TW201929751A - 用於施配分份式飲料品項的分份施配器 - Google Patents

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德米恩 羅曼德
艾蒂安 克羅澤
馬可 馬加蒂
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Abstract

本發明係關於一種用於從一可換型匣(3)施配飲料品項(8)的分份施配器(2)，該分份施配器包含：一框架(4)，其具有用於收納該可換型匣的一收納部分(5)；一釋出開口(6)，其在該收納部分(5)旁邊，且經定大小用於允許一飲料品項藉由重力個別地從該可換型匣中釋出；一活塞總成(16)，其包含一活塞(19)及一活塞外殼(20)，該活塞經配置用於在該活塞外殼中移動，其中該活塞(19)經配置用於提供一釋出室(23)，該釋出室用於釋出在其中之至少一飲料品項且用於傳送至一施配區(17)，且其中該活塞總成(16)經配置用於密封地與該可換型匣(3)連接，且包含用於打開該可換型匣以允許該飲料項目在該釋出室中釋出及用於重新關閉該可換型匣的構件。

Description

用於施配分份式飲料品項的分份施配器
本發明係關於針對在飲料製備裝置(諸如家用或專業使用之咖啡機)中使用分份式飲料品項來製備飲料的此等分份式飲料品項之儲存及施配。
已知的是，咖啡係以氣密包裝銷售，以保護咖啡免於與空氣接觸，從而導致快速氧化及香氣損失。飲料密封膠囊之領域已廣大發展，基本上即因通過合適之氣密功能性包裝可完善地保護各咖啡分份(coffee portion)免受氧化，直到咖啡在專用的咖啡機中萃取完畢。
例如，EP0512468及EP0512470分別提供飲料密封膠囊及用於從此類膠囊萃取飲料之流程。
US8178139及US8210097分別提供：一球形膠囊，該球形膠囊包含待輸注之經壓實物質凝聚體及一不透水且不透氣之包裝封套；及一機器，其用於藉由刺穿該包裝封套來從此密封膠囊自動製備及施配飲料。具體地，該等膠囊被堆疊在位於輸注室上方的儲槽中且藉由形成輸注室之一部分的後軛而被個別選擇。
FR2879175提供用於自動飲料及施配機器的咖啡配量，該自動飲料及施配機器包含一輸注室及一填塞位置，該填塞位置係用於在該輸注室中一確定的研磨咖啡量。咖啡配量可從烘焙及研磨咖啡壓實成捲製的外部形狀，實質上係一球形球。該咖啡配量進一步包含封閉該咖啡凝聚體的至少一多孔材料層或膜的一封套。
一般而言，藉由完美的配量及受控制的萃取，經設計用於妥善保存咖啡成分免受氧化之分份式包裝解決方案提供許多優點，如新鮮、咖啡品質。然而，該等解決方案的生產成本昂貴，通常消耗包裝材料，且可能需要複雜的包裝回收鏈。
針對配量且施配飲料成分分份已開發了替代的配量(dosing)解決方案，該等飲料成分分份在個別用取時對氧化敏感，但作為整體係儲存在容器中，其中藉由密封保護性包裝及/或藉由當容器與施配器連接時使容器與專用的真空或保護性氣體供應構件相關聯，減少氧氣位準。
WO2014135677提出一種用於經控制地施配含飲料成分之膠囊的裝置，其中該裝置包含：一釋出出口，其用於選擇性地施配膠囊；及一阻障分佈區，其配置在一膠囊輸送路徑內；及用於在膠囊釋出室中清除惰性氣體的構件。
EP1876936係關於一種包括剛性容器的氣密咖啡施配器，該剛性容器具有一封蓋及由遮閉構件(shutter means)閉合的一出口噴嘴。該施配器包括適於從容器施配產品的構件，同時減小儲存容積。
EP1879487係關於從一施配器中施配咖啡粉末，該施配器包括儲存容器、遮閉構件及真空或惰性氣體供應器以從施配室中清除氧氣。
關於專用的真空或惰性氣體生產裝置之現有解決方案的缺點在於其使得系統操作複雜且昂貴。此外，咖啡成分施配解決方案，尤其是用於散裝咖啡粉末的施配解決方案，造成配量精確度問題，且由於粉末傾向於在施配器及飲料機器的表面上擴散而不是非常乾淨。
因此，尋求一種用於提供低成本、永續且簡單的施配器裝置及系統，以針對飲料之製備精確且可靠地施配飲料產品成分(例如，烘焙及研磨咖啡)，同時維持產品成分儘可能新鮮且減少包裝材料消耗。
本發明旨在克服上述先前技術問題。此外，本發明旨在提供在本說明中所識別之進一步問題的解決方案。
本發明係關於一種用於從一可換型匣施配分份式飲料品項(「飲料品項」)的分份施配器，該分份施配器包含：- 一框架，其具有用於收納該可換型匣的一收納部分，- 一釋出開口，其在該收納部分旁邊，且經定大小用於允許該等飲料品項藉由重力個別地從該匣中釋出，- 一活塞總成，其包含一活塞及一活塞外殼，其中該活塞經配置用於在該活塞外殼中移動； 其中該活塞總成經配置用於提供一釋出室，該釋出室用於釋出至少一飲料品項且用於將之傳送至一施配區，其中該活塞總成經配置用於密封地連接至該可換型匣，且包含用於打開該可換型匣以允許該飲料項目在該釋出室中釋出且用於重新關閉該可換型匣的構件。
