KR102428198B1 - 음료 포드를 제조하는 기기 및 방법 - Google Patents

음료 포드를 제조하는 기기 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음료 추출 머신용 포드(M)를 제조하는 기기(100)로서, 상기 기기는: 기결정된 직선 방향(A)으로 방수 재료의 벨트(110)를 진행시키는 이동 수단; 벨트(110) 아래에 배열되고 벨트(110) 자체를 향하는 적어도 하나의 공동(135)을 각각 구비하는 복수의 성형 플레이트(125); 벨트(110)와 동기화되고 동일한 직선 방향(A)으로 성형 플레이트(125)를 진행시키는 이동 수단; 및 벨트(110)의 진행 방향(A)을 따라 연속적으로 배열된 복수의 작동 장치;를 포함하며, 상기 복수의 작동 장치는 적어도: -벨트에 캡(C1)의 형상을 새기도록, 성형 플레이트(125)의 공동(135)으로 벨트(110)의 일부를 아래로 가압하는 장치(165); -성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C2) 내로 분말 물질의 일용량을 투여하는 장치(200); -압축된 정제(tablet)(P)를 얻도록, 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1) 내에 일용량을 압축하는 장치(300); -성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1) 내에 압축된 정제(P) 상에 방수 재료의 제2 캡(C2)을 가하는 장치(400); -포드(M)를 얻도록, 벨트(110)에 제2 캡(C2)을 밀봉하는 장치(500); 및 -포드(M)를 분리하도록, 벨트를 절단하는 장치(600);를 포함하는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 기기에 관한 것이다.

Description

음료 포드를 제조하는 기기 및 방법
본 발명은 특히 추출 머신에서 음료를 제조하기 위한, 통상적으로 커피 포드(pod)인, 일회용 포드를 제조하는 분야에 관련된다.
보다 자세히는, 본 발명은 주변 플랜지를 따라 서로 결합된, 예를 들어 원형을 가지는 방수 재료의 두 개의 얇은 캡에 의해서 보유되는 커피의 일용량으로 구성된 포드를 제조하는 것과 관련된다.
보다 구체적으로는, 본 발명은 커피 일용량이 압축된 커피 분말의 실질적으로 고체인 정제로 구성되는 커피 포드를 제조하는 것과 관련된다.
이러한 유형의 커피 포드는 예를 들어 상업적 명칭 “Nespresso professional”로 알려져 있다.
상기 개략적으로 설명된 커피 포드를 제조하기 위한 시스템은 고체 정제를 만들기에 충분한 압력으로 개별 커피 일용량을 압축하는 특정 기계 또는 유압-활성 프레스를 사용하는 것을 제공한다.
압축 후, 압축된 고체 커피 정제는 프레스로부터 멀어지고, 방수 재료의 두 개의 벨트 사이에서 정제들을 개재하는 기기로 이송되며, 두 개의 벨트는 캡을 구성하도록 벨트에 국소화된 형상을 만들기 위해서 사전에 소성 변형된다.
그러면, 방수 재료의 두 개의 벨트가 서로 밀봉되어 개별 포드를 분리하도록 절단된다.
하지만, 이러한 생산 시스템의 단점은 커피 용량의 압축 작업이 방수 재료의 캡 내부에서 얻어진 정제의 포장과 별도의 독립적인 방식으로 발생하여 시스템의 복잡성을 증가시키고 생산성을 감소시킨다는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 커피 포드를 실질적으로 연속적이고 통합된 방식으로 제조할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단하고 합리적이고 비교적 저렴한 해결책의 범위 내에서 상술한 목적을 달성하는 것이다.
상기 및 다른 목적들은 독립항에 기재된 특징으로 인해 달성된다. 종속항은 본 발명의 선호 또는 특히 유리한 측면을 개괄한다.
특히, 본 발명의 일 실시 예는 다음을 포함하는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 기기이다:
기결정된 직선 방향에서 방수 재료의 벨트를 진행시키는 이동 수단;
벨트 아래에 배열되고 벨트 자체를 향하는 적어도 하나의 공동을 각각 구비하는 복수의 성형 플레이트;
벨트와 동기화되고 동일한 직선 방향으로 성형 플레이트를 진행시키는 이동 수단; 및
벨트의 진행 방향을 따라 연속적으로 배열된 복수의 작동 장치.
본 발명의 상기 복수의 작동 장치는 적어도:
-벨트에 캡의 형상을 새기도록, 성형 플레이트의 공동으로 벨트의 일부를 아래로 가압하는 장치;
-성형 플레이트의 공동에 위치된 캡 내에 분말 물질의 일용량을 투여하는 장치;
-압축된 정체를 얻도록, 성형 플레이트의 공동에 위치된 캡 내에 일용량을 압축하는 장치;
-성형 플레이트의 공동에 위치된 캡 내에 압축된 정 상에 방수 재료의 제2 캡을 가하는 장치;
-포드(M)를 얻도록, 벨트에 제2 캡을 밀봉하는 장치; 및
-포드(M)를 분리하도록, 벨트를 절단하는 장치;를 포함한다.
이 해결책으로 인해, 분말 물질, 통상적으로 분쇄 커피의 각 일용량의 압축 작업은 포장되는 벨트(캡)의 변형된 부분 내에서 직접 발생하여, 완전히 연속적이고 통합된 제조 시스템을 얻는다.
본 발명의 일 양태에 빠르면, 일용량을 압축하는 장치는 일용량에 진동을 전달하도록 구성된 진동 그룹을 포함할 수 있다.
이에 의해, 종래의 연속 시스템에 통합하기 어려운 강한 프레스를 사용하지 않으며 일용량의 압축 수준을 증가시키는 것이 가능하다.
특히, 진동 그룹은:
초음파 범위의 주파수를 갖는 전파를 발생시키도록 구성된 초음파 발생기;
상기 전파를 기계적 진동으로 변형하도록 구성된 전자기계식 트랜스듀서(transducer); 및
일용량에 전자기계식 트랜스듀서에 의해서 발생된 기계적 진동을 전달하도록 구성된 소노트로드;를 포함할 수 있다.
이러한 초음파 압축 시스템으로 인해, 유리하게는 커피 일용량의 매우 높은 수준의 압축을 큰 효율로 달성하는 것이 가능하다.
이러한 시스템의 일 양태에 따르면, 일용량을 압축하는 장치는 기계적 진동을 증폭하기 위해서 소노트로드 및 전자기계식 트랜스튜서 사이에 개재된 부스터(booster)를 더 포함할 수 있다.
이에 의해, 과도한 에너지 낭비 없이 충분히 높은 진폭을 갖는 진동을 효과적으로 얻을 수 있다.
바람직하게는, 일용량을 압축하는 장치는 소노트로드가 분말 물질의 일용량으로부터 이격된 상승 위치 및 소노트로드가 성형 플레이트의 공동에 위치된 캡에 대항하여 일용량을 압축하는 하강 위치 사이에서 소노트로드를 이동시키도록 구성된 수단을 포함할 수 있다.
이 해결책으로 인해, 초음파 주파수를 갖는 기계적 진동을 가하는 것 이외에도, 소노트로드는 일용량에 일정한 압력을 가할 수 있어, 분말을 압축하고 적절한 형상을 제공하는데 기여한다.
바람직하게는, 소노트로드는 성형 플레이트의 공동에 위치된 캡을 둘러싸는 벨트 상에 놓이도록 구성된 가이드 재킷 내에 슬라이딩 가능하게 수용될 수 있다.
이러한 가이드 프레임은 일용량의 분말 물질을 측 방향으로 함유하고 포드의 주변 플랜지를 미리 성형하는 소노트로드의 이동을 안내하는 기능을 갖는다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 방수 재료의 제2 캡을 가하는 장치는:
기결정된 직선 방향으로 방수 재료의 제2 벨트를 진행시키는 이동 수단;
제2 벨트 아래에 위치되고 제2 벨트를 향하는 적어도 하나의 공동을 구비하는 성형 플레이트;
벨트에 제2 캡의 형상을 새기도록, 성형 플레이트의 공동으로 벨트의 일부를 아래로 가압하는 장치;
제2 캡을 보유하는 시트를 분리하도록, 제2 벨트를 절단하는 절단 수단; 및
시트를 수용하고 압축된 정제와 겹쳐지는 위치로 시트를 가져오도록 구성된 이송 수단;을 포함한다.
