CN111511257B - 分份分配器、分份分配器系统以及饮料制备设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从可更换料筒(3)分配饮料制品(8)的分份分配器(2)，该分份分配器包括：框架(4)，该框架具有用于接纳该可更换料筒的接纳部分(5)；排放开口(6)，该排放开口紧挨该接纳部分(5)并且尺寸设计为允许饮料制品通过重力从该5可更换料筒中单独排放；运动装置组件(16)，该运动装置组件包括运动装置(19)和运动装置壳体(20)，该运动装置被布置成用于在该运动装置壳体中运动，其中该运动装置(19)被布置成用于提供排放室(23)以用于排放其中的至少一个饮料制品并输送到分配区域(17)，并且其中该运动装置组件(16)被布置成用于与该可更换料筒(3)密封地10连接，并且包括用于打开该可更换料筒以允许将该饮料制品排放到该排放室中并用于重新闭合该可更换料筒的装置。

Description

分份分配器、分份分配器系统以及饮料制备设备

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经分份的饮料制品来制备饮料。

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。基本上因为在专用咖啡机中提取咖啡之前，每个咖啡分份可以通过合适的气密功能性包装很好地保护其免受氧化，所以密封的饮料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。

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。

已经开发出用于定量给料和分配饮料配料分份的替代定量给料解决方案，当单独取用时，这些配料分份对氧化敏感，但是整体上存储在容器中，在容器中，当容器连接到分配器设备时，通过密封保护包装和/或通过与容器专用的真空或保护气体供应装置关联，可以减少氧气的水平。

WO2014135677提出用于对包含饮料配料的胶囊进行受控分配的设备，其中该设备包括用于选择性地分配胶囊的排放口和布置在胶囊输送路径内的阻隔分配区域以及用于冲洗胶囊排放室内的惰性气体的装置。

EP1876936涉及气密咖啡分配器，该气密咖啡分配器包括刚性容器，该刚性容器设置有盖和由遮挡板装置闭合的出口喷嘴。分配器包括适于在减小存储体积的同时从容器分配产品的装置。

EP1879487涉及从分配器分配咖啡粉，该分配器包括存储容器、遮挡板装置和真空或惰性气体源，以从分配室中清除氧气。

现有的带有专用真空或惰性气体产生设备的解决方案的缺点是使系统复杂且操作成本高。另外，尤其是用于散装咖啡粉的咖啡配料分配解决方案带来了定量给料精度问题，并且由于咖啡粉倾向于散布在分配器和饮料机的表面上而并不是很干净。

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、可持续且简单的分配器设备和系统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

本发明涉及一种用于从可更换料筒分配经分份的饮料制品(“饮料制品”)的分份分配器，该分份分配器包括：

-框架，该框架具有用于接纳可更换料筒的接纳部分，

-排放开口，该排放开口紧挨接纳部分并且尺寸设计为允许饮料制品通过重力从料筒中单独排放，

-运动装置组件，该运动装置组件包括运动装置和运动装置壳体，该运动装置被布置成用于在运动装置壳体中运动；

其中运动装置组件被布置成用于提供排放室以用于排放至少一个饮料制品并将其输送到分配区域，

其中运动装置组件被布置成用于与可更换料筒连接，并且包括用于打开可更换料筒以允许将饮料制品排放到排放室中并用于重新闭合可更换料筒的装置。

具体地，运动装置组件被布置成用于与可更换料筒密封地连接，并且包括用于打开可更换料筒以允许将饮料制品排放到排放室中并用于重新闭合可更换料筒的装置。

术语“密封地连接”是指密封连接，其被布置成用于限制、优选地避免在打开和重新闭合可更换料筒期间在连接处明显地进入环境空气。优选地具有密封连接，以使饮料制品/将饮料制品保持在诸如通过真空或无氧惰性气体收保护免受周围环境影响的环境中。

