

-调节装置(11)，所述调节装置(11)用于调节所述至少一个第一容纳座(S1)沿所述闭合路径(PS)的位置，并构造成在用于接收所述剂量的位置(P1)与用于将所述剂量释放在相应容器(2)内的位置(P2)之间沿所述闭合路径(PS)调节所述第一容纳座(S1)的位置；

-用于在所述至少一个第一容纳座(S1)内形成所述剂量(33)的子工位(ST1)，设有用于释放预定量产品形成位于用于接收剂量的位置(P1)内所述至少一个第一容纳座(S1)内的剂量(33)的装置(6)；

-用于从位于用于释放剂量至在由所述传输线路(4)传输的相应容器(2)的位置(P2)内所述至少一个容纳座(S1)释放产品剂量(33)的子工位(ST3)；

用于调节位置的所述调节装置(11)构造成将所述至少一个第一容纳座(S1)放置在用于形成剂量(33)的子工位(ST1)处用于接收剂量的位置(P1)，和释放子工位(ST3)处用于释放剂量的位置(P2)。

2.如前述权利要求所述的填充单元，其特征在于，所述闭合路径(PS)位于水平面上。

3.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，所述闭合路径(PS)是弯曲路径。

4.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，包括径向定位在第一旋转元件(9)上以由所述第一旋转元件(9)旋转的多个第一容纳座(S1)，从而周期性地与所述形成子工位(ST1)和所述转移子工位(ST3)配合。

5.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，调节位置的所述调节装置(11)构造成在用于接收剂量的位置(P1)与用于释放剂量的位置(P2)之间相对于所述第一旋转轴线(X1)径向移动所述至少一个第一容纳座(S1)。

6.如前述权利要求所述的填充单元，其特征在于，所述位置调节装置(11)构造成从用于接收剂量的位置(P1)向用于释放剂量的位置(P2)沿向前行程且根据从用于释放剂量的位置(P2)到接收剂量的位置(P1)的返回行程径向移动所述至少一个第一容纳座(S1)。

7.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，所述位置调节装置(11)包括凸轮(57,20a)，所述凸轮(57,20a)构造成沿所述闭合路径(PS)调节所述至少一个第一容纳座(S1)的位置。

8.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，所述至少一个第一容纳座(S1)由空腔(18)的侧壁和底壁(F)限定，所述填充单元对于每个第一容纳座(S1)包括：

-第一活塞(13)，所述第一活塞(13)可在下部位置与上部位置之间移动，并当所述第一容纳座(S1)位于用于接收剂量的位置(P1)时形成所述第一容纳座(S1)的所述底壁(F)；

-用于移动所述活塞(13)的移动装置(14)，所述移动装置(14)在所述下部与上部位置之间移动所述活塞(13)以调节所述第一容纳座(S1)的内部容积。

9.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，还包括：压实子工位(ST2)，所述压实子工位(ST2)构造成压实所述第一容纳座(S1)内的所述剂量(33)并在所述形成子工位(ST1)与所述释放子工位(ST3)之间沿所述闭合路径(PS)延伸。

10.如权利要求9所述的填充单元，其特征在于，还包括：至少一个可移动压实元件(26)，所述至少一个可移动压实元件(26)在所述压实子工位(ST2)处用于压缩所述第一容纳座(S1)内的所述剂量(33)。

11.如前述权利要求所述的填充单元，其特征在于，包括多个压实元件(26)，每个所述压实元件(26)与相应的第一容纳座(S1)可操作地关联。

12.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，包括：抬升活塞(23)，所述抬升活塞(23)在下部位置与其抬升所述容器(2)的上部位置之间在所述释放工位(ST3)可移动。

13.如前述权利要求所述的填充单元，其特征在于，包括用于每个第一容纳座(S1)的抬升活塞(23)。

14.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，还包括：至少一个顶出装置(36)，所述至少一个顶出装置(36)在所述释放子工位(ST3)可动以邻靠所述至少一个第一容纳座(S1)内的所述剂量(33)，将所述剂量(33)顶出所述第一容纳座(S1)外部并将所述剂量(33)释放到相应容器(2)内。

