TW201302139A - 用於分配注入物的機器 - Google Patents

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Roberto Stefanoni
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Abstract

供使用在一用於分配來自只能使用一次的膜盒之飲料的機器之注入單元(100)，包括能打開進入二可旋轉地連接之零件(11、12)的膜盒夾具(1)，以便允許該膜盒之插入及其隨後的排出。

Description

用於分配注入物的機器
本發明提及供使用在分配飲料用之機器的膜盒固持裝置，該飲料呈由只能使用一次的膜盒或容器所擷取之注入物的形式，尤其例如咖啡、茶、湯藥等等。
機器的一些設計係習知及普及地用於由只能使用一次的及大致上單劑量的膜盒或容器即席地製備呈注入物之形式的熱飲料，例如咖啡、茶、湯藥等等。此等機器典型係位在一般之工作場所及工共場所，且用於家庭使用之版本亦已蔓延。
於此等機器中，該最終飲料係經過所謂“擷取”之製程來獲得。該製程在於具有單劑量容器或膜盒，其含有待由高溫液體、典型為水所通過之呈粒狀或微粒形式的產品。在此經過該容器或膜盒之“注入物”的下游，該液體製成該想要之飲料及接著被分配至該消費者。
此擷取及分配製程係在該機器之專用單元中進行，該機器必需能夠：-承納該膜盒；-執行該實際之注入；-射出或允許該用過的膜盒之射出；及-準備承納新的膜盒。
此操作順序典型經過機構被自動地執行，該機構以協 調的方式控制如下：-選擇性地將注入頭帶至靠近膜盒夾具；-藉由該注入頭造成該液體經過該膜盒之分配；-由該膜盒夾具移除該注入頭；及-移動該膜盒夾具，以便造成該用過的膜盒之射出及其在一配置中之重新定位，用於承納新的膜盒。
該膜盒夾具係在用於承納新的膜盒之位置中的組構、及這造成用過的膜盒之射出的組構大致上分別被稱為“成待發狀態的組構”及“解除的組構”。
WO 2008/075175揭示用於藉由滲漏作用製成飲料的機器，其包括注入總成。該機器包含可由相互接觸位置移動至分開位置的二半環。於該接觸位置中，該等半環界定一易於承納注入物容器的環狀本體。為了排出該容器，該等半環的其中一者繞著軸線旋轉，該軸線平行於該環狀本體之軸線及噴灑器的移動之方向。
US 2010/0011965揭示用於由單劑量注入膜盒製造飲料的機器。該機器具有分配頭，包括界定該膜盒用之承座的固定式部份、及用於移除該用過的膜盒之可移動的排除器。該排除器係相對於該固定式部份接合，以便繞著一實質上水平的軸線旋轉。該分配頭亦具有用於分配熱水的注入部份，其亦可繞著該水平軸線旋轉。於該注入位置中，亦即使該膜盒承納在承座中，該排除器被安置進入該固定式部份。於該排除位置中，該排除器係繞著該前述之水平軸線旋轉，以便升高該膜盒及使得其沿著滑槽落下。
習知技藝之主要缺點
用於分配注入飲料的前述習知技藝之機器導致一些相關缺點。
尤其，造成協調的操作之順序的機構係相當複雜的，以及相當複雜的是該膜盒夾具本身所需的動作之設定，該膜盒夾具經過該機構由該成待發狀態的組構進行至該解除的組構。
再者，用於移動該注入頭的習知系統通常係基於槓桿機構，該槓桿機構之操作以所需之力量的觀點大致上係很繁重的。
基於已在該前述段落中所提出者，藉由本發明所展示及解決之技術問題係提供膜盒固持裝置及相關的注入單元，其供使用在由只能使用一次的膜盒或容器分配飲料用之機器，而允許參考該習知技藝克服上面所論及之缺點。
此一問題係藉由根據申請專利範圍第1項之膜盒固持裝置及藉由根據申請專利範圍第13項且包括該膜盒固持裝置的注入單元所解決。
