KR102218870B1 - 브루잉 모듈 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 양태에 따르면, 일회분 포장(10)에 포장된 추출 재료 또는 가용성 제품으로부터 음료 또는 다른 제품의 일회분 준비를 위한 추출 장치, 예컨대 커피 머신을 위한 브루잉 모듈(1)이 하우징(2), 메커니즘에 의해 하우징에 대해 이동가능한 제1 브루잉 모듈 부분, 및 제2 브루잉 모듈 부분을 포함한다. 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분은 일회분 포장 내로 추출 유체를 유입시키기 위한 인젝터 및 일회분 포장으로부터 추출 제품을 안내하기 위한 배출 장치를 형성한다. 제2 브루잉 모듈부분은 제1 브루잉 모듈 부분의 이동 방향과 반대인 방향으로 하우징(2)에 대해 이동가능하다. 브루잉 모듈은 적어도 하나의 브루잉 모듈 부분의 안내 요소와 맞물리는 나선형 안내 홈을 갖는 캠 디스크를 포함할 수 있어, 캠 디스크의 회전이 이 브루잉 모듈 부분의 축 방향 이동을 일으킨다. 브루잉 챔버의 내부에 압력이 구축되는 경우 안내 요소가 안내 홈에 잠기도록 안내 홈에 대한 안내 요소의 상대 배치가 있을 수 있다. 예컨대 인젝터의 천공 팁이 이것의 폐쇄 시 브루잉 챔버의 내부를 향해 그 하우징에 대해 변위가능할 수 있다.

Description

브루잉 모듈 및 장치{BREWING MODULE}

본 발명은 캡슐에 함유된 추출 재료로부터 또는 예컨대 분쇄 커피와 같은 가용성 제품으로부터 음료 또는 동일한 것을 준비하기 위한 추출 장치(extraction apparatus)에 관한 것이다. 특히, 그것은 추출 장치 또는 가용성 제품로부터 음료 또는 다른 용액을 생성하기 위한 장치를 위한 브루잉 모듈(brewing module)에 관한 것이고, 뿐만 아니라 그러한 브루잉 모듈을 갖는 추출 장치에 관한 것이다.

일회분 포장(portion package)에 존재하는 추출 재료로부터 음료 또는 동일한 것을 준비하기 위한 추출 장치는 커피 머신 또는 에스프레소 머신, 뿐만 아니라 티 머신 (티 브루잉 장치)로 특히 알려져 있다. 많은 대응하는 시스템에서, 일회분 포장은 캡슐로서 설계되고, 그 안에는 추출 재료가 예컨대 밀폐식으로 밀봉된다. 추출을 위해, 캡슐은 예컨대 서로 대향하는 두 측면이 천공된다. 추출 유체, 일반적으로 온수가 첫 번째 측면에서 유입된다. 추출 제품은 두 번째 측면에서 캡슐로부터 배출된다.

이 모든 것은 소위 브루잉 모듈(또한 브루잉 그룹이고도 함)에서 일어난다. 그것은 브루잉 챔버를 포함하고, 그 안에 캡슐이 수용된다. 캡슐이 브루잉 모듈 내로 삽입되고 예컨대 작동 레버에 의해 또는 자동 구동에 의해 브루잉 챔버가 폐쇄되는 브루잉 모듈이 특히 인기이며, 캡슐은 브루잉 절차 후에 브루잉 챔버의 재개된 개방 시 브루잉 챔버로부터 자동으로 제거되고, 캡슐 용기 내로 배출된다. 자동 캡슐 배출을 갖는 그러한 브루잉 모듈은 일반적으로 수평 브루잉 모듈로서 설계되며 즉, 캡슐의 삽입이 상부로부터 수행되고, 브루잉 챔버의 폐쇄는 두 개의 브루잉 챔버 부분의 수평 상대 이동이며, 추출 유체는 본질적으로 수평으로 흐르고, 캡슐 용기는 브루잉 챔버 아래쪽에 배치된다.

브루잉 모듈은 비교적 소형 방식으로 설계되어, 설계자가 커피 머신 또는 브루잉된 음료를 브루잉하기 위한 다른 장치의 제조에 관하여 가능한 많은 자유도를 갖는다면 유리하다. 특히, 이것은 흔히 제한 인자인 브루잉 모듈의 개방 상태에서의 축 방향 치수- 즉, 브루잉 챔버 부분들의 상대 이동 방향으로의 치수 -이다.

또한, 많은 면에서, 브루잉 모듈이 가능한 한 간단하게 구성되고 서로에 대해 이동하는 비교적 소수의 부분들이 제공되면 유리하고, 이것은 제조 비용에 관해서뿐만 아니라 장기간의 신뢰성을 위한 경우이다.

본 발명의 목적은 캡슐에 포장된 추출 재료로부터 음료 또는 또 다른 추출 제품 또는 가용성 제품의 분배된 준비를 위한, 추출 장치 예컨대 커피 머신 또는 가용성 제품(예컨대, 코코아 분말, 인스턴트 커피, 분유 또는 인스턴트 수프)으로부터 음료 또는 다른 용액을 제조하기 위한 장치를 위한 브루잉 모듈을 제공하는 것이며, 상기 브루잉 모듈은 간단하고 소형의 구성 방식을 허용한다. 특히 브루잉 모듈은 수평 설치에 적합해야 한다.

본 발명의 문맥에서 "추출 재료"는 예컨대 커피 분말 또는 차와 같은 추출가능한 출발 제품 외에, 또한 음료, 식품 또는 다른 용액이 생성될 수 있는, 예컨대 코코아 분말, 인스턴트 커피 과립, 분유, 인스턴트 스프 분말과 같은 가용성 출발 제품이다. 따라서, "추출 제품"은 또한 가용성 출발 제품 및 유체의 생성에 의해 생성되는 제품으로 이해되어야 한다. 본 발명의 문맥에서 "추출 장치"는 이에 따라 또한 제품이 액체에 가용성 출발 제품을 용해시킴으로써 생성될 수 있는 장치로 이해되어야 한다.

