CN111491542B - 用于饮料分份分配器的可更换料筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于分份分配器(1)的可更换料筒(3)，该分份分配器被布置成用于存储和分配饮料制品(8)以用于制备饮料，该可更换料筒包括：细长的中空存储构件(7)，该细长的中空存储构件包括用于容纳多个饮料制品(8)的内部，该内部包括闭合端(9)和包括出口开口(11)的敞开端(10)；闭合盖(14)，该闭合盖适于在存储构件的敞开端以可移除方式连接到细长的中空存储构件(7)，并且通过存储构件(7)和闭合盖(14)的可移除的互补连接(15)密封，其中闭合盖(14)包括锁定构件(26)或栓构件，该锁定构件或栓构件被布置成用于与分份分配器(1)的栓构件(25)或锁定构件互补地配合，并且用于允许闭合盖(14)从细长的中空构件(7)移除并重新连接到该细长的中空构件(7)。

Description

用于饮料分份分配器的可更换料筒

技术领域：

本发明涉及在诸如家用或专业使用的咖啡机的饮料制备设备中存储和分配经分份的饮料制品以使用此类饮料经分份的制品来制备饮料。

背景技术

已知咖啡以气密包装出售，以防止咖啡与空气接触，与空气接触将导致咖啡快速氧化和香味损失。基本上因为在合适的咖啡机中提取咖啡之前，每份咖啡可由合适的气密功能性包装良好地保护，所以饮料闭合胶囊领域已得到极大的发展。

例如，EP0512468和EP0512470分别提供密封的饮料胶囊以及用于从此类胶囊中提取饮料的方法。

US8178139和US8210097分别提供了一种球形胶囊，该球形胶囊包括待输注的物质的压实聚集体以及对空气和水不可渗透的包装包壳，并且提供了一种用于通过刺穿包装包壳来从此类密封胶囊中自动制备和分配饮料的机器。具体地，胶囊在输注室上方的贮存器中堆叠，并且由形成该输注室的一部分的后轭单独地选择。

FR2879175为自动饮料和分配机器提供咖啡配剂，该自动饮料和分配机器包括输注室和输注室中确定量的研磨咖啡的填装位置。咖啡配剂可从烘焙并研磨的咖啡压实成轧制的外部形状，即基本上球形的球。咖啡配剂还包括包壳，该包壳由将咖啡聚集体限制在一起的至少一个多孔材料层或多孔材料膜制成。

WO2014135677提出了一种用于保持饮料配料胶囊的包装，该包装具有利用闭合材料气密密封的外孔隙并且包括氧气阻隔和/或水蒸气阻隔特性，并且其中闭合材料由第一闭合胶囊的至少一部分形成，该第一闭合胶囊布置在包装的出口孔隙附近。本发明还描述了一种用于包含饮料配料的胶囊的受控分配的设备，其中该设备包括排放出口、阻隔分配区域以及用于在胶囊接纳室中冲刷惰性气体的装置，该排放出口用于选择性地分配闭合胶囊，并且阻隔分配区域布置在闭合胶囊输送路径内。

诸如EP1879487或US20110185908的其他专利涉及从分配器中分配咖啡粉末，该分配器包括存储容器、遮挡板装置以及真空或惰性气体源，以从分配室中清除氧气。

一般来讲，被设计成很好地防止咖啡配料氧化的经分份的包装解决方案通过完美的定量给料和受控提取而提供了许多优点，诸如新鲜度、咖啡质量。然而，它们的生产成本高昂，通常耗费包装材料，并且可能需要复杂的包装回收链。

大多数其他分配咖啡配料的分配解决方案，特别是对于散装咖啡粉末而言，都存在定量给料准确性的问题，并且在需要专用的真空或惰性气体生产系统来在分配器内保持受控氛围方面提供复杂性、膨松度和成本。

WO2014135677还具有通过专用的真空或惰性气体生产设备来保持受控氛围的缺点。另外，分配料筒的生产复杂并且耗费包装。

因此，寻求一种在保持产品配料尽可能新鲜并减少包装材料耗费的同时提供低成本、可持续且简单的可更换包装以精确且可靠地分配饮料产品配料(例如，烘焙并研磨的咖啡)以供制备饮料的解决方案。

本发明旨在克服现有技术的上述问题。此外，本发明旨在提供对说明书中所识别的其他问题的解决方案。

发明内容：

在第一方面，本发明涉及一种用于分份分配器的可更换料筒，该分份分配器被布置成用于存储和分配饮料经分份的制品以供制备饮料，该可更换料筒包括：

-细长的中空存储构件，该细长的中空存储构件包括用于容纳多个经分份的饮料配料制品(在下文中，称为“饮料制品”)的内部，该内部包括闭合端和具有出口开口的敞开端，

-闭合盖，该闭合盖适于在存储构件的敞开端处以可移除方式连接到该细长的中空存储构件，并且适于通过可移除的互补连接密封到该细长的中空存储构件，

其中闭合盖包括锁定构件或相应的栓构件，该锁定构件或相应的栓构件被布置成与分份分配器的栓构件或相应的锁定构件互补地配合，并且用于允许闭合盖在细长的中空存储构件连接到分份分配器时从细长的中空存储构件中移除，并且在细长的中空存储构件与分份分配器断开之前重新连接到细长的中空存储构件。

术语“可更换的”意指在并非所有饮料制品都已被分配的同时，分份分配器中保持在适当位置的料筒可在闭合状态(其中盖重新连接到料筒)下从分份分配器中移除，而不会使料筒中存在的饮料制品劣化。然后可将另一料筒(具有用于不同饮料的饮料制品)连接到分份分配器。

优选地，细长的中空存储构件为管状存储构件的形式。

出口开口优选地具有被构造为允许一次分配单个饮料制品或一次分配多个饮料制品的大小。

闭合端可以是在结构上闭合的或通过特定的闭合装置闭合的。

优选地，通过诸如真空或无氧惰性气体保护内部免受环境空气和/或湿气的影响，并且当闭合盖与细长的中空存储构件处于连接位置时，该细长的中空存储构件和闭合盖以防止气体与环境空气交换的方式密封闭合。

