KR102301864B1 - 음료 배출 머신, 도저, 펌프, 어셈블리를 위한 교환가능한 공급 팩 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

음료 배출 머신, 도저, 펌프, 어셈블리를 위한 교환가능한 공급 팩 및 이를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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코닌클리케 도우베 에그베르츠 비.브이.
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Abstract

본 발명은 음료 소비 머신을 위한 교환가능한 공급 팩을 설명한다. 상기 팩은 펌프 어셈블리를 포함하는 도저를 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는 입구 및 출구 사이에서 상기 팩의 성분 용기로부터 유체를 수용하기 위하여 그리고 상기 유체를 출구로 펌핑하기 위한 펌프 채널을 포함한다. 상기 펌프 어셈블리는 상기 펌프 채널 내 배열되는 기어 펌프를 형성하는 적어도 두 개의 상호적으로 결속하는 기어들 및 펌프 챔버를 더 포함하고, 상기 적어도 두 개의 상기 기어들은 구동 기어를 형성하고, 상기 구동 기어는 상기 기어 펌프를 작동시키기 위하여 상기 음료 배출 머신의 구동 축을 수용하기 위한 샤프트 개구를 포함한다. 상기 샤프트 개구는 상기 펌프 챔버의 지지 벽의 축 수용 개구(axle reception opening)와 일치(coincide with)한다. 유연한 밀봉은 적어도 상기 구동 기어 및 지지 벽 사이에 배열되고, 상기 밀봉은 상기 샤프트 개구 및 구동 축을 수용하기 위한 축 수용 개구와 일치하는 통과 개구를 포함한다. 본 발명은 추가로, 펌프 어셈블리, 도저, 및 이러한 팩을 제조하기 위한 방법을 설명한다.

Description

음료 배출 머신, 도저, 펌프, 어셈블리를 위한 교환가능한 공급 팩 및 이를 제조하기 위한 방법{EXCHANGEABLE SUPPLY PACK FOR A BEVERAGE DISPENSING MACHINE, DOSER, PUMP ASSEMBLY AND METHOD OF MANUFACTURING}
본 발명은 음료 배출 머신, 도징 유닛, 펌프 어셈블리를 위한 교환가능한 공급 팩, 및 교환가능한 공급 팩을 제조하는 것의 방법에 관한 것이다.
음료의 서비스 제공자들은 사무실에서, 공공 장소 및 다른 장소에서 자동화된 배출기를 통해 주로 그들의 음료를 배포한다. 이러한 음료 배출 머신은, 뜨거운 음료를 준비하기 위한 커피 머신 또는 포스트 혼합 주스 배출기 또는 음료의 자동 판매기를 포함할 수 있다. 이러한 음료 배출 머신의 사용 시 편리성을 증가시키는 것은, 소비자에게 뿐만 아니라 공급자에게도 중요하다. 공급 과정에서, 서비스 공급자들은 인간의 개입을 최소화시키기 위하여, 자동화의 정도를 최대화 시키는 것에 도전을 받고 이는 비용, 효율성, 및 실패 감소를 위함이다.
본 발명은, 음료를 공급하는 것의 자동화된 공정의 지지를 위한, 견고한, 쉬운-위한-사용(easy-to-use), 실패안전, 및 비용 효율적인 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템은 교환가능한 공급 팩들의 이용에 기초한다. 이러한 교환가능한 공급 팩들은, 시스템에 의하여 제공되는 음료의 준비를 위하여 요구되는 성부 또는 성분들을 갖춘 시스템을 제공하는 성분 용기 패키지이다.
상기 성분은 액체 성분이고, 이는 커피 추출물, 차 추출물, 초코렛 음료, 우유, 향신료, 주스 및/또는 이들의 추출물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 교환가능한 공급 팩의 한 예는 가방-내-박스(bag-in-box) 팩이다. 이러한 교환가능한 공급 팩에는 도저가 장착되고, 도저는 사용시 성분의 요구되는 투약량(dosage)를 제공하기 위하여 (시스템 작동되는) 펌프 어셈블리를 포함한다. 이러한 펌프 어셈블리는 기어 펌프를 포함한다.
기어 펌프는 펌프 채널 내부에서 배열되는 다중의 결속하는 기어들에 의하여 보통 형성되는 펌퍼의 타입이다. 결속하는 기어들의 개수는 보통 두 개이고, 비록 두 개 이상의 결속하는 기어들을 구비한 기어 펌프들 또한 이용가능하다. 다른 타입이, 꽉 맞춘 펌프 챔버 내부에서 두 개의 외부 기어들(예를 들어 외측 기어 펌프) 또는, 외측 기어 주위를 회전하는 외측 기어 (예를 들어 내측 기어 펌프)에 기초하여 예를 들어 존재한다.
기어 펌프는 기어들의 두 개의 연속적인 이빨 사이에서 갇힌 유체의 이동하는 포켓들의 원리에 기초한다. 내측 기어 펌프에서, 이는 두 개의 결속하는 외부 기어들에 기초하고, 유체의 포켓은 채널 내부에 배열되는 펌프 챔버의 벽들을 밀접하기 지나도록 이어지는(running closely past) 연속적인 이빨 사이에서 운반된다. 유체는 대략, 기어들이 대략적으로 회전의 절반을 만들 때 유체가 방출되고, 바로 이전에 두 개의 기어들의 이빨은 기어들의 결속 지점에서 재-결속하고, 물론 이는 펌프 챔버 및 채널의 모양에 의존한다.
기어 펌프는 고정된 배수량(displacement)를 구비하는 펌프이다. 모든 회전에서, 기어들의 이빨 사이의 영역 모든 회전은 이동된다. 가장 공통적인 기어 펌프 타입은 외부 기어 펌프이다. 본 발명은 음료 배출 머신을 위한 교환가능한 공급 팩의 도저에서 기어 펌프 어셈블리의 사용에 관한 것이다.
기어 펌프는 이러한 도저와 같은 것에 대하여 몇 개의 유리한 점과 불리한 점을 가진다. 유리한 점은, 기어 펌프가 매우 작다는 것이고, 원리는 단순하고, 펌프가 신뢰성이 있고 효율적이라는 것이다. 게다가, 펌프는 넓은 점성 범위에 적합하고, 자가 주입(self priming)이다.
불리한 점은, 기어 펌프가 정밀하게 누출을 방지하기 위하여 제조되고 조립될 필요가 있다는 점이다. 예를 들어, 기어 펌프는 구동 기어가 되기 위한 적어도 하나의 기어를 요구하고, 구동 기어는 펌프를 작동시키기 위하여 음료 배출 머신으로부터 구동 토크를 수용한다.
다른 기어 또는 기어들은 구동 기어에 의하여 구동될 수 있고, 음료 배출 머신에 의하여 작동되지 않는다. 이러한 기어 펌프 타입에서, 누출은 구동 샤프트 및 구동 축을 따라 발견되어 왔다. 이는 펌프를 성분을 적절하게 투약하는 것에서 덜 효율적이게 하고, 이에 다라 준비된 제품의 질을 떨어트린다.
게다가, 누출된 유체는 머신에서 및/또는 교환가능한 공급 팩 내 위생과 관련된 문제를 발생시키고, 막힘(clogging), 닳음 및/또는 전기 문제와 같은 머신 내 추가적인 문제들을 야기시킨다.
본 발명의 목적은, 앞서 언급된 문제점들을 해결하고, 누출에 따른 효율성에서 유체 손실의 문제를 감경시키도록 설계된 교환가능한 공급 팩의 도저에서 사용하기 위한 펌프 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명은 그러므로, 제1 측에 따르면, 음료 소비 머신을 위한 교환가능한 공급 팩을 제공하는 것이고, 상기 교환가능한 공급 팩은 펌프 어셈블리를 포함하는 도저를 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는 입구 및 출구 사이에서 상기 팩의 성분 용기로부터 유체를 수용하기 위하여 그리고 상기 유체를 출구로 펌핑하기 위한 펌프 채널을 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는 상기 펌프 채널 내 배열되는 기어 펌프를 형성하는 적어도 두 개의 상호적으로 결속하는 기어들 및 펌프 챔버를 더 포함하고, 상기 적어도 두 개의 상기 기어들은 구동 기어를 형성하고, 상기 구동 기어는 상기 기어 펌프를 작동시키기 위하여 상기 음료 배출 머신의 구동 축을 수용하기 위한 샤프트 개구를 포함하고, 상기 샤프트 개구는 상기 펌프 챔버의 지지 벽의 축 수용 개구(axle reception opening)와 일치(coincide with)하고, 유연한 밀봉은 적어도 상기 구동 기어 및 지지 벽 사이에 배열되고, 상기 밀봉은 상기 샤프트 개구 및 구동 축을 수용하기 위한 축 수용 개구와 일치하는 통과 개구를 포함한다.