브루잉 모듈은 하우징, 메카니즘에 의해 하우징에 대해 이동할 수 있는 제1 브루잉 모듈 부분 및 제2 브루잉 모듈 부분을 포함하고, 제1 및 제2 브루잉 모듈은 일회분 포장으로부터 추출 제품을 안내하기 위한 배출 장치 및 추출 유체를 일회분 포장 내로 유입시키기 위한 인젝터를 형성한다. 하우징과 관련하여, 그것은 또한 브루잉 모듈이 설치되는, 예컨대 커피 머신과 같은 장치의 하우징의 경우일 수 있다. 추출 절차 동안 일회분 포장을 적어도 부분적으로 둘러싸는 브루잉 챔버는 폐쇄 위치에 형성된다(즉, 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분은 서로에게 직접 지지되고, 일회분 포장을 위한 수용부를 형성한다). 제1 양태에 따른 브루잉 모듈은 제2 브루잉 모듈 부분이 제1 브루잉 모듈 부분의 이동 방향과 반대인 방향으로 하우징에 대해 이동가능한 것을 특징으로 한다.

이것은 브루잉 모듈을 폐쇄 및 개방할 때, 종래 기술과는 대조적으로, 다른 것이 정지된 채 남아있는 동안 하우징에 대해 이동하는 것은 하나의 브루잉 모듈 부분이고 뿐만 아니라 브루잉 모듈 부분들은 서로에게 그리고 서로로부터 멀리 이동하는 것을 의미한다.

그에 의해 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분의 이동은 (공통) 축을 따라서, 예컨대 직선으로 일어날 수 있다. 브루잉 모듈 부분들은 이때 서로에게 직접 또는 서로로부터 멀리 직접 이동하고, 특히 이동 벡터는 역평행이다. 그러한 직선 이동은 피봇(pivot) 없이 일어나고 예컨대 브루잉 모듈 부분들의 공간에서 배향을 유지한다.

브루잉 모듈 부분들의 이동은 바람직하게는 직접 서로 결합된다. 제1 브루잉 모듈 부분을 이동시키는 메커니즘은 또한 동시에 - 간단히 반대 방향으로 - 제2 브루잉 모듈 부분을 이동시킨다. 단지 하나의 브루잉 모듈 부분의 개별 이동은 이때 올바른 적용의 경우 결코 불가능하다.

특히 그러한 결합은 그러한 메커니즘이 브루잉 모듈 부분을 직접적으로 - 그리고 예컨대 다른 브루잉 모듈 부분을 통해 간접적이지 않게 - 구동하도록 구성될 수 있다.

한편으로, 본 출원의 문맥에서 일회분 포장은 추출 재료가 포장되고 추출 과정을 위해 다른 방식으로 천공 및 개방될 수 있는 캡슐일 수 있다. 다른 한편으로, - 달리 명시되지 않는 한 - 일회분 포장은 또한 예컨대 비교적 평면 방식으로 설계되고 포드(pod) 또는 패드(pad)로 알려진 일회분 포장 방식으로 유체 투과성 재료의 일회분 포장일 수 있다.

브루잉 모듈, 특히 그 하우징이 커피 머신 내로의 고정 설치를 위해 예상된다. 이러한 이유로, 브루잉 모듈이 제공되는 커피 머신은 커피 머신의 외부 하우징에 대해 그리고 최종적으로 커피 머신이 배치되는 휴지면에 대해 두 브루잉 모듈 부분들의 이동이 일어난다.

비록 브루잉 모듈이 폐쇄될 때 서로에 대해 양 브루잉 모듈 부분들에 의해 덮이는 신장의 길이가 이 측정에 의해 단독으로 감소되지 않더라도(신장(거리)는 하우징에 대해 두 브루잉 모듈 부분의 이동 상으로 분배된다), 그러나 설계에 관한 자유도는 증가하고, 이러한 이유만으로 이미 더욱 소형 구성 방식에 이를 수 있다.

제1 브루잉 모듈 부분과 제2 브루잉 모듈 부분의 이동의 결합은 예컨대 기어 또는 다른 적합한 수단을 통해 서로 결합되는 양 브루잉 모듈을 위한 이동 메커니즘에 의해 일어날 수 있다. 예컨대, 공통 구동 웜(worm)이 시계 방향 회전과 반시계 방향 회전 섹션을 갖는 양 브루잉 모듈 부분들을 위해 존재할 수 있다.

또한, 각각의 경우 서로 독립적인 메커니즘을 통한 두 브루잉 모듈 부분의 이동 메커니즘에 결합되는 구동 수단- 예컨대 작동 레버 또는 전기 구동 -을 예상할 수 있다. 각각의 경우 양 구동 모듈 부분을 위한 독립 구동도 또한 배제되지 않는다.

두 브루잉 모듈 부분들을 이동시키는 메커니즘은 다른 특히 유리한 대안으로서 본 발명의 제2 양태에 따라 설계될 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 일회분 포장으로 포장된 추출 재료로부터 음료 또는 다른 추출 제품의 일회분 준비를 위한 추출 장치를 위한 브루잉 모듈은 마찬가지로 하우징, 메커니즘에 의해 하우징에 대해 이동가능한 제1 브루잉 모듈 부분 및 제2 브루잉 모듈 부분을 포함하며, 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분은 일회분 포장 내로 추출 유체를 유입하기 위한 인젝터 및 일회분 포장으로부터 추출 제품의 배출을 위한 배출 장치를 형성한다. 본 발명의 제2 양태에 따른 브루잉 모듈은 메커니즘이 하우징에 회전가능하게 장착되고 나선형 진행 안내 표면을 갖는 캠 디스크를 포함하며, 제1 브루잉 모듈 부분은 캠 디스크의 회전을 고려할 때 하우징에 고정된 변위 경로를 따르는 안내 표면에 의해 변위가능한 것을 특징으로 한다.