另外，细长的中空存储构件的内部受到保护以免受UV光的作用，以便防止饮料制品受到UV光的影响。

具体地，在闭合盖的任何第一移除之前，内部都优选地基本上不含氧气。残余氧气的可能水平应使得烘焙并研磨的咖啡在几天或几周的时段内保持基本上不被氧化。

本发明基本上源于在选择性地分配一个或多个制品的同时使包装中成组存储的经分份的制品与环境空气之间的气体(和湿气)交换最小化的原理。一个方面在于通过分份产品分配器重复地、牢固地和自动地打开以用于分配料筒以及重新密封以用于存储料筒的能力。

优选地，经分份的饮料配料制品(在下文中，称为“饮料制品”)基本上是球形的，并且基本上由压实粉末、薄片、纤维、叶瓣、水果粒或它们的组合制成。这些特征提供了更易于处置、对制备饮料的精确定量给料以及由于形状和此类形状的压实所赋予的有限交换表面而产生的抗氧化性的优点。

在优选的示例中，经分份的饮料制品优选地为密度介于0.5g/cm³和1.2g/cm³之间、更优选地为0.65g/cm³和1g/cm³之间的经压实的咖啡粉末球形形状。它们的直径可以是20-30mm、更优选为25-28mm，并且质量可以是介于5克和10克之间，更优选为介于6克和8克之间。

优选地，饮料制品基本上由经压实的烘焙并研磨的咖啡制成。优选地，每个饮料制品由经压实的粉末制成，经压实的粉末的密度介于0.5g/cm³和1.2g/cm³之间、更优选地介于0.65g/cm³和1g/cm³之间、最优选地介于0.7g/cm³和0.9g/cm³之间。

另选地，饮料制品由经压实的可溶咖啡或茶制成。

术语“基本上”意指每个制品的重量的90％以上由所考虑的材料制成。

考虑到外表面的天然缺陷和粗糙度以及可能移除较小部分的球体或表面压花(例如，截短)，术语“球形”意指球状或接近或等于球体的形状。

在所提议的模式下，饮料制品不含非食物物料覆盖物(另外的包装层)。因此，饮料制品不是单独包装的，这样显著降低了生产成本并确保每个料筒的包装耗费更低。这可以是例如由经压实的咖啡制成的饮料制品的情况。

在另选方案中，每个饮料制品可由至少一个约束层覆盖，该约束层由生物可降解或水溶性材料制成。优选地，该材料是多孔的或遇水溶解的。例如，每个饮料制品可被由纤维素、多糖或诸如聚乳酸的可生物降解的聚合物制成的包壳包裹，优选地被薄包壳包裹。约束层基本上用于根据配料的类型保持饮料制品的经压实形状的完整性，使得这样降低破碎成小碎片的风险，或者如果破碎，则将碎片保持容纳在包壳内。这可以是例如由经压实的茶/茶叶制成的饮料制品的情况。

细长的中空存储构件优选地被设计成接纳堆叠的饮料制品。细长的中空存储构件具有相对于食品而将其尺寸设计成允许将单排堆叠的饮料制品存储在料筒中的横截面。叠堆中的第一制品与闭合盖的内表面接触，因此当闭合盖被锁定构件移除(例如，上拉)时，该第一制品能够通过重力排放。闭合盖的内表面可成形为凹形表面，以在移除闭合盖时接纳第一饮料制品。当饮料制品被运动到分配区域和/或由分份分配器分配时，闭合盖可用作饮料制品的支撑装置。

细长的中空构件和闭合盖可由包括氧气阻隔物的诸如EVOH或PVOH的一种或多种包装材料形成。具体地，在闭合盖的任何第一移除之前，内部都优选地基本上不含氧气。

在本发明所提议的模式中，闭合盖和细长的中空存储构件的互补连接以力锁合和/或形锁合方式连接。

在一个可能的方面，闭合盖和细长的中空存储构件的互补连接包括闭合盖的螺纹与细长的中空构件的互补螺纹一起布置。

另外的互补连接可以是卡口式连接。

优点在于易于通过外部分份分配器的栓构件移除闭合盖。具体地，栓构件可设置有芯轴型驱动设备，该芯轴型驱动设备可快速拧开闭合盖和重新拧紧闭合盖以打开细长的中空构件的端部。优选地，密封构件设置在闭合盖和细长的中空构件之间。密封构件可以是互补连接的一部分或互补连接的附加件。密封构件能够有效地防止氧气进入料筒内。在优选的模式中，密封构件可包括至少一个柔性的环形唇缘，该环形唇缘分别从闭合盖或细长的中空存储构件突出并且分别支撑在细长的中空存储构件或闭合盖上。密封构件可包括附加的可压缩环形圈，诸如由橡胶、硅树脂、EPDM或热塑性弹性体制成的O型环。

在优选的方面，锁定构件包括接纳腔和入口通道，该接纳腔限定用于栓构件的末端部分的接纳腔，该入口通道用于栓构件的末端部分的选择性插入。入口通道优选地具有比接纳腔的横向截面小的横向截面。因此，避免了意外或不适当地移除闭合盖的风险。可由分份分配器适当地控制闭合盖的移除，以确保打开料筒来在分配器的密封限定区域中(例如，在饮料制品被截留在分配区域之前或转移到分配区域的有限体积中)分配饮料制品，因此将能够进入料筒的氧气可能的体积保持在足够低。

锁定构件的接纳腔可包括至少一个第一接合表面，优选地，相对于细长的中空构件的延伸方向横向和/或径向布置的多个第一接合表面，以通过栓构件的末端部分传递扭矩，用以释放闭合盖和细长的中空构件的互补连接。具体地，当互补连接包括闭合盖的螺纹以及细长的中空构件的互补螺纹时，接合表面能够传递扭矩以拧开闭合盖，并且将其与细长的中空构件分离。