具体地并且在优选的解决方案中，运动装置相对于排放开口轴向地布置并布置在运动装置壳体内，以在延伸位置和回缩位置之间运动，在延伸位置，运动装置到达排放开口或紧挨排放开口以支撑至少一个饮料分份制品，并且在回缩位置，根据运动装置相对于排放开口的回缩距离而至少部分地由运动装置和运动装置壳体来限定排放室以接纳从料筒中排放的至少一个、优选为单个饮料制品。

在替代方案中，提出了运动装置相对于排放开口横向地布置并布置在运动装置壳体内，以在延伸位置和回缩位置之间运动，在延伸位置，运动装置到达排放开口或紧挨排放开口以支撑至少一个饮料分份制品，并且在回缩位置，根据运动装置相对于排放开口的回缩距离而至少部分地由运动装置和运动装置壳体来限定排放室以接纳从料筒中排放的至少一个、优选为单个饮料制品。

在另一替代方案中，提出了运动装置相对于排放开口以倾斜的方式布置。

根据本发明的原理，可以通过本发明的设备从可更换料筒中选择性地分配饮料制品，同时限制、优选地避免料筒的内部暴露于环境空气。优选地，在运动装置的回缩位置，排放室的体积可以根据运动装置的行程而紧密地调节到一个或多个饮料制品的尺寸。在延伸位置，运动装置轻轻地接管一个或多个饮料制品，并且减小一个或多个饮料制品上的机械约束(例如，跌落、颠簸)，从而在分配期间保持一个或多个饮料制品的完整性，从而使设备清洁并且定量给料准确。

优选地，框架的接纳部分包括至少一个管状表面，该至少一个管状表面被布置成用于在可更换料筒的允许通过重力排放所述饮料制品(8)的基本竖直或倾斜的布置中与可更换料筒联接。具体地，可更换料筒包括管状存储构件。其至少一部分的尺寸设计为配合在或接纳在分配器的接纳部分的管状部分中。管状存储构件包括可移除的连接构件(诸如环形沟槽)，该可移除的连接构件被布置成用于可移除地将管状存储构件连接到连接构件(诸如分配器的接纳部分的钩型弹性偏置连接构件)。可移除的连接构件优选地定位在管状存储构件的附接部分中，该附接部分可以与接纳部分的互补管状表面配合。接纳部分的连接构件可以位于管状表面中。

所谓“竖直或倾斜布置”是指料筒被定向成其敞开端位于最低高度，以允许通过重力通过其排放经分份的制品。

优选地，接纳部分包括至少一个密封构件，用于当彼此联接时在可更换料筒和排放开口之间提供基本上气密和/或防潮布置。

优选地，接纳部分包括至少一个闩锁构件，该闩锁构件被布置成用于可移除地并且弹性地闩锁可更换料筒。例如，一个或多个闩锁构件可以是适合于配合在可更换料筒的管状存储构件的环形互补沟槽中的弹性钩型连接构件。

分份分配器特别适合与包括管状存储构件的可更换料筒联接，该管状存储构件最初由闭合盖密封，并且其内部通过诸如真空或无氧惰性气体被保护免受环境的影响。管状存储构件和闭合盖可以由包括诸如EVOH或PVOH或铝的氧气阻隔物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。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。优选地，运动装置具有作用在运动装置壳体上的至少一个密封构件，以防止或至少减少运动装置与运动装置壳体之间的空气交换。此外，运动装置壳体通过至少一个密封构件密封地连接到框架的接纳部分。

因此，当将可更换料筒体联接至分配器(即，接纳部分和运动装置)并且通过将运动装置回缩到运动装置壳体中而将排放室布置为接纳饮料制品时，料筒中没有空气从排放室的外部明显地进入。当运动装置回缩时，唯一可能的空气进入来自当排放室本身与料筒内部连通时排放室本身的体积。然而，该体积保持尽可能接近要被选择性地排放的一个或多个饮料制品的尺寸。

优选地，活塞包括末端部分，该末端部分被布置成用于连接至可移除地附接到料筒的管状存储构件的闭合盖，使得活塞与连接到该活塞的闭合盖一起在回缩位置和延伸位置之间运动。因此，在排放室中可用于饮料制品的体积可以部分地由在活塞的回缩位置由活塞承载的闭合盖界定。优选地，闭合盖被布置成抵抗重力而支撑饮料制品，即基本上水平地(即，相对于水平小于20度)。