이를 위해 예컨대 제1 브루잉 모듈 부분은 안내 요소, 특히 측 방향 외측으로 돌출되고 안내 표면과 맞물리는 안내 핀(안내 돌기)을 포함한다.

특히 안내 표면은 나선형 진행 안내 홈에 의해 형성될 수 있다.

그러한 경우 안내 홈 및 안내 요소는 자가 폐쇄 효과(self-closing effect)가 내부 압력 구축을 고려할 때 브루잉 모듈의 폐쇄 상태에서 존재하도록 서로 매치될 수 있다. 이때, 폐쇄 상태에서(브루잉 모듈 부분들은 안내 홈에서의 접경으로 인해 및/또는 서로 상에 및/또는 하우징 상의 접경 상에 브루잉 모듈 부분의 접촉으로 인해 이 상태에서 서로에게 더 이동할 수 없다), 브루잉 모듈 부분의 분리 가압(pressing-apart)의 적극적인 반작용(counteracting)이 예컨대 작동 레버 또는 구동에 의해 일어날 필요는 없다(그러한 분리 가압은 브루잉 챔버 내부 압력으로 인해 브루잉 과정 동안 존재한다). 오히려, 안내 요소는 안내 홈에 잠궈진다.

특히 이것은 폐쇄 상태에서 안내 표면에 접하는 평면이 안내 요소가 안내 표면 상에 존재하는 축 방향(브루잉 모듈 부분들의 변위 방향)에 수직으로 진행하지 않는다는 것을 의미한다(이것은 예컨대 캠 디스크의 회전 축에 평행하게 진행하는 접촉선일 수 있다). 이 접선 평면은 대조적으로 안내 요소에 의해 축 방향으로 가해지는 힘이 폐쇄 회전 방향으로 캠 디스크 상의 토크로 이어지는 그 방향의 성분을 갖도록 수직으로 기울어있다.

이를 위해, 안내 요소는 축 방향에 평행하고 캠 디스크의 회전이 진행하는 평면 위 또는 아래로 안내될 수 있다. 특히, 브루잉 모듈의 폐쇄를 위해 캠 디스크의 시계 방향으로의 회전으로 좌측에 위치한 브루잉 모듈의 안내 핀이 이 평면 위에 놓일 수 있거나 또는 우측에 위치한 브루잉 모듈 부분의 안내 핀이 이 평면 아래에 놓일 수 있고 - 그리고 그 반대일 수 있다.

자가 폐쇄 효과는 밀봉 효과가 브루잉 과정의 경우에 지원되는 추가 장점을 갖는다.

브루잉 모듈 부분의 단지 하나의 - 축 방향의 - 이동 자유도만을 허용하는 수단이 안내 요소에 추가적으로 존재할 수 있다. 따라서, 하우징- 또는 하우징에 연결된 별개의 대상 -은 예컨대 변위 신장/경로를 정의하는 안내 트랙을 포함할 수 있다. 특히 안내 트랙은 축 방향으로 (본질적으로 수평 브루잉 모듈 부분과 수평으로) 진행하고 안내 요소가 마찬가지로 맞물리는 하우징 안내 홈에 의해 형성될 수 있다. 이 경우, 하우징 안내 홈 또는 캠 디스크의 홈 중 하나 (또는 둘 다)는 긴 홀(hole)로 설계되며, 즉 연속 방식으로 설계되고, 이에 의해 예컨대 안내 요소(특히 안내 핀)는 하우징 안내 홈을 통해 캠 디스크 안내 홈 내로 맞물린다 - 또는 그 반대이다.

그러한 하우징 안내 홈에 대안으로, 안내 요소가 맞물리는 축 변위 방향은 또는 다른 수단에 의해, 예컨대 단지 하나의 이동 자유도를 허용하는 슬라이드 레일 방식에 의해 정의될 수 있다.

안내 홈에 대안으로 캠 디스크는 또한 예컨대 용수철 힘을 통해 이동된 브루잉 모듈 부분 또는 브루잉 모듈 부분들의 귀환 또는 반환과 결합하여 접선의 또는 다른 단일 측의 내부 및/또는 외부 안내 표면을 포함할 수 있다.

각각의 경우 캠 디스크는 브루잉 모듈 부분이 제1 및 제2 양태에 따라 설계되는 경우 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분을 위한 안내 표면, 특히 안내 홈을 포함할 수 있다.

이 결합은 특히 유리하다. 따라서 우선 - 캠 디스크 방식에 의해 구현되는 - 하나의 브루잉 모듈 부분에 제공되는 이동 메커니즘은 또한 - 추가 부품의 필요 없이 - 제2 브루잉 모듈 부분에 사용될 수 있다. 이 결합은 소형 구성 방식에 대해 더욱더 유리하다: 단일의 비교적 작은 캠 디스크 또는 (거울상(mirror-image) 안내 표면을 갖는) 단일 쌍의 두 반대 측 방향으로 배치된 캠 디스크로 충분하다. 나선형 트랙을 갖는 캠 디스크를 구비한 최대 가능 경로 거리는 캠 디스크의 반경에 대응한다. 두 배의 경로 거리만큼의 상대 이동은 브루잉 모듈이 동일한 캠 디스크에 의해 이동된다는 사실, 즉 브루잉 모듈 부분들이 캠 디스크 직경에 거의 대응하는 경로 거리에 의해 서로에 대해 이동될 수 있다는 사실로 인해 일어날 수 있다.

또한, 캠 디스크 및 특히 하우징 안내 홈 상의 힘은 이와 달리 너무 커질 것이기 때문에, 캠 디스크의 나선형 경로의 기울기는 실무상 무한대로 크게 선택될 수 없다. 제2 양태를 갖는 본 발명의 제1 양태의 유리한 결합으로 인해, 비교적 작은 회전각이 이러한 제한에도 불구하고 충분할 수 있다. 이것은 교대로 또한 구동의 부품(예컨대 작동 레버 또는 전기 구동) 상에 가능한 소형화 해결안에 기여한다.