本發明提供一些相關優點。該主要優點在於該膜盒固持本體之開口性允許該等習知機器之徹底的結構及功能簡化之事實，而對其可靠性有利。此結構及功能簡化亦導致分配時間之相關減少，且因此在一飲料及下一飲料間之等 候時間減少。
再者，該系統需要較低的力量水平，以便被被致動。
本發明之較佳特色係在其申請專利範圍附屬項中提出。
就本情況而言，該“膜盒”一詞被以其最普遍的意義來了解，涵括只能使用一次的容器或任何容置部或部份、或甚至多次使用的微粒注入物。
本發明之其他優點、特色及操作步驟將在其一些實施例之以下詳細敘述中變得明顯，並經由範例所給予且非用於限定之目的。
最初參考圖1A-1F，根據本發明之較佳實施例的膜盒固持裝置大致上被標示為1。在下文，為單純之故，該裝置1將被稱為膜盒夾具。
該膜盒夾具1係適合供使用於機器之注入單元，該機器用於分配由只能使用一次的膜盒所擷取之注入飲料、尤其例如咖啡、茶、湯藥等等。此將在下文被討論的注入單元被顯示於其他圖面中及大致上被標示為100。
該膜盒夾具1包括主要本體，其係傾向於界定膜盒C之容置部或外殼承座2。該容置部2實質上呈杯子之形式或無論如何為合適之凸出形狀。再者，在本範例中，該膜盒夾具1及該相關的膜盒承座2具有實質上圓柱形的幾何形狀。
根據本發明，該膜盒夾具1之主要本體係藉由第一零件11及第二零件12所形成，該二零件於使用中被連接或可連接，並可相對於彼此移動。該二零件11及12之每一零件界定個別之膜盒半承座21、22，該膜盒半承座與藉由另一零件所界定者互補。
在本範例中，該二零件11及12實質上係相對於彼此至少局部地對稱。
總是在本範例中，該二零件11及12間之前述的連接為可旋轉之型式，且與該等零件11及12之個別底部10對應地獲得。尤其，該可旋轉之連接提供栓銷3之一體耦接至該第一零件11，使個別之承座4一體耦接至該第二零件12。再者，至少一彈性相向的機構5被安裝在該栓銷3上，尤其是配備有分別為51及52的一對鄰接支臂之一或二個螺旋狀扭力彈簧或同等機構。在該膜盒夾具1之選定的配置中，該等鄰接支臂係傾向於在使用中分別抵靠在該第一零件11上及在該第二零件12上。
於相異的實施例中，該二部份21及22可藉由連接凸輪相結合，允許甚至與該周圍路徑不同的相對路徑。
再者，一體地至該栓銷3及大致上至該第一零件11，致動槓桿53或同等機構被提供用於致動該二零件11及12之相對與絕對運動。
如其將在下文參考該膜盒夾具1及該注入單元100之操作模式詳細地被說明，該膜盒夾具1的二零件11及12之相互可動性能夠讓該二零件採用一打開組構-例如於圖 3C及7C中所顯示-其中此等零件11及12被隔開，以允許該膜盒C之插入及/或射出；及採用一關閉組構-例如於圖6C中所顯示-其中此等零件11及12被帶至靠近，以界定該上面所論及之承座2，用於承納該膜盒C，以便允許飲料擷取。
更明確地是，在本範例中，該膜盒夾具1於使用中能採用二不同的打開組構，且尤其：-插入該膜盒C之第一打開組構，例如於圖3C及4C中所示，其中該第一零件11係相對於該第二零件12向上旋轉；及-排出該膜盒C之第二打開組構，與插入之打開組構不同，且例如於圖7C中所示，其中該第二零件12係相對於該第一零件11往下旋轉。
在本範例中，於該上面所論及之打開組構中，該等零件11及12係相對於彼此旋轉大約90度。
有利地-及為了該二零件11及12的協調動作之目的，這是提供該第一零件11包括用於嚙合該第二零件12的機構。在本範例中，此嚙合機構係一對塑形的側面支臂6，其與該第一零件11為一體的，並對應於該第一零件11的第一端部，且當該膜盒夾具1係在圖2C或7C的打開組構中時，傾向於鄰接在該第二零件12之與另一端部對應的底部上。