이 해결책으로 인해, 압축된 분말 물질의 정제의 상부를 수용하도록 구성된 특정 캡이 제공되는 변형 가능한 재료 시트를 연속적으로 제조하는 것이 가능하다.
본 발명의 특정 양태에 따르면, 이송 수단은, 캐러셀(carousel)의 회전으로 인해 수용 위치 내지 해제 위치 사이로 이동할 수 있고, 적어도 하나의 공동이 개별적으로 구비된 복수의 지지 빔을 구비한 회전 캐러셀을 포함할 수 있으며, 상기 수용 위치는 지지 빔의 공동이 제2 벨트로부터 분리된 시트 상에 얻어진 제2 캡 쪽으로 향하고 정렬되는 위치이며, 상기 해제 위치는 지지 빔의 공동이 아래쪽을 향하고 압축된 정제와 정렬된다.
이 해결책으로 인해, 방수 소재의 제1 벨트에 눌린 캡과 제2 벨트에서 얻은 방수 재질에 씌워진 두 번째 캡 사이에 압축된 정제를 넣을 수 있는 빠르고 안전한 시스템을 사용할 수 있다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 이송 수단은 지지 빔의 공동 내에 진공을 발생시키는 흡입 수단을 포함할 수 있다.
이에 의해, 방수 재료의 시트는 회전 캐러셀이 수용 위치로부터 해제 위치로 회전하는 동안 지지 빔에 의해 견고하게 유지된다.
또한, 본 발명은 기결정된 직선 방향으로 방수 재료의 벨트를 진행시키는 단계;
벨트를 향하는 적어도 하나의 공동을 개별적으로 구비한 복수의 성형 플레이트를 벨트 아래에 배열하는 단계;
벨트와 동기화된 방식으로 동일한 방향으로 성형 플레이트를 진행시키는 단계;
벨트에 캡의 형상을 새기도록 성형 플레이트의 공동 내에 벨트의 일부를 아래로 가압하는 단계;
성형 플레이트의 공동에 위치된 캡 내에 분말 물질의 일용량을 투여하는 단계;
압축된 정체를 얻도록 성형 플레이트의 공동에 위치된 캡 내에 일용량을 압축하는 단계;
성형 플레이트의 공동에 위치된 캡 내에 압축된 정제 상에 방수 재료의 제2 캡을 가하는 단계;
포드(M)을 얻도록 벨트에 제2 캡을 밀봉하는 단계; 및
포드(M)를 분리하기 위해서 벨트를 절단하는 단계;를 포함하는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이 방법은 실질적으로 상술한 장치와 동일한 장점, 특히 나중에 포장되는 벨트(캡)의 변형된 부분 내부에서 각 일용량의 압축 작업을 직접 수행하는 것과 실질적으로 동일한 이점을 달성한다.
상술한 기기의 모든 추가 양태는 당연히 본 발명의 방법에도 적용 가능하다. 특히, 압축 단계는 바람직하게는 일용량에, 바람직하게는 소노트로드에 의해서 초음파 범위에 주파수를 가지는, 기계적 진동을 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 압축 단계는 또한 일용량으로부터 분리된 상승 위치 내지 성형 플레이트의 공동에 위치된 캡에 대항하여 일용량을 가압하는 하강 위치 사이에서 소노트로드를 이동시키는 단계를 또한 포함할 수 있으며, 이는 상기 캡을 둘러싸는 벨트에 놓이도록 구성된 가이드 자켓 내로 슬라이딩되게 하는 것이 가능하다. 한편, 방수 재료의 제2 캡을 가하는 단계는 다음을 포함 할 수 있다: 방수 재료의 제2 벨트를 기결정된 직선 방향으로 진행시키는 단계; 상기 제2 벨트 아래에, 상기 제2 벨트 자체와 대면하는 적어도 하나의 공동이 제공된 성형 플레이트를 위치시키는 단계; 제2 벨트의 일부를 성형 플레이트의 공동 내로 누르는 단계; 상기 제2 캡의 형상을 새기는 단계; 상기 제2 벨트를 절단하는 단계; 제2 캡이 들어있는 시트를 분리하는 단계; 및 상기 시트를 전사하고 압축된 정제와 겹치는 위치에 놓는 단계.
본 명세서에 포함되어 있음.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 이하의 도면을 참조하여 비 제한적인 예시로서 제공되는 이하의 상세한 설명으로부터 더 명확해질 것이다.
도 1은 포드(pod)의 측면도이다.
도 2는 도 1의 포드의 단면도이다.
도 3은 도 1의 포드를 생산하기 위한 설비의 개략적 측면도이다.
도 4는 도 3의 기기의 제1 가압 장치의 확대도이다.
도 5는 도 3의 기기의 투여 장치의 확대도이다.
도 6은 도 3의 기기의 압축 장치의 확대도이다.
도 7은 도 3의 기기의 어플리케이터 장치의 확대도이다.
도 8은 도 7의 일부를 확대한 도면이다.
도 9는 도 7의 일부를 확대한 도면이다.
도 10은 도 3의 기기의 밀봉 장치의 확대도이다.
도 11은 도 3의 기기의 절단 장치의 확대도이다.
도면 부호 100은 음료, 예컨대 커피를 만들기 위한 일회용 포드(M)을 제조하기 위한 기기를 가리킨다.
도 1 및 2에 도시된 것처럼, 각 포드(M)은 여과 공정을 통해 원하는 음료를 만들도록 설계된 분말 식품 물질, 통상적으로 분쇄 커피의 정제(P)를 포함한다. 분말 물질은 정제(P)가 실질적으로 고체 농도를 가지도록 고도로 압축된다. 정제(P)는 하부 캡(C1) 및 상부 캡(C2)의 두 개의 얇은 캡 사이에 끼워지고 밀봉되며, 상기 캡들은 정제(P)를 완전히 밀봉하고 수용하는 내부 공동을 형성하기 위해서 주변 플랜지를 따라 서로 대향하여 밀봉되며, 정제를 외부로부터 보호한다. 캡들(C1 및 C2)는 예를 들어 알루미늄, 플라스틱, 또는 예를 들어 알루미늄, 플라스틱, 가능하게는 종이 층과 같은 다양한 층들에 의해서 형성된 복합 재료로 구성될 수 있다. 캡들(C1 및 C2)에 사용되는 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 폴리에틸렌(polyethylene)(PE), 폴리아미드(polyamide)(PA), 폴리스테렌(polystyrene)(PS), 에틸렌비닐알코올(ethylene vinyl alcohol)(EVOH), 폴리비닐리덴클로라이드(polyvinylidene chloride)(PVDC), 및 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)(PVA)과 같은 폴리머일 수 있다.
포드(M)를 제조하기 위해서, 기기(100)는 바람직하게는 수평하게 기결정된 직선 방향(A)을 따라 가요성 벨트(110)를 진행시키도록 설계된 이동 수단을 포함한다. 벨트(110)는 하부캡(C1)과 동일한 재료로 제조된다. 이동 수단(이들은 자체가 종래의 것과 동일하기 때문에 도시되지 않음)은 벨트(110)가 풀리는 제1 수평축 릴 및 상술한 직선 방향(A)으로 가동하고 연장되는 작동 스트레치(operating stretch)을 이동한 후 벨트(110)가 감기는 제2 수평축 릴을 포함할 수 있다. 작동 스트레치에서 벨트(110)의 이동이 가능하도록, 제1 및/또는 제2 릴은 벨트(110)의 진행이 일정한 단계에서 간헐적으로 발생하도록 제어되는 적절한 모터 시스템과 연결될 수 있다.
