KR20200097692A - 포션형 음료 물품들을 분배하기 위한 포션 분배기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 음료 물품(beverage item)(8)을 교환가능 카트리지(3)로부터 분배하기 위한 포션 분배기(portion dispenser)(2)로서, 교환가능 카트리지를 수용하기 위한 수용 부분(5)을 갖는 프레임(4); 수용 부분(5) 옆에 있고, 음료 물품이 교환가능 카트리지로부터 중력에 의해 개별적으로 배출되게 허용하도록 크기설정되는 배출 개구(6); 이동 수단(19) 및 이동 수단이 내부에서 이동하도록 배열되는 이동 수단 하우징(20)을 포함하는 이동 수단 조립체(16)를 포함하고, 이동 수단(19)은 배출 챔버(23)를 제공하여 배출 챔버 내로 적어도 하나의 음료 물품을 배출하도록 그리고 분배 영역(17)으로 이송하도록 배열되며, 이동 수단 조립체(16)는 교환가능 카트리지(3)와 밀봉식으로 연결되도록 배열되고, 배출 챔버 내로의 음료 물품의 배출을 허용하기 위해 교환가능 카트리지를 개방하기 위한 그리고 교환가능 카트리지를 재폐쇄하기 위한 수단을 포함하는, 포션 분배기에 관한 것이다. 도 3 15

Description

포션형 음료 물품들을 분배하기 위한 포션 분배기

본 발명은 가정용 또는 전문가용 커피 머신과 같은 음료 제조 장치에서 포션형 음료 물품(portioned beverage item)을 사용하여 음료를 제조하기 위한 그러한 포션형 음료 물품들의 저장 및 분배에 관한 것이다.

커피는 빠른 산화 및 향기의 손실을 초래할 공기와의 접촉으로부터 커피를 보호하기 위해 기밀 패키지로 판매되는 것으로 알려져 있다. 음료 밀봉 캡슐의 분야는, 본질적으로, 커피가 전용 커피 머신에서 추출될 때까지 각각의 커피 포션(portion)이 적합한 기밀, 기능성 패키지에 의해 산화로부터 잘 보호될 수 있기 때문에, 엄청나게 발전하였다.

예를 들어, EP0512468 및 EP0512470은 각각 음료 밀봉 캡슐 및 그러한 캡슐로부터 음료를 추출하기 위한 프로세스를 제공한다.

US8178139 및 US8210097은 침출되는 물질의 압밀된 응집체 및 공기와 물에 불투과성인 패키징 엔벨로프(packaging envelope)를 포함하는 구형 캡슐, 및 패키징 엔벨로프를 천공함으로써 그러한 밀봉된 캡슐로부터 음료를 자동으로 제조 및 분배하기 위한 기계를 각각 제공한다. 특히, 캡슐들은 침출 챔버 위의 저장소 내에 적층되고, 침출 챔버의 일부를 형성하는 후방 요크(yoke)에 의해 개별적으로 선택된다.

FR2879175는 침출 챔버 및 침출 챔버 내의 결정된 양의 분쇄된 커피를 위한 탬핑 위치(tamping position)를 포함하는 자동 음료 및 분배 기계를 위한 커피 도스(coffee dose)를 제공한다. 커피 도스는 로스팅 및 분쇄된 커피(roast and ground coffee)로부터 실질적으로 구형인 볼(ball)인 롤링 외부 형상으로 압밀될 수 있다. 커피 도스는 커피 응집체를 구속하는 다공성 재료의 적어도 하나의 층 또는 필름의 엔벨로프를 추가로 포함한다.

대체적으로, 커피 성분을 산화로부터 잘 보존하도록 설계된 포션형 패키지 해법은 신선도, 완벽한 도우징(dosing) 및 제어된 추출에 의한 커피 품질과 같은 많은 이점을 제공한다. 그러나, 그들은 생산하는 데 비용이 많이 들고, 대체적으로 패키지 재료 소모적이며, 복잡한 패키징 재활용 체인을 필요로 할 수 있다.

개별적으로 취해질 때 산화에 민감하지만, 용기가 분배기 장치에 연결될 때 밀봉 보호 패키징에 의해 그리고/또는 용기 전용 진공 또는 보호 가스 공급 수단에 연관시킴으로써 산소의 레벨이 감소되는 용기 내에 전체적으로 저장되는 음료 성분 포션을 도우징 및 분배하기 위한 대안적인 도우징 해법이 개발되었다.

WO2014135677은 음료 성분을 함유하는 캡슐의 제어된 분배를 위한 장치를 제안하는데, 여기서 장치는 캡슐을 선택적으로 분배하기 위한 배출 출구 및 캡슐 이송 경로 내에 배열되는 장벽 분배 영역 및 캡슐 배출 챔버 내의 불활성 가스를 플러싱(flushing)하기 위한 수단을 포함한다.

EP1876936은 뚜껑을 구비한 강성 용기 및 셔터 수단에 의해 폐쇄되는 출구 노즐을 포함하는 기밀 커피 분배기에 관한 것이다. 분배기는 저장 체적을 감소시키면서 용기로부터 제품을 분배하기에 적합한 수단을 포함한다.

EP1879487은 저장 용기, 셔터 수단 및 분배 챔버에서 산소를 퍼징(purging)하기 위한 진공 또는 불활성 가스 공급부를 포함하는 분배기로부터의 커피 분말의 분배에 관한 것이다.

전용 진공 또는 불활성 가스 생성 장치를 갖는 기존의 해법의 단점은 그것이 시스템을 복잡하게 하고, 작동시키는 데 비용이 많이 들게 만든다는 것이다. 추가적으로, 특히 대량으로의 커피 분말에 대한 커피 성분 분배 해법은 도우징 정확도 문제를 일으키고, 분말이 분배기 및 음료 기계의 표면들에 걸쳐 확산되는 경향이 있기 때문에 그다지 깨끗하지 않다.

따라서, 제품 성분을 가능한 한 신선하게 유지하고 패키징 재료 소모를 줄이면서 음료를 제조하기 위해, 음료 제품 성분, 예컨대 로스팅 및 분쇄된 커피를 정확하고 신뢰성 있게 분배하도록 저비용의 지속가능하고 간단한 분배기 장치 및 시스템을 제공하기 위한 해법이 요구되고 있다.

본 발명은 종래 기술의 전술된 문제를 극복하는 것을 목적으로 한다. 추가로, 본 발명은 설명에서 확인된 추가의 문제에 대한 해법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 포션형 음료 물품("beverage item")을 교환가능 카트리지로부터 분배하기 위한 포션 분배기(portion dispenser)에 관한 것으로, 포션 분배기는,

- 교환가능 카트리지를 수용하기 위한 수용 부분을 갖는 프레임,

- 수용 부분 옆에 있고, 음료 물품이 카트리지로부터 중력에 의해 개별적으로 배출되게 허용하도록 크기설정되는 배출 개구,

- 이동 수단 및 이동 수단이 내부에서 이동하도록 배열되는 이동 수단 하우징을 포함하는 이동 수단 조립체를 포함하고;

이동 수단 조립체는 배출 챔버를 제공하여 적어도 하나의 음료 물품을 배출하도록 그리고 그를 분배 영역으로 이송하도록 배열되며,

이동 수단 조립체는 교환가능 카트리지와 연결되도록 배열되고, 배출 챔버 내로의 음료 물품의 배출을 허용하기 위해 교환가능 카트리지를 개방하기 위한 그리고 교환가능 카트리지를 재폐쇄하기 위한 수단을 포함한다.

특히, 이동 수단 조립체는 교환가능 카트리지와 밀봉식으로 연결되도록 배열되고, 배출 챔버 내로의 음료 물품의 배출을 허용하기 위해 교환가능 카트리지를 개방하기 위한 그리고 교환가능 카트리지를 재폐쇄하기 위한 수단을 포함한다.

용어 "밀봉식으로 연결"은 밀봉된 연결부로서, 교환가능 카트리지를 개방 및 재폐쇄하는 동안 연결부에서의 주변 공기의 임의의 상당한 유입을 제한하도록, 바람직하게는 회피하도록 배열되는 그러한 밀봉된 연결부에 관한 것이다. 예를 들어 진공 또는 불활성 무산소 가스에 의해 주변으로부터 보호된 환경에서 음료 물품을 구비/유지하기 위한 밀봉된 연결부를 갖는 것이 바람직하다.

특히 그리고 바람직한 해법에서, 이동 수단은, 이동 수단이 적어도 하나의 음료 포션 물품을 지지하기 위해 배출 개구에 또는 그 옆에 오는 연장 위치와, 배출 챔버가 카트리지로부터 배출되는 적어도 하나의, 바람직하게는 단일의 음료 물품을 수용하기 위해 적어도 부분적으로 이동 수단 및 이동 수단 하우징에 의해 그리고 배출 개구에 대한 이동 수단의 후퇴 거리의 함수로서 한정되는 후퇴 위치 사이에서 이동하도록 이동 수단 하우징 내측에 그리고 배출 개구에 대해 축방향으로 배열된다.