本发明基本上源于在选择性地分配一个或多个饮料制品的同时使成组存储在包装中的饮料制品与环境空气之间的气体和/或水分交换最小化的原理。一个方面在于通过经分份的产品分配器重复地、牢固地和自动地打开以用于分配料筒以及重新密封料筒的能力。

该打开和重新闭合装置包括具有末端部分的键控构件，末端部分被布置成用于与闭合盖的锁定构件互补地配合，以使该闭合盖从料筒的管状构件移除。

可以以较高的速度执行闭合盖的移除，并且可以由分份分配器适当地控制闭合盖的移除，以确保打开料筒而分配在接纳壳体中形成分份分配器的密封密闭区域的饮料制品(例如，在有限的体积中，经分份的制品在被转移到分配区域之前被捕集在其中)，因此能够进入料筒的氧气的潜在体积保持足够低。此外，避免了意外或不适当地移除闭合盖的风险。

优选地，运动装置与连接到其的闭合盖一起在回缩位置和延伸位置之间运动。闭合盖的尺寸优选地设计为配合(例如滑动)在运动装置壳体中，以当运动装置回缩时与运动装置壳体限定排放室。因此，饮料制品可以由闭合盖支撑，闭合盖本身连接到运动装置。

闭合盖可以具有至少一个密封构件，该至少一个密封构件被布置成密封在运动装置壳体内。例如，如果在运动装置和运动装置壳体之间未设置密封构件，则这是必要的。

在另一方面，运动装置组件以可运动的方式安装到框架，以使排放室在排放位置和分配位置之间运动，在排放位置，运动装置与排放开口呈轴向关系，并且在分配位置，运动装置与框架的分配开口呈轴向关系。

运动装置组件被安装成在优选地与运动装置在运动装置壳体中的其延伸位置和回缩位置之间的方向不同的方向上运动到分配区域。优选地，运动装置组件由连接至框架的运动装置组件致动器运动。

因此，通过使运动装置组件运动来管理一个或多个所选饮料制品的运输，同时通过运动装置在运动装置壳体中的回缩来保持排放室。

在一种模式中，排放开口和分配开口都可以以平行的轴向关系布置，以便提供运动装置壳体相对于框架在两个位置之间的简单运动，例如枢转运动。

另外，运动装置壳体包括遮挡板或与遮挡板相关联，该遮挡板被布置成用于在运动装置壳体将运动装置运动至分配区域时密封地闭合排放开口。遮挡板优选地是壁的一部分，该壁相对于排放开口和分配开口横向地被布置，并且被布置成用于与运动装置壳体一起在排放开口和分配开口之间运动，以一旦运动装置壳体从排放开口或分配开口移出而选择性地闭合排放开口或分配开口。优选地，遮挡板固定地附接到运动装置壳体或与运动装置壳体成一体。

具体地，至少一个密封构件可以设置在框架的接纳部分上，用于密封地压靠遮挡板，反之亦然。因此，在运输饮料制品时，可更换料筒的内部保持与环境空气分开。例如，当料筒中存在减少的空气含量时，即使在通过运动装置分配饮料制品期间，此类减少的空气含量也保持不变。

打开和重新闭合装置还包括运动装置致动器，该运动装置致动器被布置成用于沿在回缩位置和延伸位置之间的往复轴向路径、最优选地为组合的轴向和旋转路径驱动运动装置。

优选地，运动装置致动器包括芯轴型驱动构件，该芯轴型驱动构件直接地或经由齿轮机构链结至马达。优点在于，可以通过高速分配饮料制品来管理盖在打开和重新闭合时的有效处理(即，在移除盖以排放饮料制品时以及重新连接盖以重新密封料筒时)。