장치(100)는, 벨트(110)의 작동 스트레치 아래에, 복수의 성형 플레이트(125)를 포함하며, 복수의 성형 플레이트는 벨트(110)의 직선 방향(A)에 평행한 방향에서 동일 평면 및 서로 일렬로 배열된다. 특히, 성형 플레이트(125)는, 벨트(110)의 작동 스트레치에서, 직선 방향(A)에 평행하게 연장되는 강성 지지 표면(130) 상에 안착되어 운반될 수 있으며, 그 상부 표면은 벨트(110)의 하부 표면과 직접 접촉하게 위치될 수 있다. 도 4에 더 잘 도시된 바와 같이, 각각의 성형 플레이트(125)는 적어도 하나의 리세스 또는 공동(135)을 가지며, 이는 예를 들어 원형 또는 타원형의 마우스가 벨트(110)의 각각의 부분에 의해서 덮이도록 오목부가 위쪽을 향하는 컵의 형상을 실질적으로 가질 수 있다. 바람직하게는, 각 성형 플레이트(125)는 벨트의 전폭에 대해 벨트(110)의 진행 방향(A)에 직교하는 방향으로 수평 및 가로 방향으로 연장하며, 가로 연장부를 따라, 벨트(110)의 상응하는 부분들에 의해서 개별적으로 폐쇄되고 덮이는 복수의 공동(135)을 가진다. 각 성형 플레이트(125) 상에 공동(135)의 수는 생산 요구의 함수에 따라 자연스럽게 변할 수 있다. 각 성형 플레이트(125)는 또한 진공을 만들도록 설계된 흡입 시스템과 연통하게 각 공동(135)을 넣도록 설계된 한 이상의 관통 구멍(140)을 포함할 수 있다. 이 흡입 시스템은 지지 표면(130)의 상부 표면에 제조된 리세스(145) 및 진공으로 상기 리세스(145)에 두도록 구성된 진공 펌프(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 의해, 리세스(145)는 각각의 관통 구멍(140)을 통해 지지 표면(130) 상에 있는 성형 플레이트(125)의 공동(들)(135)과 직접 연통되는 흡입 수집기로서 작용한다. 기기(100)는 또한 벨트(110)와 동일한 진행 방향(A)으로 성형 플레이트(125)의 열을 전지시키도록 설계된 이동 수단을 포함한다. 특히, 이러한 이동 수단들은 성형 플레이트(125)가 동일한 양 또는 단계만큼 벨트(110)와 동시에 일정한 단계로 진행하는 방식으로 벨트(110)의 이동 수단과 조정된 방식으로 제어되어서, 각 성형 플레이트(125)의 공동(135)은 항상 작동 스트레치를 위해 벨트(110)의 동일한 부분에 의해 항상 덮인다. 이동 수단(종래 기술이기 때문에 도시되지 않음)은 예를 들어 평행 및 수평 회전축을 갖는 한 쌍의 롤러에 대하여 폐쇄 회로로 감긴 두 개의 체인을 포함할 수 있으며, 롤러는 지지 표면(130)과 인접하고 벨트(110)의 작동 스트레치에 평행한 상부 스트레치를 갖는 폐쇄 경로에서 미끄러지도록 상기 체인과 맞물린다. 성형 플레이트(125)는 각각의 성형 플레이트(125)가 벨트(110)의 작동 스트레치와 주기적으로 접촉할 수 있도록 체인에 단단히 고정될 수 있다.
기기(100)는, 벨트(110)의 상기 작동 스트레치 위에, 벨트(110)가 상기 진행 방향으로 진행함에 따라 복수의 다른 처리 단계들을 실행하기 위해서 벨트(110)의 진행 방향(A)을 따라 연속적으로 배열된 복수의 작동 장치를 포함한다.
제1 작동 장치는 포드(M)의 하부 캡(C1)을 만들기 위해서 성형 플레이트(125)의 공동(135) 내로 눌러 벨트(110)의 일부를 변형 시키도록 구성된 가압 장치(165)이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가압 장치(165)는, 예를 들어 실질적으로 원통형이고 수직 축을 가지는 펀치(170)를 포함할 수 있으며, 펀치는 벨트(110)의 작동 스트레치 위에 위치되고 성형 플레이트(120)의 공동(135)의 입구와 실질적으로 동축이다. 펀치(170)는, 예를 들어 공압식 이동 수단(예를 들어, 공압 실린더 등)과 결합되며, 이동 수단은 끼워진 벨트(110)의 일부를 아래쪽으로 가압하기 위해서 펀치(170)의 하부 단부가 벨트(110)의 상부 표면으로부터 이격된 상승 위치(도 4에 도시) 및 펀치(170)의 상부 단부가 성형 플레이트(125)의 공동(135) 내에 삽입되는 하강 위치(미도시) 사이에서 수직 방향으로 펀치를 이동하도록 설계되어, 벨트를 변형하고 하부 캡(C1)의 형상을 벨트에 부여한다. 이러한 변형 단계를 향상시키기 위해서, 펀치(170)의 하부 단부는 공동(135)과 상보적인 형태로 성형될 수 있으며; 또한, 펀치(170)는 벨트(110)읠 비루의 일종의 열 성형을 얻기 위해서 가열될 수 있다. 펀치(170)에 의해서 가해진 압력은 공압 실린더의 압력을 조정함으로써 조정될 수 있다.
가압 장치(165)의 일 양태에 따르면, 이러한 장치는 또한 잠금 플레이트(175)를 포함할 수 있으며, 잠금 플레이트는 펀치(170)가 동축으로 미끄러지게 수용되는 관통 구멍을 갖는다. 잠금 플레이트(175)는 벨트(110)로부터 이격된 상승 위치(도 4에 도시) 및 잠금 플레이트(175)가 성형 플레이트(125)의 상부 표면에 대항하여 벨트(110)을 가압하고 잠금하는 하강 위치(미도시) 사이에서 수직하게 이동할 수 있으며, 관통 구멍에 의해서 한정된 부분만을 남겨둔다. 바람직하게는, 잠금 플레이트(175)는 펀치(170)가 벨트(110)와 접촉하기 전에 하강 위치로 이동된다.
이러한 움직임을 달성하기 위해, 잠금 플레이트(175)는 펀치(170)를 활성화하는 이동 수단과 독립적인 이동 수단과 결합될 수 있다. 하지만, 보다 바람직하게는, 펀치(170) 및 잠금 플레이트(175)는 펀치(170)가 견고하게 연결될 수 있는 동일한 수직하게 이동 가능한 크로스-빔(185)과 연결될 수 있는 반면, 잠금 플레이트(175)는 펀치(170)의 하부 단부보다 낮은 높이에 매달려있게 일반적으로 유지시키는 일련의 탄성 스프링 요소(미도시)에 의해서 연결될 수 있다.
이에 의해, 펀치(170) 및 잠금 플레이트(175) 모두가 상승 위치에 있을 때, 벨트(110) 및 성형 플레이트(125)는 공동(135)이 펀치(170) 아래에 정렬되는 위치에서 성형 플레이트(125)를 가져오고 정지시키기 위해 자유롭게 미끄러져 올라간다. 이 시점에서, 크로스-빔(185)은 아래로 이동하도록 작동될 수 있으며, 먼저 벨트(110)와 접촉하게 잠금 플레이트(175)를 가져오고 펀치(170)가 잠금 플레이트(175)의 관통 구멍으로 삽입되도록 하며, 동시에 성형 플레이트(125)의 공동(135)을 관통할 때까지 탄성 스프링 요소를 가압한다. 이러한 압축 후에, 크로스-빔(185)은 초기 위치로 펀치(170) 및 잠금 플레이트(175)를 다시 가져오기 위해서 상승될 수 있으며, 이는 성형 플레이트(125) 및 벨트(110)의 진행을 가능하게 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이들 단계들 동안에, 성형 플레이트(125)는 지지 표면(130)의 리세스(145) 위에 있어서 진공은 공동(135) 에서 만들어지며, 진공은 벨트(110)의 변형된 부분을 유지하며, 변형된 부분은, 펀치(170)가 상승될 때 성형 플레이트(170)가 일련의 작동 장치를 쪽으로 진행될 때, 공동(135)의 하부 표면에 부착된, 포드(M)의 하부 캡(C1)이다.
상술한 설명에서 하나의 펀치(170)만이 언급되었지만, 각각의 성형 플레이트(125)가 상술한 것과 같이 복수의 공동(135)을 가져야 한다면, 가압 장치(165)는 복수의 펀치(170)를 포함할 수 있으며, 각각의 펀치는 각 공동(135)과 수직하게 정렬되고 잠금 플레이트(175)의 각 관통 구멍 내로 미끄러지게 수용될 수 있다는 것이 명백하다.