대안적인 해법에서, 이동 수단은, 이동 수단이 적어도 하나의 음료 포션 물품을 지지하기 위해 배출 개구에 또는 그 옆에 오는 연장 위치와, 배출 챔버가 카트리지로부터 배출되는 적어도 하나의, 바람직하게는 단일의 음료 물품을 수용하기 위해 적어도 부분적으로 이동 수단 및 이동 수단 하우징에 의해 그리고 배출 개구에 대한 이동 수단의 후퇴 거리의 함수로서 한정되는 후퇴 위치 사이에서 이동하도록 이동 수단 하우징 내측에 그리고 배출 개구에 대해 측방향으로 배열되는 것이 제안된다.

추가의 대안적인 해법에서, 이동 수단은 배출 개구에 대해 경사진 방식으로 배열되는 것이 제안된다.

본 발명의 원리에 따르면, 음료 물품은, 바람직하게는 주변 공기에 대한 카트리지 내부의 노출을 회피하면서 본 발명의 장치에 의해 교환가능 카트리지로부터 선택적으로 분배될 수 있다. 바람직하게는, 이동 수단의 후퇴 위치에서, 배출 챔버의 체적은 이동 수단의 스트로크의 함수로서 음료 물품(들)의 크기로 꼭 맞게(tightly) 조절될 수 있다. 연장 위치에서, 이동 수단은 담당하고 있는 음료 물품(들)을 완만하게 취하고, 음료 물품(들)에 대한 기계적 제약(예컨대, 낙하, 부딪침(bump))이 감소되어서, 분배 동안 음료 물품(들)의 완전성이 유지되게 하고, 그에 의해 장치를 깨끗하게 하고 도우징에 있어 정확하게 한다.

바람직하게는, 프레임의 수용 부분은 중력에 의한 포션형 물품의 배출을 허용하는 교환가능 카트리지의 실질적으로 수직인 또는 경사진 배열에서 교환가능 카트리지와 결합되도록 배열되는 적어도 하나의 튜브형 표면을 포함한다. 특히, 교환가능 카트리지는 튜브형 저장 부재를 포함하며; 그의 적어도 일부분은 분배기의 수용 부분의 튜브형 부분 내에 끼워맞춤되거나 수용되도록 크기설정된다. 튜브형 저장 부재는 튜브형 저장 부재를 분배기의 수용 부분의 후크-유형의 탄성적으로 편의된 연결 부재와 같은 연결 부재에 제거가능하게 연결하도록 배열되는 환형 홈과 같은 제거가능 연결 부재를 포함한다. 제거가능 연결 부재는 바람직하게는, 수용 부분의 상보적인 튜브형 표면과 끼워맞춤될 수 있는 튜브형 저장 부재의 부착 부분 내에 위치된다. 수용 부분의 연결 부재는 튜브형 표면 내에 위치될 수 있다.

"수직 또는 경사진 배열"은 카트리지의 개방 단부가 그를 통한 중력에 의한 포션형 물품의 배출을 허용하기 위해 최저 높이에 위치된 상태로 카트리지가 배향됨을 의미한다.

바람직하게는, 수용 부분은, 서로 결합될 때 교환가능 카트리지와 배출 개구 사이에 실질적으로 기밀 및/또는 방습(moisture tight) 배열을 제공하기 위한 적어도 하나의 시일 부재를 포함한다.

바람직하게는, 수용 부분은 교환가능 카트리지를 제거가능하게 그리고 탄성적으로 래칭(latching)하도록 배열되는 적어도 하나의 래치(latch) 부재를 포함한다. 예를 들어, 래치 부재(들)는 교환가능 카트리지의 튜브형 저장 부재의 환형의 상보적인 홈 내에 끼워맞춤되도록 구성되는 탄성 후크-유형 연결 부재일 수 있다.

포션 분배기는, 폐쇄 캡에 의해 초기에 밀봉되고 예를 들어 진공 또는 불활성 무산소 가스에 의해 주변으로부터 보호되는 내부를 갖는 튜브형 저장 부재를 포함하는 교환가능 카트리지와 결합되기에 특히 적합하다. 튜브형 저장 부재 및 폐쇄 캡은 EVOH 또는 PVOH 또는 알루미늄과 같은, 산소에 대한 장벽을 포함하는 패키징 재료(들)로 형성될 수 있다. 특히, 폐쇄 캡의 임의의 최초 제거 전에, 내부는 바람직하게는 산소가 실질적으로 없다. 잔류 산소의 가능한 레벨은 로스팅 및 분쇄된 커피가 수 일 또는 수 주의 기간 내에 실질적으로 산화되지 않은 상태로 유지되도록 하여야 한다. 바람직하게는, 이동 수단은 이동 수단과 이동 수단 하우징 사이에서의 공기의 교환을 방지하거나 적어도 감소시키기 위해 이동 수단 하우징에 작용하는 적어도 하나의 밀봉 부재를 갖는다. 이동 수단 하우징은 추가로, 적어도 하나의 시일 부재에 의해 프레임의 수용 부분에 밀봉식으로 연결된다.

따라서, 교환가능 카트리지가 분배기(즉, 수용 부분 및 이동 수단)에 결합되고 배출 챔버가 음료 물품을 수용하도록 이동 수단 하우징 내에서의 이동 수단의 후퇴에 의해 배열될 때, 배출 챔버의 외부로부터 카트리지 내로의 공기의 상당한 유입은 없다. 유일하게 가능한 공기 유입은 이동 수단이 후퇴되는 경우 카트리지의 내부와 연통하도록 배치될 때의 배출 챔버 자체의 체적으로부터 비롯된다. 그러나, 그러한 체적은 선택적으로 배출되는 음료 물품(들)의 크기에 가능한 한 가깝게 유지된다.

바람직하게는, 피스톤은 카트리지의 튜브형 저장 부재에 제거가능하게 부착되는 폐쇄 캡에 연결되도록 배열되는 종단 부분을 포함하여 피스톤이 그에 폐쇄 캡이 연결된 상태로 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 이동하게 한다. 따라서, 배출 챔버 내의 음료 물품에 이용가능한 체적은 피스톤의 후퇴 위치에서 피스톤에 의해 지지되는 폐쇄 캡에 의해 부분적으로 한정될 수 있다. 바람직하게는, 폐쇄 캡은 음료 물품을 중력에 대해, 즉 실질적으로 수평으로(즉, 수평에 대해 20도 미만으로) 지지하도록 배열된다.

본 발명은 본질적으로, 음료 물품(들)을 선택적으로 분배하면서 패키지 내에 그룹을 이루어 저장된 음료 물품들과 주변 공기 사이에서 가스 및/또는 수분 교환이 최소화될 수 있다는 원리에 기인한다. 일 태양은 포션형 제품 분배기에 의해 카트리지를 분배 및 재밀봉하기 위해 반복적으로, 확실하게 그리고 자동으로 개방되는 능력에 있다.

개방 및 재폐쇄 수단은 카트리지의 튜브형 부재로부터 제거되는 폐쇄 캡의 로킹 부재와 상보적으로 끼워맞춤되도록 배열되는 종단 부분을 갖는 키잉 부재(keying member)를 포함한다.

폐쇄 캡의 제거는 더 높은 속도로 수행될 수 있고, 포션 분배기의 밀봉된 한정된 영역을 형성하는 수용 하우징 내에 (예컨대, 포션형 물품이 분배 영역으로의 전달 전에 포획되는 제한된 체적 내에) 음료 물품을 분배하기 위한 카트리지의 개방을 보장하도록 포션 분배기에 의해 적절하게 제어될 수 있으며, 따라서 여기에서 카트리지로 들어갈 수 있는 산소의 잠재적인 체적은 충분히 낮게 유지된다. 더욱이, 폐쇄 캡의 우발적인 또는 부적절한 제거의 위험이 회피된다.

바람직하게는, 이동 수단은 그에 폐쇄 캡이 연결된 상태로 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 이동한다. 폐쇄 캡은 바람직하게는, 이동 수단이 후퇴함에 따라 이동 수단 하우징과 함께 배출 챔버를 한정하도록 이동 수단 하우징 내에 끼워맞춤되도록, 예컨대 그 내에 활주되도록 크기설정된다. 따라서, 음료 물품은, 그 자체가 이동 수단에 연결되는 폐쇄 캡에 의해 지지될 수 있다.

폐쇄 캡은 이동 수단 하우징 내부를 밀봉하도록 배열되는 적어도 하나의 시일 부재를 가질 수 있다. 이는, 예를 들어, 이동 수단과 이동 수단 하우징 사이에 밀봉 부재가 제공되지 않는 경우 필요할 수 있다.