본 발명에 따른 교환 가능한 공급 팩의 도저에서 기어 펌프의 이용은 이점을 가진다. 이러한 이점은, 기어 펌프가 매우 작고, 원리는 단순하고, 펌프가 신뢰가능하고 효율적이라는 것이다. 게다가. 펌프는 넓은 범위의 점성에 적합하고, 자가 주입이 가능하다.
본 발명에 따르면, 구동 기어 아래로 돌출하는 유체에 의하여 도저로부터의 누출은 기어 및 지지 벽 사이에 밀봉을 추가하는 것에 의하여 방지되어 왔다. 이러한 밀봉은 유연한 재질로 만들어지고, 이러한 누출을 방지하기 위하여 기어 및 지지 벽 사이에서 충분히 압축된다.
구동 기어 및 지지 벽 사이에 직접적으로 밀봉을 추가시키는 것은 음료 배출 머신으로부터 외부 구동 축을 쉽게 수용하기 위하여 지지벽 내 축 수용 개구 및 샤프트 개구를 제공하는 것을 허용하는 것이 발견되어 왔고, 그동안 동시에 누출은 충분히 감소되고, 그동안 기어 및 밀봉 사이의 마찰은 수용가능하다.
실시 예에 따른 본 발명의 교환가능한 공급 팩의 도저 내 펌프 어셈블리 내 구동 기어는, 상기 샤프트 개구를 둘러싸는 원주 림(circumferential rim)을 포함할 수 있고, 이는 밀봉의 통과 개구를 통하여 유체의 누출을 방지하기 위한 지지 벽에 대하여 밀봉을 국부적으로 압박하기 위함이다.
구동 기어 및 지지 벽 사이에 존재하는 유연한 밀봉은 국부적으로, 구동 기어 상에 존재하는 상기 림에 의하여 샤프트 개구 주위를 원주방향으로 압박된다.
상기 림은 유연한 밀봉을 향하는 구동 기어 상에 위치되고 그것을 약간 압박하고, 이에 따라 증가된 압력에 따라 상기 림 및 지지벽 사이의 유연한 밀봉의 재료에서, 상기 밀봉은 상기 샤프트와 구동 축 사이의 누출을 방지하기 위하여 충분히 변형된다.
본 발명의 펌프 어셈블리에서, 상기 기어들 및 지지 벽 사이에 존재하는 유연한 밀봉은 펌프 채널의 벽들에 대하여 밀착된 ??춤으로 기어들을 누른다. 이는 펌프의 높은 압력으로부터 낮은 압력측으로 (다시 말해서, 출구로부터 입구 측으로) 내부 누출을 방지하는 기어들의 축방향 움직임(axial play)을 감소시킨다.
그러나, 샤프트 및 구동 기어의 구동 축을 따르는 누출을 추가적으로 방지하기 위하여, 구동 기어에는 샤프트 개구를 둘러싸는 원주방향 림이 제공된다. 상기 림 근처에서 유연한 밀봉 내 향상된 압력 때문에, 기어의 샤프트 개구로 지나가고 유연한 밀봉의 통과 개구를 통하는 유체의 누출은 효과적으로 방지될 수 있다.
동시에, 상기 림은 증가된 마찰 및 마모 때문에 기어 펌프의 작동을 방지하는 것은 아니다. 이는 상기 림이 적절하게 사라지거나 및/또는 형성될 때 특별한(배타적이지는 않지만) 경우이고, 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
본 발명에서, 구동 기어, 유연한 밀봉, 및 지지 벽은 조립(construction)을 제공하기 위하여 상호 협력하고, 펌프 채널로부터 샤프트 개구 및 통과 개구로, 그리고 구동 축을 통하는 유체 누출은 효율적으로 방지될 수 있다.
일 실시예에 따른 유연한 밀봉은, 구동 기어 상의 상기 림 및 상기 유연한 밀봉 아래를 지지하는 상기 지지 벽 사이에서 압박된다. 이러한 압축 때문에, 유연한 밀봉 내 상기 통기 개구 주위 영역으로 원주형으로 형성된 링은, 이러한 영역으로부터 돌출하고 통과 개구로 도달하는 유체를 방지하는 향상된 압력을 가질 수 있다.
앞서 설명한 내용을 바탕으로, 상기 구동 기어 상의 원주 림의 치수 및 모양은 본 발명에 대하여 추가적인 유리한 점을 제공한다.
특별히, 상기 림의 적절한 치수선택 및 모양선택에 의하여, 마찰력은 상기 기어에 대한 마모를 방지하도록 충분히 감소될 수 있고, 그 동안 동시에 상기 샤프트 개구를 밀봉하기 위한 효과적인 밀봉을 확실하게 할 수 있다.
예를 들어, 상기 림은 상기 샤프트 개구 주위에서 회전 대칭(rotation symmetry)을 이루도록 동축으로 배열되고, 이에 따라 일 실시예에서, 상기 림과 유연한 밀봉 사이에 바찰은 구동 기어의 작동 과정에서 최소화된다.
본 발명에 따른 음료 배출 머신을 위한 교환가능한 공급 팩 내 도저에서의 사용을 위한 펌프 어셈블리에서, 펌프 채널 내 기어들의 치수는 음료 배출 머신과의 인터페이스(interface)와 같은 요소들의 개수에 의존하는 것은 받아들여질 것이고, 상기 도저는 관련된 물리적인 파라미터들과 관련된 유동의 개수 및 단일 투약으로 펌프되기 위한 유체의 양에, 맞춰야 한다.
상기 원주 림의 치수는 상기 유연한 밀봉의 재료의 치수 또는 두께 또는 기어의 크기 와 같은, 펌프 어셈블리의 특성에 의존한다.
상기 샤프트 및 구동 축을 따르는 추출을 감소시키는 것에 대하여 펌프 어셈블리의 최적 성과(performance)는 상기 림의 높이의 적절한 치수화에 의하여 획득될 수 있다.
이러한 내용에서, 상기 림의 높이는 상기 림의 최고점(pitch)의 높이에 따라 정의될 수 있고, 상기 최고점은 상기 림이 위에 배열되는 상기 기어의 끝단 표면으로부터 측정된다.
5 내지 10mm 의 피치 원의 피치 지름을 가지는 기어들을 위하여, 예를 들어 동일한 크기(5 내지 10mm)의 기어 높이(끝단 상(end phases) 사이의 크기)에서, 상기 림의 높이는 바람직하게 0.1 내지 0.3mm 사이, 더 바람직하게 0.15 내지 0.25mm 사이, 및 더 바람직하게 대략 0.2mm인 것이 발견되어 왔다.
상기 림의 높이를 상기 구동 기어의 높이로 나눈 값에서, 이러한 값의 범위는 0.015 내지 0.044 사이, 바람직하게 0.022 내지 0.037 사이, 더 바람직하게 대략 0.029로 정의될 수 있다.
게다가, 상기 림의 모양은, 상기 림에 의하여 마찰 비용을 낮추기 위하여 그리고 그것의 밀 봉 기능을 승인(approve)하기 위하여 최적화 될 수 있다. 상기 림은, 예를 들어, 시계 모양(cock shaped)으로 형성된 단면을 가지는 상기 구동 기어의 샤프트 개구에 대하여 원주 방향을 지나가는 단면에 대하여, 라운드된 엣지들(rounded edges)을 가질 수 있다는 점이, 확인될 수 있다.
이해될 수 있는 것에 따라서, 라운드를 엣지들을 구비한 다른 대안들, 마치 라운드 엣지들을 구비한 다각형 또는 사각형이 대안으로 적용될 수 있다.
본 발명의 펌프 어셈블리의 추가적인 최적화는 유연한 밀봉이 만들어지는 유연한 재료를 신중하게 선택하는 것에 의하여 획득될 수 있다. 유연한 물질이 음식 불편(food compliant)인 것 또한 선호된다.