用語「密封地連接(sealingly connecting)」係指一經密封的連接處，其經配置用於限制(較佳地係避免)在打開且重新關閉該可換型匣期間周圍空氣在該連接處的任何顯著進入。
具體地，該活塞係相對於該釋出開口軸向地配置，且在該活塞外殼內以在一延伸位置及一回縮位置之間移動，在該延伸位置中該活塞在位於或靠近該釋出開口處以支撐至少一飲料品項，在該回縮位置中該釋出室至少部分係由活塞及活塞外殼所界定，且依據該活塞相對於該釋出開口的該回縮距離來界定，以收納從該匣釋出的至少一個飲料品項、較佳係單個飲料品項。
根據本發明的原理，可藉由本發明的裝置從一可換型匣中選擇性地施配飲料品項，同時限制(較佳地係避免)該匣的內部暴露於周圍空氣。較佳地，在活塞的回縮位置中，釋出室之容積可依據該活塞之行程而變動而被緊密地調整至(多個)飲料品項的大小。在延伸位置中，活塞輕柔地接取使用中的(多個)飲料品項，且(多個)飲料品項上的機械限制(例如跌落、碰撞)降低，使得(多個)飲料品項的完整性在施配期間，從而使裝置乾淨且準確地進行配量。
較佳地，該框架的該收納部分包含至少一管狀表面，該至少一管狀表面經配置用於與該可換型匣耦合，該可換型匣實質上呈垂直或傾斜配置而允許該等飲料品項藉由重力釋出。具體地，該可換型匣包含一管狀儲存構件；其至少部分經定大小以適配或收納在施配器之收納部分之管狀部分中。該儲存管狀構件包含一可移除的連接構件，諸如一環形凹槽，其經配置用於將該管狀儲存構件可移除地連接至該施配器之一收納部分之一連接構件，諸如一鉤型彈性偏置之連接構件。該可移除的連接構件較佳地係定位在該儲存管狀構件之一附接部分上，該附接部分可與該收納部分之一互補管狀表面適配。該收納部分之該連接構件可定位在該管狀表面中。
「垂直或傾斜配置」意指，該匣經定向而其開口端定位在最低位準，用於允許分份式品項藉由重力經此釋出。
較佳地，該收納部分包含至少一密封構件，用於在該可換型匣及該釋出開口相互耦接時在其等之間提供一實質上氣密的配置。
較佳地，該收納部分包含至少一閂鎖構件，該閂鎖構件經配置用於可移除地且彈性地閂鎖該可換型匣。例如，(多個)閂鎖構件可係一彈性鉤型連接構件，其經調適以適配在該可換型匣的該管狀儲存構件的一環形互補凹槽中。
該分份施配器尤其適合於與包含管狀儲存構件的可換型匣耦合，該可換型匣最初由一封蓋密封且具有受到諸如真空或惰性無氧氣體保護以免於周圍環境的一內部。該管狀儲存構件及該封蓋可由 包含氧氣阻障的(多個)包裝材料所形成，諸如EVOH或PVOH或鋁。具體地，在任何第一次移除封蓋之前，該內部較佳地係實質上不含氧氣。殘餘氧氣的可能位準應使得烘焙及研磨咖啡在幾天或幾週內維持實質上不被氧化。較佳地，活塞具有作用在活塞外殼上的至少一密封構件，以防止或至少減少活塞與活塞外殼之間的空氣交換。此外，活塞外殼藉由至少一密封構件密封地連接至框架的收納部分。
因此，當可換型匣與施配器(即，收納部分及活塞)耦接且釋出室經配置藉由活塞在活塞外殼中的回縮以收納飲料品項時，並無顯著空氣從釋出室的外部進入該匣中。唯一可能的空氣進入來自於當活塞回縮時、當釋出室與該匣的內部連通時之釋出室的容積本身。然而，此容積儘可能維持得近似於要被選擇性釋出的(多個)飲料品項之大小。
較佳地，該活塞包含經配置用於連接至一封蓋的一終端部分，該封蓋可移除地附接至該匣的該管狀儲存構件，使得該活塞帶著連接至其的該封蓋在該回縮位置及該延伸位置之間移動。因此，可用於釋出室中之飲料品項的容積可部分地被活塞在活塞之回縮位置中承載的封蓋所限定。較佳地，封蓋經配置以支持飲料品項抵抗重力，亦即基本上是水平的(即，相對於水平低於20度)。
本發明基本上源自以下原理：在選擇性施配在包裝中依群組儲存的飲料品項時最小化介於該(等)飲料品項與周圍空氣之間的氣體交換。一個態樣在於藉由分份式產品施配器來重複、穩固且自動地打開以供施配且重新密封匣的能力。
打開及重新關閉的構件包含具有一終端部分的一鑰匙構件，該鑰匙構件經配置用於與該封蓋的一鎖構件互補適配，以將該封蓋自該匣的該管狀構件移除。
該封蓋之移除可以更高速進行且可被該分份施配器適當地控制，以確保用於在收納外殼中施配飲料品項的該匣之開啟形成分份施配器之一密封侷限區域(例如，在轉移至施配區之前捕捉該分份式品項的一有限容積)，且因此其中能夠進入該匣的潛在氧氣容積保持夠低。此外，避免了意外或不適當移除該封蓋的風險。