추가의 태양에서, 이동 수단 조립체는 이동 수단이 배출 개구와 축방향 관계로 위치되는 배출 위치와 이동 수단이 프레임의 분배 개구와 축방향 관계로 위치되는 분배 위치 사이에서 배출 챔버를 이동시키도록 이동가능한 방식으로 프레임에 장착된다.

이동 수단 조립체는, 바람직하게는 이동 수단 하우징 내에서의 이동 수단의 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서의 이동 수단의 방향과는 상이한 방향으로 분배 영역으로 이동되도록 장착된다. 이동 수단 조립체는 바람직하게는, 프레임에 연결된 이동 수단 조립체 액추에이터에 의해 이동된다.

따라서, 선택된 음료 물품(들)의 이송은 배출 챔버가 이동 수단 하우징 내에서의 이동 수단의 후퇴에 의해 유지되는 동안 이동 수단 조립체를 이동시킴으로써 관리된다.

하나의 모드에서, 배출 개구 및 분배 개구는 둘 모두 2개의 위치들 사이에서의 프레임에 대한 이동 수단 하우징의 단순 이동, 예컨대 피벗 이동을 제공하도록 평행 축방향 관계로 배열될 수 있다.

게다가, 이동 수단 하우징은 이동 수단 하우징이 이동 수단을 분배 영역으로 이동시킴에 따라 배출 개구를 밀봉식으로 폐쇄하도록 배열되는 셔터를 포함하거나 그에 연관된다. 셔터는 바람직하게는, 배출 개구에 대해 그리고 분배 개구에 대해 횡방향으로 배열되고, 이동 수단 하우징이 배출 개구 또는 분배 개구 외부로 변위되자마자 배출 개구 또는 분배 개구를 선택적으로 차단하기 위해 배출 개구와 분배 개구 사이에서 이동 수단 하우징과 함께 이동하도록 배열되는 벽의 일부분이다. 바람직하게는, 셔터는 이동 수단 하우징에 고정식으로 부착되거나 그와 일체형이다.

특히, 적어도 하나의 밀봉 부재가 셔터에 대해 밀봉식으로 가압하기 위해 프레임의 수용 부분 상에 제공될 수 있거나, 그 반대일 수 있다. 따라서, 음료 물품이 이송됨에 따라, 교환가능 카트리지의 내부는 주변 공기로부터 분리되어 유지된다. 예를 들어, 감소된 공기 함량이 카트리지 내에 존재할 때, 그러한 감소된 공기 함량은 이동 수단에 의한 음료 물품의 분배 동안에도 변함없이 유지된다.

개방 및 재폐쇄 수단은 이동 수단을 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 왕복 축방향 경로, 가장 바람직하게는 조합된 축방향 및 회전 경로로 구동시키도록 배열되는 이동 수단 액추에이터를 추가로 포함한다.

바람직하게는, 이동 수단 액추에이터는 직접 또는 기어 메커니즘을 통해 모터에 연결되는 스핀들-유형 구동 부재를 포함한다. 음료 물품을 고속으로 분배함으로써 캡을 개방 및 재폐쇄할 때(즉, 음료 물품을 배출하기 위해 캡을 제거할 때 그리고 카트리지를 재밀봉하기 위해 캡을 재연결할 때) 캡의 효율적인 취급을 관리할 가능성에 이점이 있다.

배출 챔버에 음료 물품을 로딩하기 위해, 이동 수단은 바람직하게는, 배출 챔버가 카트리지로부터 배출되는 음료 물품을 수용하는 후퇴 위치와, 배출 챔버가 이동 수단에 의해, 바람직하게는 단일 음료 물품에 의해 적어도 부분적으로 충전되는 연장 위치 사이에서 이동 수단 액추에이터에 의해 이동되도록 이동 수단 하우징 내측에 그리고 배출 개구에 대해 축방향으로 배열된다.

바람직한 실시예에서, 이동 수단은 원형 피스톤의 형태이다. 그러나, 난형 피스톤, 볼 또는 블레이드와 같은 다른 이동 수단이 고려될 수 있다.

바람직한 모드에서, 이동 수단은, 폐쇄 캡을 교환가능 카트리지의 튜브형 부재로부터 나사결합해제시키고 그 후에 폐쇄 캡을 재나사결합하기 위해 이동 수단 액추에이터에 의해 이동 수단의 종축을 따라 동시에 축방향 및 회전식으로 (예컨대, 피스톤 상에 제공된 나사의 나선형 경로에 의해 안내되어) 이동된다.

바람직하게는, 이동 수단 조립체는 프레임에 대해 회전가능한 방식으로 장착된다.

제1 모드에서, 이동 수단 조립체는 배출 개구 축 및/또는 분배 개구 축에 평행한 축을 따라 프레임에 대해 회전가능하게 장착된다. 특히, 이동 수단 하우징은 프레임 내에서 실질적으로 수직인 축에 대해 피벗한다. 이러한 경우에, 분배 개구는 바람직하게는 프레임의 상부 벽 상에 위치된다.

제2 모드에서, 이동 수단 조립체는 배출 개구 축 및/또는 분배 개구 축에 수직인 축을 따라 프레임에 대해 회전가능하게 장착된다. 이동 수단 하우징은, 상보적인 원통형 안내 공동을 포함하는 프레임 내에서, 예컨대 실질적으로 수평인 축을 중심으로 회전하는 원통 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 셔터는, 이동 수단 하우징이 회전할 때 배출 개구 및/또는 분배 개구를 폐쇄하는 이동 수단 하우징의 원통형 표면의 일부로서 형성될 수 있다. 배출 개구는 분배 개구에 대해 일정 각위치에 위치될 수 있다. 배출 개구의 그러한 각위치는 분배 개구의 축에 대해 20 내지 180도, 바람직하게는 45 내지 120도로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 이동 수단 조립체를 음료 물품 배출 위치와 음료 물품 분배 위치 사이에서 이동시키기 위해 이동 수단 조립체 액추에이터가 제공된다. 이동 수단 조립체 액추에이터는 이동 수단 하우징, 이동 수단 및 이동 수단 액추에이터를 완전 조립체로서 구동시키도록 추가로 배열된다. 그러한 이동 수단 조립체 액추에이터는 바람직하게는, 예를 들어 분배기의 프레임 내에 내장될 수 있는 회전 기어 메커니즘을 통해 또는 직접 이동 수단 하우징에 연결되는 전기 모터를 포함한다. 셔터가 바람직하게는 이동 수단 하우징의 연장 부분이기 때문에, 그것은 추가의 모터를 필요로 함이 없이 이동 수단 하우징과 함께 이동될 수 있다. 이는 분배기의 구성을 크게 단순화하고, 배출 개구 및 분배 개구의 신뢰성 있는 폐쇄를 보장한다.

본 발명은 또한, 교환가능 카트리지로부터의 음료 물품을 위한 포션 분배기에 관한 것으로, 포션 분배기는,

- 교환가능 카트리지를 수용하기 위한 수용 부분을 갖는 프레임,

- 수용 부분 옆에 있고, 음료 물품이 카트리지로부터 중력에 의해 개별적으로 배출되게 허용하도록 크기설정되는 배출 개구,

- 이동 수단 및 이동 수단이 내부에서 이동하도록 배열되는 이동 수단 하우징을 포함하는 이동 수단 조립체를 포함하고;

이동 수단 조립체는 배출 챔버를 제공하여 적어도 하나의 음료 물품을 배출하도록 그리고 그를 분배 영역으로 이송하도록 배열되며,

이동 수단 조립체는 교환가능 카트리지와 밀봉식으로 연결되도록 배열되고, 배출 챔버 내로의 음료 물품의 배출을 허용하기 위해 교환가능 카트리지를 개방하기 위한 수단을 포함하며,

본 장치는 이동 수단 조립체를 이동 수단이 배출 개구와 축방향 관계로 위치되는 배출 위치와 이동 수단이 프레임의 분배 개구와 축방향 관계로 위치되는 분배 위치 사이에서 작동시키기 위한 수단을 추가로 포함한다.

이동 수단은 바람직하게는 앞서 설명된 바와 같이 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서 이동 수단 액추에이터에 의해 작동되도록 배열된다.

이동 수단 조립체는 앞서 설명된 바와 같이 이동 수단 조립체 액추에이터에 의해 작동된다. 이동 수단 조립체 액추에이터는 이동 수단이 하우징 내에서 후퇴 위치에 있을 때 이동 수단 조립체를 2개의 위치들 사이에서 이동시키도록 배열된다.

이동 수단 액추에이터와 이동 수단 조립체 액추에이터의 협동은, 분배기의 일부일 수 있거나 그와 연관될 수 있는 제어 유닛에 의해 제어된다.

이동 수단 조립체의 개방 수단은 또한 바람직하게는 교환가능 카트리지를 재폐쇄하기 위한 수단이다.