锁定构件还可包括至少一个第二接合表面，优选地，相对于细长的中空存储构件的开口横向和/或径向布置的多个第二接合表面，以通过栓构件传递扭矩，用以重新连接闭合盖和细长的中空构件的互补连接。类似地，当该互补连接包括闭合盖的螺纹以及细长的中空构件的互补螺纹时，第二接合表面能够传递扭矩以拧紧闭合盖并将其重新连接到细长的中空构件，以密封地闭合料筒并且避免与环境的进一步气体交换或真空减少。

在一种模式下，锁定构件包括接纳腔，该接纳腔具有径向布置的第一接合表面和第二接合表面，第一接合表面和第二接合表面作为两个突起的表面部分，这两个突起从接纳腔朝向该接纳腔的中心向内突出并且彼此相对定位以根据栓构件的旋转方向选择性地接合。同样，此类解决方案特别适合闭合盖和细长的中空构件的螺纹连接，并且可通过由专用芯轴型驱动设备驱动的栓构件较容易地在两个相反的旋转方向上致动。

在第二模式下，锁定构件包括具有优选为椭圆形的非圆形横向形状的接纳腔，该接纳腔被布置成用于接纳栓构件的可膨胀末端部分。锁定构件还可包括轮廓小于接纳腔的较大横向尺寸的入口通道。优选地，该入口通道为圆形轮廓。该模式对于通过自动间隙补偿实现在两个相反方向(例如，拧紧方向和拧开方向)上从栓构件向锁定构件传递扭矩而言是特别简单的。

锁定构件可包括具有圆形开口的入口通道，该入口通道小于优选为椭圆形的非圆形接纳腔的较大尺寸，从而提供内肩部，使得能够在移除闭合盖期间使栓构件的末端部分轴向接合。

在这种模式下，分配器设备的栓构件的末端部分优选地包括可膨胀的接合构件，诸如两个单独的圆盘半块，这两个单独的圆盘半块能够通过入口通道(例如，圆形)被插入并且能够在接纳腔内横向运动地分开，以将栓构件固定到闭合盖的锁定构件。

在第三种模式下，锁定构件包括具有可变形特性的中空接纳腔和横向截面比中空接纳腔的横截面及栓构件的末端部分的对应横向截面小的入口通道，以用于在末端部分的插入时使接纳腔膨胀。此类解决方案的优点是，在料筒的锁定构件与分配器的栓构件之间获得更紧密的匹配，以减小间隙并且增加传递到闭合盖的扭矩，并且有利于移除和重新连接。也可增加闭合盖的运动速度，从而减少料筒中真空或保护氛围的损失。

具体地，锁定构件可包括接纳腔，该接纳腔具有径向布置的第一接合表面和第二接合表面，第一接合表面和第二接合表面在其内表面处形成纵向延伸的沟槽或肋，该沟槽或肋与在栓构件的末端部分的外表面处纵向延伸的肋或沟槽互补成形。同样，改善了栓构件和锁定构件之间的配合。可进一步增加闭合盖的运动速度。

另外，闭合盖的连接还可在其外管状表面上包括向外定向并可回缩的舌状部，该舌状部被布置成用于与细长的中空存储构件的敞开端的互补形状的贯穿开口接合，并且锁定构件的接纳腔包括弹性致动构件，该弹性致动构件跨接纳腔布置以用于由栓构件的末端部分接合，以在接合到接纳腔中时回缩舌状部。因此，在舌状部回缩之前，螺纹或卡口式连接或类似的连接可被阻挡。优点是进一步固定料筒的闭合盖，从而降低闭合盖意外或不适当移除的风险。

在另一方面，细长的中空存储构件包括凹陷部或突起，诸如环形沟槽，该环形沟槽被布置成用于将细长的中空存储构件可移除地连接到闩锁构件，该闩锁构件诸如分配器的接纳部分的钩型弹性偏压闩锁构件。凹陷部或突起优选地定位在存储细长的中空构件的附接部分上，该附接部分可与接纳部分的互补管状表面配合。接纳部分的闩锁构件可定位在管状表面中。

应当指出的是，作为本发明范围内的变型，锁定构件可以是分配器的一部分，并且栓构件可以是闭合盖的一部分。

本发明还涉及包括如上所述的饮料分配器和可更换料筒的系统。

更具体地，本发明涉及包括可更换料筒和分份分配器的系统，其中该可更换料筒包括：

-细长的中空存储构件，该细长的中空存储构件包括用于容纳多个饮料制品的内部，该内部包括闭合端和敞开端，该敞开端包括出口开口，

-闭合盖，该闭合盖适于在存储构件的敞开端处以可移除的方式连接到细长的中空存储构件，并且适于通过可移除的互补连接密封到存储细长的中空构件，

其中该闭合盖包括锁定构件或相应的栓构件，

并且其中分份分配器包括栓构件或相应的锁定构件，该栓构件或相应的锁定构件被布置成与闭合盖的锁定构件或相应的栓构件互补地配合，并且用于允许闭合盖从细长的中空构件中移除以及重新连接到该细长的中空构件。