15.如前述权利要求所述的填充单元，其特征在于，包括多个顶出装置(36)，每个所述顶出装置(36)与相应的第一容纳座(S1)可操作地关联。

16.如前述权利要求中任一项所述的填充单元，其特征在于，所述第一容纳座(S1)是容纳元件(20)内形成的穿通座。

17.如前述权利要求所述的填充单元，其特征在于，包括壳体元件(21)，所述壳体元件(21)设计成容纳所述容纳元件(20)并装备有第一上部开口(23A)、第二上部开口(23B)、第一下部开口(22A)、以及第二下部开口(22B)，所述第一上部开口(23A)允许产品进入且允许设计成压实所述第一容纳座(S1)内的产品的压实元件(26)进入，所述第二上部开口(23B)用于允许设计成顶出所述产品剂量(33)的顶出装置(36)进入，所述第一下部开口(22A)用于允许当所述第一容纳座(S1)处于用于接收所述剂量(33)的位置(P1)时形成所述第一容纳座(S1)的底壁(F)的第一活塞(13)进入，所述第二下部开口(22B)允许产品从所述第一容纳座(S1)逸出。

18.如前述权利要求所述的填充单元，其特征在于，所述容纳元件(20)在所述壳体元件(21)内可滑动，且所述位置调节装置(11)构造成将所述第一容纳座(S1)放置在所述用于接收剂量的位置(P1)处的所述第一上部开口(23A)和下部开口(22A)以及所述用于释放剂量的位置(P2)内的所述第二上部开口(23B)和下部开口(22B)。

19.如权利要求17或18所述的填充单元，其特征在于，所述第一上部开口(23A)定位在所述第一下部开口(22A)上方，且所述第二上部开口(23B)定位在所述第二下部开口(22B)上方。

20.包装机(100)，设计成包装萃取或浸泡饮料的一次性使用囊体(3)，包括：

-输送线路(4)，所述输送线路(4)设计成输送所述一次性使用囊体(3)的容器(2)；

-馈送工位(SA)，所述馈送工位(SA)设计成将所述容器(2)馈送到所述输送线路(4)的相应支承座(5)内；

-如前述权利要求中任一项所述的填充单元(1)；

-关闭工位(SC)，所述关闭工位(SC)用相应件的密封片(34)关闭所述容器(2)；以及

-出料工位(SU)，所述出料工位(SU)设计成从所述输送线路(4)的所述支承座(5)拾取所述囊体(3)。

21.一种用产品剂量(33)填充容器(2)的方法，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-沿第一运动路径(P)移动连续的容器(2)；

-沿闭合路径(PS)移动设计成接收产品剂量(33)的至少一个第一容纳座(S1)，所述移动包括所述至少一个第一容纳座(S1)绕第一大致竖直旋转轴线(X1)的旋转；

-通过将产品释放到所述至少一个第一容纳座(S1)内而在沿所述闭合路径(PS)定位的用于形成剂量的区域(R1)形成所述至少一个第一容纳座(S1)内的产品剂量(33)；

-沿所述闭合路径(PS)调节所述至少一个第一容纳座(S1)的位置，用于将所述至少一个第一容纳座(S1)定位在所述闭合路径(PS)的用于形成所述剂量的区域(R1)处用于接收剂量的位置(P1)和所述闭合路径(PS)的用于转移剂量的预定区域(R3)处用于释放剂量的位置(P2)；

-在所述闭合路径(PS)的用于形成剂量的区域(R1)将产品剂量(33)释放在所述至少一个第一容纳座(S1)内；

-将产品剂量(33)从所述至少一个第一容纳座(S1)转移到所述闭合路径(PS)的用于转移剂量的区域(R3)处的容器(2)。

22.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，沿第一移动路径(P)移动连续容器(2)的步骤包括沿作为位于水平面上闭合环路的第一移动路径(P)移动各所述容器(2)。

23.如权利要求21或22所述的方法，其特征在于，包括在将产品剂量(33)释放到所述至少一个第一容纳座(S1)的步骤之后且在将产品剂量(33)从所述至少一个第一容纳座(S1)转移到容器(2)的步骤之前，压实所述至少一个第一容纳座(S1)内所述剂量(33)的步骤。

24.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，压实所述至少一个第一容纳座(S1)内产品剂量(33)的步骤包括准备压实元件(26)的步骤和移动所述压实元件(26)以抵靠所述至少一个第一容纳座(S1)内产品的顶部的步骤。

25.如权利要求21至24中任一项所述的方法，其特征在于，调整所述至少一个第一容纳座(S1)的位置的步骤包括根据向前和返回行程沿线性方向移动所述至少一个第一容纳座(S1)的步骤。

26.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，调整所述至少一个第一容纳座(S1)的位置的步骤包括根据向前和返回行程相对于所述第一旋转轴线(X1)径向移动所述至少一个第一容纳座(S1)的步骤。

27.如权利要求21至26中任一项所述的方法，其特征在于，将产品剂量(33)从所述至少一个第一容纳座(S1)转移到容器(2)的步骤包括准备顶出装置(36)的步骤和移动所述顶出装置(36)以将所述剂量(33)推出所述至少一个第一座(S1)外并将所述剂量(33)释放在所述容器(2)内的步骤。