개방 수단은 바람직하게는 교환가능 카트리지의 폐쇄 캡에 제거가능하게 결합되기 위한 이동 수단의 종단 부분을 포함할 수 있다. 이동 수단은 또한, 카트리지로부터 폐쇄 캡을 제거하고 그를 카트리지와의 밀봉 위치에 재배치하기 위한 이동 수단 액추에이터에 의해 작동될 수 있다. 바람직하게는, 이동 수단은 폐쇄 캡을 나사결합해제시키고 재나사결합하기 위한 스핀들-유형 구동 부재에 의해 작동된다. 더 바람직하게는, 폐쇄 캡의 로킹 부재와 제거가능하게 결합되도록 배열되는 이동 수단의 키잉 부재가 제공된다(또는 그 반대일 수 있다).

본 발명은 또한 전술된 바와 같은 포션 분배기 및 적어도 하나의 교환가능 카트리지를 포함하는 포션 분배기 시스템에 관한 것이다.

교환가능 카트리지는,

- 복수의 포션형 음료 성분 물품(또한 "음료 물품"으로 지칭됨)을 수용하기 위한 내부를 포함하고, 폐쇄 단부 및 바람직하게는 한 번에 단 하나의 음료 물품의 분배를 허용하도록 구성되는 크기를 갖는 출구 개구를 포함하는 개방 단부를 포함하고, 배출 개구에 있거나 그 옆에 있고 수용 부분의 적어도 하나의 튜브형 부분에 연결가능한 부착 부분을 포함하는 튜브형 저장 부재; 및

- 폐쇄 캡 - 튜브형 저장 부재와 폐쇄 캡의 제거가능한 상보적인 연결부를 통해 제거가능하고 밀봉가능한 방식으로 저장 부재의 개방 단부에서 튜브형 저장 부재에 연결되도록 구성됨 - 을 포함할 수 있다.

카트리지의 폐쇄 캡은 포션 분배기의 키잉 부재와 상보적으로 끼워맞춤되도록 그리고 폐쇄 캡이 튜브형 부재로부터 제거되고 튜브형 부재에 재연결되게 허용하도록 배열되는 로킹 부재를 포함할 수 있다. 분배기의 키잉 부재는 이동 수단의 종단 부분에 제공되어서, 그들의 맞물림을 이동 수단이 이동 수단 하우징 내에서 그의 연장 위치에 있을 때 허용할 수 있다.

카트리지의 내부는 바람직하게는 예를 들어 진공 또는 불활성 무산소 가스에 의해 주변으로부터 보호되고, 튜브형 저장 부재 및 폐쇄 캡은 폐쇄 캡이 튜브형 저장 부재와 밀봉된 연결 위치에 있을 때 주변과의 가스의 교환을 방지하는 방식으로 밀봉식으로 폐쇄된다. 튜브형 부재 및 폐쇄 캡은 EVOH 또는 PVOH와 같은, 산소에 대한 장벽을 포함하는 패키징 재료(들)로 형성될 수 있다.

음료 물품은 바람직하게는 구형이다. 음료 물품은 바람직하게는, 압밀된 분말, 플레이크(flake), 섬유 또는 이들의 조합으로 본질적으로 제조되며, 더 바람직하게는, 본질적으로 로스팅 및 분쇄된 커피로 제조되거나 그를 포함하는 압밀된 볼이다.

본 발명은 추가로, 전술된 바와 같은 포션 분배기 또는 포션 분배기 시스템을 포함하는 음료 제조 장치에 관한 것이다.

도 1은 교환가능 카트리지가 포션 분배기와 조립된, 본 발명의 포션 분배기 시스템(portioned dispenser system)의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 교환가능 카트리지의 측면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 본 발명의 포션 분배기 시스템의 평면(P)에서의 단면도를 도시한다.
도 4는 이동 수단의 연장 위치에서의 교환가능 카트리지와 포션 분배기 사이의 인터페이스를 도시한 도 3의 확대도이다.
도 5 내지 도 8은 제1 실시예에 따른 포션 분배기의 운동학적 원리(principle of kinematic)를 단면 사시도로 예시한다.
도 5는 이동 수단이 연장 위치에 있고 교환가능 카트리지가 그의 폐쇄 캡에 의해 밀봉된(즉, 분배기 내의 파일(pile)로부터의 음료 물품의 선택 및 로딩 전의) 배출 위치에 있는 포션 분배기 시스템의 단면 사시도를 도시한다.
도 6은 음료 물품이 분배 영역으로의 전달 전에 배출 챔버 내에 배열된, 배출 위치에 있는 도 1의 본 발명의 포션 분배기 시스템의 단면 사시도를 도시한다.
도 7은 이동 수단이 후퇴 위치에 있는 상태에서 그리고 분배 위치로의 전달 후에, 음료 물품이 배출 챔버 내에 배열된 본 발명의 포션 분배기 시스템의 단면 사시도를 도시한다.
도 8은 이동 수단이 연장 위치에 있고 음료 물품이 분배 영역에서 분배되고 있는, 분배 위치에 있는 본 발명의 포션 분배기 시스템의 사시도를 도시한다.
도 9는 도 5의 확대 단면도이다.
도 10은 도 6의 확대 단면도이다.
도 11은 도 7의 확대 단면도이다.
도 12는 프레임이 배출 위치와 분배 위치 사이의 이동 수단 조립체의 중간 위치에서 부분적으로 제거된 포션 분배기 시스템의 사시도를 도시한다.
도 13은 도 12의 확대 단면도이다.
도 14는 교환가능 카트리지의 폐쇄 캡의 측면도를 도시한다.
도 15는 도 14의 폐쇄 캡의 저면도이다.
도 16은 도 14의 폐쇄 캡의 A-A를 따른 단면 사시도이다.
도 17은 이동 수단의 키잉 부재와 교환가능 카트리지의 폐쇄 캡의 로킹 부재의 맞물림의 측단면도이다.
도 18은 이동 수단의 밀봉 부분이 제거된, 도 17의 단면 사시도이다.
도 19는 이동 수단에 의한 폐쇄 캡의 제거, 즉 나사결합해제 동안의 키잉 부재의 맞물림을 도시한, 폐쇄 캡의 A-A를 따른 단면 사시도이다.
도 20은 이동 수단에 의한 폐쇄 캡의 재연결, 즉 나사결합 동안의 키잉 부재의 맞물림을 도시한, 폐쇄 캡의 A-A를 따른 단면 사시도이다.
도 21은 도 20의 단면 사시도이다.
도 22는 교환가능 카트리지가 포션 분배기와 조립된, 본 발명의 포션 분배기 시스템의 제2 실시예("볼-밸브 유형 분배기")의 사시도를 도시한다.
도 23은 도 22의 포션 분배기 시스템의 평면도이다.
도 24는 이동 수단의 연장 위치에서의 교환가능 카트리지와 포션 분배기 사이의 인터페이스를 도시한, 도 22 및 도 23의 포션 분배기 시스템의 부분 단면도를 도시한다.
도 25는 이동 수단의 후퇴 위치에서의 그리고 분배 영역으로의 전달 전의 교환가능 카트리지와 포션 분배기 사이의 인터페이스를 도시한, 도 22 및 도 23의 포션 분배기 시스템의 부분 단면도를 도시한다.
도 26은 이동 수단의 후퇴 위치에서의 그리고 분배 영역으로의 전달 동안의 교환가능 카트리지와 포션 분배기 사이의 인터페이스를 도시한, 도 22 및 도 23의 포션 분배기 시스템의 부분 단면도를 도시한다.
도 27은 분배 영역으로 분배하기 위한 이동 수단의 연장 위치에서의 교환가능 카트리지와 포션 분배기 사이의 인터페이스를 도시한, 도 22 및 도 23의 포션 분배기 시스템의 부분 단면도를 도시한다.

본 발명은 포션 분배기(2) 및 교환가능 카트리지(3)를 포함하는, 도 1, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같은 포션 분배기 시스템(1)에 관한 것이다.

포션 분배기(2)는 대체적으로, 교환가능 카트리지를 수용하기 위한 수용 부분(5)을 갖는 프레임(4)을 포함한다. 배출 개구(6)가 수용 부분 내에 제공될 수 있다.