특정 실시예에 따른 유연한 밀봉은, 실리콘, 바람직하게 액체 실리콘 고무를 포함하는 유연한 물질로 만들어질 수 있다. 35 내지 65의 쇼 에이 경도(shore A hardness)를 가지는 유연한 재질은 좋은 결과를 제공한다는 점은 확인되어 왔다. 이러한 물질은, 예를 들어, 실로프렌 LSR2640, LSR2650, 또는 LSR2660와 같은, 액체 실리콘 고무가 될 수 있다. 동일한 강도를 가지는 다른 유연한 물질들이 적용될 수 있지만, 최적의 결과는 앞서 설명한 물질들로부터 획득될 수 있다.
펌프 어셈블리의 지지 벽, 상기 림 및 지지 벽 사이의 유연한 밀봉의 압축을 가능하도록 충분히 견고하고 강해야 한다.
일 실시예에 따른 지지 벽은, 예를 들어, 상기 지지 벽의 단단함(robustness)를 증가시키도록 하나 또는 이상의 강화 리브들(reinforcement ribs)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 강화 리브들은 상기 구동 기어의 림 아래에 배열되는 적어도 하나의 제1 원주 지지 리브를 포함할 수 있고, 상기 지지 리브는 상기 밀봉 및 지지 벽 사이에서 누출을 방지하기 위하여 상기 유연한 밀봉을 더 압축하기 위하여 상기 림과 상호작용할 수 있다.
상기 유연한 밀봉에 대하여, 상기 구동 기어 상에 원주방향 림 및 상기 지지 벽 상에 원주방향 리브는, 상기 밀봉을 압축하도록 상호작용하기 위하여 반대측 면 상에 위치될 수 있다.
앞서 설명한 제1 원주방향 지지 리브들에 대하여 추가로, 추가적인 지지 리브들이 지지 벽 상에 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 벽 상에 상기 강화 리브는 강화 웹을 형성할 수 있다.
이를 위하여, 상기 강화 리브들은 아래 설명되는 강화 리브들과 같이 추가적인 리브들을 추가로 포함할 수 있다.
상기 강화 리브들은, 예를 들어, 펌프 어셈블리의 적어도 두 개의 기어들의 추가적인 기어 아래에 배열되는 제2 원주방향 지지 리브를 포함할 수 있다.
이러한 제2 원주방향 지지 리브는, 예를 들어, 상기 추가적인 기어의 개넘적인(notional) 회전 축 주위로 원주방향으로 배열될 수 있다.
연결하는 리브들은 이러한 상기 제2 원주방향 지지 리브 및 제1 원주방향 지지 리브 및 다른 강화 리브들 사이에 존재할 수 있다.
추가적인 선택 사항으로, 상기 강화 리브들은, 모든 다른 강화 리브들의 주위에서 원주방향으로 배열되는, 즉 상기 펌핑 채널의 하나 이상의 측면 벽 아래에서 상기 강화 웹의 주변에서, 외부 강화 리브를 포함할 수 있다.
게다가, 추가적인 강화 리브들은 펌핑 채널의 부분의 밀봉을 향상시킬 수 있다. 예를 드러, 하나 또는 이상의 강화 리브들은 상기 강화 웹의 제1 위치, 제2 위치, 및 제3 위치에 대하여 형성되고 정렬될 수 있다.
여기서, 상기 제1 위치는 상기 기어들의 결속 위치와 대응하고, 상기 제2 위치는 상기 구동 기어 및 펌핑 채널 사이의 위치와 대응하고, 상기 제3 위치는 상기 추가적인 기어 및 펌핑 채널 사이의 접촉 위치와 대응할 수 있다.
상기 지지 벽의 측면 상의 세 개의 위치의 선택은 아래에 따라 이해될 수 있다.
상기 기어 펌프의 작동에서, 구동된 기어 상에 힘을 가하는 것에 의하여, 상기 구동 기어는, 펌프의 높은 압력 측(즉, 출구 측)을 향하여 이동하는 경향을 가지고 있다.
동시에, 구동되는 것에 의하여, 구동 기어는 펌프의 낮은 측을 향하여 힘이 가해지는 경향을 가진다.
그러므로, 낮은 압력 측 및 높은 압력 측 사이의 밀봉은 밀봉의 다음 위치에 의하여 효과적으로 획득될 수 있다.
상기 기어들이 결속하는 위치(상기 제1 위치),
구동된 기어의 이빨이 채널 벽과 접촉하는 경향이 있는 펌프 어셈블리의 고 압력 측에 가까운 위치(상기 제2 위치), 및
상기 기어의 이빨이 상기 펌프 채널의 벽과 접촉하는 경향이 있는 펌프의 낮은 압력 측에 가까운 위치(상기 제3 위치).
세 개의 위치들을 연결하는 강화 리브들 조립(construction)을 제공하는 것에 의하여, 펌프 기어의 내부의 밀봉은 최적화 될 수 있고, 그 동안 동시에, 상기 샤프트 및 구동 축을 따라 누출을 방지하는 것을 위하여 샤프트 개구를 원주방향으로 둘러싸는 구동 기어를 밀봉하기 위하여 지지 벽에 충분한 견고함을 제공할 수 있다.
게다가, 추가적인 선택사항으로, 어떠한 다른 강화 리브들을 앞서 설명한 상기 웹의 주변 상에 외부 강화 리브와 연결할 수 있는 보조 강화 리브들은, 펌프 어셈블리의 작동 하에서 상기 지지 벽의 어떠한 진동을 방지하기 위하여 그리고 조립의 안정성을 위하여 제공될 수 있다.
이러한 실시예에 따른 펌프 어셈블리의 지지 벽은, 하나 또는 이상의, 또는 모든, 같이 상기 강화 웹을 형성하는 상기 강화 리브들을 가질 수 있다.
앞서 설명된 것을 참고하면, 여기에 형성된 상기 강화 리브들 또는 강화 웹은 상기 지지 벽의 필수적인 부분(integral)이 도리 수 있고, 대신에 여기 추가적인 구조가 제공될 수 있으며, 이는 통상의 기술자에게 받아들여질 수 있다. 사실, 상기 리브들을 포함하는 지지 벽은 바닥 하우징의 필수적인 부분이 될 수 있고, 상기 바닥 하우징은 펌프 하우징과 상호 작용하는 펌프 채널을 형성하고, 분리 지지 판이 제공될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 상기 펌프 어셈블리는 하나 또는 이상의 압력 완화 그루브들을 포함하고, 이는 적어도 두 개의 기어들 사이에서 갇힌(trapped) 유체를 방출하기 위하여 적어도 두 개의 상호적으로 결속하는 기어들의 결속 가까이에서 배열되고, 사용시, 상기 압력 완화 그루브들은 상기 유연한 밀봉 내 또는 펌핑 채널의 벽 내로 배열될 수 있다. 이러한 압력 완화 그루브들은, 기어들의 끝 상(end phase)와 가까운 펌핑 채널의 벽 내 또는, 이빨 아래의 유연한 밀봉 내 배열될 수 있다.
펌핑에 의하여, 상기 결속 위치와 가까운 이빨의 재결속 하에서(upon reengagement), 기어들의 이빨 사이에 존재하는 유체는 이들의 이빨 및 다른 기어의 결속 이빨들 사이에 갇히게 된다.
이러한 유체의 갇힘은 상기 기어 펌프의 동작을 방해(hamper)할 뿐만 아니라, 위부로 구동 기어를 통해 또는 펌프 내 내부적으로 유체의 누출 기회를 증가시킬 수 있다.
그러므로, 적어도 하나의 그러나 바람직하게 적어도 두 개의 완화 그루브들을 제공하는 것에 의하여, 이빨 사이에 갇힌 어떠한 유체는 출구 개구로 제공될 것이다.
이러한 압력 그루브들은 대략적으로 결속 위치 위에 또는 기어들 아래에서부터 이들로부터 더 멀어지는 위치로 배열된다. 상기 압력 완화 그루브들은, 두 개(또는 이상의) 압력 완화 그루브들이 적용되고, 펌프의 높은 압력 측 또는 낮은 압력 측 양 측에 위치될 수 있다.