为了用饮料制品装载排放室，运动装置优选地相对于排放开口轴向被布置并且在运动装置壳体内，以通过运动装置致动器在回缩位置和延伸位置之间运动，在该回缩位置，排放室接纳从料筒排放的饮料制品，并且在延伸位置，排放室中至少部分地被运动装置填充、优选地由单个饮料制品填充。

在优选实施方案中，运动装置为圆形活塞的形式。然而，可以考虑其他运动装置，例如椭圆形活塞、球或叶片。

在优选模式中，运动装置通过运动装置致动器同时(例如，在设置在活塞上的螺纹的螺旋路径的引导下)沿其纵向轴线轴向地和旋转地运动，以将闭合盖从可更换料筒的管状构件拧开，然后重新拧紧闭合盖。

优选地，运动装置组件以相对于框架可旋转的方式安装。

在第一模式中，运动装置组件沿平行于排放开口轴线和/或分配开口轴线的轴线相对于框架可旋转地安装。具体地，运动装置壳体相对于框架中的基本竖直的轴线枢转。在这种情况下，分配开口优选位于框架的顶壁上。

在第二模式中，运动装置组件沿垂直于排放开口轴线和/或分配开口轴线的轴线相对于框架可旋转地安装。运动装置壳体可以在包括互补的圆柱形引导腔的框架中具有例如绕基本水平的轴线旋转的圆柱形状。在此类情况下，遮挡板可以形成为运动装置壳体的圆柱形表面的一部分，当运动装置壳体旋转时，其闭合排放开口和/或分配开口。排放开口可以相对于分配开口定位在一定角度位置。排放开口的此类角度位置相对于分配开口的轴线可以包括在20至180度之间，优选在45至120度之间。

优选地，提供了运动装置组件致动器，以在饮料制品排放位置和饮料制品分配位置之间使运动装置组件运动。运动装置组件致动器还被布置成驱动作为完整组件的运动装置壳体、运动装置和运动装置致动器。此类运动装置组件致动器优选地包括电动马达，该电动马达直接或经由可例如放置在分配器的框架中的旋转齿轮机构链结至运动装置壳体。由于遮挡板优选地是运动装置壳体的延伸部分，因此它可以与运动装置壳体一起运动，而不需要额外的马达。这极大地简化了分配器的构造，并确保了排放开口和分配开口的可靠闭合。

本发明还涉及一种用于来自可更换料筒的饮料制品的分份分配器，该分份分配器包括：

-框架，该框架具有用于接纳可更换料筒的接纳部分，

-排放开口，该排放开口紧挨接纳部分并且尺寸设计为允许饮料制品通过重力从料筒中单独排放，

-运动装置组件，该运动装置组件包括运动装置和运动装置壳体，该运动装置被布置成用于在运动装置壳体中运动；

其中运动装置组件被布置成用于提供排放室以用于排放至少一个饮料制品并将其输送到分配区域，

其中运动装置组件被布置成用于与可更换料筒密封地连接，并且包括用于打开可更换料筒以允许将饮料制品排放到排放室中的装置，以及

其中设备还包括用于在排放位置和分配位置之间致动运动装置组件的装置，在排放位置，运动装置与排放开口呈轴向关系，并且在分配位置，运动装置与框架的分配开口呈轴向关系。

如前所述，运动装置优选地被布置成由运动装置致动器在回缩位置和延伸位置之间致动。

如前所述，运动装置组件由运动装置组件致动器致动。运动装置组件致动器被布置成用于当运动装置在壳体中处于回缩位置时在两个位置之间使该运动装置组件运动。

运动装置致动器和运动装置组件致动器的协调由控制单元控制，该控制单元可以是分配器的一部分或与分配器相关联。

运动装置组件的打开装置还优选地是用于重新闭合可更换料筒的装置。

打开装置优选地可以包括运动装置的末端部分以用于可移除地联接到可更换料筒的闭合盖。运动装置还可以由运动装置致动器来致动，以将闭合盖从料筒移除并且将其重新放置在与料筒的密封位置。优选地，运动装置由芯轴型驱动构件致动，以拧开和重新拧紧闭合盖。更优选地，提供了运动装置的键控构件，该键控构件被布置成用于与闭合盖的锁定构件可移除地联接(反之亦然)。