較佳地，該活塞係帶著連接至其的該封蓋在該回縮位置及該延伸位置之間移動。該封蓋較佳地經定大小以適配在活塞外殼中(例如，在活塞外殼中滑動)，以在活塞回縮時與活塞外殼界定該釋出室。飲料品項因此可由本身係連接至活塞的封蓋所支撐。
封蓋可具有經配置以密封在活塞外殼內的至少一密封構件。這可能是必要的，例如，假如沒有密封構件提供在活塞與活塞外殼之間的話。
在一進一步態樣中，該活塞總成以可移動方式安裝至該框架，以在一釋出位置及一施配位置之間移動該釋出室，在該釋出位置中該活塞與該釋出開口經定位成軸向關係，在該施配位置中該活塞與該框架的一施配開口經定位成軸向關係。
活塞總成經安裝以在一方向上被移動至施配區，該方向較佳地係不同於活塞在活塞外殼中介於其延伸位置及回縮位置之間的 方向。活塞總成較佳地係由連接至該框架的一活塞總成致動器來移動。
因此，所選擇的(多個)飲料品項之傳送係藉由移動活塞總成來進行管理，而釋出室係藉由活塞在活塞外殼中的回縮來保持。
在一模式中，開口及施配開口兩者皆可以平行軸向關係來配置，以提供該活塞外殼在該兩個位置之間相對於框架的簡單移動，例如，樞釋出軸移動。
另外，該活塞總成包含一遮閉件或與一遮閉件有關聯，該遮閉件經配置用於當該活塞外殼將該活塞移動至施配區時密封封閉該釋出開口。該遮閉件較佳地係相對於釋出開口及施配開口橫向配置的壁之一部分，且經配置以用於與活塞外殼一起在釋出開口與施配開口之間移動，用於當活塞外殼被移離開釋出開口或施配開口時立即選擇性地關閉該釋出開口或該施配開口。較佳地，該遮閉件係固定地附接至該活塞外殼或與該活塞外殼成一整體。
具體地，至少一密封構件可提供在框架的收納部分上，用於密封地壓按抵靠該遮閉件或反之亦然。因此，當飲料品項被傳送時，該可換型匣的內部與周圍空氣保持分離。例如，當該匣中存在的空氣含量減少時，即使是在藉由活塞以施配飲料品項期間，此減少的空氣含量亦保持不變。
打開及重新關閉的構件進一步包含一活塞致動器，該活塞致動器經配置用於以一往復式軸向路徑驅動該活塞，最佳地係在回縮位置與延伸位置之間的一組合式軸向及旋轉路徑。
較佳地，活塞致動器包括一心軸類型驅動構件，該心軸類型驅動構件直接連接至馬達或經由一齒輪機構連接至馬達。好處在於藉由高速施配飲料品項以在打開及重新關閉時對該蓋進行有效處理的可能性(即，移除該蓋以釋出飲料品項，且重新連接該蓋以重新密封該匣)。
針對以飲料品項裝載該釋出室，該活塞較佳地係相對於該釋出開口軸向地配置，且在該活塞外殼內藉由活塞致動器移動在回縮位置及延伸位置之間，在該回縮位置中該釋出室收納從該匣釋出的飲料品項，在該延伸位置中該釋出室至少部分由該活塞填充，較佳地係由單個飲料品項填充。
在一較佳模式中，活塞係藉由活塞致動器沿其縱向軸同時軸向地且旋轉地被移動(例如，順著提供在活塞上的螺紋之螺旋路徑)，以從可換型匣之管狀儲存構件旋鬆封蓋且之後重新旋緊封蓋。
較佳地，活塞總成係相對於框架以可旋轉方式安裝。
在第一模式中，活塞總成沿著平行於釋出開口軸及/或施配開口軸的一軸，而相對於框架旋轉地安裝。具體地，活塞外殼係相對於框架中一實質上垂直的軸樞轉。在此情況中，施配開口較佳地係定位在框架的頂壁上。
在第二模式中，活塞總成沿著垂直於釋出開口軸及/或施配開口軸的一軸，相對於框架旋轉地安裝。該活塞外殼可具有圓柱形狀，其在包含一互補的圓柱形導引腔的一框架中例如繞著一實質上水平的軸旋轉。在此情況中，遮閉件可形成為活塞外殼之圓柱形表面的一部分，當後者旋轉時，遮閉件關閉釋出開口及/或施配開口。釋出開口可定位在相對於施配開口的一角度位置上。釋出開口的此角度位置相對於施配開口之軸可包含在20度與180度之間，較佳地係在45度及120度之間。
較佳地，提供一活塞總成致動器以使活塞總成在飲料品項釋出位置及飲料品項施配位置之間移動。活塞總成致動器作為一完整的總成，進一步經配置以驅動活塞外殼、活塞及活塞致動器。此活塞總成致動器較佳地包含一電動馬達，該電動馬達直接或經由一旋轉齒輪機構連接至活塞外殼，該旋轉齒輪機構可卡嵌在例如施配器的框架中。由於遮閉件較佳地係活塞外殼的一延伸部分，其可與活塞外殼一起移動而不需要額外的馬達。這大大簡化了施配器的構造且確保釋出開口及施配開口的可靠關閉。