그러한 결합의 경우에서 안내 홈의 상술된 설계 및 안내 요소의 배치는 양 측, 즉 양 브루잉 모듈 부분의 안내 요소 및 그것들의 각 안내 홈에 적용될 수 있다.

캠 디스크가 각각의 경우 양 측 방향 측에 존재하는 경우, 이때 이것은 특히 유리하고, 브루잉 모듈의 소형화는 현저히 저하되지 않으며, 예컨대 캠 디스크는 서로 거울상이다. 그럼으로써, 바람직하게는 양 캠 디스크는 구동 메커니즘에 결합된다.

나선형 트랙은 대수의, 아르키메데스의 또는 다른 수학적으로 규칙적인 나선형일 필요는 없다(비록 그러한 경로가 물론 가능하다 하더라도). 사실, 예컨대 적어도 국부적으로 극각(polar angle)의 함수로서 트랙이 캠 디스크의 회전축에 대해 (회전 방향에 따라) 일정하게 증가하거나 일정하게 감소하는 거리를 갖는다면 충분하다.

본 발명의 제1 및/또는 제2 양태는 유리하게는 제3 양태와 결합될 수 있다. 본 발명의 제3 양태에 따르면, 브루잉 모듈이 추출 장치에 제공되고, 이 장치는 일회분 캡슐 형태의 일회분 포장을 위해 예상된다. 브루잉 모듈은 마찬가지로 서로에 대해 이동가능한 제1 브루잉 모듈 부분 및 제2 브루잉 모듈 부분을 포함하며, 즉 - 제1 양태에 따른 설계를 가지고 하우징에 대해 이동되는 양 브루잉 모듈 부분들에 의해 - 제1 및/또는 제2 브루잉 모듈 부분이 다른 브루잉 모듈 부분에 대해 이동될 수 있다. 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분은 추출 유체를 캡슐 내로 유입시키기 위한 인젝터 및 캡슐로부터 추출 제품을 안내하기 위한 배출 장치를 형성한다. 캡슐을 천공하기 위한 적어도 하나의 제1 천공 팁(piercing tip)이 제1 브루잉 모듈 부분 상에 존재하고, 이에 의해 브루잉 유체가 캡슐 내로 유입될 수 있거나 추출 제품이 캡슐로부터 배출될 수 있다.

제3 양태에 따른 브루잉 모듈은 제1 브루잉 모듈 부분이 브루잉 모듈 부분 하우징을 포함하고 제1 천공 팁이 브루잉 챔버의 폐쇄 방식에 의해 브루잉 챔버의 내부를 향해 브루잉 모듈 부분 하우징에 대해 변위가능한 것을 특징으로 한다.

환언하면, 천공 팁은 브루잉 챔버의 개방 상태에서 후진하고 브루잉 챔버의 폐쇄 방식에 의해 연장된다.

종래 기술과 대조적인 이 측정으로 인해 브루잉 모듈의 개방 상태에서 서로에게 더 가까워질 수 있는 브루잉 모듈 부분을 달성한다: 브루잉 과정 동안 캡슐 상에 지지되고 그리고 개방 상태에서 브루잉 모듈 부분 하우징에 의해 형성되거나 상대 이동의 가능성 없이 그것에 연결되는 반경 방향 접촉 표면은 종래 기술의 경우와 같이 단지 적어도 캡슐의 축 방향 연장에 의해 그리고 천공 팁에 더하여 캡슐의 축 방향 연장에 의하지 않고 다른 브루잉 모듈 부분의 천공 팁으로부터 또는 (이것이 마찬가지로 연장가능한 천공 팁을 갖는 경우) 다른 브루잉 모듈 부분의 접촉 표면으로부터 이격될 필요가 있다.

따라서 양태 1 및/또는 양태 2에 보충하여 또는 그것에 독립하여 이 측정은 배치의 소형화에 기여한다.

예컨대 제1 천공 팁은 폐쇄 및 개방 시에 적합한 전진 및 후진 메커니즘에 의해 구동되는 인젝터 플런저 또는 추출 플런저 상에 형성될 수 있다.

그러한 전진 및 후진 메커니즘은 피봇가능하게 장착되는 플런저 니들을 포함할 수 있고, 그것의 암에는 플런저가 그것이 플런저의 피봇 이동을 고려할 때 전진 및 후진을 받도록 결합된다.

그러한 레버의 구동은 예컨대 제1 브루잉 모듈 부분의 이동을 고려할 때 하우징의 접경(정지) 표면 상의 접경에 의해 일어날 수 있다.

다른 구동 메커니즘- 예컨대 브루잉 모듈을 폐쇄하는 메커니즘 상으로 플런저 또는 플런저 레버의 직접 결합 -이 또한 고려될 수 있다.

본 발명의 모든 양태에 따른 브루잉모듈 부분은 상기 정의에 따른 수평 브루잉 모듈로서 설계될 수 있다.

브루잉 모듈은 그것이 수평 브루잉 모듈로서 설계되는 경우 삽입 후 캡슐을 지지하고 예컨대 또한 캡슐을 다시 꺼내는데 협조하는 한 쌍의 캡슐 안내 요소를 포함할 수 있다.

예컨대 캡슐 안내 요소는 각각 지지 수단에 의해 저면으로 종단되는 그리고 캡슐이 삽입되는, 캡슐 칼라를 수용하기 위한 제1 캡슐 안내 홈을 포함할 수 있다.

캡슐 안내 요소는 각각 저면으로 개방된 제2 캡슐 안내 홈을 추가적으로 포함할 수 있으며, 캡슐 칼라는 브루잉 챔버를 개방함으로써 캡슐 안내 홈 내로 들어간다. 이를 위해, 캡슐 안내 요소는 예컨대 브루잉 챔버의 개방시 제2 캡슐 안내 홈 내로 캡슐 칼라를 미는 걸쇠부(catch portion)를 포함할 수 있다.

추출 장치, 특히 기술된 브루잉 모듈 중 하나를 갖는 커피 머신이 마찬가지로 본 발명의 요지이다.