本发明还涉及一种分份分配器系统，该分份分配器系统包括如上所述的分份分配器和至少一个可更换料筒。

可更换料筒可以包括：

-管状存储构件，该管状存储构件包括用于容纳多个经分份的饮料配料制品(也称为“饮料制品”)的内部，该管状存储构件包括闭合端和敞开端，该敞开端包括离开开口，该离开开口具有优选构造成允许一次分配单个饮料制品的尺寸，其中该管状存储构件包括在排放开口处或紧挨排放开口的附接部分，该附接部分可连接至接纳部分的至少一个管状部分，以及

-闭合盖，该闭合盖适于通过管状存储构件和闭合盖的可移除的互补连接以可移除和可密封的方式在存储构件的敞开端处连接到管状存储构件。

料筒的闭合盖可以包括锁定构件，该锁定构件被布置成用于与分份分配器的键控构件互补地配合并且用于允许闭合盖从管状构件移除并重新连接到管状构件。分配器的键控构件可以设置在运动装置的末端部分，从而当运动装置处于其在运动装置壳体中的延伸位置时允许它们接合。

优选地诸如通过真空或无氧惰性气体来保护料筒的内部不受环境的影响，并且当闭合盖与管状存储构件处于密封连接位置时，管状存储构件和闭合盖以防止与环境进行气体交换的方式被密封地闭合。管状构件和闭合盖可以由包括诸如EVOH或PVOH的氧气阻隔物的一种或多种包装材料形成。

饮料制品优选是球形的。饮料制品优选地基本上由压实粉末、薄片、纤维或其组合制成，更优选地是由烘焙并研磨的咖啡制成或基本上包括烘焙并研磨的咖啡的压实球。

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的在平面P中的横剖平面视图；

图4是图3的放大视图，示出在运动装置的延伸位置在可更换料筒和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示出在排放位置的分份分配器系统的横剖透视图，其中运动装置在延伸位置，并且可更换料筒通过其闭合盖密封(即，在从分配器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，其中饮料制品被布置在排放室中并且在转移之后处于分配位置，并且运动装置在回缩位置；

图8示出本发明的分份分配器系统在分配位置的透视图，其中运动装置在延伸位置，并且饮料制品在分配区域中被分配；

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，其中框架在运动装置组件的在排放位置和分配位置之间的中间位置被部分地移除；

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的闭合盖沿A-A线的透视横剖视图；

图17是运动装置的键控构件和可更换料筒的闭合盖的锁定构件的接合的侧视横截面侧视图；

图18是图17的透视横剖视图，其中移除运动装置的密封部分；

图19是闭合盖沿A-A线的透视横剖视图，示出在移除(即，通过运动装置拧开闭合盖)期间键控构件的接合；

图20是闭合盖沿A-A线的透视横剖视图，示出在重新连接(即，通过运动装置拧紧闭合盖)期间键控构件的接合；

图21是图20的透视横剖视图；

图22是本发明的分份分配器系统的第二实施方案的透视图(“球阀型分配器”)，其中可更换料筒与分份分配器组装在一起；

图23是图22的分份分配器系统的俯视图；

图24示出图22和图23的分份分配器系统的局部横剖视图，示出在运动装置的延伸位置中在可更换料筒和分份分配器之间的接口；

图25示出图22和图23的分份分配器系统的局部横剖视图，示出在运动装置的回缩位置并且在转移到分配区域之前在可更换料筒和分份分配器之间的接口；

图26示出图22和图23的分份分配器系统的局部横剖视图，示出在运动装置的回缩位置中以及在转移至分配区域期间在可更换料筒和分份分配器之间的接口；

图27示出图22和图23的分份分配器系统的局部横剖视图，示出在运动装置的用于分配到分配区域的延伸位置中在可更换料筒和分份分配器之间的接口。

具体实施方式

本发明涉及如图1、图3和图4所示的分份分配器系统1，其包括分份分配器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。