本發明亦關於一種用於來自一可換型匣的飲料品項的分份施配器，該分份施配器包含：- 一框架，其具有用於收納該可換型匣的一收納部分，- 一釋出開口，其在該收納部分旁邊，且經定大小用於允許該等飲料品項藉由重力個別地從該匣中釋出， - 一活塞總成，其包含一活塞及一活塞外殼，該活塞經配置用於在該活塞外殼中移動；其中該活塞總成經配置用於提供一釋出室，該釋出室用於釋出至少一飲料品項且用於將之傳送至一施配區，其中該活塞總成經配置用於密封地連接至該可換型匣，且包含用於打開該可換型匣以允許該飲料項目在該釋出室中釋出的構件，且其中該裝置進一步包含用於在一釋出位置及一施配位置之間致動該活塞總成的構件，在該釋出位置中該活塞與該釋出開口經定位成軸向關係，在該施配位置中該活塞與該框架的一施配開口呈軸向關係。
活塞較佳地經配置以由一活塞致動器在一回縮位置及一延伸位置之間致動，如上所述。
活塞總成由一活塞總成致動器致動，如上所述。當活塞在該外殼中處於回縮位置時，活塞總成致動器經配置用於在兩個位置之間移動活塞總成。
藉由可為施配器之一部分或與其相關聯的一控制單元來控制活塞致動器及活塞總成致動器的協調。
活塞總成的開口構件亦較佳地係用於重新關閉可換型匣的構件。
開口構件較佳地可包含活塞的一終端部分，該終端部分用於可移除地耦接至可換型匣的一封蓋。活塞亦可由一活塞致動器致動，用於從該匣移除封蓋，且用於將封蓋重新放置在與該匣的密封位置上。較佳地，活塞由一心軸類型驅動構件致動，用於旋鬆且重新旋 緊該封蓋。更佳的是，提供了活塞的一鑰匙構件，其經配置用於可移除地耦接至封蓋的一鎖構件(反之亦然)。
本發明進一步關於一種分份施配器系統，該分份施配器系統包含如上文所述之分份施配器及至少一可換型匣。
該可換型匣可包含：一管狀儲存構件，該管狀儲存構件包含用於容納複數個分份式飲料成分品項(亦稱為「飲料品項」)的一內部，該管狀儲存構件包含一封閉端及一開口端，該開口端包含一出口開口，該出口開口具有較佳地經組態用於允許一次性施配單個飲料品項的一大小，其中該管狀儲存構件包含一附接部分，該附接部分在該釋出開口處或在該釋出開口旁邊且可連接至收納部分之至少一管狀部分；及一封蓋，該封蓋經調適以透過該管狀儲存構件及該封蓋之可移除的一互補連接件、以一可移除且可密封的方式、在該儲存構件之該開口端處連接至該管狀儲存構件。
該匣的該封蓋可包含一鎖構件，該鎖構件經配置用於與該分份施配器之一鑰匙構件互補適配，且用於允許將該封蓋從該管狀構件移除及重新連接至該管狀構件。施配器的鑰匙構件可提供在活塞的一終端部分，因此當活塞在活塞外殼中處於其延伸位置時允許該鑰匙構件之嚙合。
諸如藉由真空或惰性無氧氣體來保護該匣的內部免於與周圍環境接觸，且該管狀儲存構件及該封蓋可被密封封閉，該密封封閉方式使得當該封蓋與該管狀儲存構件處於密封連接位置時防止與周 圍環境的氣體交換。該管狀構件及該封蓋可由包含氧氣阻障(諸如EVOH或PVOH)的(多個)包裝材料所形成。
該等飲料品項較佳地係球形。該等飲料品項較佳地基本上由經壓實粉末、薄片、纖維或其等之組合所製成，更佳的是由烘焙及研磨咖啡所製成、或基本上包含烘焙及研磨咖啡的經壓實球體。
本發明進一步關於一種飲料製備裝置，其包含如上文所述之分份施配器或分份施配器系統。
1‧‧‧分份施配器系統
2‧‧‧分份施配器
3‧‧‧可換型匣
4‧‧‧框架
5‧‧‧收納部分
6‧‧‧釋出開口
7‧‧‧管狀儲存構件
8‧‧‧飲料品項
9‧‧‧封閉端
10‧‧‧開口端
11‧‧‧出口開口
12‧‧‧附接部分
13‧‧‧管狀表面
14‧‧‧封蓋；保護蓋
15‧‧‧互補連接件
16‧‧‧活塞總成
17‧‧‧施配區
18‧‧‧施配開口
19‧‧‧活塞
20‧‧‧活塞外殼
21‧‧‧閂鎖構件
22‧‧‧凹槽
23‧‧‧釋出室
24‧‧‧終端部分
25‧‧‧鑰匙構件
26‧‧‧鎖構件
27‧‧‧活塞致動器
28‧‧‧心軸螺母構件
29‧‧‧螺紋心軸
30‧‧‧齒輪機構
31‧‧‧電動馬達
32‧‧‧密封構件
33‧‧‧密封構件；密封件
34‧‧‧密封構件
35‧‧‧活塞總成致動器
36‧‧‧遮閉件
37‧‧‧密封構件
38‧‧‧密封構件；電動馬達
39‧‧‧邊緣
40‧‧‧控制單元
41‧‧‧螺紋部分
42‧‧‧中空部分；收納腔
43‧‧‧入口通路
44‧‧‧弧形部分
45‧‧‧弧形部分
46‧‧‧凸起表面
47‧‧‧凸起表面
48‧‧‧階梯式突起部
49‧‧‧階梯式突起部
50‧‧‧最內層突起部分
51‧‧‧最外層突起部分
52‧‧‧第一徑向毗連表面
53‧‧‧第二徑向毗連表面
54‧‧‧減小表面
55‧‧‧凹部
56‧‧‧凹部
57‧‧‧第一徑向毗連表面
58‧‧‧第二徑向毗連表面
59‧‧‧間隙
60‧‧‧驅動小齒輪；齒輪機構
61‧‧‧小齒輪
62‧‧‧弧形環部分、弧形齒條
63‧‧‧弧形環部分
89‧‧‧周向小齒輪
A‧‧‧旋轉方向
B‧‧‧旋轉方向
C‧‧‧角度
d‧‧‧深度
d0‧‧‧厚度
I‧‧‧縱向軸
O‧‧‧軸
P‧‧‧平面
Y‧‧‧縱向軸