높은 및 낮은 압력 측 사이의 직접적인 연결은, 바람직하게 압력 완화 그루브들을 연장시키지 않는 것에 의하여 또는 결속 지점을 지나가는 것에 의하여 방지될 수 있고, 이에 따라 밀봉 리지는 낮은 및 높은 압력 측에서 압력 완화 그루브들 사이에 형성된다. 이는 압력 완화 그루브들 자체를 통하는 내부 유출을 방지할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 상기 펌프 어셈블리는 펌프 하우징 및 바닥 하우징을 포함하고, 상기 펌프 하우징 및 바닥 하우징은, 펌프 채널을 형성하기 위하여 펌프 하우징 및 바닥 하우징의 결속을 가능하게 하기 위하여, 상응하도록 형성되고, 상기 펌프 채널의 지지 벽은 상기 바닥 하우징에 의하여 제공되고, 상기 유연한 밀봉은 상기 바닥 하우징에 인접하게 배열되고, 상기 바닥 하우징 및 펌프 하우징 사이의 위치에서 펌프 채널을 밀봉하기 위하여, 상기 펌프 채널에 상응하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 펌프 어셈블리는, 앞서 설명한 바닥 하우징 및 펌프 하우징을 사용하여 편리하게 제공되고 제조될 수 있다.
앞서 이해된대로, 본 발명은 앞서 설명한 바닥 하우징 및 펌프 하우징의 이용에 제한되지 않고, 통상의 기술자라면 동일한 기능(functionality)을 제공하는 대안적인 구조들을 인식할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 바닥 하우징 및 펌프 하우징 사이의 연결 및 펌프 채널을 밀봉하기 위하여, 상기 바닥 하우징에 인접하게 배열되는 유연한 밀봉은, 밀봉의 목적을 위하여 펌프 하우징 및 바닥 하우징의 밀접한 피팅(close fittiong)을 제공하기 위하여, 펌프 채널 형태로 대응하도록 형성된다.
본 발명은 또한 음료 배출 머신을 위한 교환가능한 공급 팩의 사용을 위한 도저에 관련되고, 이러한 도저는 앞서 설명한 펌프 어셈블리를 포함한다. 게다가, 추가적인 측면에 따른 발명은, 제1 측에 따른 교환가능한 공급 팩의 이용을 위한 펌프 어셈블리와 관련한다.
추가적인 측에 따르는 본 발명은, 제1 측에 따르는 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 도저를 재 사용(re-use)하는 것에 의하여 음료 배출 머신에서 사용하기 위한 새로운 교환가능한 공급 팩을 제조하기 위한 방법에 관련된다.
상기 방법은, 용기로 고정하기 위하여 도저를 수용하기 위한 도저 수용기(doser receiver)를 포함하는 성분 용기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 용기는 음료 배출 머신을 위한 성분을 포함한다.
상기 방법은, 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 도저를 제거하는 단계; 및 새로운 교환가능한 공급 팩을 제공하기 위하여, 도저 수용기에 의하여 성분 용기로 도저를 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도저는, 상기 도저가 고정되는 사용된 교환가능한 공급 팩 상에 존재하는 도저 수용기를 절단하거나 파괴하는 것에 의하여, 상기 교환가능한 공급 팩으로부터 제거될 수 있다.
예를 들어, 상기 도저 수용기의 파괴에 의하여, 상기 수용기는 상기 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 상기 도저를 방출할 수 있고, 이후 상기 도저는 새로운 교환가능한 공급 팩을 조립(fabricate)하기 위하여 재-사용될 수 있다.
추가적인 실시예에 따르면, 상기 도저 수용기는 분출구(spout)을 포함하고, 상기 도저는 상기 사용된 교환가능한 공급 팩의 분출구의 절단에 의하여 제거될 수 있다.
추가적인 측면에 따른 본 발명은, 음료 배출 머신을 위한 시스템과 관련하고, 상기 시스템은 로딩 채널 및 제1 측에 따르는 교환가능한 공급 팩을 포함하는 음료 배출 머신을 포함하고, 상기 교환가능한 팩은 기어 펌프를 형성하는 적어도 두 개의 결속하는 기어들을 포함하는 펌프 어셈블리를 포함하는 도저(doser)를 포함하고, 상기 두 개의 기어들 중 적어도 하나는 샤프트 개구를 포함하는 구동 기어를 형성하고, 상기 음료 배출 머신은 구동 축을 더 포함하고, 상기 구동 축은, 상기 도저의 축 수용 개구 안으로, 그리고 상기 구동 기어와 결속하기 위한 샤프트 개구 안으로 확장하기 위하여 배열되고, 유연한 밀봉은 적어도 상기 구동 기어 및 지지 벽 사이에서 배열되고, 상기 밀봉은 상기 샤프트 개구 및 상기 구동 축을 수용하기 위한 축 수용 개구와 일치하는 통과 개구를 포함할 수 있다.
본 명세서에 포함
본 발명은, 첨부된 도면을 참고하여, 이것의 특정 실시예에 의하여 더 자세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 교환가능한 공급 팩에서 사용되는 도저를 도식적으로 나타낸 도면이다
도 2A 및 2B는 본 발명에 따른 교환가능한 공급 팩(도 2A) 및 이에 부착되는 도저(도 2B, 단면으로)을 도식적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 교환가능한 공급 팩에서 사용하기 위한 펌프 어셈블리를 포함하는 도저를 확대한 도면이다.
도 4는 기어 펌프의 원리를 도식적으로 나타낸 도면 이다.
도 5A는 본 발명에 따른 펌프 어셈블리를 포함하는 도전의 단면을 나타낸 도면이다.
도 5B는 도 5A에 도시된 구동 기어, 유연한 밀봉 및 펌프 어셈블리의 지지 벽의 부분을 확대한 도면을 나타낸다.
도 6A는 본 발명에 따른 펌프 어셈블리를 이용하는 구동 기어를 도시한다.
도 6B 도 6A의 구동 기어의 부분을 단면으로, 특별히 샤프트 개구를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 펌프 어셈블리 내 사용을 위한 유연한 밀봉을 도시한다.
도 8은 본 발명의 펌프 어셈블리를 포함하는 바닥 하우징을 도시하고, 특별히 펌프 채널의 지지 벽을 도시한다.
도 9는 도 8의 바닥 하우징의 상면도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 교환가능한 공급 팩의 실시예를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 교환가능한 공급 팩을 수용하기 위하여 배열되는 음료 배출 머신의 로딩 채널을 도시한다.
도 1은 음료 배출 머신을 위한 교환가능한 공급 팩(2) (도2) 내에서 사용을 위한 도저(1)를 도시한다. 교환가능한 공급 팩(2)은 음료 수용 패키지이고, 이는 음료의 성분을 수용하기 위한 용기(9)를 포함하고, 음료는 음료 배출 머신에 의하여 제공된다.
상기 용기는 성분, 즉 액체 물질을 포함하는 외부 케이싱 및 백(미도시)을 포함할 수 있고, 소위 가방-내-박스(bag-in-box) 팩이다. 도저(1)는 교환가능한 공급 팩의 하나의 측면에 부착되고, 펌프 어셈블리를 포함한다.
펌프 어셈블리는, 패키지(2)를 음료 준비를 위한 음료 배출 머신을 제공하기 위하여 패키지(2) 내부로 용기(9)로부터 성분의 요구되는 투약을 취하게 할 수 있다. 교환가능한 공급 팩(2)의 사용 이전에, 도저(1)는 도 2A에 보인 보호 파츠(3)에 의하여 보호될 수 있다.
도 2B에서, 이는 도저(1)를 포함하는 교환가능한 공급 팩의 단면을 도시하고, 어떻게 도저(1)가 교환가능한 공급 팩(2)에 부착되는지 확인할 수 있다. 도저(1)는 어댑터(22)를 포함하는 상부 캡(21)을 포함하고, 어댑터(22)는 분출구(4) 내부로 삽입되고, 분출구(4)는 팩(2)의 용기(9)에 고정된다. 용기(9) 내부에서, 분출구(4) 분출구 링(6)에 의하여 부착된다. 백이 용기 내부에 존재할 때, 이러한 백은 분출구 링(6)에 부착된다.