在优选的方面，可移除的互补连接包括闭合盖的螺纹和细长的中空存储构件的互补螺纹的布置。

本发明还涉及如上所述的包括分份分配器的饮料制备设备或分份分配器系统。

附图说明：

图1示出本发明的分份分配器系统的透视图，其中可更换料筒与分份分配器组装在一起；

图2示出本发明的可更换料筒的侧视图；

图3示出图1的本发明的分份分配器系统在平面P上的横剖视图；

图4是图3的放大视图，示出处于活塞的延伸位置的可更换料筒与分份分配器之间的接口；

图5至图8以透视横剖视图示出根据第一实施方案的分份分配器的运动学原理；

图5示出处于排放位置的分份分配器系统的横剖透视图，其中活塞处于延伸位置并且可更换料筒由其闭合盖密封(即，在从分配器中的堆中选择和装载饮料制品之前)；

图6示出处于排放位置的图1的本发明的分份分配器系统的横剖透视图，其中饮料制品在转移到分配区域之前布置在排放室中；

图7示出本发明的分份分配器系统的横剖透视图，其中饮料制品布置在排放室中，活塞处于回缩位置，并且在转移之后处于分配位置；

图8示出处于分配位置的本发明的分份分配器系统的透视图，其中活塞处于延伸位置，并且饮料制品在分配区域中分配；

图9是图5的放大横剖视图；

图10是图6的放大横剖视图；

图11是图7的放大横剖视图；

图12示出分份分配器系统的透视图，其中在排放位置和分配位置之间的活塞组件的中间位置中部分地移除框架；

图13是图12的放大横剖视图；

图14示出可更换料筒的闭合盖的侧视图；

图15是图14的闭合盖的底视图；

图16是图14的闭合盖在平面A-A中的透视横剖视图；

图17是活塞的栓构件与可更换料筒的闭合盖的锁定构件的接合的横截面侧视图；

图18是图17的透视横剖视图，其中移除了活塞的密封部分；

图19是闭合盖在平面A-A中的透视横剖视图，示出在移除(即，通过活塞拧开闭合盖)期间栓构件的接合；

图20是闭合盖沿A-A的透视横剖视图，示出在重新连接(即，通过活塞拧紧闭合盖)期间栓构件的接合；

图21是图20的透视横剖视图；

图22示出图2的饮料制品料筒的横截面纵向视图；

图23是根据第二实施方案的图14的闭合盖的横剖透视图；

图24是图23的闭合盖的平面视图；

图25是分份分配器的栓构件的透视图，该分份分配器被布置成用于与图22至图24的第二实施方案的闭合盖接合；

图26示出图25的栓构件(具体地，致动系统的致动器)的细节；

图27是图25的栓构件的放大横剖视图；

图28是图25的栓构件的夹套的透视图；

图29是闭合盖在平面A-A中的横剖视图，其中活塞的栓构件插入处于中性位置(即，尚未在锁定位置致动)的闭合盖的锁定构件中；

图30是图29的处于中性位置的锁定系统在平面C-C中的横剖视图；

图31是闭合盖在平面A-A中的横剖视图，其中活塞的栓构件插入锁定构件中的锁定位置以移除(例如，拧开)闭合盖；

图32是图31的锁定系统在平面C-C中的横剖视图；

图33是如图32的但处于牵拉闭合盖的后续操作中的锁定系统在平面C-C中的横剖视图；

图34是根据第三实施方案的闭合盖和活塞的锁定构件在联接之前的锁定系统的透视图；

图35是图32的锁定系统在平面D中的横截面。

图36是图33的锁定系统处于锁定位置时在平面D中的横截面；

图37是图33的锁定系统在移除闭合盖之后在平面D中的横截面。

具体实施方式

本发明涉及如图4所示的分份分配器系统1，该分份分配器系统包括根据本发明的分份分配器2和可更换料筒3。

分份分配器2通常包括框架4，该框架具有用于接纳可更换料筒的接纳部分5。排放开口6可设置在该接纳部分中。

图2和图22示出本发明的料筒的第一实施方案。可更换料筒3包括细长的中空存储构件，该细长的中空存储构件呈管状存储构件7的形式，用于存储饮料制品8，诸如经压实的饮料配料球。饮料配料可包括烘焙并研磨的咖啡，或者可以是烘焙并研磨的咖啡。管状存储构件优选地被布置成容纳一堆饮料制品，当可更换料筒被接纳在接纳部分5中时，这些饮料制品被竖直地布置，从而允许饮料制品在分份分配器中通过重力单独地排放。管状存储构件优选为细长的并且沿纵向轴线(Y)延伸。具体地，存储管状构件包括闭合端9和敞开端10，敞开端10包括出口开口11，出口开口11具有被构造成允许一次分配单个饮料制品的横截面。管状存储构件7包括在出口开口11处或其附近并可连接到框架的接纳部分5的至少一个管状表面13的附接部分12。此外，闭合盖14适于以在管状存储构件7的敞开端10以可移除和可密封的方式连接到管状存储构件7。为此，提供了存储构件和闭合盖的可移除的互补连接15。如稍后将更详细地讨论，该可移除连接可有利地包括螺纹，该螺纹用于使闭合盖能够通过拧开而移除并且通过拧紧而连接。

优选地，可更换料筒的内部具有较低的氧含量。更优选地，该可更换料筒的内部处于真空下或使其饱含诸如二氧化碳和/或氮气的无氧惰性气体。管状存储构件和闭合盖优选地由至少在几天或几周期间阻隔氧气的聚合物和/或金属材料制成。也诸如通过气体密封连接和/或通过另外的例如密封唇缘或O型环的至少一个密封构件在保护盖14和管状存储构件7之间布置气体密封布置。

根据本发明的一个方面，分份分配器包括活塞组件16，该活塞组件被布置成用于接纳饮料制品并且将其输送到框架的包括分配开口18的分配区域17。活塞组件基本上包括活塞19，该活塞往复地布置在活塞壳体20中。活塞与排放开口6一起轴向布置，并且当可更换料筒配合在分份分配器的接纳部分中时与可更换料筒的纵向轴线(Y)对准。

分配器的管状表面13被布置成用于与可更换料筒的管状构件7联接，使得料筒保持为基本上竖直的布置，从而允许饮料制品在分配器中通过重力排放。接纳部分5还可包括至少一个弹性连接构件21，该弹性连接构件被布置成用于可移除地接合可更换料筒的管状存储构件的可移除连接构件。如图4所示，该可移除连接构件可以是钩型连接构件，该钩型连接构件定位在管状表面13内并且被弹性地布置成用于接合诸如管状存储构件的环形互补形状的沟槽22的至少一个凹陷部或突起。钩型闩锁构件21可包括至少一个齿，该齿具有与沟槽22接合的基本上横向的表面以防止料筒向上轴向运动。该连接使得能够将可更换料筒固定在适当位置，并且还有助于可更换料筒与接纳部分的密封以及与活塞组件的稳定对准。当然，这些连接装置可采用许多其他形式，诸如弹簧偏压环或一系列周向分布的弹簧偏压珠。例如，公部件(例如，钩型构件)也可以是料筒的一部分，并且母部件(例如，沟槽)可设置在管状表面13内。