도 2에 예시된 바와 같이, 교환가능 카트리지(3)는 음료 성분의 압밀된 볼과 같은 음료 물품(8)을 저장하기 위한 튜브형 저장 부재(7)를 포함한다. 음료 성분은 로스팅 및 분쇄된 커피를 포함할 수 있거나 그것일 수 있다. 튜브형 저장 부재는 바람직하게는, 교환가능 카트리지가 수용 부분(5) 내에 수용될 때 수직으로 배열되어 그에 의해 음료 물품이 포션 분배기 내에서 개별적으로 그리고 중력에 의해 배출되도록 허용하는 음료 물품들의 파일(pile)을 수용하도록 배열된다. 튜브형 저장 부재는 바람직하게는 길고, 종축(Y)을 따라 연장된다. 특히, 튜브형 저장 부재는 폐쇄 단부(9), 및 한 번에 단 하나의 음료 물품의 분배를 허용하도록 구성되는 크기를 갖는 출구 개구(11)를 포함하는 개방 단부(10)를 포함한다. 튜브형 저장 부재(7)는, 출구 개구(11)에 있거나 그 옆에 있고 프레임의 수용 부분(5)의 적어도 하나의 튜브형 표면(13)에 연결가능한 부착 부분(12)을 포함한다. 더욱이, 폐쇄 캡(14)이 튜브형 저장 부재의 개방 단부(10)에서 튜브형 저장 부재(7)에 제거가능하고 밀봉가능한 방식으로 연결되도록 구성된다. 이를 위해, 저장 부재와 폐쇄 캡의 제거가능한 상보적인 연결부(15)가 제공된다. 추후에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 이러한 제거가능 연결부는 유리하게는 나사부를 포함할 수 있는데, 이러한 나사부는 그를 나사결합해제시킴으로써 폐쇄 캡이 제거될 수 있게 하고, 나사결합함으로써 폐쇄 캡이 연결될 수 있게 한다.

바람직하게는, 교환가능 카트리지의 내부는 낮은 산소 함량을 갖는다. 더 바람직하게는, 그것은 진공 하에 있거나, 이산화탄소 및/또는 질소와 같은 보호 가스로 포화된다. 튜브형 저장 부재 및 폐쇄 캡은 바람직하게는, 적어도 수 일 또는 수 주 동안 산소에 대한 장벽인 중합체 재료 및/또는 금속 재료로 제조된다. 가스 및 습기 밀봉 배열이 또한, 예를 들어 가스 밀봉 연결부에 의해 그리고/또는 추가의 적어도 하나의 시일 부재, 예컨대 밀봉 립(sealing lip) 또는 O-링에 의해, 보호 캡(14)과 튜브형 저장 부재(7) 사이에 배열된다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 포션 분배기는, 음료 물품을 수용하고 그를 분배 개구(18)를 포함하는 프레임의 분배 영역(17)으로 이송하도록 배열되는 피스톤 조립체(16) 형태의 이동 수단 조립체를 포함한다. 피스톤 조립체는 본질적으로, 피스톤 하우징(20) 형태의 이동 수단 하우징 내에 왕복식으로 배열되는 피스톤(19) 형태의 이동 수단을 포함한다. 피스톤은 배출 개구(6)와 축방향으로 배열되고, 포션 분배기의 수용 부분 내에 끼워맞춤될 때 교환가능 카트리지의 종축과 정렬된다.

분배기의 튜브형 표면(13)은 교환가능 카트리지의 튜브형 부재(7)와 결합되도록 배열되어서, 카트리지가 실질적인 수직 배열로 유지되어, 그에 의해 분배기 내에서 중력에 의한 음료 물품들의 배출을 허용하게 한다. 수용 부분(5)은 교환가능 카트리지의 튜브형 저장 부재와 제거가능하게 맞물리도록 배열되는 적어도 하나의 래치 부재(21)를 추가로 포함할 수 있다. 도 4에 예시된 바와 같이, 래치 부재는 저장 부재의 환형의 상보적인 형상의 홈(22)과 같은 상보적인 리세스와 맞물리도록 탄성적으로 배열되는, 튜브형 표면(13) 내측에 위치되는 탄성적으로 편의된 후크-유형 부재일 수 있다. 후크-유형 래치 부재(21)는, 실질적으로 횡방향인 표면이 홈(22)과 맞물려 카트리지의 상향 축방향 이동을 방지하는 적어도 하나의 치형부를 포함할 수 있다. 이러한 연결은 교환가능 카트리지를 제자리에 고정시킬 수 있게 하고, 작동 동안 우발적인 제거를 방지하며, 교환가능 카트리지와 수용 부분의 밀봉에 그리고 피스톤 조립체와의 안정적인 정렬에 추가로 기여할 수 있다. 물론, 이들 래치 수단은 스프링-편의식 링 또는 일련의 원주방향으로 분포된 스프링-편의식 비드(bead)와 같은 많은 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 수형 부분(male part)(예컨대, 후크-유형 부재)은 또한 카트리지의 일부일 수 있고, 암형 부분(female part)(예컨대, 홈)은 튜브형 표면(13) 내측에 제공될 수 있다.

피스톤(19)은 피스톤이 배출 개구(6) 옆에 오는 연장 위치(도 3 및 도 4에서 볼 수 있음)와 배출 챔버(23)가 한정되는 후퇴 위치(도 9에서 볼 수 있음) 사이에서 이동하도록 피스톤 조립체(16)의 피스톤 하우징(20) 내에 배열된다. 배출 챔버(23)의 체적은 배출 개구(6)에 대한 피스톤의 후퇴 거리의 함수로서 한정된다. 그러한 거리는, 음료 물품(들)이 존재할 때 최소의 빈 체적이 배출 챔버(23) 내에 형성되도록, 배출되는 음료 물품들의 개수 및/또는 체적에 맞게 조절될 수 있다. 특히, 그러한 체적은 피스톤 조립체에 의한 음료 물품의 개별 포획을 가능하게 하기 위해 단일 음료 물품에 맞게 치수설정될 수 있다.

피스톤 조립체(16)는, 카트리지의 내부에서 낮은 산소 함량을 유지하면서 음료 물품의 개별 배출을 제어하기 위해 교환가능 카트리지를 개방 및 재폐쇄하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 이를 위해, 피스톤은 교환가능 카트리지의 폐쇄 캡(14)에 연결되도록 배열되는 종단 부분(24)을 포함한다. 피스톤 조립체(16)는, 제거가능한 상보적인 연결부(15)를 탈착(detach)시키고 그를 음료 물품의 분배 후에 재연결하는 방식으로 피스톤을 이동시키도록 배열된다.

특히, 피스톤의 종단 부분(24)은 폐쇄 캡의 로킹 부재(26)와의 상보적인 끼워맞춤을 위해 배열되는 키잉 부재(25)의 일부를 형성한다. 이러한 키잉 및 로킹 배열은 도 15 내지 도 21의 예와 관련하여 추가로 설명될 것이다. 원칙적으로, 키잉 및 로킹 부재(25, 26)는 피스톤이 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동할 때 폐쇄 캡이 피스톤에 고정된 상태로 유지될 수 있게 하는 연결부를 제공하도록 구성된다. 그 결과, 폐쇄 캡은 피스톤이 후퇴될 때 파일의 제1 음료 물품에 대한 지지부를 형성하여, 그에 의해, 제1 음료 물품이 중력에 의해 챔버 내로 떨어지는 대신에, 피스톤이 후퇴될 때 그에 의해 수반되는 배출 챔버 내로 완만하게 배출되게 한다. 배출 동안의 이러한 지지는 음료 물품의 완전성을 유지하는 이점을 제공하여, 적절한 개별 도우징이 피스톤 조립체에 의해 가능해지게 한다.

개방 및 재폐쇄 수단은 피스톤을 피스톤 하우징 내에서 왕복 및 축방향 경로로 구동시키도록 배열되는 피스톤 액추에이터(27) 형태의 이동 수단 액추에이터를 추가로 포함한다. 더욱이, 피스톤 액추에이터(27)는 피스톤 액추에이터의 종축(I)을 따른 조합된 축방향 및 회전 운동을 피스톤에 제공하여 피스톤에 부착된 폐쇄 캡이 카트리지의 튜브형 저장 부재로부터 제거(예컨대, 나사결합해제)될 수 있도록 배열된다. 이를 위해, 조합된 축방향 및 회전 운동은 카트리지 내의 폐쇄 캡의 상보적인 연결부(15)의 나사형 경로와 정합하도록 배열된다. 피스톤 액추에이터(27)는, 피스톤을 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 축(I)의 축방향 및 회전 경로를 따라 왕복식으로 이동시키기 위해 피스톤의 나사형성된 스핀들(29)과 맞물리는, 피스톤 하우징에 고정된 스핀들 너트 부재(28)를 포함하는 스핀들-유형 구동 부재일 수 있다. 스핀들(29)은 전기 모터(31)에 의해 구동되는, 2개(또는 그 초과)의 피니언으로 형성될 수 있는 기어 메커니즘(30)에 의해 구동된다. 유리하게는, 기어 메커니즘은 전기 모터가 분배기의 프레임 내의 공간을 절약하기 위해 피스톤에 평행하게 위치되도록 배열된다. 기어 메커니즘이 생략될 수 있고 모터가 스핀들(29)에 직접 연결되어 그와 정렬될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 포션 분배기는 교환가능 카트리지가 수용 부분(5) 내에 맞물릴 때 교환가능 카트리지와의 효과적인 기밀 및 방습 시일 배열을 제공하도록 배열되는 밀봉 부재를 포함한다. 특히, 밀봉 부재(32)가 수용 부분(5)과 카트리지의 튜브형 저장 부재(7) 사이에 제공된다. 밀봉 부재(32)는 튜브형 표면(13)의 일부이거나 그에 추가될 수 있는데, 예를 들어 그의 내부 하부 부분에 추가될 수 있다. 밀봉 부재(32)는 대안적으로 또는 추가적으로 튜브형 저장 부재(7)의 일부일 수 있다. 다른 밀봉 부재(33)가 프레임의 수용 부분(5) 또는 그의 다른 폐쇄 부분과 피스톤 하우징(20) 사이에 제공된다. 이번에도, 밀봉 부재(33)는 예시된 바와 같이 수용 부분의 일부일 수 있거나, 추가적으로 또는 대안적으로 피스톤 하우징의 일부일 수 있다. 적어도 하나의 다른 밀봉 부재(34)(실제로, 바람직한 예에 나타낸 2개의 밀봉 부재)는 피스톤(19)의 일부이고, 피스톤 하우징(20)과 맞물리도록 위치된다. 밀봉 부재(32, 33, 34)는 외측으로부터 오는 공기가 배출 챔버(23) 내로 그리고 교환가능 카트리지의 내부로 실질적으로 들어갈 수 없도록 피스톤 조립체와 교환가능 카트리지의 밀봉 연결에 관여한다. 그 결과, 피스톤이 후퇴됨으로써 폐쇄 캡이 제거될 때, 그에 기인하는 압력 평형 및 가스 전달은 교환가능 카트리지와 배출 챔버(23) 사이에서만 가능하다. 외측으로부터 오는, 피스톤 후퇴에 의해 흡인되는 공기는 실질적으로 없다.