Z‧‧‧旋轉軸
圖1展示本發明之具有與分份施配器一起組裝之可換型匣的分份施配器系統的透視圖；圖2展示本發明之可換型匣的側視圖；圖3展示圖1之本發明之分份施配器系統之平面P的截面平面圖；圖4係圖3的放大視圖，展示當活塞處於延伸位置中可換型匣與分份施配器之間的界面；圖5至圖8以透視截面圖繪示根據第一實施例之分份施配器的運動原理；圖5展示處於出料位置之分份施配器系統的截面透視圖，其中活塞處於延伸位置且可換型匣被其封蓋密封(即，從施配器中之飲料品項堆選擇及裝載飲料品項之前)； 圖6展示處於出料位置之圖1之本發明之分份施配器系統的截面透視圖，其中飲料品項在轉移至施配區之前配置在出料室中；圖7展示本發明之分份施配器系統的截面透視圖，其中飲料品項配置在出料室中，其中活塞處於回縮位置及轉移之後的施配位置；圖8展示處於施配位置之本發明之分份施配器系統的透視圖，其中活塞處於延伸位置，且一飲料品項在施配區中被施配；圖9係圖5的放大截面圖；圖10係圖6的放大截面圖；圖11係圖7的放大截面圖；圖12展示分份施配器系統的透視圖，其中在介於出料位置與施配位置之間的活塞總成之中間位置中，框架被部分地移除；圖13係圖12的放大截面圖；圖14展示可換型匣之封蓋的側視圖；圖15係圖14之封蓋的仰視圖；圖16係圖14之封蓋沿A-A的透視截面圖；圖17係活塞之鑰匙構件及可換型匣之封蓋之鎖構件的嚙合的截面側視圖；圖18係圖17的透視截面圖，其中移除活塞之密封部分；圖19係活塞沿A-A的透視截面圖，展示藉由活塞移除(即，旋鬆)封蓋時鑰匙構件之嚙合； 圖20係活塞之平面A-A的透視截面圖，展示藉由活塞移除(即，旋鬆)封蓋時鑰匙構件之嚙合；圖21係圖20的透視截面圖；圖22展示本發明之分份施配器系統的第二實施例的透視圖(「球閥類型施配器」)，其中有與該分份施配器一起組裝的一可換型匣。
圖23係圖22之分份施配器系統的俯視圖；圖24展示圖22及圖23之分份施配器系統的部分截面圖，展示當活塞處於延伸位置中時可換型匣與分份施配器之間的界面；圖25展示圖22及圖23之分份施配器系統的部分截面圖，展示當活塞處於回縮位置中且在轉移至施配區之前可換型匣與分份施配器之間的界面；圖26展示圖22及圖23之分份施配器系統的部分截面圖，展示當活塞處於回縮位置中且在轉移至施配區期間可換型匣與分份施配器之間的界面；圖27展示圖22及圖23之分份施配器系統的部分截面圖，展示當活塞處於延伸位置中以用於施配至施配區時可換型匣與分份施配器之間的界面；
本發明係關於如圖1、圖3及圖4所繪示之包含一分份施配器2及一可換型匣3之一分份施配器系統1。
分份施配器2通常包含具有一收納部分5之一框架4，該收納部分用於收納可換型匣。一出料開口6可設置在該收納部分中。
如圖2所繪示，可換型匣3包含用於儲存飲料品項8(諸如飲料成分之經壓實球體)的一管狀儲存構件7。飲料成分可包含烘烤及研磨咖啡或係烘烤及研磨咖啡。管狀儲存構件較佳地經配置以容納一堆飲料品項，當在收納部分5中收納可換型匣時該堆飲料品項經垂直配置，從而允許飲料品項個別地且藉由重力在分份施配器中釋出。該管狀儲存構件較佳地係細長的且沿縱向軸(Y)延伸。具體地，該儲存管狀構件包含一封閉端9及一開口端10，該開口端包含一出口開口11，該出口開口具有經組態用於允許一次施配單一飲料品項的一大小。管狀儲存構件7包含一附接部分12，該附接部分在出口開口11處或旁邊且可連接至框架的收納部分5之至少一管狀表面13。此外，一封蓋14經調適以在管狀儲存構件7之開口端10處以可移除且可密封方式連接至管狀儲存構件。為此，提供該儲存構件及該封蓋的一可移除的互補連接件15。如將在下文更詳細地討論，該可移除連接件可有利地包含一螺紋，用於實現藉由旋鬆該封蓋而移除該封蓋及藉由旋緊而連接該封蓋。
較佳地，可換型匣之內部具有低氧含量。更佳地，其係在真空下或被保護性氣體(例如二氧化碳及/或氮氣)飽和。該管狀儲存構件及該封蓋較佳由聚合物及/或金屬材料所製成，該聚合物及/或金屬材料至少在幾天或幾週期間阻障氧氣。保護蓋14與管狀儲存構件7 之間亦配置有氣密配置，諸如藉由氣密連接及/或藉由額外的至少一密封構件(例如，密封脣緣或O型環)。
根據本發明之一態樣，該分份施配器包含一活塞總成16，該活塞總成經配置用於收納飲料品項且傳送飲料品項至框架之一施配區17，該施配區包含一施配開口18。該活塞總成基本上包含一活塞19，該活塞以往複方式配置在一活塞外殼20中。該活塞與釋出開口6經軸向配置且當適配在該分份施配器之該收納部分中時與可換型匣之縱向軸對齊。