活塞19被布置在活塞组件16的活塞壳体20中以在延伸位置和回缩位置之间运动，在延伸位置，活塞靠近排放开口6(在图3和图4中可见)，并且在回缩位置，限定排放室23(在图6和图9中可见)。排放室23的体积根据活塞相对于排放开口6的回缩距离而限定。此类距离可被调节至适应待排放的饮料制品的数量和/或体积，使得当存在一个或多个饮料制品时在排放室23中形成最小空置体积。具体地，这种体积的尺寸可被设计为单个饮料制品的大小，以使得活塞组件能够单独捕获饮料制品。

活塞组件16还包括用于打开和重新闭合可更换料筒的装置，以控制饮料制品的单独排放，同时保持料筒内部的较低氧含量。为此，活塞包括被布置成用于连接到可更换料筒的闭合盖14的末端部分24。活塞组件16被布置成用于以分离可移除的互补连接15并且在分配饮料制品之后将其重新连接的方式使活塞运动。

闭合盖的支撑表面(即，支撑饮料制品以通过壳体分配饮料制品的表面，如图11所示)也被设计成匹配遮挡板的表面，使得将可能进入料筒中的空气量保持尽可能的低。优选地，当遮挡板为平面时，闭合盖的支撑表面为平面的。

具体地，活塞的末端部分24形成栓构件25的一部分，该栓构件被布置成用于与闭合盖的锁定构件26互补配合。将结合图15至图21的示例进一步描述这种栓和锁定布置。原则上，栓构件25和锁定构件26被构造为提供连接，使得当活塞在延伸位置和回缩位置之间运动时，闭合盖能够保持被固定到活塞。因此，当活塞回缩时，闭合盖为堆中的第一饮料制品形成支撑，从而在活塞回缩时使第一饮料制品轻轻地随活塞排放到排放室中，而不是通过重力落入该室中。该支撑在排放期间提供保持饮料制品完整性的优点，使得活塞组件可实现适当的单独的定量给料。

打开和重新闭合装置还包括活塞致动器27，该活塞致动器被布置成用于在活塞壳体中以往复且轴向的路径驱动活塞。此外，活塞致动器27被布置成用于向活塞提供沿其纵向轴线(I)的组合的轴向和旋转运动，使得附接到该活塞的闭合盖能够从料筒的存储管状构件中移除(例如，拧开)。为此，组合的轴向和旋转运动被布置成匹配料筒中的闭合盖的互补连接15的螺纹路径。活塞致动器27可包括固定到活塞壳体的芯轴螺母构件28，该芯轴螺母构件与活塞的螺纹芯轴29接合，以便使活塞沿轴线(I)的轴向和旋转路径在延伸位置和回缩位置之间往复运动。芯轴29由齿轮机构30驱动，该齿轮机构可由电动马达31驱动，由两个(或更多个)小齿轮形成。有利的是，齿轮机构被布置成使得电动马达平行于活塞定位，以便节省分配器框架中的空间。应当指出的是，可省略齿轮机构，并且马达可通过与芯轴29直接链结而与该芯轴对准。

如图9所示，分份分配器包括密封构件，该密封构件被布置成用于在可更换料筒接合在接纳部分5中时提供与该可更换料筒的有效气密密封布置。具体地，在接纳部分5和料筒的管状存储构件7之间提供密封构件32。密封构件32可以是管状表面13的一部分或者是被添加到管状表面13的部分，例如被添加到管状表面的内下部的部分。另选地或另外地，密封构件32可以是管状存储构件7的一部分。另一个密封构件33设置在框架的接纳部分5或该框架的其他闭合部分与活塞壳体20之间。同样，密封构件33可以是如图所示的接纳部分的一部分，或者另选地或另外地，可以是活塞壳体的一部分。至少一个其他密封构件34(实际上是在优选示例中表示的两个密封构件)是活塞19的一部分并且被定位成与活塞壳体20接合。密封构件32、33和34参与可更换料筒与活塞组件的密封连接，使得基本上没有空气可能从外部进入排放室23和可更换料筒的内部。结果是，当通过正被回缩的活塞移除闭合盖时，压力平衡和从其产生的气体输送仅在可更换料筒和排放室23之间是可能的。基本上不存在由活塞回缩而从外部抽吸进来的空气。

根据分份分配器的另一个方面，活塞组件16安装在框架4中以便可在排放位置和分配位置之间运动。在所示模式，活塞组件以可枢转方式围绕旋转轴线Z安装，该旋转轴线Z平行于活塞的运动轴线I。在分配位置，活塞被定位成与分配开口18成轴向关系(沿着轴线O)。排放开口6和分配开口18均可以平行的轴向关系(基本上竖直地)布置，以便提供活塞组件相对于框架在两个位置之间的简单运动，例如枢转运动。活塞组件的运动由活塞组件致动器35驱动。该活塞组件致动器可包括固定到活塞壳体的周向小齿轮89、齿轮连接到周向小齿轮的驱动小齿轮60以及电动马达38。

活塞组件还包括遮挡板36，该遮挡板用于在活塞运动到分配区域时密封地闭合排放开口6。遮挡板优选地为相对于排放开口6和分配开口18横向布置的壁的一部分。遮挡板被布置成用于与活塞壳体20一起在排放开口和分配开口之间运动，以便一旦活塞壳体被移出排放开口或分配开口，就立即选择性地关闭排放开口或分配开口。在优选模式中，遮挡板36形成活塞壳体的延伸壁，该延伸壁横向于各开口的轴线I和O延伸。

提供另外的密封构件以进一步确保活塞壳体的气密性。具体地，至少一个密封构件37可定位在活塞壳体20与框架4之间。密封构件37确保活塞室在活塞壳体20旋转期间的紧密度。另外，至少一个密封构件38可定位在分配开口18和活塞组件之间。在这种情况下，当分配开口关闭时，即当活塞壳体尚未与分配开口对准时，密封构件可支撑在遮挡板36的壁上(图9、图11)。当活塞与开口轴线O对准时，该密封构件也压在活塞壳体的边缘39上(图10)。