如其將會在下文參考該膜盒夾具1及該注入單元100之操作模式所更為詳細地說明，該等支臂6係傾向於在該 二零件11及12之相對運動中界定一行程之終點的機構，並造成該第二零件12與該第一零件11在選定配置中的一體運動，在本範例中對應於圖2C之機構，其中該第二零件12剛好已排出一用過的容器。
再者，該膜盒夾具1之第二零件12具有一卡住機構，其在本範例中係呈突出周邊之邊緣13的形式，且與該半承座22之嘴部對應地配置。
現在參考圖2A、2B及2C，該注入單元100主要地包括一承納該膜盒夾具1之構架101及一注入頭102，該注入頭可相對於該構架101及該膜盒夾具1選擇性地移動，且傾向於與該膜盒夾具合作，用於飲料擷取。
在該上面所論及之關閉組構中，用於阻擋或卡住該膜盒夾具1的機構被安裝在該構架101上。在本範例中，此阻擋機構為咬扣型。尤其，其分別包括一對塑形的嚙合支臂或栓銷110及111，該等支臂或栓銷聯合至個別之相反機構112及113，並與該構架101的側面裙部之對應地配置。在本範例中，該相反機構112及113為配置環繞著該等個別支臂110及111之本體的螺旋狀壓縮彈簧，以便強迫它們進入一在前面的阻擋位置，它們在該位置中於該構架101內側突出。
在關閉組構中，該等塑形支臂110及111係傾向於將該膜盒夾具1之第二零件12的周邊邊緣13嚙合至該卡住機構。
較佳地係，於該阻擋配置中，藉著該等支臂110及 111與該等相關的相反機構112及113，該膜盒夾具1被保持相對於該構架101之縱向軸線L傾斜，尤其相對於該構架101稍微升高，亦即在該致動槓桿支臂53之側面上。該傾斜較佳地係被包括在約2-5度之範圍中，且甚至更佳地係於約2-3度之範圍中。
如其將在下文被說明，於該該注入頭朝該膜盒夾具1的運動期間，該等上面所論及之阻擋機構110-113係可藉著該注入頭102由該膜盒夾具1之邊緣13選擇性地分離。
其實，像於一些習知系統中，該注入頭102沿著該構架101之上面所論及的縱向軸線L係設有平移的運動，實質上對應於該注入頭102之縱向對稱軸線。
該注入頭102具有複數噴嘴或通道103，用於分配典型為水之擷取流體，及被安置進入一圓柱形本體104而傾向於允許其隨著該構架101滑動及固定式運動。再者，該注入頭102係與用於餵入該流體之相關機構105相通，該機構105被配置在該圓柱形本體104的上游。既然那些後面之零組件就本身而言為熟諳該技藝者所熟知，其進一步敘述將被省略。
該注入頭102另包括用於釋放該等支臂或栓銷110及111之機構，而傾向於藉著該機構造成該膜盒夾具1之第二零件13的邊緣13脫離。在本範例中，此釋放機構包括該注入頭102本身的一對側面支臂106或一側面裙部，而在該注入頭102之推進運動朝該膜盒夾具1期間，傾向於 與該等支臂或栓銷110及111干涉。
亦可有與彈性相反機構聯合的注入頭102，該機構被配置在各種位置及傾向於連接該相同之注入頭102與該構架101。既然此彈性機構之配置就本身而言係亦習知的，且無論如何其不是本發明之目的，其進一步敘述將被省略。
該膜盒夾具1與該注入單元100之操作模式在下文被說明，而該膜盒夾具1插入該注入單元100，並由該膜盒夾具1之上面論及的第一打開組構開始，其中該膜盒C剛剛被排出，如圖2A-2C所示組構。
於此組構中及於該等圖面所示之示範配置中，該膜盒夾具1之第二零件12係往下旋轉，反之該第一零件11實質上沿著軸線L被對齊至該構架101。同樣地，該致動支臂53實質上被配置成平行於該軸線L。
總是於該組構中，該注入頭102係在由該膜盒夾具1縮回及與該膜盒夾具1隔開的位置中，且其實正達成其自身之返回行程，其中該注入頭剛好由該膜盒夾具1移動遠離。此返回行程係藉由該上面所論及的將該注入頭102連接至該構架101之彈性機構的作用所獲得。