포션 분배기의 다른 태양에 따르면, 피스톤 조립체(16)는 배출 위치와 분배 위치 사이에서 이동가능하도록 프레임(4) 내에 장착된다. 예시된 모드에서, 피스톤 조립체는 피스톤의 운동 축(I)에 평행한 회전 축(Z)을 중심으로 피벗가능한 방식으로 장착된다. 분배 위치에서, 피스톤은 (축(O)을 따라) 분배 개구(18)와 축방향 관계로 위치되게 된다. 배출 개구(6) 및 분배 개구(18)는 둘 모두 2개의 위치들 사이에서 프레임에 대한 피스톤 조립체의 단순 이동, 예컨대 피벗 이동을 제공하도록 (본질적으로 수직으로) 평행 축방향 관계로 배열될 수 있다. 피스톤 조립체의 운동은 피스톤 조립체 액추에이터(35) 형태의 이동 수단 조립체 액추에이터에 의해 구동된다. 피스톤 조립체 액추에이터는 피스톤 하우징에 고정되는 원주방향 피니언(89), 원주방향 피니언에 기어연결되는 구동 피니언(60) 및 전기 모터(38)를 포함할 수 있다.

피스톤 조립체는 피스톤이 분배 영역으로 이동됨에 따라 배출 개구(6)를 밀봉식으로 폐쇄하기 위한 셔터(36)를 추가로 포함한다. 셔터는 바람직하게는, 배출 개구(6)에 대해 그리고 분배 개구(18)에 대해 횡방향으로 배열되는 벽의 일부분이다. 셔터는, 피스톤 하우징이 배출 개구 또는 분배 개구 외부로 변위되자마자 배출 개구 또는 분배 개구를 선택적으로 차단하기 위해 배출 개구와 분배 개구 사이에서 피스톤 하우징(20)과 함께 이동하도록 배열된다. 바람직한 모드에서, 셔터(36)는 개구들의 축(I, O)에 대해 횡방향으로 연장되는 피스톤 하우징의 연장 벽을 형성한다.

폐쇄 캡의 지지 표면(즉, 도 11에 도시된 바와 같이 하우징을 통해 음료 물품을 분배하기 위해 그를 지지하는 표면)은 또한, 카트리지 내로 들어갈 수 있는 공기의 양이 가능한 한 작게 유지되도록 셔터의 표면과 정합하도록 설계된다. 바람직하게는, 폐쇄 캡의 지지 표면은 셔터가 평면형일 때 평면형이다.

피스톤 하우징의 기밀성 및/또는 방습성을 추가로 확보하기 위해 추가의 밀봉 부재가 제공된다. 특히, 적어도 하나의 밀봉 부재(37)가 피스톤 하우징(20)과 프레임(4) 사이에 위치될 수 있다. 밀봉 부재(37)는 피스톤 하우징(20)의 회전 동안 피스톤 챔버의 밀봉성을 보장한다. 또한, 적어도 하나의 밀봉 부재(38)가 분배 개구(18)와 피스톤 조립체 사이에 위치될 수 있다. 이러한 경우에, 밀봉 부재는 분배 개구가 폐쇄된 경우, 즉 피스톤 하우징이 분배 개구와 아직 정렬되지 않은 경우, 셔터(36)의 벽 상에 지지될 수 있다(도 9, 도 11). 그것은 또한, 피스톤이 개구 축(O)과 정렬될 때 피스톤 하우징의 에지(39)를 가압한다(도 10).

피스톤 액추에이터(27) 및 피스톤 조립체 액추에이터(35)는 프레임 내에 또는 분배기의 상이한 부분 내에 수용된 제어 유닛(40)에 의해 자동으로 제어될 수 있다. 제어 유닛은, 음료 물품의 배출, 분배 영역으로의 그의 분배 및 다음 사이클을 위한 피스톤 조립체의 그의 초기 위치로의 복귀를 각각 포함하는 정확한 작동을 제공하기 위해 동기 방식으로 액추에이터들에 명령하도록 구성된다.

포션 분배기의 작동은 도 5 내지 도 8과 관련하여 설명될 수 있다.

음료 물품의 분배 사이클을 시작하기 위해, 교환가능 카트리지(3)가 그의 폐쇄 캡(14)이 튜브형 저장 부분(7)에 폐쇄되어 연결된 상태로 수용 부분에서 포션 분배기에 연결된다. 교환가능 카트리지는 탄성 연결 부재에 의해 수용 부분(5) 내에 로킹된다. 이러한 연결은 카트리지를 분배기를 향해 아래로 수동으로 누름으로써 간단히 확보될 수 있다. 탄성 연결 부재는 그가 탄성 복귀에 의해 환형 홈(22) 내에 끼워맞춤될 때까지 편의된다.

이러한 구성에서, 카트리지의 내부는 진공 하에서 또는 보호된 분위기 하에서 유지된다. 음료 물품들은 최하부 음료 물품이 폐쇄 캡을 가압하는 상태로 카트리지 내에 적층된다. 피스톤 조립체는, 교환가능 카트리지를 수용하기 위해 피스톤이 연장 위치에 있는 초기 위치에 놓인다. 이러한 경우에, 교환가능 카트리지의 존재를 검출하는 위치 센서가 제공될 수 있고 그에 따라 피스톤 액추에이터에 의해 피스톤의 연장을 야기할 수 있다.

도 5의 위치에서, 피스톤의 키잉 부재(25)는 폐쇄 캡의 로킹 부재 내에 맞물린다. 이러한 맞물림은 도 17 및 도 18과 관련하여 추가로 논의되는 바와 같이 로킹 부재 내로의 키잉 부재의 단순 축방향 삽입으로 시작될 수 있다.

도 6에 예시된 다음 단계에서, 피스톤은 후퇴 위치에서 작동된다. 그에 따라 제어 유닛(40)은 피스톤 액추에이터(27)에 명령하고, 피스톤은 조합된 축방향 및 회전 운동으로 하향 이동된다. 그러한 운동의 시작 시에, 피스톤의 종단 부분의 키잉 부재(25)는 폐쇄 캡의 로킹 부재 내에 자동으로 로킹되어, 그에 의해 그들 둘의 축방향 연결을 보장한다. 이러한 로킹은 도 14 내지 도 21과 관련하여 더 상세히 설명되는 바와 같이 로킹 부재가 정지 상태로 유지되는 동안 키잉 부재(25)의 조합된 이동에 의해 얻어진다. 피스톤이 스핀들을 따라 후퇴됨에 따라, 키잉 부재는 로킹 부재 내에 조합된 회전 및 축방향 힘을 인가하여, 카트리지의 튜브형 저장 부재로부터 폐쇄 캡(14)을 제거, 예컨대 나사결합해제시킨다. 피스톤이 후퇴함에 따라, 폐쇄 캡은 동반되어 음료 물품이 그 상에 지지된 상태로 하강한다. 음료 물품들은 후퇴된 피스톤 및 피스톤 하우징에 의해 형성되는 배출 챔버(23) 내에 수용된다.