하나 이상의 상술된 양태에 따른 브루잉 모듈 외에, 그러한 추출 장치는 또한 브루잉 유체를 위한 용기 또는 연결부, 펌프뿐만 아니라 브루잉 유체를 위한 가열기 및 경우에 따라 가열기 및/또는 펌프의 제어를 위한 수단을 포함한다. - 그 자체가 공지된 바와 같이 - 음료 컵을 위한 휴지면, 작동 패널 및/또는 다른 요소가 마찬가지로 제공될 수 있고, 이것들은 커피 머신 또는 티 머신으로부터 그 자체가 공지되어 있다.

본 발명에 따르면 캡슐에 포장된 추출 재료로부터 음료 또는 또 다른 추출 제품 또는 가용성 제품의 분배된 준비를 위한, 추출 장치 예컨대 커피 머신 또는 가용성 제품(예컨대, 코코아 분말, 인스턴트 커피, 분유 또는 인스턴트 수프)으로부터 음료 또는 다른 용액을 제조하기 위한 장치를 위한 브루잉 모듈이 제공되며, 상기 브루잉 모듈은 간단하고 소형의 구성 방식을 허용한다. 특히 브루잉 모듈은 수평 설치에 적합하다.

본 발명의 실시형태 예들은 이후 도면을 통해 기술된다. 동일한 참조 부호는 도면에서 동일 또는 유사한 구성요소들을 나타낸다. 도면들은 부분적으로 서로 대응하고 도면마다 다른 크기를 갖는 구성요소들을 도시한다. 여기에서:
도 1은 브루잉 모듈의 제1 실시형태의 도면을 도시하고,
도 2는 캡슐의 삽입 중에 캡슐을 갖는 도 1의 브루잉 모듈의 도면을 도시하며,
도 3은 도 1-2에 따른 브루잉 모듈의 분해도를 도시하고,
도 4-9는 각각의 경우에서 부분 절단 방식으로 표현된, 도 1-3의 브루잉 모듈의 구성요소의 도면을 도시하며,
도 10은 캡슐을 갖는 브루잉 모듈의 제2 실시형태를 도시하고,
도 11은 도 10의 브루잉 모듈의 구성요소들을 도시하며,
도 12-16은 수직(도 12, 15 및 16) 또는 수평(도 13 및 14) 평면을 따라 절단된, 다른 상태의 폐쇄에 있는 도 10 및 11의 브루잉 모듈을 도시하고,
도 17은 본 발명에 따른 브루잉 모듈의 제3 실시형태를 도시하며,
도 18은 제2 실시형태에서의 브루잉 모듈의 측 방향 보기를 통한 그리고 수직 평면을 따른 절단을 나타내는 자가-폐쇄 효과의 예시를 도시한다.

도 1-9에 따른 브루잉 모듈은 여기에서 두 하우징 반쪽(2.1, 2.2)으로 구성된 하우징(2)을 포함한다. 상부 측에서, 하우징은 형상 및 치수와 관련하여 커피 또는 다른 추출 재료로 충전된 일회분 캡슐(portion capsule)의 각 형상 및 치수에 매치되는 삽입구(3)를 형성한다, 다른 부분들 사이에서 삽입구(3)는 캡슐의 대응하는 칼라를 안내하기 위한 삽입 안내 홈(4)을 포함한다. 도 2는 삽입구를 통해 삽입된 캡슐(10)을 도시한다.

제1 브루잉 모듈 부분 및 제2 브루잉 모듈 부분은 - 축 방향으로 변위 가능한 방식으로 - 하우징에 의해 또는 내에 수용된다. 제1 브루잉 모듈 부분은 캡슐을 천공하기 위한 그리고 압력 하에서 추출수를 유입시키기 위한 인젝터를 형성한다. 제2 브루잉 모듈 부분은 마찬가지로 캡슐을 천공하기 위한 그리고 브루잉된 음료를 안내 또는 배출하기 위한 배출 장치를 형성한다. 인젝터 하우징(11), 제1 천공 팁(13)을 갖는 제1 인젝터 플런저(14) 및 인젝터의 시일(61)뿐만 아니라 배출 장치의 추출 하우징(12)을 도 3에서 볼 수 있다. 인젝터 플런저는 작동 상태 및 도 1-9에 따른 실시형태에서 인젝터 하우징(11)에 고정 연결된다.

직교 좌표계가 또한 도 3에 그려져 있다. 본 명세서에서, 브루잉 모듈 부분들이 이동하는 축(z-축)을 따르는 방향은 일반적으로 "축" 방향으로 표시된다. x-축은 "측" 방향, y-축은 "수직" 방향을 정의한다. "수직" 방향이 직각 또는 거의 직각 방향(예컨대 수직/직각에 대해 최대 15°까지)에 대응한다면 많은 실시형태에 유리하지만, 이러한 정의는 그것들이 반드시 설치시 브루잉 모듈의 특정 배향을 지정할 정도까지 해석되어서는 안 된다.

측 방향과 관련하여, 캠 디스크(15)는 양측 상에서 각각의 경우 외측에서 하우징 상에 회전가능하게 장착된다. 캠 디스크들 각각은 두 안내 홈(16)을 포함한다. 인젝터 하우징(11)뿐만 아니라 추출 하우징(12) 각각은 각각의 경우 하우징 안내 홈(21)을 통해 캠 디스크의 안내 홈(16) 내로 맞물리는 외측의 두 안내 핀(17, 18)을 포함한다. 브루잉 모듈 부분들은 캠 디스크(15)가 회전하는 경우에 이를 통해 하우징 안내 홈(21)에 의해 축 방향으로 안내되는 방식으로 이동한다. 이 메커니즘은 특히 도 4-6에 의해 명확해진다.

외측의 캠 디스크(16) 각각은 구동 코그(drive cog)(24)를 포함한다. 이것은 캠 디스크와 일체로 설계될 수 있거나 또는 회전 고정 방식으로 이것에 연결될 수 있다.

마찬가지로 톱니가 제공되고 구동 코그(24)와 결합 또는 맞물리는 구동 요소(25)가 폐쇄 레버(26)에 연결된다.