至飲料之新的分配的最後，使用者能夠藉由在一位置中實質上正交於軸線L地升高該致動支臂來致動該致動支臂53，如在圖3A-3C所示。此致動可為直接的，亦即手動地、或藉由用於控制該分配機器之合適的控制機構所進行，而該注入單元100被安裝在該控制機構中。
以該上面所論及之方式，與該第一零件11為一體的支臂53之致動導致該第一零件的對應旋轉。該等塑形支臂6及聯合該膜盒夾具1的第一及第二零件11及12之運動的相反機構5之作用，造成該第二零件12之對應旋轉，該第二零件本身被配置在一幾乎與該構架101的軸線L對齊之位置中。
在該膜盒夾具1的之第二打開組構中，膜盒C能被插入藉由其第二零件12所界定的半承座22，如在圖4C中所示。如在圖3C及4C所視，該阻擋機構110-113之配置係使得它們嚙合該膜盒夾具1的第二零件12之邊緣13，將該膜盒夾具1固持於稍微相對於軸線L傾斜的配置中，如上面業已論及者。
較佳地係，卡住元件115被提供，被鉸接在該注入頭102上，且傾向於確保將該膜盒C之位置保持進入該半承座22，且尤其防止該膜盒C在已完成其向前行程之前上翻在該注入頭102上。
然後，如在圖5A-5C所示，該第一零件11藉由致動該槓桿53被關閉在該第二零件12上，以致該膜盒C完全地被安置進入該承座2。該注入頭102在此階段已開始其自身之向前行程，移動靠近該膜盒夾具1。當該注入頭102緊靠在該膜盒夾具1上且能因此於該關閉組構中卡住該膜盒夾具時，該支臂106與該等阻擋栓銷110及111之干涉造成該邊緣13藉由該等阻擋栓銷來脫離。然後，如在圖6A-6C所示，該注入頭102餵入該膜盒C內側之熱液 體，開始該飲料擷取步驟。
當該等阻擋機構110及111係藉由該等側面支臂106不活動時，該膜盒夾具1施行輕微之旋轉，失去該先前相對於軸線L傾斜之配置，且將其本身實質上帶至與該等側面支臂對齊。
於終止該注入階段時，該注入頭102開始其返回行程。一旦該膜盒夾具1被脫離，該第二零件12藉由重力及在該相反機構5之支臂52的作用之下於圖7C之降低位置中旋轉，藉由該膜盒C之重力造成該落下。
其將被了解雖然本發明之裝置係特別適合供與只能使用一次及/或單劑量膜盒一起使用，原則上其係亦可適用於可重複使用或多次使用及/或多劑量膜盒。
於一相異的實施例中，在該膜盒夾具1所包括的二零件11及12之間，墊圈或同等密封機構可被介入，例如與此二零件之其中一者為一體的，以便保證待擷取的飲料及該粒狀注入物之有效密封。
再者，根據另一相異的實施例，該致動槓桿53-或與其同等的致動機構-可被製成，以便無論如何不會保持與該第一零件11為一體的，且尤其不會保持與其栓銷3為一體的，但為可旋轉地連接至該第一零件。更明確地是，此致動槓桿或機構可接合在該零件11上，以致當在圖5A-5C所示步驟，緊接在前述的注入步驟時，該膜盒夾具1被配置在稍微相對於該縱向軸線L偏置的位置中，該上面所論及之致動槓桿或機構可相對於該相同之膜盒夾具施 行一旋轉，以便平行於該軸線地配置其本身。如此，以整體而言，該致動機構被防止相對於該注入單元突出。換句話說，關於此致動槓桿或機構，一旋轉運動的範圍應被允許達等於該零件12相對於該軸線L的上面所論及之最初偏置的範圍。
本發明至此已根據其較佳實施例被敘述。當然其他實施例可存在，所有實施例落在該同一本發明之概念內，如藉由下文之申請專利的保護範圍所界定者。
1‧‧‧膜盒夾具
2‧‧‧容置部
3‧‧‧栓銷
4‧‧‧承座
5‧‧‧彈性相向的機構
6‧‧‧側面支臂
10‧‧‧底部
11‧‧‧第一零件
12‧‧‧第二零件
13‧‧‧邊緣
21‧‧‧半承座
22‧‧‧半承座
51‧‧‧鄰接支臂
52‧‧‧鄰接支臂
53‧‧‧致動槓桿
100‧‧‧注入單元
101‧‧‧膜盒夾具