活塞致动器27和活塞组件致动器35可由容纳在框架或分配器的不同部分中的控制单元40自动控制。控制单元被构造为以同步方式命令致动器提供正确的操作，分别包括：排放饮料制品、分配到分配区域以及活塞组件在下一循环中返回到其初始位置。

可相对于图5至图8描述分份分配器的操作。

为了开始饮料制品的分配周期，将可更换料筒3连接到接纳部分中的分份分配器，使其闭合盖14闭合地连接到管状存储部分7。可更换料筒由弹性连接构件锁定在接纳部分5中。可通过手动将料筒朝分配器向下推来简单地固定这种连接。弹性连接构件被偏压，直到其通过弹性返回配合在环形沟槽22中。因此，料筒在分配期间是固定的，并且不能被容易地移除。

在该构型中，料筒的内部保持在真空下或保持在受保护的氛围下。饮料制品堆叠在料筒中，其中最下面的饮料制品压在闭合盖上。活塞组件位于初始位置，其中活塞处于延伸位置以接纳可更换料筒。在这种情况下，可提供位置传感器，该位置传感器检测存在可更换料筒并且相应地通过活塞致动器致动活塞的伸展。

在图5的位置，活塞的栓构件25接合在闭合盖的锁定构件中。例如，如将结合图17和图18进一步讨论，当使用者将料筒插入分配器的接纳部分中时，该接合可以简单地从将栓构件轴向插入锁定构件中开始。

在图6所示的下一步骤中，活塞在回缩位置被致动。控制单元40相应地命令活塞致动器27，并且活塞以组合的轴向和旋转运动向下运动。在这种运动开始时，活塞的末端部分的栓构件25自动锁定在闭合盖的锁定构件中，从而确保两者的轴向连接。如将结合图14至图21进一步详细解释的，这种锁定通过栓构件25在锁定构件保持静止的同时的组合运动获得。当活塞沿芯轴回缩时，栓构件在锁定构件中施加组合的旋转力和轴向力，以从料筒的管状存储构件移除(例如，拧开)闭合盖14。当活塞回缩时，闭合盖被拖拽并且随其上支撑的饮料制品下降。饮料制品被接纳在由回缩的活塞和活塞壳体形成的排放室23中。

在图7所示的下一步骤中，活塞组件16在旋转中被致动，从而相应地在排放室23中输送所选择的饮料制品8。控制单元相应地命令活塞组件致动器35，同时活塞在该阶段期间保持在回缩位置。活塞一运动远离排放开口，即可通过横向滑动遮挡板36来关闭排放开口6。当遮挡板运动到排放开口的关闭布置时，通过密封件33在遮挡板和接纳部分之间获得密封布置(如图13所示)。因此，基本上防止了料筒内部暴露于环境中。

在图8所示的下一步骤中，活塞在延伸位置被致动。控制单元相应地命令活塞致动器，并且活塞沿芯轴向上运动直到饮料制品位于分配区域中的点(例如，延伸超过或穿过分配开口)。应当指出的是，分配区域可以是饮料冲煮区域或处置区域。

在下一步骤中，活塞组件返回到初始位置以进行新的循环。

图14至图21提供根据本发明的栓和锁定布置的第一实施方案。在该示例中，闭合盖14包括螺纹部分41作为可移除的互补连接的一部分。互补螺纹部分设置在管状存储构件中。应当指出的是，该连接可以是任何其他等效的连接装置，诸如卡口式连接或等效连接。闭合盖的锁定构件26包括用于栓构件25的末端部分24的接纳腔42。锁定构件还包括与接纳腔连通的入口通道43。该入口通道的横截面小于接纳腔。该入口通道以一种方式并以类似于末端部分的形状但略大于末端部分的形状布置，该方式使得末端部分可以图17和图18所示的特别处理地旋转定向通过入口通道被插入。例如，入口通道具有基本上两个相对的弧形部分44、45，这两个弧形部分被朝向通道的中心延伸的一对相对的突起表面46、47中断。接纳腔42具有基本上两个相对的弧形环形部分62、63，这两个相对的弧形环形部分被一对阶梯状突起48、49中断。每个阶梯状突起由形状基本上类似但彼此略微径向偏移的最内突起分50和最外突起分51形成。在平面图中，阶梯状突起的轮廓基本上由入口通道的相对突起表面46、47覆盖。每个突起被布置在腔中以通过活塞分别形成闭合盖的末端部分的第一径向邻接表面52和第二径向邻接表面53。

在活塞的栓构件25上，末端部分24形成与入口通道的形状基本上匹配的放大表面。末端部分通过比入口通道更窄的减小的表面54向外连接，以便在栓构件旋转期间不会阻碍入口通道。栓构件的末端部分包括一对相对的凹陷部55、56，这对相对的凹陷部被构造成用于允许末端部分穿过入口通道。每个凹陷部包括适于由锁定构件的第一邻接表面52接合的第一径向邻接表面57和适于由锁定构件的第二邻接表面53接合的第二径向邻接表面58。如图19所示，当栓构件拧开锁定构件(沿旋转方向A)以从可更换料筒中移除闭合盖时，各构件的第一邻接表面52、57彼此邻接。如图20所示，当栓构件拧紧锁定构件(沿旋转方向B)以将闭合盖重新闭合到可更换料筒时，第二邻接表面53、58彼此邻接。在图21中，可在闭合盖拧开操作期间，当紧靠锁定构件的邻接表面57时观察栓构件的邻接表面52。还应当指出的是，接纳腔42的深度“d”远大于末端部分的厚度“d₀”，从而具有足够的间隙59以防止操作期间锁定构件阻塞栓构件。

在该实施方案中，因为锁定构件是饮料制品分配器的一部分，并且栓构件是闭合盖的一部分，所以机械倒置是可能的。

图23至图32示出分配器系统的锁定系统的第二实施方案。锁定构件26包括接纳腔42，该接纳腔具有细长的形状，优选地为椭圆形。如图25和图29至图30所示，接纳腔被布置成用于接纳栓构件25的可膨胀末端部分24。锁定构件26包括具有圆形开口的入口通道43，该入口通道小于接纳腔的较大尺寸L，从而提供内肩部64，例如一对相对的肩部表面90、91，使得能够在闭合盖14从料筒的管状构件移除(例如，拧开)时使栓构件的末端部分24轴向接合。