該施配器之管狀表面13經配置用於與該可換型匣之管狀構件7耦合，使得該匣保持在實質上垂直配置，從而允許飲料品項藉由重力在施配器中釋出。收納部分5可進一步包含至少一閂鎖構件21，該至少一閂鎖構件經配置用於可移除地嚙合該可換型匣之該管狀儲存構件。如圖4所繪示，該閂鎖構件可係定位在管狀表面13內的一彈性偏置鉤型構件，經彈性地配置用於嚙合一互補凹部，諸如該儲存構件的一環形互補形狀凹槽22。鉤型閂鎖構件21可包含具有與凹槽22嚙合的一實質上橫向表面的至少一齒狀物，以防止該匣向上軸向移動。此連接使可換型匣得以固定就位，防止操作期間的意外移除，且可進一步促成以收納部分密封可換型匣且促成與活塞總成的穩定對齊。當然，這些閂鎖構件可採取許多其他形式，諸如彈簧偏置環或一系列周向分佈之彈簧偏置珠。例如，公部件(例如，鉤型構件)也可係該匣的一部分，且母部件(例如，凹槽)可設置在管狀表面13內。
活塞19配置在活塞總成16之活塞外殼20中，以在其中活塞靠近釋出開口6的延伸位置(可見於圖3及圖4中)及其中界定一釋出室23的回縮位置之間移動(可見於圖9中)。出料室23之容積係界定為依據該活塞相對於出料開口6的回縮距離而變化。可依待釋出的飲料品項之數量及/或容積來調整此距離，使得當(多個)飲料品項存在時，在釋出室23中形成最小空容積。具體地，此容積可制定成單個飲料品項的尺寸，以使活塞總成得以個別捕獲飲料品項。
活塞總成16進一步包含打開及重新關閉可換型匣之構件，以控制飲料品項之個別出料，同時保持該可換型匣之內部的低氧含量。為此，該活塞包含一終端部分24，該終端部分經配置用於連接至可換型匣的封蓋14。活塞總成16經配置用於移動該活塞，以此種方式卸離可移除的互補連接件15，且在施配飲料品項之後重新連接之。
具體地，該活塞之終端部分24形成經配置用於與該封蓋之一鎖構件26互補適配的一鑰匙構件25之一部分。將就圖15至圖21的實例進一步描述此鑰匙與鎖配置。原則上，鑰匙構件25及鎖構件26經組態以提供連接，實現當活塞在延伸位置與回縮位置之間移動時該封蓋保持固定在該活塞。因此，當該活塞回縮時，該封蓋形成該堆之第一飲料品項的支撐件，從而導致在該活塞回縮時該第一飲料品項伴隨著該活塞在該釋出室中被輕輕釋出，而非依據重力而落在該室中。此種出料時的支撐件提供保持飲料品項之完整性的優勢，使得適當的個別配量藉由該活塞總成係可行的。
打開及重新關閉的構件進一步包含一活塞致動器27，該活塞致動器經配置用於在活塞外殼中以往復式且軸向的路徑驅動該活塞。此外，活塞致動器27經配置用於將沿其縱向軸(I)的一組合式軸向及旋轉運動提供給活塞，使得附接至該活塞的封蓋得以從該匣之儲存管狀構件被移除(例如，旋鬆)。為此，組合式軸向及旋轉運動經配置以匹配該匣中的該封蓋之互補連接件15的螺紋路徑。活塞致動器27可係一心軸類型驅動構件，其包含固定至活塞外殼的一心軸螺母構件28，該心軸螺母構件嚙合該活塞之一螺紋心軸29，以使該活塞沿軸及軸(I)的旋轉路徑在延伸位置與回縮位置之間往復式移動。心軸29被一齒輪機構30所驅動，該齒輪機構可由被一電動馬達31驅動的兩個(或更多個)小齒輪所形成。有利地，該齒輪機構經配置使得該電動馬達被定位成與活塞平行，以節省在施配器之框架中的空間。應注意的是，可省略該齒輪機構，且該馬達可與直接與之聯結的心軸29對齊。
如圖9所表示，該分份施配器包含密封構件，該等密封構件經配置用於當可換型匣嚙合在收納部分5中時提供與可換型匣的有效氣密密封配置。具體地，一密封構件32設置在收納部分5與該匣之管狀儲存構件7之間。密封構件32可係管狀表面13的一部分或可添加至該管狀表面，例如，添加至該管狀表面之內下部分。密封構件32可替代地或額外地係管狀儲存構件7的一部分。另一密封構件33設置在該框架之收納部分5或其之其他封閉部分與活塞外殼20之間。再次，密封構件33可係該收納部分的一部分(如圖所繪示)，或可額 外地或替代地係該活塞外殼的一部分。至少一其他密封構件34(實際上，在較佳實例中表示的是兩個密封構件)是活塞19的一部分且被定位成與活塞外殼20嚙合。密封構件32、33及34參與該可換型匣與該活塞總成的密封連接，使得來自外部的空氣實質上不可能進入出料室23且不可能進入該可換型匣之內部。結果為，當藉由活塞回縮而移除封蓋時，由此產生的壓力平衡及氣體轉移僅在可換型匣與出料室23之間係可行的。活塞回縮所汲取的空氣實質上不來自於外部。
根據分份施配器之另一態樣，活塞總成16安裝在框架4中以可在出料位置與施配位置之間移動。在所繪示之模式中，該活塞總成係以可繞旋轉軸Z樞轉之方式安裝，該旋轉軸平行於該活塞之運動軸I。在該施配位置中，該活塞變成定位成與施配開口18(沿軸O)呈軸向關係。出料開口6及施配開口18皆可以平行軸向關係(基本上垂直)配置，以提供該活塞總成在該兩個位置之間相對於框架的簡單移動，例如，樞轉移動。該活塞總成的運動由一活塞總成致動器35所驅動。該活塞總成致動器可包含固定至該活塞外殼的一周向小齒輪89、嚙合至該周向小齒輪的一驅動小齒輪60及一電動馬達38。