102‧‧‧注入頭
103‧‧‧噴嘴
104‧‧‧圓柱形本體
106‧‧‧側面支臂
110‧‧‧嚙合支臂
111‧‧‧嚙合支臂
112‧‧‧相反機構
113‧‧‧相反機構
115‧‧‧卡住元件
C‧‧‧膜盒
將參考該等附圖之圖面，其中：圖1A至1F每一者顯示根據本發明之較佳實施例的膜盒固持裝置之立體圖，每一者係於其操作循環之個別組構中；圖2A、2B與2C提及剛好在膜盒的射出之後的圖1A之膜盒固持裝置的第一打開組構，分別顯示包括該膜盒固持裝置的注入單元之側面立體圖、截面視圖及縱向剖視圖，在此用於在圖2A中較為清晰，該注入單元之構架的描繪已被省略；圖3A、3B與3C提及圖1B之膜盒固持裝置的第二打開組構，其中該膜盒固持裝置係準備好承納新的膜盒，而分別顯示圖2A-2C的注入單元之側面立體圖、截面視圖及縱向剖視圖；圖4A、4B與4C提及圖1C之膜盒固持裝置的前述第 二打開組構，其中該膜盒固持裝置承納新的膜盒，而分別顯示圖2A-2C的注入單元之側面立體圖、截面視圖及縱向剖視圖；圖5A、5B與5C提及圖1D之膜盒固持裝置的關閉組構，直接在注入該飲料的步驟之前分別顯示圖2A-2C的注入單元之側面立體圖、截面視圖及縱向剖視圖；圖6A、6B與6C提及圖1E之膜盒固持裝置的前述關閉組構，於注入該飲料的步驟期間分別顯示圖2A-2C的注入單元之側面立體圖、截面視圖及縱向剖視圖；及圖7A、7B與7C再次提及圖1F之膜盒固持裝置的第一打開組構，於排出在該前述注入步驟中所使用之膜盒的步驟期間注入該飲料的步驟期間分別顯示圖2A-2C的注入單元之側面立體圖、截面視圖及縱向剖視圖。
5‧‧‧彈性相向的機構
13‧‧‧邊緣
51‧‧‧鄰接支臂
52‧‧‧鄰接支臂
101‧‧‧膜盒夾具
106‧‧‧側面支臂

Claims (21)

  1. 一種膜盒固持裝置(1)，適合供使用在一用於分配由膜盒所擷取之注入飲料(尤其咖啡、茶、湯藥等等)的機器中，其特徵在於該裝置(1)包括由第一零件(11)及第二零件(12)所製成之主要本體，該第一零件在個別之底部(10)可旋轉地連接該第二零件，並可相對於彼此移動，以致該裝置(1)可採用一打開組構，其中該第一(11)及第二(12)零件被隔開，以允許膜盒(C)之插入及排出，及採用一關閉組構，其中該第一(11)及第二(12)零件被帶至靠近，以界定一用於承納該膜盒之承座(2)，其中該第二零件(12)被建構用於相對於該第一零件(11)繞著一軸線旋轉，該軸線正交於該裝置(1)於該關閉組構中之軸線(L)。
  2. 如申請專利範圍第1項之膜盒固持裝置(1)，其中該第一(11)及第二(12)零件係易於採用插入該膜盒之第一打開組構及排出該膜盒之第二打開組構，該第二打開組構與插入之第一打開組構不同。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1)，其中該整個配置係使得於該打開組構中，該第一(11)及第二(12)零件被建構用於相對於彼此旋轉大約90度。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1) ，其中該第一(11)及第二(12)零件係至少局部地實質上相對於彼此對稱的。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1)，其中該第一(11)及第二(12)零件的其中一者(11)包括用於嚙合該等零件之另一者(12)的機構(6)，而易於在該相對運動中界定一行程終點。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1)，其中該第一(11)及第二(12)零件的其中一者(11)包括用於嚙合該等零件之另一者(12)的機構(6)，而易於在所選擇之配置中造成該第二零件與該第一零件的一體運動。