如图31至图33所示，分配器设备的栓构件的末端部分被布置成在插入锁定构件后可膨胀。如图25至图28所示的优选示例，栓构件的末端部分包括可膨胀的接合构件95，例如包括一对圆盘半块92、93，该对圆盘半块能够通过锁定构件的入口通道43被插入，并且能够在接纳腔42内横向运动地分开，以将栓构件固定到闭合盖的锁定构件。栓构件包括致动系统94，该致动系统被布置成用于使接合构件95在其锁定位置(图31)和其释放位置(图29)之间致动。这一对圆盘半块可通过诸如一对牵引弹簧61的返回弹性装置链结，该返回弹性装置用于迫使圆盘半块返回到释放位置(图29)。

图26至图28更详细地示出用于栓构件的优选致动系统94。致动系统可包括以活动方式且弹性地安装在圆柱形夹套68中的致动器67。致动器包括致动头部69，该致动头部包括接合表面70、71，该接合表面被布置成抵靠接合构件95接合，更具体地抵靠两个圆盘半块92、93接合。圆盘半块优选地由配合在夹套68的互补径向燕尾形沟槽中的一对径向燕尾形的脊88引导。致动器的头部还包括用于与闭合盖的接纳腔的底部表面66接合的顶端72(图30)。致动器67包括凸轮从动件73，该凸轮从动件被布置成在夹套68的凸轮74中被引导。凸轮从动件和凸轮被设计成在延伸位置(图30)和回缩位置(图32)之间在夹套中轴向引导致动器。致动器被进一步轴向压靠定位在夹套中的弹性构件65的力。弹性构件65可压靠致动器的底部部分75并且容纳在设置在夹套的放大的基部87中的壳体86中。放大的基部87可包括周边密封构件34以如前所述在分配器的活塞壳体中密封地运动。

凸轮从动件可由一对臂76、77形成，包括被接纳在相对的凸轮路径80中的自由端78、79。臂还包括柔性部分81、82，使得臂能够沿循该凸轮路径。该凸轮路径被设计成具有下降部分83、止动部分84和上升部分85，从而向致动器提供在延伸位置和回缩位置之间的引导往复运动，同时通过止动部分84获得稳定的回缩位置。

在图29和图30的构型中，当接合构件95处于回缩位置时，活塞的栓构件可插入闭合盖的锁定构件中，其中圆盘半块92、93形成比入口通道43的截面更小的截面。使用者可将可更换料筒定位在分配器中，而活塞的栓构件在这种定位期间或后续操作期间自身自由地处于闭合盖的锁定构件中。

如图31和图32所示，当致动系统94迫使接合构件95在锁定构件中处于膨胀构型时，接合表面70、71迫使圆盘半块92、93彼此分开运动并且基本上占据接纳腔42的体积，从而阻挡锁定构件中的栓构件。在此类位置，致动器也被锁定在其轴向延伸位置。因此，当活塞以组合的轴向和旋转运动方式运动时，该系统被很好地固定，扭矩可通过栓构件传递到待拧开的闭合盖。当活塞轴向运动时，接合构件95的圆盘半块邻接肩部64(图33)，从而有助于从管状存储构件移除闭合盖。

当由活塞施加的轴向力停止时，获得接合构件95的释放位置，导致致动器返回到其静止位置(图30)，并且通过返回弹性装置(即一对牵引弹簧61)迫使圆盘半块处在它们的释放位置。

图34至图37示出分配器系统的锁定系统的第三实施方案。锁定构件26包括可变形特性的中空接纳腔42和横向截面小于栓构件的末端部分24的横向截面的入口通道43。例如，接纳腔包括由纵向延伸的通道97分开的壁96的可膨胀部分，以用于在末端部分的插入时使接纳腔膨胀。末端部分24可具有圆化形状或球状形状以在插入腔中期间减小摩擦。接纳腔包括径向布置的第一接合表面和第二接合表面，该第一接合表面和第二接合表面在其内表面处形成纵向延伸的沟槽99或肋100，该沟槽或肋被布置成与在栓构件26的末端部分的外表面处的肋101、分别纵向延伸的沟槽102配合、互补地成形(图36)。

闭合盖的连接包括如前述实施方案所述的螺纹或任何等同的连接装置，并且还可包括位于其外管状表面上的向外定向并可回缩的舌状部103，该舌状部被布置成用于与管状构件的敞开端的互补形状的贯穿开口104接合。弹性致动构件105可跨接纳腔42布置，以供栓构件的末端部分24接合，从而迫使舌状部103在末端部分接合在接纳腔中时回缩(图36)。致动构件105可以是可弹性变形的壁，该壁通过栓构件的末端部分向内变形。如图37所示，栓构件通过活塞19运动，以将闭合盖14从可更换料筒的管状存储构件7中拧开或重新拧紧。栓部分25还可包括锁定环106，该锁定环与栓构件26的环形末端107接合，以防止壁96的可膨胀部分膨胀，并且防止在活塞向闭合盖施加扭矩时打开栓构件。对于其他两个实施方案，该锁定系统可应用于本专利申请所述的分份分配器系统。

Claims (27)

1.用于分份分配器(1)的可更换料筒(3)，所述分份分配器被布置成用于存储和分配饮料制品(8)以供制备饮料，所述可更换料筒包括：

-细长的中空存储构件(7)，所述细长的中空存储构件包括用于容纳多个饮料制品(8)的内部，所述内部包括闭合端(9)和敞开端(10)，所述敞开端包括出口开口(11)，

-闭合盖(14)，所述闭合盖适于在所述细长的中空存储构件的所述敞开端处以能够移除的方式连接到所述细长的中空存储构件(7)，并且适于通过能够移除的互补连接(15)密封到所述细长的中空存储构件(7)，