該活塞總成進一步包含一遮閉件36，用於當活塞被移動至施配區時密封封閉出料開口6。該遮閉件較佳地係相對於出料開口6及施配開口18橫向配置的壁之一部分。該遮閉件經配置以用於與活塞外殼20一起在出料開口與施配開口之間移動，用於當活塞外殼被移離開出料開口或施配開口時立即選擇性地關閉該出料開口或該施配 開口。在較佳模式中，遮閉件36形成該活塞外殼之延伸壁，該延伸壁橫向延伸至該等開口之軸I及軸O。
該封蓋之支撐表面(即，支撐飲料品項用於透過外殼施配飲料品項的表面，如圖11所示)亦經設計以匹配遮閉件的表面，使得可進入該匣中的空氣量儘可能保持低。較佳地，當該遮閉件係平面時，該封蓋之該支撐表面亦是平面。
額外的密封件經設置以進一步確保該活塞外殼之氣密度。具體地，至少一密封構件37可定位在活塞外殼20與框架4之間。在活塞外殼20之旋轉期間，密封構件37確保該活塞室之緊密度。另外，至少一密封構件38可定位在施配開口18與活塞總成之間。在此情況中，當施配開口被封閉時(亦即，當活塞外殼尚未與施配開口對齊時)，該密封構件可連在遮閉件36之壁上(圖9、圖11)。當該活塞與開口軸O對齊時，該密封構件亦壓在該活塞外殼之邊緣39上(圖10)。
可藉由容置在框架中或施配器之不同部分中的一控制單元40來自動控制活塞致動器27及活塞總成致動器35。該控制單元經組態以依同步方式命令該等致動器以提供正確操作，分別包括：飲料品項之出料、其施配至施配區、以及活塞總成返回至其初始位置以用於下一循環。
可就圖5至圖8來描述該分份施配器之操作。
為了開始飲料品項之施配循環，可換型匣3連接至分份施配器的收納部分，其之封蓋14封閉地連接至管狀儲存部分7。該可 換型匣藉由彈性連接構件被鎖定在收納部分5中。藉由手動將該匣向下推向該施配器，可簡單地確保此連接。彈性連接構件被偏置直到其藉由彈性回復而適配在環形凹槽22中。
在此組態中，該匣之內部保持在真空下或在受保護氣氛下。該等飲料品項堆疊在該匣中，其中最低的飲料品項壓在封蓋上。該活塞總成位於初始位置，其中該活塞處於延伸位置以收納該可換型匣。在此情況中，可提供一位置感測器，該位置感測器偵測該可換型匣之存在且據此由該活塞致動器致動該活塞之延伸。
在圖5之位置中，該活塞之鑰匙構件25嚙合在該封蓋之鎖構件中。該嚙合可始於將鑰匙構件簡單地軸向插入鎖構件中，如將就圖17及圖18進一步討論。
在圖6所繪示之下一步驟中，該活塞被致動處於回縮位置。控制單元40據此命令活塞致動器27，而該活塞依一組合式軸向及旋轉運動向下移動。在此運動開始時，該活塞之終端部分之鑰匙構件25自動鎖定在該封蓋之該鎖構件中，從而確保兩者之軸向連接。該鎖定係藉由鑰匙構件25的組合移動而獲得，而該鎖構件則保持靜止，如將就圖14至圖21進一步詳細地解釋。當該活塞沿該心軸回縮時，該鑰匙構件在該鎖構件中施加一組合式旋轉及軸向力道，以從該匣之管狀儲存構件移除(例如，旋鬆)封蓋14。當該活塞回縮時，該封蓋被帶著移動且連同支撐於其上的飲料品項向下降低。該飲料品項被收納在由被回縮之活塞及活塞外殼所形成的出料室23中。
在圖7所繪示之下一步驟中，活塞總成16被旋轉致動，從而據此傳送出料室23中的所選飲料品項8。當該活塞在此階段期間保持在回縮位置時，控制單元據此命令活塞總成致動器35。一旦該活塞移動遠離該出料開口，出料開口6被橫向滑動的遮閉件36活塞關閉。隨著該遮閉件移動至出料開口之關閉配置，藉由密封件33以獲得介於該遮閉件與該收納部分之間的密封配置(如圖13所繪示)。因此，基本上防止該匣之內部暴露於周圍環境。在此模式中，封蓋的支撐表面經設計成具有與活塞外殼的遮閉件表面之曲率半徑實質上相同的曲率半徑，使得可進入該匣中的空氣量保持儘可能低。
在圖8所繪示之下一步驟中，該活塞被致動處於延伸位置。該控制單元據此命令該活塞致動器，且該活塞沿心軸向上移動直至飲料品項位於施配區中，例如，延伸超出或穿過施配開口。應注意的是，該施配區可係飲料沖泡區或處置區。
在下一步驟中，該活塞總成返回至初始位置以進行新循環。