교환가능한 공급 팩(2)의 주둥이(4)는 어댑터(22)에 대응하도록 형성ㄷㅚㄹ 수 있고, 여기서 교환가능한 공급 팩(2)으로 상기 도저(1) 및 어댑터를 고정하기 위함이다. 추가로, 상기 주둥이는, 사용 시 용기(9)의 성분 출구의 누출을 방지하기 위하여, 분출구(4) 및 어댑터(22) 사이의 연결을 밀봉하기 위하여 더 형성될 수 있다.
도저(1)는 펌프 하우징(7) 및 바닥 하우징(8)에 의하여 형성된 펌프 채널(5)을 포함한다. 펌프 하우징(7) 및 바닥 하우징(8)은 펌프 채널을 형성하기 위하여 이들 사이에 결속을 가능하게 하기 위하여 대응하도록 형성될 수 있다(correspondingly shaped). 펌프 채널은 적어도 펌프 챔버(도 11)를 포함하고, 이는 기어 펌프(16)을 포함한다. 기어 펌프를 이용하는 것으로, 성분은 용기(9)로부터 도저(1)의 배출구(30)로 운반된다.
도 3은 본 발명의 교환가능한 공급 팩(2)을 이용하기 위한 도저의 확대도를 나타낸다. 도 3에 도시된대로, 어댑터(22), 펌프 하우징(7), 및 도저(1)의 바닥 하우징(8)을 확인할 수 있다. 펌프 챔버(11)는 두 개의 상호적으로 결속하는 기어들(13, 18)을 포함한다. 상기 기어들(13, 18)은, 기어 펌프(16)을 제공하기 위하여, 서로 밀착하게 피팅하도록, 펌프 챔버(11) 내 위치된다.
기어 펌프는 구동 기어(13)를 작동시키는 것에 의하여 작동될 수 있고, 이는 차례로 구동 기어(18)를 반대 회전(counter rotation)으로 구동시킨다. 상기 기어들(13, 18)의 이빨은 펌프 챔버(11)의 벽 내부로 밀접하게 지나도록(closely past) 이동하고, 유체는 입구 채널(14)로부터 펌프 채널(5)의 출구 채널(15)로 펌프될 수 있다.
조립된 상태에서(도 1에 도시된), 유체는 어댑터(22)의 입구 단부에서 유입구(28)를 통하여 수용되고, 어셈블리의 바닥 하우징(8) 내부로 흐를 것이다. 여기로부터, 이는 펌프 채널(11)에 도달할 때까지, 이는 입구 채널(14)로 더 흐른다. 기어 펌프가 작동될 ??, 유체는 기어들(13, 18)에 의하여 출구 채널(14)로 배출구(30)를 향하여 운반된다.
배출구(30) 가까이에서, 도저는 성분을 음료 배출 머신으로 제공하기 위하여 물 제트 혼합 밀봉(26)및 물 제트 혼합 어댑터 링(25)를 더 포함한다. 이러한 요소들(25, 26)은 여기서 추가로 논의되지는 않는다. 도저(1)는 추가로, 사용하지 않는 경우에, 도저를 차페하기 위하여 배출구(30) 내 배열되는 밸브(27)을 포함한다.
어댑터(20)의 내부에서, 관통기(piercer, 20)는 입구(28)를 향하여 연장한다. 관통기는 용기(9)의 유연한 포일을 뚫는 역할을 하고(미도시), 이는 교환가능한 공급 팩(2)이 음료 배출 머신 내 설치될 때이다. 관통기 유닛(20)은, 관통기(20) 안으로 펌프 하우징(7)을 통하여 구동된 기어(18)로부터 연장하는 내부 축(19)을 통하여 작동된다. 관통기(20)는 교환가능한 공급 팩(20)의 설치 하에서 포일의 관통에 의하여 용기(9) 내부로 연장되도록 설계되고, 그 동안 동시에 관통기(20)의 후퇴는 일단 그것이 확장되는 것에 의하여 방지될 수 있다.
도 4는 외부 기어 펌프의 원리를 개략적으로 나타낸다. 도 4에 도시된 외부 기어 펌프는, 제1 기어(43) 및 제2 기어(48)을 포함한다. 제1 및 제2 기어(43, 48) 결속 지점(41)에서 중간 내 상호적으로 결속하고, 펌프 챔버(38) 내부에서 회전한다. 도 4의 펌프 챔버(38)는 챔버 벽(36, 37)들을 포함한다. 챔버 벽들(36, 37)은 상기 기어들(43, 48)과 대응하도록 형성되고 이에 따라 기어들(43, 48)의 이빨은 상기 벽들(36, 37)을 밀접하게 지나도록 이동한다.
회전하는 동안 화살표(39, 39')에 의하여 표시되는 유체의 포켓들은 입구 채널(40)로부터 출구 채널(42)를 향하여 두 개의 연속하는 이빨 사이로 운반된다. 벽들(36, 37)에서 입구 채널(40)로부터 출구 채널(42)로 압력은 점진적으로 증가하고 이는 지역 압력 화살표들(45)에 의하여 표시된다. 화살표(45)들의 끝단 지점들은 벽들(36, 37) 위의 압력 변화를 정의하고, 이는 도 4 의 원들(45')에 의하여 표시된다.
본 발명의 교환가능한 공급 팩의 도저 및 펌프 어셈블리는 머신 내부로부터 유체의 누출을 방지하기 위하여 측정을 구비하도록 설계된다. 이는 특별히 관심이 있는 것이고, 일 실시예에 따른 도저의 기어 펌프가 외부 구동 축에 의하여 구동되기 때문이고, 상기 축은 구동 기어 내부로 음료 배출 머신으로부터 연장된다.
구동 기어 내부로 상기 축의 연장 및 결속을 허용하기 위하여, 상기 구동 기어의 샤프트 개구로의 접근은 상기 축의 결속을 허용하기 위한 어떠한 역할을 제공하는 개구를 통하여 제공된다. 이러한 인터페이스는, 축 자체 상에 직접적으로 밀봉하는 것이 어렵고, 다른 설계를 요구한다.
본 발명의 교환가능한 공급 팩의 내부의 펌프 어셈블리는, 구동 기어(13)의 구동시키는 구동 축을 따르는 유체의 누출을 방지하기 위하여 설계되어 왔다.
도 5A 및 5B에서 더 자세히, 이러한 특별한 구조에 대하여 도시되어 있다. 도 5A는 도저의 단면도이고, 이는 어댑터(22)를 포함하는 상부 캡(21)에 부착되는 바닥 하우징(8)을 도시한다. 도저(1)은 추가로 펌프 하우징(7)을 포함하고, 펌프 하우징(7)은 도저(1) 내부로 상기 바닥 하우징(8)이 부착된다.
바닥 하우징(8)과 통합적으로 형성된 구동 기어(13) 및 지지 벽(12) 사이에서, 유연한 밀봉(10)은 예를 들어, 펌프 채널 및 펌프 챔버를 형성하는 펌프 하우징(7) 및 바닥 하우징(8) 사이에서 연결을 밀봉한다. 상기 밀봉(10)은 추가로 구동 기어(13)를 구동시키는 샤프트를 따르는 누출을 방지하기 위하여 펌프 어셈블리와 상호작용한다.
상기 유연한 밀봉은 펌프 하우징(7)에 의하여 형성된 채널(5)의 측면 벽 아래로 그리고 넘어서 연장하고, 이는 펌프 챔버(11)의 주변의 적어도 부분 및 선택적으로 또한 출구 채널(15)을 위함이고, 이에 따라 밀봉(10)은 펌프 하우징(7) 및 바닥 하우징(8) 사이에서 고정된다. 도 5A에서 보이는, 펌프 하우징(7)은 바닥 하우징(8) 및 펌프 하우징(7) 사이에서 밀봉(10)의 확장을 허용하기 위하여, 대응하도록 형성된다.
사용시, 도저(1)의 기어 펌프는 음료 배출 머신의 구동 축에 의하여 작동될 것이다. 음료 배출 머신의 구동 축은 바닥 하우징(8)의 축 수용 개구(59), 구동 기어(13)의 샤프트 개구(57) 내부로 유연한 밀봉(10)의 관통 구멍(55)를 통하여 연장한다. 구동 기어(13)의 샤프트 개구(57)의 내부는, 상기 머신에 의하여 구동 기어(13)의 구동을 허용하기 위하여 음료 배출 머신(미도시)의 구동 축과 대응하도록 형성된다.