其中所述闭合盖(14)包括锁定构件(26)或相应的栓构件，所述锁定构件或所述相应的栓构件被布置成用于与所述分份分配器(1)的栓构件(25)或相应的锁定构件互补地配合，并且用于允许所述闭合盖(14)在细长的中空存储构件(7)连接到所述分份分配器时从所述细长的中空存储构件(7)中移除，并且在细长的中空存储构件(7)与所述分份分配器(1)断开之前重新连接到所述细长的中空存储构件(7)。

2.根据权利要求1所述的可更换料筒，其中所述细长的中空存储构件(7)的内部受到保护以免受环境空气和/或湿气的影响，并且当所述闭合盖(14)与所述细长的中空存储构件(7)处于密封连接位置时，所述细长的中空存储构件(7)和所述闭合盖(14)以防止气体与环境空气交换的方式密封地闭合。

3.根据权利要求2所述的可更换料筒，其中所述细长的中空存储构件(7)的内部通过真空或无氧惰性气体保护以免受环境空气和/或湿气的影响。

4.根据权利要求1所述的可更换料筒，其中所述细长的中空存储构件(7)的所述内部受到保护以免受UV光的作用，以便防止所述饮料制品受到UV光的影响。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述饮料制品(8)是球形的，并且由选自粉末、薄片、纤维、叶瓣、水果粒或它们的组合的经压实的配料制成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述饮料制品(8)在由经压实的粉末制成时具有介于0.5g/cm³和1.2g/cm³之间的密度。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述饮料制品(8)由经压实的烘焙并研磨的咖啡制成。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述饮料制品(8)由密度介于0.5g/cm³和1.2g/cm³之间的经压实的粉末制成。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述饮料制品(8)由经压实的可溶咖啡或茶制成。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述饮料制品(8)不含非食物物料覆盖物或者另外的包装层。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述闭合盖(14)和所述细长的中空存储构件(7)的所述互补连接(15)以力锁合和/或形锁合方式连接。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述闭合盖(14)和所述细长的中空存储构件(7)的所述互补连接(15)包括所述闭合盖的螺纹(41)与所述细长的中空存储构件(7)的互补螺纹一起布置。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述锁定构件(26)包括接纳腔(42)和入口通道(43)，所述接纳腔用于所述栓构件(25)的末端部分(24)，所述入口通道用于所述栓构件(25)的所述末端部分(24)的选择性插入。

14.根据权利要求13所述的可更换料筒，其中，所述入口通道的横向截面小于所述接纳腔的横向截面。

15.根据权利要求13所述的可更换料筒，其中所述接纳腔包括至少一个第一接合表面，所述第一接合表面相对于所述细长的中空存储构件的延伸方向横向和/或径向布置，以通过所述栓构件(25)的所述末端部分(24)传递扭矩，用以释放所述闭合盖(14)和所述细长的中空存储构件(7)的所述互补连接(15)。

16.根据权利要求15所述的可更换料筒，其中所述接纳腔包括多个第一接合表面(52)。

17.根据权利要求15所述的可更换料筒，其中所述锁定构件(26)包括至少一个第二接合表面，所述第二接合表面相对于所述细长的中空存储构件的所述开口横向或径向布置，以通过所述栓构件(25)传递扭矩，用以重新连接所述闭合盖(14)和所述细长的中空存储构件(7)的所述互补连接(15)。

18.根据权利要求17所述的可更换料筒，其中所述锁定构件(26)包括多个第二接合表面(53)。

19.根据权利要求17所述的可更换料筒，其中所述锁定构件(26)包括接纳腔，所述接纳腔具有径向布置的第一接合表面和第二接合表面(52、53)，所述第一接合表面和所述第二接合表面作为两个突起(48、49)的部分，所述两个突起从所述接纳腔朝向所述接纳腔的中心向内突出并且彼此相对定位以根据所述栓构件的旋转方向而选择性地接合。

20.根据权利要求13所述的可更换料筒，其中所述锁定构件(26)包括具有非圆形横向形状的接纳腔，所述接纳腔被布置成用于接纳所述栓构件(25)的可膨胀末端部分(24)。

21.根据权利要求20所述的可更换料筒，其中所述接纳腔的横向形状为椭圆形。

22.根据权利要求20所述的可更换料筒，其中所述锁定构件(26)包括具有圆形开口的入口通道(43)，所述入口通道小于所述接纳腔(42)的较大尺寸，从而提供内肩部(64)，使得能够在移除所述闭合盖(14)期间使所述栓构件的所述末端部分(24)轴向接合。

23.根据权利要求13所述的可更换料筒，其中所述锁定构件(26)包括具有可变形特性的中空接纳腔(42)以及入口通道(43)，所述入口通道的横向截面小于所述中空接纳腔(42)的横向截面和所述栓构件(25)的对应末端部分(24)的横向截面，以用于在所述末端部分(24)的插入时使所述接纳腔(42)膨胀。

24.根据权利要求23所述的可更换料筒，其中所述接纳腔(42)包括径向布置的第一接合表面和第二接合表面，所述第一接合表面和所述第二接合表面在其内表面处形成纵向延伸的沟槽(99)或肋(100)，所述沟槽或所述肋与在所述栓构件的所述末端部分(24)的外表面处纵向延伸的肋(101)或沟槽(102)互补地成形。

25.根据权利要求20所述的可更换料筒，其中所述闭合盖(14)的所述连接还在其外管状表面上包括向外定向并能够回缩的舌状部(103)，所述舌状部被布置成用于接合所述细长的中空构件的所述敞开端的互补形状的贯穿开口(104)，并且所述锁定构件的所述接纳腔(42)包括弹性致动构件(105)，所述弹性致动构件跨所述接纳腔(42)布置以用于由所述栓构件的所述末端部分(24)接合，以在所述末端部分接合在所述接纳腔中时回缩所述舌状部(103)。

26.根据权利要求1至4中任一项所述的可更换料筒，其中所述细长的中空存储构件包括至少一个凹陷部或突起。

27.根据权利要求26所述的可更换料筒，其中所述凹陷部是环形沟槽(22)，所述环形沟槽被布置成用于将所述细长的中空存储构件能够移除地连接到闩锁构件，所述闩锁构件是所述分配器的接纳部分(5)的钩型弹性偏压闩锁(21)。

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