작동 장치는, 벨트(110)의 진행 방향(A)에 대하여, 가압 장치(165)의 하류에, 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1) 내에 분말 물질의 일용량을 방출하도록 설계된 투여 장치(200)를 포함한다. 분말 물질은 커피, 예를 들어 필요에 따른 다양한 입자 크기의 분쇄 또는 분말 커피일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 투여 장치(200)는 적어도 하나의 분배 유닛(205)을 포함한다. 상기 분배 유닛(205)은 수직 축 원통형 몸체(210)를 포함하며, 이는 성형 플레이트(125)의 공동(135)과 실질적으로 정렬된 벨트(110) 위에 위치된다. 이 원통형 몸체(210) 내부에는 공지된 구동 시스템에 의해 적절한 모터(220)에 의해 작동되는 웜 스크류(215)가 축 방향으로 삽입된다. 캘리브레이션(calibrated) 버퍼(225)가 원통형 몸체(210)의 하부 단부에 결합될 수 있으며, 이 버퍼는 분말 물질을 아래쪽으로 분배할 수 있도록, 웜 스크류와 동축인, 관통 공동을 가진다. 상기 관통 공동은, 예를 들어 실질적으로 절두-원추형(frustoconical-shaped)인, 아래쪽으로 향하는 오목부가 있는 경사진 하부를 가질 수 있으며, 이는 분말의 일용량을 함유하도록 설계되며, 분말에 기결정된 형상을 제공한다. 바람직하게는, 캘리브레이션 버퍼(225)는 공통 축에 대하여 회전되기 위해서 원통형 몸체(210)에 연결된다. 원통형 몸체(2100의 상부 단부는 깔대기 형상일 수 있으며, 커피 분말 물질의 공급 시스템으로부터 분말 물질을 수용하는 탱크 또는 수집기(230)와 연통할 수 있으며, 이는 예를 들어 수집기(230)에 위치된 특정 센서에 의해서 측정되는 분말 물질의 수위에 기초하여 선택적으로 작동하는 웜 스크류 그룹을 포함할 수 있다.
원통형 몸체(210), 웜 스크류(215), 및 캘리브레이션 버퍼(225)에 의해서 적어도 형성된 분배 유닛(205)은 캘리브레이션 버퍼(225)가 벨트(110)로부터 이격된 상승 위치(도면에 미도시) 및 공동(135) 내에서 이를 둘러싸고 캡(C1)에 접근 가능하게 남겨두는, 캘리브레이션 버퍼(225)가 성형 플레이트(125)에 대항하여 벨트(110)를 가압하는 하강 위치(도 5에 도시) 사이에서 분배 유닛을 이동하도록 구성된 특정 이동 수단과 결합될 수 있다. 이에 의해, 분배 유닛(205)이 상승 위치에 있을 때, 벨트(110) 및 성형 플레이트(125)는 각 캡(C1)을 갖는 공동(135)이 원통형 몸체(210) 아래에 정렬되는 위치에 성형 플레이트(125)를 가져오고 정시시킬 때까지 자유롭게 미끄러져 올라간다. 이 시점에서, 분배 유닛(205)은 하강되고 웜 스크류(215)는 벨트(110), 즉 상기 캡(C1)의 변형된 부분 내로 직접 분말 물질을 해제하기 위해서 기결정된 양만큼 회전된다. 분배된 분말 물질의 양은 웜 스크류(215)의 회전 속도를 조절함으로써 제어될 수 있다. 분배된 분말 물질은 캘리브레이션 버퍼(225)의 하부 내에 후에 함유되며, 일용량이 특정 사전 압축으로 제공된다. 일단 분배가 완료되며, 특정 작동 시스템(미도시)이 분말 물질의 일용량의 분리를 가능하게 하는 캘리브레이션 버퍼(225)에 작은 회전을 가할 수 있다. 그러면, 분배 유닛(205)은 상승될 수 있으며, 일용량과 함께 성형 플레이트(125) 및 벨트(110)의 진행을 허용한다.
상술한 설명에서 하나의 분배 유닛(205)만을 언급하였지만, 각각의 성형 플레이트(125)가 전술한 바와 같이 복수의 공동(135)을 가져야 하는 경우, 투여 장치(200)는 복수의 분배 유닛(205)을 포함할 수 있으며, 각각의 유닛은 각 공동(135)과 수직으로 정렬되며, 분배 유닛들은 탱크(230)로부터 분말 물질의 단일 공급 시스템과 연결될 수 있다. 모든 분배 유닛(205)은 또한 가능한 유지보수 및 제어 조작을 위해 투여 장치(200)로부터 추출되도록 슬라이드 가이드 상에 장착될 수 있다.
작동 장치는, 벨트(110)의 진행 방향(A)에 대하여, 투어 장치(200)의 하류에, 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 하부 캡(C1) 내에 직접 분말 물질의 일용량을 압축하기 위한 압축 장치(300)를 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 압축 장치(300)는 적어도 하나의 진동 그룹(305)를 포함한다. 상기 진동 그룹(305)은 실질적으로 수직 축 원통형 몸체와 같이 형성된 소노트로드(sonotrode)를 포함할 수 있으며, 이는 성형 플레이트(125)의 공동과 실질적으로 정렬된 벨트(110) 위에 위치된다. 소노트로드(310)는 초음파 발생기(미도시)에 연결된 전기기계식 트랜스듀서(315)와 연결된다. 초음파 발생기는 소노트로드(310)로 전달되는 것과 동일한 주파수를 갖는 기계적 진동으로 전자기계식 트랜스튜서에 의해서 변형된 초음파 범위에 포함된 주파수를 갖는 전파를 발생시키도록 구성된다. 바람직하게는, 부스터(booster)(320)는 기계적 진동의 진폭이 소노트로드(310) 및 전자기계식 스랜스튜더(315) 사이에 개재될 수 있게 증폭하도록 설계된다. 진동 그룹(305)은 소노트로드(310)가 벨트(110)로부터 이격된 상승 위치 및 소노트로드(310)의 하부 단부가 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 있는 하부 캡(C1) 내에 위치된 분말 물질의 일용량과 접촉하는 하강 위치(도 6에 도시) 사이에서 진동 그룹(305)을 이동시키도록 구성된 특정 이동 수단과 결합된다.
압축 장치(300)의 일 양태에 따르면, 진동 그룹(305)은 또한 가이드 재킷(325)를 포함할 수 있으며, 가이드 재킷은 소노트로드(310)의 단부 스트레치가 동축으로 미끄러져 수용되는 관통 구멍을 갖는다. 가이드 재킷(325)은 가이드 재킷이 벨트(110)로부터 이격된 상승 위치 및 커피의 일용량을 함유하고 측면으로 감싸는 가이드 재킷(325)이 성형 플레이트(125)의 상부 표면에 대항하여 벨트(110)를 가압하고 고정하는 하강 위치 사이에서 수직하게 이동할 수 있다. 바람직하게는, 가이드 재킷(325)은, 소노트로드(310)가 커피의 일용량과 접촉하기 전에 하강 위치로 운반된다.
이러한 움직임을 달성하기 위해서, 가이드 재킷(325)은 진동 그룹(305)을 작동시키는 이동 수단과 독립적인 이동 수단과 결합될 수 있다. 보다 바람직하게는, 진동 그룹(305) 및 가이드 재킷(325)는 동일한 수직하게 이동 가능한 크로스-빔(335)와 결합될 수 있으며, 진동 그룹(305)은 크로스-빔과 연결될 수 있으며, 가이드 재킷(325)은 소노트로드(310)의 하부 단부보다 낮은 높이에 가이드 재킷을 매달리게 유지하는 일련의 탄성 스프링 요소(340)에 의해 연결될 수 있다.