도 7에 예시된 다음 단계에서, 피스톤 조립체(16)는 회전 작동되어, 그에 따라, 선택된 음료 물품(8)을 배출 챔버(23) 내로 이송한다. 제어 유닛은 이러한 단계 중에 피스톤이 후퇴 위치에서 유지되는 동안 그에 따라 피스톤 조립체 액추에이터(35)에 명령한다. 배출 개구(6)는 피스톤이 배출 개구로부터 멀어지게 이동하자마자 셔터(36)가 횡방향으로 활주함으로써 차단된다. 셔터가 배출 개구의 차단 배열로 이동함에 따라, (도 13에 예시된 바와 같이) 시일(33)에 의해 셔터와 수용 부분 사이에서 밀봉 배열이 얻어진다. 그 결과, 주변에 대한 카트리지 내부의 노출이 본질적으로 방지된다. 이러한 모드에서, 폐쇄 캡의 지지 표면은, 카트리지 내로 들어갈 수 있는 공기의 양이 가능한 한 낮게 유지되도록 피스톤 하우징의 셔터 표면의 반경과 실질적으로 동일한 곡률 반경으로 설계된다.

도 8에 예시된 다음 단계에서, 피스톤은 연장 위치에서 작동된다. 제어 유닛은 그에 따라 피스톤 액추에이터에 명령하고, 피스톤은 음료 물품이 분배 영역 내에 놓이는, 예컨대 분배 개구를 지나 또는 그를 통해 연장되는 지점까지 스핀들을 따라 상향으로 이동된다. 분배 영역이 음료 브루잉 영역(beverage brewing area) 또는 취급 영역일 수 있다는 것에 유의하여야 한다.

다음 단계에서, 피스톤 조립체는 새로운 사이클을 위해 초기 위치로 복귀된다.

도 14 내지 도 21은 본 발명에 따른 키잉 및 로킹 배열의 하나의 가능한 예를 제공한다. 그러나, 많은 다른 변형이 가능하다. 이러한 예에서, 폐쇄 캡(14)은 제거가능한 상보적인 연결부의 일부로서 나사 부분(41)을 포함한다. 상보적인 나사 부분이 튜브형 저장 부재 내에 제공된다. 이러한 연결부가 베이오넷(bayonet)-유형 연결부 또는 등가물과 같은 임의의 다른 등가 연결 수단일 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 폐쇄 캡의 로킹 부재(26)는 키잉 부재의 종단 부분(24)을 위한 중공 부분(42)을 포함한다. 로킹 부재는 수용 공동과 연통하는 진입 통로(43)를 추가로 포함한다. 진입 통로는 수용 공동보다 작은 단면을 갖는다. 진입 통로는 종단 부분이 도 17 및 도 18에 예시된 고유(privilege) 회전 배향으로 진입 통로를 통해 삽입될 수 있는 방식으로 종단 부분의 형상과 유사하지만 그보다 약간 더 큰 형상으로 배열된다. 예를 들어, 진입 통로는 통로의 중심을 향해 연장되는 한 쌍의 서로 반대편인 돌출 표면들(46, 47)에 의해 중단되는 실질적으로 2개의 서로 반대편인 호 형상의 부분들(44, 45)을 갖는다. 중공 부분(42)은 한 쌍의 단차형 돌출부(48, 49)에 의해 중단되는 본질적으로 2개의 서로 반대편인 호 형상의 환형 부분들(62, 63)을 갖는다. 각각의 단차형 돌출부는, 실질적으로 유사한 형상이지만 서로 약간 반경방향으로 오프셋되는 최내부 돌출 부분(50) 및 최외부 돌출 부분(51)에 의해 형성된다. 평면도에서, 단차형 돌출부의 윤곽은 본질적으로 진입 통로의 서로 반대편인 돌출 표면들(46, 47)에 의해 덮인다. 각각의 돌출부는 피스톤에 의한, 폐쇄 캡의, 종단 부분에 대한 제1 및 제2 반경방향 맞닿음 표면들(52, 53)을 각각 형성하도록 공동 내에 배열된다.

피스톤의 키잉 부재(25) 상에서, 종단 부분(24)은 진입 통로의 형상과 실질적으로 정합하는 확대된 표면을 형성한다. 종단 부분은 키잉 부재의 회전 동안 진입 통로를 방해하지 않도록 그보다 좁은 감소된 표면(54)에 의해 외향으로 연결된다. 키잉 부재의 종단 부분은 진입 통로를 통한 종단 부분의 통과를 허용하도록 구성되는 한 쌍의 서로 반대편인 리세스들(55, 56)을 포함한다. 각각의 리세스는 로킹 부재의 제1 맞닿음 표면(52)에 의해 맞물리도록 구성되는 제1 반경방향 맞닿음 표면(57), 및 로킹 부재의 제2 맞닿음 표면(53)에 의해 맞물리도록 구성되는 제2 반경방향 맞닿음 표면(58)을 포함한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 부재들의 제1 맞닿음 표면들(52, 57)은, 폐쇄 캡을 교환가능 카트리지로부터 제거하기 위해 키잉 부재가 (회전 방향(A)으로) 로킹 부재와 나사결합해제될 때 서로 맞닿는다. 도 20에 도시된 바와 같이, 제2 인접 표면들(53, 58)은, 폐쇄 캡을 교환가능 카트리지에 재폐쇄하기 위해 키잉 부재가 (회전 방향(B)으로) 로킹 부재에 나사결합될 때 서로 맞닿는다. 도 21에서, 폐쇄 캡의 나사결합해제 작동 동안 로킹 부재의 맞닿음 표면(57)에 대해 가압할 때의 키잉 부재의 맞닿음 표면(52)을 볼 수 있다. 수용 공동(42)의 깊이 "d"가 작동 동안 로킹 부재에 의한 키잉 부재의 차단을 방지하기에 충분한 갭(59)을 갖고서 종단 부분의 두께 "d₀"보다 훨씬 더 크다는 것에 추가로 유의하여야 한다.

물론, 폐쇄 캡의 신뢰성 있는 제거를 그리고 재폐쇄와 분배 영역으로의 전달을 위한 배출 챔버 내에의 음료 물품의 수용을 가능하게 하는, 피스톤과 폐쇄 캡 사이의 확고한 로킹이 획득되면, 키잉 및 로킹 배열에 대한 많은 형상의 변형이 가능하다.

본 발명의 분배기 시스템의 제2 실시예가 도 22 내지 도 27과 관련하여 예시되어 있다. 편의상, 동일한 도면 부호가 도 1 내지 도 21의 제1 실시예에 대해서와 동일한 기술적 수단을 나타내는 데 사용된다. 그러한 특징들에 관한 설명은 본 실시예에 적용가능하며, 여기에서 반복되지 않을 것이다. 주요 차이점만이 본질적으로 논의된다.

본 실시예에서, 피스톤 조립체(16)는 도 24 내지 도 27에 도시된 바와 같이 축(Z)을 중심으로 분배기의 프레임(4) 내에서 회전식으로 이동가능하도록 배열된다. 피스톤 조립체는 음료 물품의 배출 위치(도 24)와 분배 위치(도 27) 사이에서 이동가능하다. 축(Z)은 실질적으로 수평이고 종축(I)에 수직인데, 이러한 종축(I)을 따라 피스톤이 그의 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동한다.

피스톤 하우징(20)은, 상보적인 원통형 안내 공동을 포함하는 프레임 내에서, 실질적으로 수평인 축을 중심으로 회전하는 원통 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 셔터(36)는 배출 챔버(23)가 배출 개구(6) 및 분배 개구(18)로부터 멀어지게 이동함에 따라 피스톤 하우징(20)의 원통형 표면에 의해 형성된다.

분배 개구(18)는 프레임 내에 제공될 수 있고, 배출 개구로부터 소정 각도(C), 예를 들어 80 내지 120°만큼 떨어져 있을 수 있다. 그러나, 각도(C)는 또한, 피스톤 조립체가 카트리지 아래에 위치되기에 충분한 공간을 허용하기 위해 분배 개구가 배출 개구로부터 충분히 떨어져 있다면 다른 값을 가질 수 있다.

피스톤 하우징은 배출 개구(6) 및 분배 개구(18) 주위에 각각 위치된 밀봉 부재들(33, 38)에 의해 프레임 내에서 밀봉된다.

피스톤 조립체 액추에이터는 도 22 및 도 23에 나타내어지며, 피스톤 조립체에 연결된 기어 메커니즘(60)을 구동시키는 전기 모터(38)를 포함한다. 기어 메커니즘은, 모터의 액슬에 연결되고 원통형 피스톤 하우징의 중심 액슬에 고정식으로 연결되는 호 형상의 랙(62)과 기어연결되는 피니언(61)을 포함할 수 있다.

2개의 실시예에 따른 본 발명의 포션식 분배기는 분배 영역에서 분배기에 의해 분배되는 음료 물품을 수용할 수 있는 브루잉 챔버를 포함하는 음료 제조 장치의 일부일 수 있다.