如图2所示，可更换料筒3包括用于存储饮料制品8(诸如饮料配料的压实球)的管状存储构件7。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包括离开开口11，该离开开口尺寸被构造成允许一次分配单个饮料制品。管状存储构件7包括在离开开口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/或氮气的保护气体。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之间布置气体和水分密封布置。

根据本发明的一个方面，分份分配器包括呈活塞组件16形式的运动装置组件，该运动装置组件被布置成用于接纳饮料制品并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呈活塞19形式的运动装置，该运动装置被往复地布置在呈活塞壳体20形式的运动装置壳体中。活塞在轴向上与排放口6布置在一起，并且在配合到分份分配器的接纳部分中时与可更换料筒的纵向轴线对准。

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可以进一步包括至少一个闩锁构件21，该闩锁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。如图4所示，闩锁构件可以是弹性偏置的钩形构件，其被弹性地布置在管状表面13内以用于接合互补凹陷部(诸如存储构件的环形互补形状的沟槽22)。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，防止在操作期间意外移除，并且可以进一步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，这些闩锁装置可以采用许多其他形式，诸如弹簧偏置环或一系列周向分布的弹簧偏置珠。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9中可见)。根据活塞相对于排放开口6的回缩距离而限定排放室23的体积。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，可以将此类体积的尺寸设计为单个饮料制品，以使得能够通过活塞组件单独捕获饮料制品。

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件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。

具体地，活塞的末端部分24形成键控构件25的一部分，该键控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键控和锁定布置。原则上，键控构件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呈活塞致动器27形式的运动装置致动器，该致动器被布置成用于在活塞壳体中沿往复和轴向路径驱动活塞。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可以是芯轴型驱动构件，其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啮合，从而使活塞沿着轴线(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和防潮密封布置。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。活塞组件的运动由呈活塞组件致动器35形式的运动装置组件致动器驱动。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。

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。

提供附加的密封构件以进一步确保活塞壳体的气密性和/或防潮性。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。弹性连接构件被偏置，直到其通过弹性返回配合在环形沟槽22中。

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，活塞的键控构件25接合在闭合盖的锁定构件中。接合可以从将键控构件简单地轴向插入锁定构件开始，如将相对于图17和图18进一步讨论的。

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，活塞的末端部分的键控构件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，这种锁定通过键控构件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，键控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。在此类模式下，将闭合盖的支撑表面设计成曲率半径与活塞壳体的遮挡板表面的半径基本相同，从而使可以进入料筒的空气量保持尽可能低。

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提供了根据本发明的键控和锁定布置的一个可能示例。但是，许多其他变型也是可能的。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包括用于键控构件的末端部分24的中空部分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出表面46、47中断。中空部分42具有基本上两个相对的弧形环形部分62、63，这两个弧形环形部分被一对阶梯状突出部48、49中断。每个阶梯状突出部由形状基本上类似但彼此略微径向偏移的最内突出部分50和最外突出部分51形成。在平面图中，阶梯状突出部的轮廓基本上由入口通道的相对突出表面46、47覆盖。每个突出部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。

在活塞的键控构件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，以便在键控构件旋转期间不会阻碍入口通道。键控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，当键控构件拧开锁定构件(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，当键控构件拧紧锁定构件(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时观察键控构件的邻接表面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键控构件。

当然，只要在活塞和闭合盖之间获得牢固的锁定，键控和锁定布置的形状可以有许多变型，这确保闭合盖的可靠移除和重新闭合，并将饮料制品容纳在排放室以转移到分配区域。

相对于图22至图27示出本发明的分配器系统的第二实施方案。为了方便起见，相同的附图标记用于表示与图1至图21的第一实施方案相同的技术方式。关于此类特性的描述可应用于该实施方案，并且在此将不再重复。基本仅讨论主要区别。

在该实施方案中，如图24至图27所示，活塞组件16以可绕轴线Z旋转运动地被布置在分配器的框架4中。活塞组件可在饮料制品的排放位置(图24)和分配位置(图27)之间运动。轴线Z基本上是水平的并且垂直于纵向轴线I，活塞沿着该纵向轴线在其延伸位置和回缩位置之间运动。