이에 의해, 진동 그룹(305) 및 가이드 재킷(325) 모두 상승 위치에 있을 때, 분말 물질의 일용량을 갖는 성형 플레이트(125) 및 벨트(110)는, 하부 캡(C1) 및 분말 물질의 각 일용량이 있는 공동(135)이 소노트로드(310) 아래에 정렬되는 위치에 성형 플레이트(125)를 가져오고 정지시킬 때까지 자유롭게 밀려 올라간다. 이 시점에서, 크로스-빔(335)은 아래로 이동하도록 작동될 수 있으며, 먼저 벨트(110)와 접촉하는 가이드 재킷(325)을 가져오고, 소노트로드(310)가 하강 위치에 도달할 때까지 스프링(34)을 가압하며 가이드 재킷(325)의 관통 구멍으로 삽입되도록 한다. 이에 의해, 소노트로드(310)의 하부 단부는 하부 캡(C1) 내로 직접적으로 분말 물질의 일용량을 압축하는 반면, 가이드 재킷(325)은 압축 단계에서 일용량을 측면으로 함유하고 포드(M)의 주변 플랜지를 수행하는 기능을 제거한다. 일단 하강 위치에 도달하면, 상술한 축방향의 압축을 하는 것 외에도, 소노트로드(310)는 통상적으로 초음파 범위에 있는 고주파 기계적 진동에 커피의 일용량을 적용하기 위해 전자기계식 트랜스듀서(315)에 의해 진동된다. 분말 물질의 일용량의 압축 수준은 축방향의 압축에 의해 보조되는 이러한 기계적 진동으로 인해 상당히 증가하며, 실질적으로 고체 압축 분말 정제(P)가 얻어지는 것을 가능하게 한다. 정제(P)의 압축 수준은 기계적 진동의 진폭, 일용량이 상기 진동에 종속되는 동안의 시간, 이전에 방출된 일용량, 및 축 방향으로 가해진 압력을 편리하게 수정함으로써 조정될 수 있다. 정제(P)에 적합한 형상을 제공하기 위해서, 소노트로드(310)의 하부 단부는 성형 플레이트(125)의 공동(135)과 실질적으로 동일한 공동을 구비하도록 성형될 수 있다. 일단 초음파 단계가 완료되면, 크로스-빔(335)은 상승될 수 있으며, 초기 위치로 가이드 재킷(325) 및 소노트로드(310)를 가져오며, 벨트(110) 및 성형 플레이트(125)를 정제(P)와 함께 진행시킬 수 있다.
상술한 설명에서 하나의 진동 그룹(305)만이 언급되었지만, 여기서도 각 성형 플레이트(125)가 상술할 것처럼 복수의 공동(135)을 가져야만 하는 경우, 압축 장치(300)느 복수의 진동 그룹(305)을 포함할 수 있으며, 각 진동 그룹은 각 가이드 재킷(325)과 정렬된 소노트로드(310)를 가진다. 모든 진동 그룹(305)은 유지보수 및 제어 작업을 위해 압축 장치(300)로부터 추출되기 위해서 슬라이드 가이드(345) 상에 설치될 수 있다.
작동 장치는, 벨트(110)의 진행 방향(A)에 대하여, 압축 장치(300)의 하류에, 성형 플레이트(125)의 공동에 위치된 하부 캡(C1) 내에 정제(P)를 덮기 위해서 벨트(110) 상에 방수 재료(115)의 시트를 적용하도록 구성된 어플리케이터 장치(400)를 포함한다. 시트(115)는 상부 캡(C2)과 동일한 재료로 제조된다. 특히, 시트(115)는 상부 캡(C2)을 구획하도록 구성된 적어도 하나의 변형부를 가지며, 압축된 분말 정제(P)를 밀폐하는 쉘을 정의하는, 상부 캡(C2)이 미러링 방식으로 하부 캡(C1)과 겹쳐지도록 벨트(110) 상에 적용된다. 성형 플레이트(125)가 복수의 공동(135)을 갖는 경우에, 당연히 시트(115)가 벨트(110)의 전체 폭에 대해 가로 방향으로 연장되고 다수의 상부 캡(C2)을 구획하도록 구성된 복수의 변형부를 가지며, 각각의 변형부는 성형 플레이트(125)의 상응하는 공동(135)에 지지되는 정제(P)를 덮도록 의도된다. 시트(115)는 제2 가요성 벨트(120)로부터 시작하여 얻어질 수 잇으며, 제2 가요성 벨트는 벨트(110)와 동일한 재료로 만들어질 수 있고 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 어플리케이터 장치(400)는 기결정된 직선 방향(B)을 따라 제2 벨트(120)를 진행시키도록 구성된 이동 수단을 포함한다. 이동 수단(종래의 것이기 때문에 도시되지 않음)은 전동 롤러(405) 및 일련의 안내 장치를 포함할 수 있으며, 이들은 벨트(120)의 단부 스트레치가 직선 방향(B)로 가동하고 연장하는 작동 스트레치를 이동하는 것을 가능하게 한다. 이동 수단은 제2 벨트(120)의 진행이 일정한 단계에서 간헐적으로 발생하도록 제어된다.
어플리케이터 장치(400)는 벨트(120)의 작동 스트레치에서 성형 플레이트(425)를 포함하며, 성형 플레이트는 후면 플레이트(430)에 의해 운반된다. 성형 플레이트(425)는 성형 플레이트(125) 중 하나와 실질적으로 동일하며, 따라서 적어도 하나의 리세스 또는 공동(435)를 가지며, 이는 오목부가 벨트(120)를 향하는 컵의 형상을 실질적으로 가질 수 있으며, 이는 그 위에 있다. 성형 플레이트(4250의 공동(435)는 성형 플레이트(125)의 공동(135)과 실질적으로 동일하다. 후면 플레이트(430)는 각 이동 수단(예를 들어 공압 실린더와 같이 알려졌기 때문에 도시되지 않음)과 결합되며, 이동 수단은 성형 플레이트(425)가 벨트(120)와 직접 접촉하게 위치되는 전지 위치(도면에 미도시) 및 성형 플레이트(425)가 공동(435)의 깊이보다 더 큰 양으로 벨트(120)로부터 분리되는 후퇴 위치(도 8에 도시) 사이에서 작동 스트레치에서 벨트(120)의 표면에 수직한 방향으로 후면 플레이트(430)를 이동하도록 구성된다. 바람직하게는, 성형 플레이트(425)는 벨트의 전체 폭에 대해 벨트(120)의 진행 방향(B)에 수직한 방향으로 수평하게 연장하며, 가로 방향 연장부를 따라, 벨트(11)를 개별적으로 향하는 복수의 상기 공동(435)를 갖는다. 성형 플레이트(425) 상에 공동(435)의 수는 성형 플레이트(125) 상에 공동(135)의 수와 동일하다. 성형 플레이트(425)는 또한 기결정된 진공을 만들도록 구성된 흡입 시스템과 연통하는 공동(들)(435)을 두도록 설계된 하나 이상의 관통 구멍을 포함할 수 있다. 이러한 흡입 시스템 후면 플레이트(430)의 상부 표면에 만들어진 리세스(445) 및 진공에 상기 리세스(445)를 놓도록 구성된 진공 펌프(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 의해, 리세스(145)는 각각의 관통 구멍(140)을 통해 성형 플레이트(425)의 공동(435)과 직접 연통하는 흡입 수집기로서 작용한다.
어플리케이터 장치(400)는, 성형 플레이트(425)에, 아래의 성형 플레이트(425)의 공동(435)으로 벨트의 일부를 눌러 가압함으로써 벨트(120)의 일부를 변형하도록 구성된 가압 장치(450)를 포함하며, 이는 상부 캡(C2)의 형상을 제공한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 가압 장치(450)는, 예를 들어 작동 스트레치에서 벨트(120)의 표면에 수직한 축을 가지고 실질적으로 원통형인, 펀치(455)를 포함할 수 있으며, 펀치는 공동(435)의 입구와 실질적으로 동축이고 성형 플레이트(425)에 맞은편 측면에 위치된다. 펀치(455)는 예를 들어 공압식(예: 공압 실린더)과 같은 이동 수단과 결합되며, 이동 수단은 펀치(455)의 단부가 벨트(120)의 표면으로부터 적어도 일부 이격되는 후퇴 위치(도 8에 도시) 및 벨트의 적어도 일부를 아래로 가압하고 변형시키기 위해서 펀치(455)의 단부가 성형 플레이트(425)의 공동(435) 내로 삽입되는 전지 위치(미도시) 사이로 축방향으로 이동하도록 구성된다. 이 변형 단계를 개선하기 위해서, 펀치(455)의 단부는 공동(435)에 상보적으로 성형될 수 있으며, 또한 펀치(455)는 벨트(120)의 일부의 일종의 열 성형을 달성하기 위해서 가열될 수 있다. 펀치(455)에 의해서 가해진 압력은 공압 실린더 내의 압력을 조절함으로써 조정될 수 있다.
또한, 가압 장치(450)는 펀치(455)가 동축으로 약간 수용될 수 있는 관통 구멍을 가지는 잠금 플레이트(460)를 포함할 수 있다. 또한, 잠금 플레이트(460)는 잠금 플레이트가 벨트(120)로부터 약간 이격되거나 수평을 이루는 후퇴 위치(도 8에 도시) 및 잠금 플레이트(460)가 관통 구멍에 의해서 구획된 벨트(120)의 일부만을 자유롭게 남겨두고 성형 플레이트(425)의 표면에 대항하여 벨트(112)를 가압하고 잠금하는 전진 위치(미도시) 사이에서 벨트(112)의 표면에 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 바람직하게는, 잠금 플레이트(460)는 펀치(455)가 벨트(120)와 접촉하기 전에 하강 위치로 이동된다.