포션 분배기가 수 개의 음료 물품 카트리지의 연결을 가능하게 하도록 배열되는 수 개의 수용 부분을 포함할 수 있다는 것에 또한 유의하여야 한다. 피스톤 조립체는 음료 물품들의 선택적 배출을 허용하기 위해 상이한 수용 부분들 사이에서 이동하도록 추가로 설계될 수 있고, 또한 수 개의 수용 부분으로부터 하나 이상의 분배 영역으로 이동할 수 있다. 포션 분배기는 또한 수용 부분당 하나의 피스톤 조립체를 포함할 수 있다.

Claims (18)

1. 음료 물품(beverage item)(8)을 교환가능 카트리지(3)로부터 분배하기 위한 포션 분배기(portion dispenser)(2)로서,
   상기 교환가능 카트리지를 수용하기 위한 수용 부분(5)을 갖는 프레임(4);
   상기 수용 부분(5) 옆에 있고, 음료 물품이 상기 교환가능 카트리지로부터 중력에 의해 개별적으로 배출되게 허용하도록 크기설정되는 배출 개구(6);
   이동 수단(19) 및 상기 이동 수단이 내부에서 이동하도록 배열되는 이동 수단 하우징(20)을 포함하는 이동 수단 조립체(16)를 포함하고,
   상기 이동 수단(19)은 배출 챔버(23)를 제공하여 배출 챔버 내로 적어도 하나의 음료 물품을 배출하도록 그리고 분배 영역(17)으로 이송하도록 배열되며,
   상기 이동 수단 조립체(16)는 상기 교환가능 카트리지(3)와 연결되도록 배열되고, 상기 배출 챔버 내로의 상기 음료 물품의 배출을 허용하기 위해 상기 교환가능 카트리지를 개방하기 위한 그리고 상기 교환가능 카트리지를 재폐쇄하기 위한 수단을 포함하는, 포션 분배기.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 수단 조립체는 상기 교환가능 카트리지와 밀봉식으로 연결되도록 배열되고, 상기 배출 챔버 내로의 상기 음료 물품의 배출을 허용하기 위해 상기 교환가능 카트리지를 개방하기 위한 그리고 상기 교환가능 카트리지를 재폐쇄하기 위한 수단을 포함하는, 포션 분배기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동 수단(19)은, 상기 이동 수단이 적어도 하나의 음료 포션 물품(8)을 지지하기 위해 상기 배출 개구(6)에 또는 그 옆에 오는 연장 위치와, 상기 배출 챔버가 상기 카트리지로부터 배출되는 적어도 하나의, 바람직하게는 단일의 음료 물품을 수용하기 위해 상기 배출 개구(6)에 대한 상기 이동 수단의 후퇴 거리의 함수로서 한정되는 후퇴 위치 사이에서 이동하도록 상기 이동 수단 하우징(20) 내측에 그리고 상기 배출 개구(6)에 대해 축방향으로 배열되는, 포션 분배기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동 수단(19)은, 상기 이동 수단이 적어도 하나의 음료 포션 물품(8)을 지지하기 위해 상기 배출 개구(6)에 또는 그 옆에 오는 연장 위치와, 상기 배출 챔버가 상기 카트리지로부터 배출되는 적어도 하나의, 바람직하게는 단일의 음료 물품을 수용하기 위해 상기 배출 개구(6)에 대한 상기 이동 수단의 후퇴 거리의 함수로서 한정되는 후퇴 위치 사이에서 이동하도록 상기 이동 수단 하우징(20) 내측에 그리고 상기 배출 개구(6)에 대해 측방향으로 배열되는, 포션 분배기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용 부분(5)은 중력에 의한 상기 음료 물품(8)의 배출을 허용하는 상기 교환가능 카트리지의 실질적으로 수직인 또는 경사진 배열에서 상기 교환가능 카트리지(3)와 결합되도록 배열되는 적어도 하나의 튜브형 표면(13)을 포함하고, 상기 교환가능 카트리지와 상기 배출 개구 사이에 실질적으로 기밀 및/또는 방습(moisture-tight) 배열을 제공하기 위한 하나의 시일 부재를 선택적으로 포함하는, 포션 분배기.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 수단(19)은 상기 교환가능 카트리지(3)의 튜브형 저장 부재(7)에 제거가능하게 부착되는 폐쇄 캡(14)에 연결되도록 배열되는 종단 부분(24)을 포함하여 상기 이동 수단(19)이 그에 상기 폐쇄 캡(14)이 연결된 상태로 상기 후퇴 위치와 상기 연장 위치 사이에서 이동하게 하는, 포션 분배기.
7. 제6항에 있어서, 상기 이동 수단(19)의 종단 부분(24)은 상기 교환가능 카트리지의 튜브형 저장 부재(7)로부터 제거되는 상기 폐쇄 캡(14)의 로킹 부재(26)와 상보적으로 끼워맞춤되도록 배열되는 키잉 부재(keying member)(25)의 적어도 일부를 형성하는, 포션 분배기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 수단 조립체(16)는 상기 이동 수단(19)이 상기 배출 개구(6)와 축방향 관계로 위치되는 배출 위치와 상기 이동 수단(19)이 상기 프레임의 분배 개구(18)와 축방향 관계로 위치되는 분배 위치 사이에서 상기 배출 챔버(23)를 이동시키도록 상기 프레임(4)에 대해 이동가능하게 장착되는, 포션 분배기.
9. 제8항에 있어서, 상기 이동 수단 조립체(16)는 상기 이동 수단 하우징(20)이 상기 이동 수단을 상기 분배 영역(17)으로 이동시킴에 따라 상기 배출 개구(18)를 밀봉식으로 폐쇄하도록 배열되는 셔터(36)를 포함하는, 포션 분배기.
10. 제1항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방 및 재폐쇄 수단은 상기 이동 수단(19)을 왕복 축방향 경로, 가장 바람직하게는 조합된 축방향 및 회전 경로로 구동시키도록 배열되는 이동 수단 액추에이터(27)를 포함하는, 포션 분배기.
11. 제10항에 있어서, 상기 이동 수단 조립체(16)는 상기 프레임에 회전가능하게 장착되는, 포션 분배기.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 포션 분배기(2) 및 적어도 하나의 교환가능 카트리지(3)를 포함하는 포션 분배기 시스템(1).
13. 제12항에 있어서, 상기 교환가능 카트리지(3)는,
    복수의 포션형 음료 성분 물품(portioned beverage ingredient item)(8)(또한 "음료 물품"으로 지칭됨)을 수용하기 위한 내부를 포함하고, 폐쇄 단부(9) 및 바람직하게는 한 번에 단 하나의 음료 물품의 분배를 허용하도록 구성되는 크기를 갖는 출구 개구(11)를 포함하는 개방 단부(10)를 포함하고, 상기 출구 개구(11)에 있거나 그 옆에 있고 상기 수용 부분(5)의 적어도 하나의 튜브형 표면(13)에 연결가능한 부착 부분(12)을 포함하는 튜브형 저장 부재(7); 및
    폐쇄 캡(14) - 상기 튜브형 저장 부재와 폐쇄 캡의 제거가능한 상보적인 연결부(15)를 통해 제거가능하고 밀봉가능한 방식으로 상기 튜브형 저장 부재의 개방 단부(10)에서 상기 튜브형 저장 부재(7)에 연결되도록 구성됨 - 을 포함하는, 포션 분배기 시스템(1).
14. 제13항에 있어서, 상기 교환가능 카트리지의 폐쇄 캡(14)은 상기 포션 분배기(2)의 키잉 부재(25)와 상보적으로 끼워맞춤되도록 그리고 상기 폐쇄 캡(14)이 상기 튜브형 저장 부재(7)로부터 제거되고 상기 튜브형 저장 부재(7)에 재연결되게 허용하도록 배열되는 로킹 부재(26)를 포함하는, 포션 분배기 시스템.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교환가능 카트리지(3)의 내부는 예를 들어 진공 또는 불활성 가스에 의해 주변으로부터 보호되고, 상기 튜브형 저장 부재(7) 및 폐쇄 캡(14)은 상기 폐쇄 캡이 상기 튜브형 저장 부재와 밀봉된 연결 위치에 있을 때 주변과의 가스 및/또는 수분의 교환을 방지하는 방식으로 밀봉식으로 폐쇄되며, 상기 튜브형 저장 부재(7) 및 폐쇄 캡(14)은 바람직하게는 EVOH 또는 PVOH 또는 알루미늄과 같은, 산소에 대한 장벽을 포함하는 패키징 재료(들)로 형성되는, 포션 분배기 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 음료 물품(8)은 구형이고, 바람직하게는, 압밀된 분말, 플레이크(flake), 섬유 또는 이들의 조합으로 본질적으로 제조되는, 포션 분배기 시스템.
17. 제16항에 있어서, 상기 음료 물품(8)은 로스팅 및 분쇄된 커피의 압밀된 볼인, 포션 분배기 시스템.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 포션 분배기 또는 포션 분배기 시스템을 포함하는 음료 제조 장치.

Images