活塞壳体20可以具有在包括互补的圆柱形引导腔的框架中绕基本水平的轴线旋转的圆柱体形状。在此类情况下，当排放室23运动远离排放开口6和分配开口18时，遮挡板36由活塞壳体20的圆柱形表面形成。

分配开口18可以设置在框架中，并且与排放开口相距一定角度C，例如在80°至120°之间。但是，角度C也可以是另一值，只要它离排放开口足够远以使有足够的空间将活塞组件定位在料筒下方即可。

活塞壳体通过分别位于排放开口6和分配开口18周围的密封构件33、38密封在框架中。

活塞组件致动器在图22和图23中示出，并且包括驱动连接到活塞组件的齿轮机构60的电动马达38。齿轮机构可以包括小齿轮61，该小齿轮链结至马达的轴并与弧形齿条62齿轮连接，该弧形齿条固定地连接至圆柱形活塞壳体的中心轴。

根据两个实施方案的本发明的分份分配器可以是包括冲泡室的饮料制备设备的一部分，该冲泡室可以在分配区域中接纳由分配器分配的饮料制品。

还应该指出的是，分份分配器可以包括若干接纳部分，这些接纳部分被布置成使得能够连接多个饮料制品料筒。活塞组件可以进一步设计成在不同的接纳部分之间运动以允许选择性排放饮料制品，并且还可以从若干接纳部分运动到一个或多个分配区域。分份分配器还可以对于每个接纳部分包括一个活塞组件。

Claims (19)

1.分份分配器(2)，所述分份分配器用于从可更换料筒(3)分配饮料制品(8)，所述分份分配器包括：

框架(4)，所述框架具有用于接纳所述可更换料筒的接纳部分(5)，

排放开口(6)，所述排放开口紧挨接纳部分(5)并且尺寸设计为允许饮料制品通过重力从所述可更换料筒中单独排放，

运动装置组件(16)，所述运动装置组件包括运动装置(19)和运动装置壳体(20)，所述运动装置被布置成用于在所述运动装置壳体中运动，

其中所述运动装置组件(16)被布置成用于与所述可更换料筒(3)连接，并且包括用于打开所述可更换料筒以允许将所述饮料制品排放到排放室中并用于重新闭合所述可更换料筒的装置，

其中所述运动装置(19)相对于所述排放开口(6)轴向地或横向地布置并布置在所述运动装置壳体(20)内，以在延伸位置和回缩位置之间运动，在所述延伸位置，所述运动装置到达所述排放开口(6)或紧挨所述排放开口以支撑至少一个饮料制品(8)，在所述回缩位置，根据所述运动装置相对于所述排放开口(6)的回缩距离来限定所述排放室以接纳从所述料筒中排放的至少一个饮料制品，

其中所述运动装置(19)包括末端部分(24)，所述末端部分被布置成用于连接至能够移除地附接到所述可更换料筒(3)的管状存储构件(7)的闭合盖(14)，使得所述运动装置(19)与连接到所述运动装置的所述闭合盖(14)一起在所述回缩位置和所述延伸位置之间运动，并且

其中所述运动装置(19)被布置成用于提供排放室(23)以用于排放其中的至少一个饮料制品并将饮料制品输送到分配区域(17)。

2.根据权利要求1所述的分份分配器，其中所述运动装置组件被布置成用于与所述可更换料筒密封地连接，并且包括用于打开所述可更换料筒以允许将所述饮料制品排放到所述排放室中并用于重新闭合所述可更换料筒的装置。

3.根据权利要求1或2所述的分份分配器，其中所述接纳部分(5)包括至少一个管状表面(13)，所述管状表面被布置成用于在所述可更换料筒的允许通过重力排放所述饮料制品(8)的基本竖直或倾斜的布置中与所述可更换料筒(3)联接。

4.根据权利要求1或2所述的分份分配器，其中所述运动装置(19)的所述末端部分(24)形成键控构件(25)的至少一部分，所述键控构件被布置成用于与所述闭合盖(14)的锁定构件(26)互补地配合，以使所述闭合盖从所述可更换料筒的所述管状存储构件(7)移除。