이러한 움직임을 달성하기 위해서, 잠금 플레이트(460)는 펀치(4550)를 작동시키는 이동 수단과 독립된 이동 수단과 결합될 수 있다. 하지만, 보다 바람직하게는, 펀치(455) 및 잠금 플레이트(460)는, 펀치(455)가 견고하게 연결될 수 있는, 벨트(120)의 표면에 수직한 방향으로 이동할 수 있는 동일한 크로스-빔(470)과 결합될 수 있으며, 잠금 플레이트(460)는 펀치(455)의 단부에 대하여 벨트(120)가 더 가까운 위치에 매달리게 유지하는 일련의 탄성 스프링 요소에 의해서 연결될 수 있다.
이에 의해, 펀치(455), 잠금 플레이트(460), 및 후면 플레이트(430) 모두가 후퇴 위치에 있을 때, 벨트(120)는 비 변형부가 공동(435)과 정렬될 때까지 성형 플레이트(425)에 대하여 자유롭게 주행한다. 이 시점에서, 후면 플레이트(430)는 전진 위치에서 작동되고 크로스-빔(470)은 벨트(120)에 근접될 수 있으며, 먼저 벨트(120)와 접촉하여 잠금 플레이트(460)를 가져오고, 성형 플레이트(425) 상에 그립에 후면 플레이트 고정하며, 펀치(455)는 후면 플레이트(460)의 관통 구멍으로 삽입될 수 있으며, 동시에 성형 플레이트(425)의 공동(435)을 펀치가 관통할 때까지 탄성 스프링 요소를 가압한다. 이러한 단계들 동안에, 성형 플레이트(425)의 공동(435)은 벨트(120)의 일부를 변형하는데 펀치(455)를 돕기 위해서 구멍들(440)에 연결된 흡입 시스템을 통하여 진공 상태로 유지된다. 이 변형 단계 후에, 크로스-빔(470) 및 후면 플레이트(430)는 펀치(455), 잠금 플레이트(460) 및 성형 플레이트(425)를 각각의 초기 위치로 가져오기 위해서 다시 뒤로 이동될 수 있으며, 이는 변형된 부분, 즉 포드(M)의 상부 캡(C2)이 있는 벨트(112)의 진행을 가능하게 한다.
상술한 설명에서 하나의 펀치(455)만이 언급되었지만, 각각의 성형 플레이트(425)가 상술한 바와 같이 복수의 공동(435)을 구비해야 하는 경우, 가압 장치(450)는 복수의 펀치(455)를 포함할 수 있으며, 각각의 펀치는 각 공동(435)과 정렬되고 잠금 플레이트(460)의 각 관통 구멍 내에 슬라이딩 가능하게 수용된다.
도 9에 도시된 것처럼, 어플리케이터 장치(400)는, 벨트(120)의 진형 방향(B)에 대하여, 가압 장치(450)의 하류에, 벨트(120)로부터 상부 캡(들)(C2)와 시트(115)를 분리하기 위한 절단 수단(410), 및 시트(115)를 수용하고 벨트(110) 상에서 압축 분말 정제(P)와 겹치는 위치에 시트를 가져오도록 구성된 이송 수단(475)을 포함한다.
이송 수단(475)은 벨트(110)의 진행 방향(A)에 수직한 수평 축에 대하여 회전하도록 설계되고 벨트(110) 위에 배열된 캐러셀(carousel)(480)을 포함한다. 캐러셀(480)의 회전은 전기 모터에 의해서 달성될 수 있다. 복수의 크로스-빔(485)은 이 캐러셀(480) 상에 설치되며, 바람직하게는 각도 방향으로 서로 동일한 간격으로 이격된다. 각각의 크로스-빔(485)은 성형 플레이트(125)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 방사상 외측을 향하며 캐러셀(480)의 회전축에 수직한 외부 표면을 갖는다. 각 크로스-빔(485)은 적어도 하나의 리세스 또는 공동(490)을 가지며, 이 공동의 형상은 성형 플레이트(125)의 공동(135) 중 하나와 실질적으로 동일할 수 있다. 바람직하게는, 각 크로스-빔(485)은 벨트(110)의 진행 방향(A)에 대하여 수직 방향으로 수평 및 가로 방향으로 연장하며, 가로 연장부를 따라, 성형 플레이트(125)의 공동(135)의 수와 동일한 공동(490)의 수를 가진다. 각각의 크로스-빔(485)은 후퇴 구성(도 9에 도시) 및 크로스-빔(485)이 후퇴 구성에 있을 때보다 회전 축으로부터 더 멀어진 추출 구성(미도시) 사이에서 방사상 방향으로 또한 캐러셀에 대하여 이동하기 위해서 캐러셀과 결합된다. 크로스-빔(485)의 이러한 방사상 이동은 캐러셀(480) 상에 설치된 특정 공압 실린더에 의해서 달성될 수 있다. 각 크로스-빔(480)은 또한 각 공동(들)(490)이 기결정된 진공을 만들도록 구성된 흡입 시스템과 연통하도록 구성된 하나 이상의 관통 구멍(495)을 포함할 수 있다. 이러한 흡입 시스템(종래 기술이기 때문에 도시되지 않음)은 캐러셀(480)의 회전 및/또는 후퇴 위치 및 추출 위치 사이에서 크로스-빔(485)의 이동 동안에 상기 진동을 생성할 수 있다.
캐러셀(480) 자체의 회전은 불연속적인 방식으로 발생하며, 도 9에 각각 P1 및 P2로 가리켜진, 주기적으로 시트(115)를 수용하기 위한 각도상 위치 및 시트(115)를 해제하기 위한 각도상 위치에 각 크로스-빔(485)을 운송하고 정지한다.
수용 위치(P1)에서, 크로스-빔(485)은 각 공동(490)이 벨트(112)의 자유 단부에 만들어진 각 상부 캡(C2)과 동축으로 정렬되도록 배열된다. 이에 의해, 벨트(120)가 다음 변형 단계로 전진된 후, 수용 위치(P1)에 있는 크로스-빔(485)은 추출 구성에 도달할 때까지 방사상 방향에서 이동된다. 이 구성에서, 벨트(120)의 자유 단부에서 얻어진 상부 캡(C2)은 수용되고 캡들이 흡입 시스템의 작동으로 강하게 유지되는 공동(490) 내에 유지되고 수용된다. 이 시점에서, 가압 장치(450)의 크로스-빔(470)과 직접 연결된 블레이드 형태로 제조될 수 있는 절단 수단(410)은 벨트(120) 상으로 하강하여, 자유 단부를 분리하고 시트(115)를 만든다. 절단 후, 크로스-빔(485)은 후퇴 구성으로 되돌아 오고 캐러셀(480)은 해제 위치(P2)로 크로스-빔(485)을 배열할 때까지 연속적인 단계를 위해 회전된다. 시트(1150는 흡입 시스템으로 인해 이러한 이동 단계들 동안에 크로스-빔(485)에 고정된 상태로 유지된다.
해제 위치(P2)에서, 크로스-빔(485)은 각 공동(490)이 아래쪽을 향하고 성형 플레이트(125)의 각 공동(135)과 수직으로 정렬되는 방식으로 배열된다. 이에 의해, 해제 위치(P2)에 있는 크로스-빔(485)은 벨트(110) 상에 뒤집힌 시트(115) 놓고 벨트(110)에 제조된 하부 캡(C1)과 시트(115)에 제조된 상부 캡(C2) 사이의 성형 플레이트(125) 상에 있는 압축된 분말의 각각의 정제(P)를 폐쇄함으로써 추출 구성으로 되돌려질 수 있다. 해제 단계 동안에 또한 벨트(110) 상에 시트(115)의 단부를 밀봉하는 밀봉 수단은 벨트(110) 및 시트(115) 사이의 이동을 피하기 위해 크로스-빔(485)과 결합될 수 있다. 해제 단계 및 가능한 밀봉 단계는 바람직하게는 보호된 대기에서 실행된다. 시트(115)의 해제 후, 크로스-빔(485)은 후퇴 구성으로 되돌아가며, 이는 캐러셀(480)이 새로운 회전 단계를 수행하고 동시에 성형 플레이트(125) 및 벨트(110)의 진행을 허용한다.