펌프 어셈블리의 밀봉은 주로 밀봉 및(10) 및 이것의 적절한 치수 선탱에 의하여 달성될 수 있다. 상기 밀봉(10)은 밀접하게 끼워지고, 밀봉을 제공하기 위하여 구동 기어(13) 및 지지 벽(12) 사이에서 다소 압축된다. 샤프트 개구(57)의 추가적인 밀봉은, 통과 구멍(55) 및 축 수용 개구(59)는 구동 기어(13)에 의하여 획득되고, 상기 구동 기어에는 샤프트 개구(57) 주위로 원주방향 림(50)이 제공된다. 원주방향 림(50)은 도 5B에 도시되고, 도5A의 확대된 모습이 영역 AA로 도시되고, 또한 도 6A에도 도시된다.
도 6A는 본 발명의 교환가능한 공급 팩(2) 내 펌프 어셈블리 내에서 사용되는 구동 기어(13)를 도시한다. 구동 기어(13)는 상기 림(50)을 포함하고, 이는 샤프트 개구(57) 주위로 원주방향으로 배열된다. 상기 림(50)은 추가로 지지 벽(12)에 대하여 상기 밀봉을 압박하고, 이에 따라 국부적으로 상기 유연한 밀봉(10) 내부의 압력을 향상시킨다. 이는 상기 밀봉(10) 및 림(50) 사이에서 빠져 나오는 유체를 막고, 이에 따라 상기 샤프트 개구(57)를 밀봉할 수 있다.
도 6B에 도시된 단면도에서, 상기 림(50)에는 라운드된 엣지들이 제공된다. 상기 구동 기어(13)의 작동 하에서, 상기 림(50)의 적절한 모양 형성은 마찰을 필수적이지 않게 커지는 것을 방지하고, 구동 기어(13)가 방해받지 않고 작동되도록 허용할 수 있다. 게다가, 원주 방향 링(50)은 샤프트 개구(57)에 대하여 회전 대칭으로 동축으로 형성된다.
이는 또한 구동 기어(13)와 밀봉(10) 사이의 불필요한 마찰을 방지할 수 있다. 상기 구동 기어의 높이에 의존하도록, 상기 림의 높이(기어의 끝단 표면에서 림의 바닥으로부터 림(50)의 최고점으로 측정된 것에 따라) 주의깊게 선택될 수 있다. 기어의 높이로 림의 높이를 나눈 값은 0.015 내지 0.045 사이, 더 바람직하게 0.022 내지 0.037사이, 조금 더 바람직하게 0.029가 될 수 있다.
예를 들어, 만일 구동 기어(13)가 6.78mm의 높이를 가진다면, 림의 높이는 0.2mm가 될 것이다. 림(50)은 지지 벽(12)에 대하여 유연한 밀봉을 압축하고, 이에 따라 펌프 채널(57)로부터 샤프트 개구(57)을 밀봉하기 위하여 상기 밀봉에서 내부 압력을 증가시킬 수 있다. 이는 상기 밀봉(10) 및 기어(13)를 관통하고 샤프트 개구(57)에 도달하기 위하여 펌프 채널(5) 및 펌프 챔버(11)로부터 유체를 막을 수 있다.
누출 방지를 위한 추가적인 개선에 따라, 지지 벽(12)에는 축 수용 개구(59) 주위로 원주방향 지지 리브(51)가 제공될 수 있다. 지지 벽(12) 내 원주방향 리브(51)은 추가로 국부적으로 밀봉을 누르기 위하여, 펌프 어셈블리의 추가적인 밀봉을 위하여, 상기 밀봉(10) 및 림(50)과 상호 작용한다.
원주방향 지지 리브(51)는 지지 벽(12) 내 위치되는 복수 개의 강화 리브들의 강화 웹의 부분이 될 수 있다. 이러한 형성된 강화 리브들 및 강화 웹은 예를 들어, 도 8 및 9에 도시된다. 이러한 도면들에서, 원주방향 강화 리브(51)은 상기 밀봉의 관통 구멍(55) 원주 방향으로 둘러싸도록 도시되고, 이는 축 수용 개구(59)(미도시)와 일치한다.
상기 웹은 추가로 구동 기어(18) 아래의 제2 원주방향 지지 리브(72), 및 펌핑 채널 또는 펌핑 챔버의 측면 벅들 아래의 강화 웹의 주변에서 원주방향으로 배열되는 외부 강화 리브를 포함한다. 상기 외부 강롸 리브는 도 5B 및 9에서, 리브(60)로 도시된다.
기어 펌프(16)의 작동 동안, 구동 기어(13)는 결속 지점에서 구동 기어(18)와 결속한다. 결속의 지점은 대략적으로 제1 원주방향 지지 리브(51) 및 제2 원주방향 지지 리브(72)(도 4에 유사하게 도시됨) 사이에서 (지지 벽(12) 에 대하여) 배열된다. 구동된 기어(18)를 구동시키는 것에 의하여, 상기 구동 기어(13) 상의 힘은, 상기 구동 기어(13)가 출구 채널(15)의 방향으로 다소 힘이 가해지도록, 작용된다.
그 결과, 작동하는 동안 구동 기어, 구동 기어(13)의 이빨 및 입구 채널(14)과 가까운 즉 출구 채널(15)과 가까운 펌프 하우징(7)에 의하여 펌프 챔버의 벽 사이에서 역할이 있을 것이다. 구동 기어(13)의 이빨은 출구 채널(15)를 향하여 펌프 챔버의 측면 벽 상에서 펌프 챔버(10)의 벽들과 접촉할 것이다. 유사하게도, 구동된 기어(18)는 입구 채널(14)을 향하여 다소 힘을 받고, 어느 정도 출구 채널(14)과 가까운 측면 벽들 상에 유사한 접촉 지점을 가진다.
본 발명의 지지 멱의 강화 웹을 형성하는 강화 리브 배치에 관한 연구는, 기어 펌프의 내부 유출이 펌프 채널의 측면 벽들 상의 기어들의 접촉 지점들 및 상기 기어들의 결속 지점들 사이에서 기어 펌프의 아래에서 강화 리브들의 접촉을 만드는 것에 의하여 감소될 수 있다는 점을, 배우게 했다. 그러므로, 리브들(70, 71, 및 78)은 상기 제1 원주방향 지지 리브(51) 및 제2 원주방향 지지 리브(72)를 강화 웹의 외부 강화 리브(6)에 붙인다.
그러므로, 사용시 구조의 진동을 방지하고 안정성을 증가시키기 위하여, 축방향 강화 리브들(76, 80)이 강화 웹에 추가되고, 이는 도 8 및 9에 잘 도시된다. 강화 리브(6)는 펌프 채널의 주변에서 펌프 채널을 따라 확장되고, 바람직하게 밀봉 및 바닥 하우징의 어떠한 추가적인 누출을 방지하기 위하여 하나 또는 이상의 브릿지 리브들을 포함할 수 있다.
본 발명의 교환가능한 공급 팩 내 펌프 어셈블리의 추가적인 개선은, 유연한 밀봉(10)을 위한 유연한 재료의 적절한 선택에 의하여 획득된다. 통상의 기술자라면, 유연한 밀봉이 충분한 유연성 및 밀봉성을 제공하는 적절한 물질로 만들어질 수 있고 게다가 기어(13) 및 밀봉(1) 사이의 마찰에 대하여 허용가능한 물성들을 제공하는 적절한 물질로 만들어 질 수 있다는 점은, 잘 이해할 것이다.
유연한 밀봉은, 실리콘을 포함하는, 바람직하게 액체 실리콘 고무를 포함하는 물질로 만들어질 수 있다. 특별히 적절하도록 발견된 물질은, 이름하여 실로프렌® LSR2640, LSR2650 또는 LSR2660으로 이용한 액체 실리콘 고무이다. 이러한 물질은 기어(13) 및 밀봉(10) 사이의 낮은 압력을 겸비한 탁월한 밀봉 능력을 제공하는 것으로 발견되었고, 또한 이는 음식 저항성을 가진다.
본발명의 추가적인 측면에 따르면, 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 재-사용하는 것에 의하여 음료 배출 머신에서 사용을 위한 새로운 교환가능한 공급 팩을 제조하기 위한 방법과 관련된다.