  7. 如申請專利範圍第5項之膜盒固持裝置(1)，其中該嚙合機構包括至少一鄰接支臂(6)。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1)，其中該第一(11)及第二(12)零件之每一者界定用於承納該膜盒的承座(2)之個別部份(21、22)。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1)，包括用於致動該第一(11)及第二(12)零件之相對運動的致動機構(53)。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1)，其中該第一(11)或第二(12)零件之至少一者包括機構(13)，用於將該零件卡住在對應於該關閉組構的一位置中。
  11. 如申請專利範圍第10項之膜盒固持裝置(1)， 其中該卡住機構係周邊之邊緣(13)，較佳地係配置成對應於用以承納該膜盒(C)的承座(2)之嘴部。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之膜盒固持裝置(1)，其中密封機構被插置在該第一(11)及第二(12)零件之間。
  13. 一種注入單元(100)，適合供使用在一用於分配由膜盒所擷取之注入飲料(尤其咖啡、茶、湯藥等等)的機器中，該注入單元(100)包括：-根據申請專利範圍第1至12項之任一項的膜盒固持裝置(1)；及-注入頭(102)，其易於與該膜盒固持裝置(1)合作，用於擷取該飲料，該整個配置係使得於該膜盒固持裝置(1)之關閉組構中，該注入頭(102)係易於分配一通過該膜盒之擷取液體。
  14. 如申請專利範圍第13項之注入單元(100)，其中該注入頭(101)係可相對於該膜盒固持裝置(1)選擇性地移動。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之注入單元(100)，包括機構(110-113)，用於將該膜盒固持裝置(1)之至少一零件(12)卡住在對應於該關閉組構的一位置中。
  16. 如申請專利範圍第15項之注入單元(100)，其中該卡住機構(110-113)係可藉由該注入頭(102)選擇性不致動的。
  17. 如申請專利範圍第16項之注入單元(100)，其中該卡住機構包括一對塑形嚙合支臂或栓銷(110、111)，且該注入頭(102)包括一對側面支臂(106)、或一側面裙部，而在該注入頭(102)朝該膜盒夾具(1)之推進運動期間易於與該卡住機構的支臂或栓銷(110、111)干涉。
  18. 如申請專利範圍第15項之注入單元(100)，其中該整個配置係使得該卡住機構(110-113)易於將該膜盒固持裝置(1)之零件(12)保持在相對於該注入單元(100)之縱向軸線(L)傾斜的位置中。
  19. 如申請專利範圍第18項之注入單元(100)，其中該傾斜被包括在約2-5度、且較佳地係約2-3度的範圍中。
  20. 如申請專利範圍第13或14項之注入單元(100)，包括當該裝置(1)處於打開組構中時，易於保持該膜盒進入該膜盒固持裝置(1)之零件(12)的機構(115)。
  21. 一種用於分配由膜盒所擷取之注入飲料(尤其咖啡、茶、湯藥等等)的機器中，包括根據申請專利範圍第1至12項之任一項的膜盒固持裝置(1)及/或根據申請專利範圍第13至20項之任一項的注入單元(100)。
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