폐쇄 레버는 브루잉 모듈의 개방 상태에서 캡슐을 삽입한 후에 (도 2의 전면으로의) 경사 이동에 의해 작동된다(도 2). 브루잉 모듈 부분은 브루잉 모듈이 폐쇄될 때까지 전술된 메커니즘으로 인해 이것에 의해 그리고 캠 디스크(15)에 의해 서로에게 이동한다. 브루잉 모듈 폐쇄 시, 인젝터의 제1 천공 팁(13) 및 배출 장치의 제2 천공 팁(19)은 캡슐 내로 가압되어 그것이 천공 팁(13)에 의해 구멍이 뚫리고 천공 팁(19)에 의해 약간 천공되거나 마찬가지로 구멍이 뚫린다.

추출 과정은 이에 후속하여 발생할 수 있고, 이 과정으로 온수가 압력 하에서 이젝터(ejector)로부터 제1 천공 팁(13)을 통해 캡슐 내로 유입된다. 브루잉 음료는 캡슐로부터 천공 팁(19)을 통해 배출 장치의 측면(브루잉 음료 출구(51))으로 배출되고, 거기로부터 이에 대한 예상 위치에 배치된 음료 용기 내로 들어갈 수 있다. 캡슐의 출구의 개방은 유입된 브루잉 유체의 과압 하에서 불룩해지고 제2 천공 팁(19)에 대해 이동된 캡슐의 출구 측에 의해 일어나고, 이것에 의해 제2 천공 팁은 제2 천공 팁(19)이 브루잉 모듈의 폐쇄 시 캡슐에 구멍을 뚫지 않거나 완전히 뚫지 않은 경우 캡슐의 출구 측에 구멍을 뚫는다.

브루잉 모듈은 브루잉 과정에 후속하여 개방되고, 캡슐은 캡슐 수집 용기 내로 아래쪽으로 떨어질 수 있다.

양측 상에서 각각의 경우 인젝터는 브루잉 모듈의 폐쇄 시 캡슐을 안내하기 위한 그리고 브루잉 모듈의 개방 시 소비한 캡슐을 배출하기 위한 캡슐 안내 요소(31)를 포함한다. 이러한 캡슐 안내 요소의 기능은 특히 도 7-9에 더욱 상세히 나타나있다. 캡슐 안내 요소(31) 각각은 제1 인젝터측 캡슐 안내 홈(32) 및 제2 추출측 캡슐 안내 홈(33)을 포함한다. 제1 캡슐 안내 홈(32)은 지지 웨브(web)(34)에 의해 저면으로(즉, 브루잉 모듈로부터 캡슐 배출 방향으로) 종단되며, 제2 캡슐 안내 홈(33)은 저면으로 개방된다. 제1 안내 홈(32)은 여기에서 또한 저면으로 약간 축소되는 방식으로 설계된다. 또한 캡슐 안내 요소(31) 각각은 캡슐의 출구 측을 향해 내측으로 지향하는 경사로(35)를 포함한다.

캡슐 삽입 시, 이것은 칼라가 제1 캡슐 안내 홈(32) 내로 들어가고, 지지 웨브(34) 상에 놓이도록 안내된다. 이 상태에서 캡슐은 캡슐 안내 요소(31)에 의해 지지되며, 그것은 후방측에서 약간 아래쪽으로 (즉, 출구측을 향해) 걸려 있을 수 있다. 브루잉 모듈 부분들은 이미 상술된 바와 같이 브루잉 모듈의 폐쇄 시 서로에게 이동되고, 이에 의해 캡슐의 후방측(출구측)은 배출 장치의 캡슐 수용부(41) 내로 들어간다(도 7). 폐쇄 이동의 단부를 향하는 경사로(35)는 배출 장치의 외부 안내 표면(42)과 접촉하게 되고(도 8), 이에 의해 캡슐 안내 요소는 탄성력에 반대 방향으로 외측으로 멀리 편향된다. 브루잉 모듈의 폐쇄 상태에서 캡슐 안내 요소(31)는 이후 브루잉 모듈 부분들에 의해 형성된 브루잉 챔버에 완전히 놓인 캡슐과 더 이상 접촉하지 않는다.

캡슐 안내 요소는 브루잉 챔버가 브루잉 절차 후 다시 개방되는 경우 내측으로 다시 튀어오를 수 있다. 걸쇠부(catch portion)(36)(도 9)가 이것에 의해 캡슐(10)의 칼라 상에 맞물릴 수 있어, 이 칼라가 제2 안내 홈(33) 내로 들어가고, 캡슐이 안내 요소와 함께 이동되거나 걸린다. 캡슐은, 그것이 캡슐 수용부(41)에 더 이상 지지되지 않는 즉시 브루잉 모듈로부터 하향하여 떨어질 수 있는데, 제2 안내 홈(33)이 저면으로 개방되기 때문이다.

캡슐 안내 요소(31)가 경사로를 포함할 필요는 없다. 사실, 캡슐 안내 요소가 폐쇄 시 접경하는 배출 장치의 일부가 대신 적합한 경사로를 갖는 가능성도 또한 있다. 부분들의 형상은 캡슐 안내 요소가 여기에 기술된 기능을 위해 폐쇄 시 떨어지게 이동하도록 서로에게 매치되어야 한다. 예컨대 이것은 용수철 힘에 반대 방향으로 떨어지게 가압함으로써 달성될 수 있다.

도 10-16에 따른 브루잉 모듈(101)의 실시형태는 특히 두 가지 면에서 도 1-9에 따른 브루잉 모듈(1)과 다르다.