이러한 방법은, 용기로 고정하기 위하여 도저를 수용하기 위한 도저 수용기(doser receiver)를 포함하는 성분 용기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 용기는 음료 배출 머신을 위한 성분을 포함한다. 상기 방법은 추가로, 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 도저를 제거하는 단계; 및 새로운 교환가능한 공급 팩을 제공하기 위하여, 도저 수용기에 의하여 성분 용기로 도저를 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 도저는, 상기 도저가 고정되는 사용된 교환가능한 공급 팩 상에 존재하는 도저 수용기를 절단하거나 파괴하는 것에 의하여, 상기 교환가능한 공급 팩으로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 도저의 파괴에 의하여, 도저 수용기는 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 도저를 방출하고, 이후 이러한 도저는 새로운 교환간으한 공급 팩을 제조하기 위하여 재-사용될 수 있다.
추가적인 실시예에 따르면, 도저는 분출구를 포함하고, 이는 도 2B에 도시된 분출구(4)와 같을 수 있고, 도저는 사용된 교화가능한 공급 팩의 분출구의 절단하는 것에 의하여 제거된다. 도 2A 및 2B의 교환가능한 공급 팩에서, 예를 들어, 분출구(40)를 절단하는 것은 도저(1)의 상부 캡(21)의 어댑터(22)를 방출할 수 있다. 이에 따라, 도저(1)는 새로운 교환가능한 공급 팩을 제조하기 위하여 재-사용될 수 있다.
도 10은 앞서 설명한 도저(1)와 유사한, 교환가능한 공급 팩 또는 카트리지(113)의 돌출하는 도저(119)를 도시한다. 도저(119)는 반대 측 측면상에 측면 회전 못 돌출부(121, 123)을 가진다. 도저(119)의 바닥 면 상에는 구동 포트(12%) 및 성분 출구 포트(127)이 있다. 구동 포트(125)는 앞서 설명된 축 수용 개구(59)를 포함한다. 성분 출구 포트(127)에는 유연한 탄성의 환형 밀봉(129)(물 제트 혼합기 밀봉)이 제공된다. 도저(119)는 바닥 하우징(8)의 돌출하는 하우징 부분(131)을 추가로 포함한다.
음료 배출 머신 또는 장치의 카트리지 구획 내부에서 로딩 채널(133)의 상세한 모습은 도 11에 도시된다. 이러한 로딩 채널(133)은 보통 (미도시지만, 통상적으로) 상기 장치의 전방 해치 후방에 있다.
도 11에 도시된 로딩 채널(133)은 두 개의 카트리지(113)을 수용하기 위하여 배열되고, 이는 교환가능한 공급 팩(2)과 동일물인 상호적인 다른 카트리지일 수 있고, 이는 나란한(side-by-side)관계일 수 있다. 각 카트리지(113, 또는 공급 팩(2)은 도 11에 끌리는(trailing) 위치에서 그것의 도저(119, 또는 1)에 삽입될 수 있고, 로딩 채널(133)은 제1 및 제2 중공(135A, 135B)를 가진다.
제1 및 제2 중공들(135A, 135B)는 로딩 채널(133)의 좌측 또는 우측 손 부분 내 삽입된 카트리지(113)의 각 도저(119)를 수용하기 위함이다. 각가의 중공들(135A, 135B)은 도저(119)의 하우징 부분(131)을 수용하기 위한 리세스에 의하여 확장된다. 센서들(143, 145)은 정확한 카트리지의 위치화, 그리고 하우징 부분(131)을 통하는 카트리지(113) 내 제품 이용가능성의 리세스된 확장(recessed extension)으로 배열된다.
로딩 채널(133)의 각 평행한 부분은 지렛대(137A, 137B)를 가지고 이는, 그것의 순응하는 중공(135A, 135B)와 관련된다. 좌측 손 지렛대(137A)는 카트리지(113)을 수용하기 위하여 준비된 해제된 위치에서 도시되고, 그 동안 오른 손 지렛대(137B)는 잠긴 위치에서 도시되고, 카트리지의 삽입된 것이 없다.
각 중공(135A, 135B)는 돌출하는 구동 축(또는 구동 샤프트, 139A, 139B)을 가지고(도 11 내 구동 축(139B)는 지렛대(137B)에 의하여 가려진다), 그리고 암 수용 성분 연결(141A, 141B)를 가진다. 이러한 구동 축들(또는 구동 샤프트들, 139A, 139B) 및 암 수용 성분 연결들(141A, 141B)는 각각 구동 포트(125) 및 관련된 카트리지(113)의 도저(119)의 성분 출구 포트(127)를 결속하기 위하여 위치된다.
앞서 설명한 대로, 각 카트리지 또는 교환가능한 공급 팩(2)이 위치된 것에서, 대응하는 구동 축(139A 또는 139B)는, 앞서 설명된 요소(59)와 같은, 축 수용 개구 내 수용되고, 도저 내부의 펌프를 작동시키기 위하여, 샤프트 개구로 향하여 그리고 안으로(다시 말해서 구동 기어(13)의 샤프트 개구(57)과 같이) 유연한 밀봉의 관통 홀(요소(55)와 같이) 내부로 확장한다.
본 발명의 작동 및 조립은 첨부된 앞서 설명한 상세한 설명에 의하여 명확해진다는 것은 신뢰될 수 있다. 통상의 기술자에게 본 발명은 앞서 설명한 실시예에 대하여 제한되지 않으며 청구항의 범위에 의하여 고려될 수 있는 어떠한 변형이 가능하다는 것은 더 명확해질 것이다. 또한 기계적인 변형은 본 발명의 범위 내에서 본질적으로 고려되고 개시될 수 있다. 청구항에서, 어떠한 참조 번호는 청구항의 범위를 제한하도록 이해되지 않는다. 발명의 상세한 설명 및 청구항에서 사용된 용어 '구성하는' 및 '포함하는'은 포함하는 의미로써 배타적이거나 배출하는 의미로 이해되어서는 안된다. 다라서, 이러한 여기서 사용된 '구성하는'은 나열된 어떠한 청구항의 요소 및 다른 단계의 존재를 배척하는 것이 아니다. 또한, 단어 '하나' 및 '한 개'는 '오직 하나'로 해석되는 것이 아니고, 대신에 '적어도 하나'로 사용되고, 복수 개의 경를 배척하는 것이 아니다. 발명의 상세한 설명되고 청구항에 기재된 특별히 그리고 명확하지 않은 특징들은 본 발명의 범위 내에 있는 구조로 추가로 포함될 것이다. 다음과 같은 표현 "~를 위한 수단"은 "~를 위하여 구성된 요소" 또는 " ~를 위하여 구조화된 부재"로 해석되어야 하고, 개시된 구조들과 동일한 요소를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다음과 같은 표현들의 사용 "중요한", "선호되는", "특별히 바람직한 등등은 본 발명을 제한하도록 의도되는 것이 아니다. 추가로, 통상의 기술자의 관점하에서의 삭제 및 변형은 본 발명의 사상과 떨어지지 않는 것으로 일반적으로 만들어지지 않을 것이고, 이는 청구항에 따라 결정된다.