작동 장치는, 벨트(110)의 진행 방향(A)에 대하여, 어플리케이터 장치(400)의 하류에, 벨트(110)에 시트(115)를 밀봉하도록 구성된 밀봉 장치(500)를 포함하며, 이는 캡들(C1 및 C2) 사이에 압축된 커피 정체를 밀봉하여 포드(M)를 얻는다. 도 10에 도시된 것처럼, 밀봉 장치(500)는 벨트(110) 위에 위치된 밀봉 바(505)를 포함하며, 밀봉 바의 하부면은 아래의 성형 플레이트(125)의 공동(135)와 수직하게 정렬된 적어도 하나의 리세스(510)를 가진다. 상기 리세스(510)는 압축된 분말 정제(P)를 덮는 시트(115)로 제조된 상부 캡(C2)을 둘러싸고 수용하도록 크기가 정해진다. 밀봉을 수행하기 위해서, 밀봉 바(505)는 적절한 수치까지 밀봉 바의 온도를 증가시키도록 구성된 적절한 가열 요소에 연결되며, 밀봉 바(510)의 하부면이, 하부 캡(C1)을 둘러싸는 벨트(110) 아래의 비변형부에 대항하여 상부 캡(C2)을 둘러싸는 시트(115)의 비변형부와 접촉하고 가압하는 하강 위치(도 10에 도시), 및 밀봉 바(505)의 하부면이 상부 캡(C2)의 높이보다 높이 벨트(110)에 의해서 분리되는 상승 위치(미도시) 사이에서 수직하게 밀봉 바를 이동시키도록 구성된 이동 수단(예를 들어, 공압 실린더)에 연결된다. 이에 의해, 밀봉 바(505)는 상승 위치에 있을 때, 벨트(110) 및 성형 플레이트(125)는 공동(135)이 밀봉 바(505)의 리세스(501) 아래에 정렬되는 위치에 성형 플레이트(125)를 가져와 정지시킬 때까지 자유롭게 미끄러져 올라간다. 이 시점에서, 밀봉 바(505)는, 압력 및 온도의 효과로 인해, 벨트(110)의 일부에 밀봉된 시트(115)의 비변형부와 접촉하고 가압할 때까지 아래쪽으로 이동하게 활성화될 수 있으며, 이는 압축된 분말 정제(P)를 영구적으로 밀봉하고 포드(M)를 획득하게 한다. 이러한 밀봉 단계는 바람직하게는 보호 대기에서 수행된다. 밀봉 후, 밀봉 바(505)는 다시 상승될 수 있으며, 이에 의해 포드(M)가 제조되어 있는 벨트(110) 및 성형 플레이트(125)의 진행이 가능하다.
상술한 설명에서 하나의 리세스(510)만을 갖는 밀봉 바(505)가 설명되었지만, 각 성형 플레이트(125)가 상술한 바와 같이 복수의 공동(135)을 가져야하는 경우, 밀봉 바(505)는 벨트(110)의 전체 폭으로 가로방향으로 연장할 수 있고 복수의 리세스(510)를 가질 수 있으며, 각 리세스는 성형 플레이트(125)의 각 공동(135)과 수직으로 정렬된다.
성형 플레이트(125)는, 벨트(11)의 진행 방향(A)에 대하여, 밀봉 장치(500)의 하류에서, 지지 표면(130)을 떠나고, 체인의 경로를 따라 되돌아가며, 벨트(110) 상에서 제조된 포드(M)는 자유롭게되며, 경로의 작동 스트레치를 따라 방향(A)로 계속 진행한다.
작동 장치는, 작동 스트레치의 마지막 부분에서, 개별 포드(M)를 분리하기 위해서 벨트(110)를 절단하도록 구성된 절단 장치(600)를 포함한다. 도 11에 도시된 것처럼, 절단 장치(600)는 공동(610)을 구비하고 벨트 아래에 위치된 하부 플레이트(605)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 이는 수직 축이 있는 원통 형상이며, 벨트(110) 상에 제조된 포드(M)와 실질적으로 동축으로 배열된다. 공동(610)의 직경은 포드(M)의 직경보다 크다. 하부 플레이트(605)는, 하부 플레이트가 하부 캡(C1)의 깊이보다 더 크게 벨트로부터 이격되는 하강 위치(도 11에 도시) 및 하부 플레이트(605)가 벨트(110)와 접촉하게 위치되는 상승 위치(미도시) 사이에서 수직하게 이동하도록 구성된 이동 수단(예: 공압 실린더 등)과 결합될 수 있다. 절단 장치(600)는, 벨트(110)의 맞은 편에, 예를 들어 원통형이고, 공동(610) 중 하나와 상보적인 형상을 가지고 공동에 도입될 수 있기 위해 동축으로 배열된, 중공 펀치(615)를 포함한다. 중공 펀치(615)의 외부 직경은 실질적으로 공동(610)의 내부 직경과 동일하고 펀치의 벽의 에지는 일종의 절단기를 만들도록 형성된다. 펀치(615)는, 펀치(615)의 하부 단부가 벨트(110)의 상부면으로부터 이격된 상승 위치(도 11에 도시) 내지 끼워진 벨트(110)를 절단하기 위해서 펀치(615)가 하부 플레이트(605)의 공동(610)에 삽입되는 하강 위치 사이로 수직 방향으로 펀치가 이동하도록 구성된, 예를 들어 공압식, 이동 수단(예: 공압 실린더)와 결합하며, 포드(M)를 분리한다. 바닥에서 벨(620)을 운송하는 로드는 펀치(615) 내부에 수용될 수 있으며, 상기 로드는 펀??(615)와 함께 수직으로 이동 가능하며, 절단 후 포드(M)를 보유하기 위한 적절한 흡입 시스템과 결합된다.
이러한 절단 단계를 향상하기 위해서, 절단 장치(600)는 잠금 플레이트(625)를 또한 포함할 수 있으며, 이는 펀치(615)가 동축으로 미끄러지게 수용될 수 있는 관통 구멍을 가진다. 잠금 플레이트(625)는 잠금 플레이트가 벨트(110)로부터 이격된 상승 위치(도 11에 도시) 및 잠금 플레이트(625)가 하부 플레이트(605)의 상부면에 대항하여 벨트(110)를 가압하고 고정하는 하강 위치(미도시) 사이로 수직하게 이동할 수 있다. 바람직하게는, 잠금 플레이트(625)는 펀치(615)가 벨트(110)와 접촉하기 전에 하강 위치에 도달한다.
이러한 이동을 달성하기 위해, 잠금 플레이트(625)는 펀치(615)를 활성화하는 이동 수단과 독립된 이동 수단과 결합될 수 있다. 보다 바람직하게는, 펀치(615) 및 잠금 플레이트(625)는 하지만 크로스-빔(635)과 동일하게 수직하게 이동되게 결합될 수 있으며, 펀치(615)는 크로스-빔에 견고하게 연결될 수 있으며, 잠금 플레이트(625)는 펀치(615)의 하부 단부보다 낮은 높이에서 잠금 플레이트가 매달리게 하는 일련의 탄성 스프링 요소(640)에 의해서 연결될 수 있다. 이에 의해, 펀치(615) 및 잠금 플레이트(625) 모두가 상승 위치에 있을 때, 그리고 하부 플레이트(605)가 하강 위치에 있을 때, 벨트(110)는 하부 플레이트(6050의 공동(610) 및 펀치(615)의 공동 사이에 수직하게 정렬되는 위치에서 포드(M)를 가져오고 정지시킬 때까지 자유롭게 가동된다. 이 시점에서, 크로스-빔(635)는 아래쪽으로 이동하도록 작동될 수 있고, 하부 플레이트(605)는 상승될 수 있어서, 벨트(110)는 먼저 하부 플레이트(605) 및 잠금 플레이트(625) 사이에 고정되고, 펀치(615)가 잠금 플레이트(625)의 관통 구멍으로 삽입되며, 동시에 포드(M)의 절단이 달성되도록 하부 플레이트(605)의 공동(610)을 관통할 때까지 탄성 스프링 요소(640)를 압축한다. 절단 후, 초기 위치로 돌아가기 위해서, 크로스-빔(635)가 상승되고 하부 플레이트(605)는 하강될 수 있으며, 이는 벨트의 진행 및 수집 릴 상에 폐기물의 권취를 허용한다.