첫째, 브루잉 모듈의 개방 및 폐쇄를 위한 구동은 전기 폐쇄 메커니즘이며, 즉 자동 폐쇄 메커니즘이 존재한다. 이를 위해, 브루잉 모듈(101)은 기어(72)를 통해 (여기에서는 구동 코그(24)를 갖는) 캠 디스크(15)를 구동하는 전기 모터(71)를 갖는다. 기어의 코그(75) 중 하나가 대응하는 역측방향(contra-lateral) 코그(75)에 샤프트(76)(도 11)를 통해 회전 고정 방식으로 연결되어, 양 캠 디스크(15)는 이 실시형태에서도 또한 구동된다. 브루잉 모듈 부분들의 변위 내로 캠 디스크의 회전 이동의 전환이 상기 실시형태 예에서 기술된 바와 같이 일어난다.

둘째, 본 발명의 제3 양태에 따른 브루잉 모듈(101)은 연장가능한 제1 천공 팁(13)이 제공된다. 이를 위해 인젝터 플런저는 인젝터 하우징(11)에 대해 축 방향으로 변위가능하게 장착된다. 플런저 레버(81)가 베어링 핀(82)에 의해 정의된 피봇축에 대해 베어링 핀에 의해 인젝터에 피봇가능하게 장착된다. 인젝터 플런저(14)와 관련하여 피봇축의 다른 측에 배치된 플런저 레버(81)의 작동 부분(85)은 브루잉 모듈의 개방 상태에서 하우징(2)의 제1 접경 표면에 접경한다(도 11, 12, 13).

인젝터와 배출 장치는 캡슐 삽입 후 브루잉 모듈의 폐쇄 시 서로에게 이동하고(도 14), 이에 의해 플런저 레버(81)는 제1 접경으로부터 떨어지게 이동한다. 다른 측의 작동 부분(85)은 폐쇄 이동의 단부를 향해 제2 접경(84)에 대해 접경하고, 이에 의해 플런저 레버는 연속된 폐쇄를 갖는 피봇 이동(82)을 당하게 된다. 인젝터 플런저(14)는 그러한 피봇 이동으로 플런저 레버 호(87)에 안내된 플런저 핀(86)에 의해 걸리고, 브루잉 챔버의 내부 내로 밀려지며, 이에 의해 캡슐은 제1 천공 팁(13)에 의해 구멍이 뚫린다(도 15).

플런저 레버 피봇 이동의 수직 성분은 이로써 플런저 레버 홈(87)에 의해 수용된다.

브루잉 모듈의 재개된 개방의 경우 제1 접경(83) 상에 플런저 핀(86)의 존재는 인젝터 플런저(14)가 다시 완전히 후진하는 것을 보장하고, 이에 의해 캡슐(10)은 캡슐 용기 내로 하향하여 떨어질 수 있다.

도 10-16의 실시형태로부터 벗어나, 전기 구동을 갖지만 연장가능한 인젝터 플런저를 갖지 않는 브루잉 모듈을 설계하는 것이 또한 가능할 것이다.

반면, 연장가능한 인젝터 플런저를 갖는 수동 폐쇄 구동을 갖는 브루잉 모듈을 설계할 가능성이 또한 있다. 브루잉 모듈(201)의 대응하는 실시형태 예가 도 17에 예시되어 있다. 이 예로, 폐쇄 레버(26)를 갖는 구동이 도 1-9에 의해 기술된 바와 같이 있고, 반면에 플런저 레버(81)와 그 기능이 도 10-16에 의해 기술된 바와 같이 설계된다.

배치의 자가-폐쇄 효과(self-closing effect)는 브루잉 모듈의 제2 실시형태를 도시하는 도 18에 의해 나타나지만, 그러나 기술된 효과는 세 실시형태 모두에 관한 것이다. 도 18은 폐쇄 상태에서의 브루잉 모듈을 도시한다. 증가된 내부 압력은 추출 과정 동안 브루잉 챔버의 내부에 퍼지고, 이에 의해 인젝터 및 배출 장치는 떨어지게 가압된다. 안내 핀(17, 18)은 이에 의해 도 18에서 수평 화살표 방향으로 가압된다.

그러나 그러한 힘의 도입은 샤프트(20)에 의해 그리고 안내 홈(16)의 설계를 통해 정의되는 캠 디스크(16)의 회전축 아래 또는 위에 안내 핀(17, 18)의 배치로 인해 각 안내 홈(16)에 잠금 또는 고정 효과를 가져온다.

안내 핀(18)과 (핀축의 평면 상에서) 힘 작용의 위치에서 안내 표면 사이의 접촉 표면에 탄젠트(t)가 도 18에 그려져 있다. 이것은 수직으로 경사져 있고, 이것은 잠금(고정) 방식으로 작용하며, 안내 핀에 의해 가해진 힘의 탄젠트 성분으로 인해 캠 디스크(16)는 회전 화살표에 의해 표시된 방향으로 토크가 발생된다.

한편으로 브루잉 챔버에서 밀봉 효과는 이 잠금으로 인해 브루잉 과정 동안 촉진되고, 다른 한편으로 브루잉 과정 동안 지지력 또는 폐쇄력은 레버 또는 모터에 의해 보장될 필요가 없다.

서로에 대한 그리고 캠 디스크의 회전축에 대한 안내 핀의 배치는 예컨대 또한 도 4에서 명확하게 볼 수 있다.

기술된 브루잉 모듈은 많은 양태으로 변경될 수 있다. 예컨대 제1 및 제2 양태은 서로에게 독립적으로 구현될 수 있고, 각각의 경우 또한 서두에 기술된 바와 같이 제3 양태에 따라 설계될 수 있거나 그렇지 않을 수도 있다. 설계의 다른 특징이 또한 요건에 따라 적응될 수 있다.

따라서 예컨대 천공 팁(들)을 갖는 연장가능한 플런저는 연장가능한 인젝터 플런저에 추가하여 또는 여기에 대안으로서 배출 장치의 측면에 존재할 수 있다.

또한 각각의 경우 다수의 천공 팁이 인젝터 측 및/또는 추출 측에 존재할 수 있다.