Claims (23)

  1. 음료 배출 머신을 위한 교환가능한 공급 팩에 있어서,
    상기 교환가능한 공급 팩은 펌프 어셈블리를 포함하는 도저를 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는, 상기 팩의 성분 용기로부터 유체를 수용하기 위하여 그리고 상기 유체를 출구로 펌핑하기 위하여 입구 및 출구 사이의 펌프 채널을 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는, 펌프 챔버 및 상기 펌프 챔버에 배치된 기어 펌프를 형성하는 적어도 2개의 상호적으로 결속하는 기어들을 더 포함하고, 상기 적어도 2개의 상호적으로 결속하는 기어들 중 적어도 하나는 구동 기어를 형성하고, 상기 구동 기어는 상기 기어 펌프를 작동시키기 위하여 상기 음료 배출 머신의 구동 축을 수용하기 위한 샤프트 개구를 포함하고, 상기 샤프트 개구는 상기 펌프 챔버의 지지 벽의 축 수용 개구와 일치하고, 적어도 상기 구동 기어 및 상기 지지 벽 사이에 유연한 밀봉이 배치되고, 상기 밀봉은, 상기 구동 축을 수용하기 위해 상기 축 수용 개구 및 상기 샤프트 개구와 일치하는 통과 개구를 포함하는 교환가능한 공급 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 기어는 상기 샤프트 개구를 둘러싸는 원주방향 림을 포함하는 교환가능한 공급 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 림은, 상기 샤프트 개구의 주위에서 상기 샤프트 개구에 대해 회전 대칭을 이루도록 동축으로 배치되는 교환가능한 공급 팩.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 림의 높이를 상기 구동 기어의 높이로 나눈 값은 0.015 내지 0.044 사이인 교환가능한 공급 팩.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 림은, 상기 구동 기어의 상기 샤프트 개구에 대하여 반지름 방향을 가로지르는 단면에서 라운드 된 엣지들을 가지도록 형성된 교환가능한 공급 팩.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연한 밀봉은, 실리콘을 포함하는 유연한 물질로 만들어지는 교환가능한 공급 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유연한 물질은, 실로프렌 LSR2640, LSR2650 또는 LSR2660와 같은, 35 내지 65의 쇼 에이 경도를 가지는 액체 실리콘 고무인 교환가능한 공급 팩.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 벽은 하나 이상의 강화 리브들을 포함하고, 상기 강화 리브들은, 상기 구동 기어의 림의 아래에 배치되고 상기 림과 상호 작용하는 적어도 하나의 제1 원주방향 지지 리브를 포함하는 교환가능한 공급 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 강화 리브들은 강화 웹을 형성하고, 상기 강화 리브들은,
    적어도 2개의 상호적으로 결속하는 기어들의 추가적인 기어 아래에 배치되고, 상기 추가적인 기어의 개념적인 회전 축 주위로 원주방향으로 배치되는 제2 원주방향 지지 리브;
    상기 펌프 채널의 하나 이상의 측벽 아래에 상기 강화 웹의 주변에서 원주방향으로 배치되는 외부 강화 리브;
    상기 강화 웹과 함께 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치를 연결하도록 형성되고 배치되는 하나 이상의 강화 리브들 - 상기 제1 위치는 상기 기어들의 결속 위치와 대응하고, 상기 제2 위치는 상기 구동 기어 및 상기 펌프 채널 사이의 접촉 위치와 대응하고, 상기 제3 위치는 상기 추가적인 기어 및 상기 펌프 채널 사이의 접촉 위치와 대응함 -; 및
    상기 강화 웹의 다른 강화 리브들을 상기 외부 강화 리브에 연결하는 하나 이상의 보조 강화 리브들;
    을 포함하는 그룹 중에서 하나 이상의 요소 또는 모든 요소들을 포함하는 교환가능한 공급 팩.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용 시, 상기 적어도 2개의 상호적으로 결속하는 기어들 사이에 트랩된 유체를 방출하기 위하여 상기 적어도 2개의 상호적으로 결속하는 기어들의 결속 위치 가까이에 하나 이상의 압력 완화 그루브들이 배치되고, 상기 압력 완화 그루브들은 상기 펌프 채널의 벽에 또는 상기 유연한 밀봉에 배치되는 교환가능한 공급 팩.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 어셈블리는 펌프 하우징 및 바닥 하우징을 포함하고, 상기 펌프 하우징 및 상기 바닥 하우징은, 상기 펌프 채널을 형성하기 위하여 상기 펌프 하우징 및 상기 바닥 하우징의 결속을 가능하게 하도록 대응되게 형성되는 교환가능한 공급 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유연한 밀봉은 상기 바닥 하우징에 인접하게 배치되고, 상기 바닥 하우징 및 상기 펌프 하우징 사이의 연결부에서 상기 펌프 채널을 밀봉하도록 상기 펌프 채널에 대응되게 형성되는 교환가능한 공급 팩.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 펌프 챔버는 상기 펌프 하우징에 의하여 형성되는 측벽들을 포함하고, 상기 측벽들은 상기 펌프 챔버의 주변을 형성하고, 상기 유연한 밀봉은, 상기 밀봉이 상기 펌프 하우징 및 상기 바닥 하우징 사이에 고정되도록, 상기 펌프 챔버의 주변의 적어도 일부를 위한 상기 측벽들 아래에 그리고 상기 측벽들을 넘어서 연장하는 교환가능한 공급 팩.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 펌프 채널의 상기 지지 벽은 상기 바닥 하우징의 통합된 부분으로서 상기 바닥 하우징에 의하여 제공되는 교환가능한 공급 팩.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 지지 벽은 상기 밀봉에 인접하게 배치되는 분리 지지 판에 의하여 형성되는 교환가능한 공급 팩.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 교환가능한 공급 팩에 사용하기 위한 도저.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 교환가능한 공급 팩의 도저에 사용하기 위한 펌프 어셈블리에 있어서,
    상기 펌프 어셈블리는 상기 팩의 성분 용기로부터 유체를 수용하기 위하여 그리고 출구로 상기 유체를 펌핑하기 위하여 입구 및 상기 출구 사이의 펌프 채널을 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는 상기 펌프 챔버 및 상기 펌프 챔버에 배치된 기어 펌프를 형성하는 적어도 2개의 상호적으로 결속하는 기어들을 더 포함하고, 상기 적어도 2개의 상호적으로 결속하는 기어들 중 적어도 하나는 구동 기어를 형성하고, 상기 구동 기어는 상기 기어 펌프를 작동시키기 위한 음료 배출 머신의 구동 축을 수용하기 위한 샤프트 개구를 포함하고, 상기 샤프트 개구는 상기 펌프 챔버의 지지 벽의 축 수용 개구와 일치하고, 적어도 상기 구동 기어 및 상기 지지 벽 사이에 유연한 밀봉이 배치되고, 상기 밀봉은 상기 구동 축을 수용하기 위해 축 수용 개구 및 상기 샤프트 개구와 일치하는 통과 개구를 포함하는 펌프 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 구동 기어는, 상기 밀봉의 상기 통과 개구를 통한 상기 유체의 유출을 방지하기 위하여, 상기 지지 벽에 대하여 상기 밀봉을 국소적으로 누르기 위한 상기 샤프트 개구를 둘러싸는 원주방향 림을 포함하는 펌프 어셈블리.
  19. 음료의 배출을 위한 시스템에 있어서,
    로딩 채널 및 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 교환가능한 공급 팩을 포함하는 음료 배출 머신을 포함하고, 상기 교환가능한 공급 팩은 도저를 포함하고, 상기 도저는 펌프 어셈블리를 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는 기어 펌프를 형성하는 적어도 2개의 결속하는 기어들을 포함하고, 상기 적어도 2개의 결속하는 기어들 중 적어도 하나는 샤프트 개구를 포함하는 구동 기어를 형성하고, 상기 음료 배출 머신은 구동 축을 더 포함하고, 상기 구동 축은, 상기 구동 기어와 결속하기 위해 상기 도저의 축 수용 개구 안으로 그리고 상기 샤프트 개구 안으로 연장하도록 배치되고, 적어도 상기 구동 기어 및 상기 지지 벽 사이에 유연한 밀봉이 배치되고, 상기 밀봉은 상기 구동 축을 수용하기 위해 상기 축 수용 개구 및 상기 샤프트 개구와 일치하는 통과 개구를 포함하는 시스템.
  20. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 도저를 재사용함으로써 음료 배출 머신에서 사용하기 위한 새로운 교환가능한 공급 팩을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    용기에 고정하기 위해 도저를 수용하기 위한 도저 수용기를 포함하는 성분 용기를 제공하는 단계 - 상기 용기는 상기 음료 배출 머신을 위한 성분을 포함함 -;
    상기 사용된 교환가능한 공급 팩으로부터 상기 도저를 제거하는 단계; 및
    상기 새로운 교환가능한 공급 팩을 제공하기 위하여, 상기 도저 수용기에 의하여 상기 성분 용기에 상기 도저를 고정시키는 단계;
    를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 도저는, 상기 도저가 고정되는 상기 사용된 교환가능한 공급 팩 상의 도저 수용기를 절단하거나 파괴함으로써 상기 교환가능한 공급 팩으로부터 제거되는 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 도저 수용기는 분출구를 포함하고, 상기 도저는 상기 사용된 교환가능한 공급 팩의 상기 분출구의 절단에 의하여 제거되는 방법.
  23. 제20항에 따른 방법에 의하여 획득되는 새로운 교환가능한 공급 팩.
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