5.根据权利要求1或2所述的分份分配器，其中所述运动装置组件(16)相对于所述框架(4)能够运动地安装，以使所述排放室(23)在排放位置和分配位置之间运动，在所述排放位置，所述运动装置(19)与所述排放开口(6)呈轴向关系，在所述分配位置，所述运动装置(19)与所述框架的分配开口(18)呈轴向关系。

6.根据权利要求5所述的分份分配器，其中所述运动装置组件(16)包括遮挡板(36)，所述遮挡板被布置成用于在所述运动装置壳体(20)使所述运动装置运动至所述分配区域(17)时密封地闭合所述排放开口(6)。

7.根据权利要求1或2所述的分份分配器，其中打开和重新闭合装置包括运动装置致动器(27)，所述运动装置致动器被布置成用于沿往复轴向路径驱动所述运动装置(19)。

8.根据权利要求7所述的分份分配器，其中所述运动装置组件(16)能够旋转地安装到所述框架。

9.根据权利要求1所述的分份分配器，其中在所述回缩位置，根据所述运动装置相对于所述排放开口(6)的回缩距离来限定所述排放室以接纳从所述料筒中排放的单个饮料制品。

10.根据权利要求3所述的分份分配器，其中所述接纳部分包括一个密封构件，所述密封构件用于在所述可更换料筒和所述排放开口之间提供基本气密和/或防潮布置。

11.根据权利要求7所述的分份分配器，其中所述运动装置致动器被布置成用于沿组合的轴向和旋转路径驱动所述运动装置(19)。

12.一种分份分配器系统(1)，所述分份分配器系统包括至少一个可更换料筒(3)和根据前述权利要求中任一项所述的分份分配器(2)。

13.根据权利要求12所述的分份分配器系统(1)，其中所述可更换料筒(3)包括：

管状存储构件(7)，所述管状存储构件包括用于容纳多个经分份的饮料制品(8)的内部，所述管状存储构件包括闭合端(9)和敞开端(10)，所述敞开端包括离开开口(11)，所述离开开口具有构造成允许一次分配单个饮料制品的尺寸，其中所述管状存储构件(7)包括在所述离开开口(11)处或紧挨所述离开开口的附接部分(12)，所述附接部分能够连接至所述接纳部分(5)的至少一个管状表面(13)，和

闭合盖(14)，所述闭合盖适于通过所述管状存储构件和闭合盖的能够移除的互补连接(15)以能够移除和能够密封的方式在所述管状存储构件的所述敞开端(10)处连接到所述管状存储构件(7)。

14.根据权利要求13所述的分份分配器系统，其中所述可更换料筒的所述闭合盖(14)包括锁定构件(26)，所述锁定构件被布置成用于与所述分份分配器(2)的键控构件(25)互补地配合并且用于允许所述闭合盖(14)从所述管状存储构件(7)移除并重新连接到所述管状存储构件(7)。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的分份分配器系统，其中通过真空或惰性气体来保护所述可更换料筒(3)的内部不受环境的影响，并且当所述闭合盖(14)与所述管状存储构件(7)处于密封连接位置时，所述管状存储构件和所述闭合盖以防止与环境进行气体和/或水分交换的方式被密封地闭合，并且其中所述管状存储构件(7)和所述闭合盖(14)由包括氧气阻隔物的一种或多种包装材料形成。

16.根据权利要求15所述的分份分配器系统，其中所述饮料制品(8)是球形的，并且基本上由压实粉末、薄片、纤维或其组合制成。

17.根据权利要求16所述的分份分配器系统，其中所述饮料制品(8)是烘焙并研磨的咖啡的压实球。

18.根据权利要求15所述的分份分配器系统，其中所述氧气阻隔物是EVOH或PVOH或铝。

19.饮料制备设备，所述饮料制备设备包括根据权利要求1-11中任一项所述的分份分配器或根据权利要求12-18中任一项所述的分份分配器系统。

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