제1 및 제2 브루잉 모듈 부분의 작업은 또한 여기 기술된 배치와 비교하여 교환될 수 있으며, 즉 이것은 캡슐 수용부를 포함하는 브루잉 모듈 부분이 인젝터로서 설계되고, 이때 다른 브루잉 모듈 부분이 배출 장치를 형성하는 경우일 수 있다. 또한 다른 기능을 위해 교환이 가능하며, 예컨대 작동 레버가 추출 측에 형성될 수 있다.

Claims (15)

1. 일회분 포장(10)에 포장된 추출 재료로부터 음료 또는 다른 추출 제품의 일회분 준비를 위한, 추출 장치 또는 가용성 제품으로부터 음료 또는 다른 용액을 제조하기 위한 장치를 위한 브루잉 모듈(1, 101, 201)로서,
   하우징, 메커니즘에 의해 하우징에 대해 이동가능한 제1 브루잉 모듈 부분, 및 제2 브루잉 모듈 부분을 포함하며, 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분 중 하나는 일회분 포장 내로 추출 유체를 유입시키기 위한 인젝터를 형성하고, 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분 중 다른 하나는 일회분 포장으로부터 추출 제품을 안내하기 위한 배출 장치를 형성하는, 브루잉 모듈에 있어서,
   메커니즘은 하우징(2)에 회전가능하게 장착되는 그리고 나선형 진행 안내 표면을 가지고 있는 캠 디스크(15)를 포함하고, 제1 브루잉 모듈 부분은 회전되는 캠 디스크에 의해 하우징과 고정된 변위 경로를 따라서 상기 나선형 진행 안내 표면에 의해 변위되는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   나선형 진행 안내 표면은 나선형 진행 안내 홈(16)에 의해 형성되고, 제1 브루잉 모듈 부분의 안내 요소는 안내 홈(16) 내로 맞물리는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   제1 브루잉 모듈 부분의 안내 요소는, 하우징(2)에 존재하는 그리고 고정 방식으로 하우징에 연결되는, 하우징 안내 홈(21) 내로 추가로 맞물리고, 상기 하우징 안내 홈은 수평 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   제1 브루잉 모듈 부분의 안내 요소는 하우징 안내 홈(21) 내로 그리고 안내 홈(16) 내로 돌출되는 안내 핀(17, 18)인 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
5. 제2항에 있어서,
   제1 브루잉 모듈 부분의 안내 요소 및 안내 홈(16)은 제1 및 제2 브루잉 모듈 부분이 브루잉 모듈의 폐쇄 상태에서 분리 가압될 때 제1 브루잉 모듈 부분의 안내 요소가 안내 홈(16)에 잠궈지도록 설계 및 배치되는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   캠 디스크가 작동 레버의 피봇 이동에 의해 회전되도록 캠 디스크에 연결되는 작동 레버(26) 형태의 구동, 또는 캠 디스크를 회전시키기 위한 전기 구동(71, 72)을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   두 캠 디스크를 특징으로 하며, 두 캠 디스크 중 하나의 안내 표면은 두 캠 디스크 중 다른 하나의 안내 표면의 거울상에 대응하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 브루잉 모듈 부분 또는 제2 브루잉 모듈 부분은 브루잉 모듈 부분 하우징(11) 및 캡슐로서 설계되는 일회분 포장을 천공하기 위한 제1 천공 팁을 포함하고, 제1 천공 팁(13)은 브루잉 챔버의 폐쇄에 의해 브루잉 챔버의 내부를 향해 브루잉 모듈 부분 하우징(11)에 대해 변위가능한 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   제2 브루잉 모듈 부분은 제1 브루잉 모듈 부분의 이동 방향과 반대인 방향으로 하우징(2)에 대해 이동가능한 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
10. 제9항에 있어서,
    브루잉 모듈의 작동 상태에서 제1 브루잉 모듈 부분의 이동과 함께 제2 브루잉 모듈의 반대 이동이 또한 항상 작동되도록, 제2 브루잉 모듈 부분을 이동시키기 위한 메커니즘이 제1 브루잉 모듈 부분을 이동시키기 위한 메커니즘 상으로 결합되는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
11. 제9항에 있어서,
    제2 나선형 안내 표면을 가지며, 상기 제2 나선형 안내 표면은, 캠 디스크의 회전이 제1 브루잉 모듈 부분의 이동과 반대 방향으로 제2 브루잉 모듈 부분의 이동을 일으키도록, 제2 브루잉 모듈 부분의 안내 요소와 맞물리는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
12. 제8항에 있어서,
    상기 브루잉 모듈은 피봇 레버(81) 및 플런저(14)를 포함하며, 상기 피봇 레버(81)는 제2 브루잉 모듈 부분에 대한 제1 브루잉 모듈 부분의 이동에 의해 피봇가능하고, 상기 플런저(14)에는 제1 천공 팁(13)이 연결되며, 상기 플런저(14)는, 이 플런저가 피봇 레버의 피봇 이동에 의해 변위될 수 있도록, 피봇 레버(81)에 결합되는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
13. 제12항에 있어서,
    하우징(2)은 제1 접경 표면(83)과 제2 접경 표면(84)을 형성하며, 피봇 레버는 브루잉 모듈이 개방될 때 제1 접경 표면(83)에 접경함으로써 이동가능하고 이에 의해 제1 천공 팁(13)을 후진시키며, 피봇 레버는 브루잉 모듈이 폐쇄될 때 제2 접경 표면(84)에 접경함으로써 이동가능하고 이에 의해 제1 천공 팁(13)을 연장시키는 것을 특징으로 하는 브루잉 모듈.
14. 용기 또는 브루잉 유체를 위한 연결부, 브루잉 유체를 운반하기 위한 펌프, 브루잉 유체를 가열하기 위한 가열기 및 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 브루잉 모듈(1, 101, 201)을 포함하는, 추출 장치 또는 가용성 제품으로부터 음료 또는 다른 용액을 생성하기 위한 장치로서,
    상기 펌프는 가열을 통해 용기로부터 브루잉 모듈로 브루잉 유체를 운반하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 추출 장치 또는 가용성 제품으로부터 음료 또는 다른 용액을 생성하기 위한 장치.
15. 삭제

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