대신에, 분리된 포드(M)는 벨 (620)에 의해 처음에 보유되고, 이어서 벨 (620)은 하부 플레이트 (605)의 공동(610)을 통해 계량 장치(645)로 배출되며, 포드(M)는 최종적으로 멀어지고 다른 처리 단계, 예를 들어 포장 단계로 보내질 수 있다.
상술한 설명에서 하나의 펀치 유닛(615)만이 언급되었지만, 여기서도 각각의 성형 플레이트(215)는 상술한 바와 같이 복수의 공동(135)을 가질 경우, 절단 장치(600)는 복수의 펀치(615)를 포함할 수 있으며, 각 펀치는, 각 포드(M)와 수직하게 정렬된, 하부 플레이트(605)의 각 공동 및 잠금 플레이트(625)의 공동과 수직하게 정렬된다. 절단 장치(600)는 또한 가능한 유지 보수 및 제어 작업을 위해 기기(100)로부터 추축되기 위해서 슬라이드 가이드(650) 상에 설치될 수 있다.
본 발명의 통상의 기술자는 이하에 청구된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 상술한 장치(100)에 다양하게 기술적으로 적용 가능한 변형을 가할 수 있다.

Claims (10)

  1. 음료 추출 머신용 포드(M)를 제조하는 기기(100)로서,
    상기 기기는:
    방수 재료의 벨트(110);
    기결정된 직선 방향(A)으로 방수 재료의 벨트(110)를 진행시키는 이동 수단;
    벨트(110) 아래에 배열되고 벨트(110) 자체를 향하는 적어도 하나의 공동(135)을 각각 구비하는 복수의 성형 플레이트(125);
    벨트(110)와 동기화되고 동일한 직선 방향(A)으로 성형 플레이트(125)를 진행시키는 이동 수단; 및
    벨트(110)의 진행 방향(A)을 따라 연속적으로 배열된 복수의 작동 장치;를 포함하며,
    상기 복수의 작동 장치는 적어도:
    -벨트에 캡(C1)의 형상을 새기도록, 성형 플레이트(125)의 공동(135)으로 벨트(110)의 일부를 아래로 가압하는 장치(165);
    -성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C2) 내로 분말 물질의 일용량을 투여하는 장치(200);
    -압축된 정제(tablet)(P)를 얻도록, 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1) 내에 일용량을 압축하는 장치(300);
    -방수 재료의 제2 캡(C2);
    -성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1) 내에 압축된 정제(P) 상에 방수 재료의 제2 캡(C2)을 가하는 장치(400);
    -포드(M)를 얻도록, 벨트(110)에 제2 캡(C2)을 밀봉하는 장치(500); 및
    -포드(M)를 분리하도록, 벨트를 절단하는 장치(600);를 포함하며,
    커피의 일용량을 압축하는 장치(300)는 커피의 일용량에 진동을 전달하도록 구성된 진동 그룹(305)을 포함하며,
    상기 진동 그룹은:
    초음파 범위의 주파수를 갖는 전파를 발생시키도록 구성된 초음파 발생기;
    상기 전파를 기계적 진동으로 변형하도록 구성된 전자기계식 트랜스듀서(315); 및
    일용량에 전자기계식 트랜스듀서(315)에 의해서 발생된 기계적 진동을 전달하도록 구성된 소노트로드(310);를 포함하며,
    일용량을 압축하는 장치(300)는 소노트로드(310)가 커피의 일용량으로부터 분리된 상승 위치 내지 소노트로드(310)가 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1)에 대향하여 커피의 일용량을 가압하는 하강 위치 사이에서 소노트로드(310)를 이동하도록 구성된 수단을 포함하며,
    소노트로드(310)는 가이드 자켓(325)이 벨트(110)로부터 이격된 상승 위치 및 가이드 자켓(325)이 성형 플레이트(125)에 대향하여 벨트(110)를 가압하고 고정하는 하강 위치 사이에서 이동할 수 있는 가이드 자켓(325) 내에 슬라이딩 가능하게 수용되어, 성형 플레이트(125)의 공동(135) 내에 위치된 커피의 일용량 및 캡(C1)을 측면으로 둘러싸는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일용량을 압축하는 장치(300)는 기계적 진동을 증폭하기 위해서 소노트로드(310) 및 전자기계식 트랜스튜서(315) 사이에 개재된 부스터(320)를 더 포함하는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 기기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    방수 재료의 제2 캡(C2)를 가하는 장치(400)는:
    기결정된 직선 방향(B)으로 방수 재료의 제2 밸트(120)를 진행시키는 이동 수단;
    제2 벨트(120) 아래에 위치되고 제2 벨트(120)를 향하는 적어도 하나의 공동(435)을 구비하는 성형 플레이트(425);
    벨트에 제2 캡(C2)의 형상을 새기도록, 성형 플레이트(425)의 공동(435)으로 벨트(120)의 일부를 아래로 가압하는 장치(450);
    제2 캡(C2)을 보유하는 시트(115)를 분리하도록, 제2 벨트(120)를 절단하는 절단 수단(410); 및
    시트(115)를 수용하고 압축된 정제(P)와 겹쳐지는 위치로 시트를 가져오도록 구성된 이송 수단(475);를 포함하는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    이송 수단(475)은, 캐러셀(480)의 회전으로 인해 수용 위치 내지 해제 위치 사이로 이동할 수 있고, 적어도 하나의 공동(490)이 개별적으로 구비된 복수의 지지 빔을 구비한 회전 캐러셀(480)을 포함하며,
    상기 수용 위치는 지지 빔(485)의 공동(490)이 제2 벨트(120)로부터 분리된 시트(115) 상에 얻어진 제2 캡(C2) 쪽으로 향하고 정렬되는 위치이며, 상기 해제 위치는 지지 빔(485)의 공동(490)이 아래쪽을 향하고 압축된 정제(P)와 정렬되는 위치인 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이송 수단(475)은 지지 빔(485)의 공동(490) 내에 진공을 발생시키는 흡입 수단을 포함하는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 기기.
  6. 기결정된 직선 방향(A)으로 방수 재료의 벨트(110)를 진행시키는 단계;
    벨트(110)를 향하는 적어도 하나의 공동(135)을 개별적으로 구비한 복수의 성형 플레이트(125)를 벨트(110) 아래에 배열하는 단계;
    벨트(110)와 동기화된 방식으로 동일한 방향으로 성형 플레이트(125)를 진행시키는 단계;
    벨트에 캡(C1)의 형상을 세기도록 성형 플레이트(125)의 공동(135) 내에 벨트(110)의 일부를 아래로 가압하는 단계;
    성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1) 내에 분말 물질의 일용량을 투여하는 단계;
    압축된 정체(P)를 얻도록 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 (C1) 내에 일용량을 압축하는 단계;
    성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1) 내에 압축된 정제(P) 상에 방수 재료의 제2 캡(C2)을 가하는 단계;
    포드(M)을 얻도록 벨트(110)에 제2 캡(C2)을 밀봉하는 단계; 및
    포드(M)를 분리하기 위해서 벨트(110)를 절단하는 단계;를 포함하는 음료 추출 머신용 포드(M)를 제조하는 방법으로서,
    상기 압축하는 단계는 소노트로드(310)가 커피의 일용량으로부터 분리된 상승 위치 내지 소노트로드(310)가 성형 플레이트(125)의 공동(135)에 위치된 캡(C1)에 대향하여 커피의 일용량을 가압하는 하강 위치 사이에서 소노트로드(310)에 의해서 커피의 일용량에 기계적 초음파 진동을 전달하는 단계를 더 포함하며,
    소노트로드(310)는 가이드 자켓(325)이 벨트(110)로부터 이격된 상승 위치 및 가이드 자켓(325)이 성형 플레이트(125)에 대향하여 벨트(110)를 가압하고 고정하는 하강 위치 사이에서 이동할 수 있는 가이드 자켓(325) 내에 슬라이딩 가능하게 수용되어, 성형 플레이트(125)의 공동(135) 내에 위치된 커피의 일용량 및 캡(C1)을 측면으로 둘러싸는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    가이드 자켓(325)은 소노트로드(310)가 커피의 일용량과 접촉하기 전에 하강 위치로 운송되는 음료 추출 머신용 포드를 제조하는 방법.
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