圖14至圖21提供根據本發明之鑰匙及鎖配置的一可行實例。然而，許多其他變體係可行的。在此實例中，封蓋14包含一螺紋部分41作為可移除的互補連接件的一部分。在該管狀儲存構件中提供一互補螺紋部分。應注意的是，此連接可係任何其他等效連接構件，諸如卡口(bayonet)類型連接或等效者。該封蓋之鎖構件26包含用於鑰匙構件之終端部分24的一中空部分42。該鎖構件進一步包含與該收納腔連通的一入口通路43。該入口通路具有小於該收納腔的截 面。該入口通路經配置成具有類似於但稍微大於該終端部分之形狀的形狀，以此種方式使得該終端部分可依圖17及18中所繪示之優先旋轉定向被插入穿過該入口通路。例如，該入口通路具有實質上兩個相對之弧形部分44、45，該等弧形部分被朝向該通路之中心延伸的一對相對之凸起表面46、47所中斷。中空部分42具有基本上兩個相對之弧形環部分62、63，該等弧形環部分被一對階梯式突起部48、49所中斷。各階梯式突起部係由實質上形狀類似但彼此稍微徑向偏移的一最內層突起部分50及一最外層突起部分51所形成。在平面圖中，該等階梯式突起部之輪廓基本上被該入口通路的相對之突起表面46、47所覆蓋。各突起部經配置在腔中以藉由該活塞分別形成用於該封蓋之該終端部分的第一徑向毗連表面52及第二徑向毗連表面53。
在該活塞之鑰匙構件25上，終端部分24形成實質上匹配該入口通路之形狀的一放大表面。該終端部分藉由比入口通路窄的一減小表面54向外連接，以在該鑰匙構件之旋轉期間不與之干擾。該鑰匙構件之該終端部分包含一對相對之凹部55、56，該等凹部經組態以用於允許該終端部分穿過該入口通路。各凹部包含一第一徑向毗連表面57及一第二徑向毗連表面58，該第一徑向毗連表面經調適以藉由該鎖構件之第一毗連表面52予以嚙合，該第二徑向毗連表面經調適以藉由該鎖構件之第二毗連表面53予以嚙合。如圖19所示，當該鑰匙構件(在旋轉方向A)旋鬆該鎖構件以從該可換型匣移除該封蓋時，該等構件之第一毗連表面52、57彼此毗連。如圖20所示，當該鑰匙構件(在旋轉方向B)旋緊該鎖構件以將該封蓋重新關閉至該可 換型匣時，第二毗連表面53、58彼此毗連。在圖21中，可觀察在該封蓋之旋鬆操作期間鑰匙構件之毗連表面52受力抵靠該鎖構件之毗連表面57。應進一步注意，收納腔42之深度「d」比該終端部分之厚度「d0」大得多而具有一足夠間隙59，以防止在操作期間該鎖構件阻擋該鑰匙構件。
當然，針對鑰匙及鎖配置的許多形狀之變化係可行的，前提是獲得活塞與封蓋之間的穩固鎖定，其使封蓋得以可靠移除及重新關閉，且使飲料品項得以容納在出料室中以轉移至施配區。
就圖22至圖27繪示本發明之施配器系統的第二實施例。為了方便起見，使用相同的符號標記來表示與圖1至圖21之第一實施例相同的技術構件。關於這些特徵的描述可適用於此實施例且不於此重複。基本上僅討論主要差異。
在此實施例中，活塞總成16以旋轉可移動方式繞一軸Z配置在施配器的框架4中，如圖24至圖27所示。該活塞總成在飲料品項的釋出位置(圖24)與施配位置(圖27)之間移動。Z軸實質上係水平的且垂直於縱向軸I，活塞沿縱向軸I在其延伸位置與回縮位置之間移動。
活塞外殼20可具有圓柱形狀，其在包含一互補的圓柱形導引腔的一框架中繞著一實質上水平的軸旋轉。在此情況中，當釋出室23移動遠離釋出開口6及施配開口18時，遮閉件36係由活塞外殼20之圓柱形表面所形成。
施配開口18可設置在框架中，且以一特定角度C與釋出開口遠離，例如介於80°及120°之間。然而，角度C亦可具有另一值，前提條件是其與釋出開口相距夠遠，以允許活塞總成有足夠空間定位在該匣下面。
活塞外殼通過密封構件33、38密封在框架中，該些密封構件分別定位在釋出開口6及施配開口18周圍。
活塞總成致動器在圖22及圖23中表示，且包含驅動一齒輪機構60的一電動馬達38，該齒輪機構連接至活塞總成。齒輪機構可包含一小齒輪61，該小齒輪連接至馬達的軸且與一弧形齒條62嚙合，弧形齒條62固定地連接至圓柱形活塞外殼的一中心軸。
根據兩個實施例的本發明的分份施配器可係飲料製備裝置的一部分，該飲料製備裝置包含一沖泡室，該沖泡室可收納施配區中經施配器施配的飲料品項。
亦應注意，分份施配器可包含數個收納部分，該等收納部分經配置以能夠連接數個飲料品項匣。活塞總成可進一步經設計以在不同的收納部分之間移動，用於允許選擇性地釋出飲料品項，且亦可從數個收納部分移動至一或多個施配區。該分份施配器亦可在每一收納部分包含一活塞總成。

Claims (16)

  1. 一種用於從一可換型匣(3)施配飲料品項(8)的分份施配器(2)，該施配器包含：一框架(4)，其具有用於收納該可換型匣的一收納部分(5)，一釋出開口(6)，其在該收納部分(5)旁邊，且經定大小用於允許一飲料品項以藉由重力個別地從該可換型匣釋出，一活塞總成(16)，其包含一活塞(19)及一活塞外殼(20)，其中該活塞經配置用於在該活塞外殼中移動；其中該活塞(19)經配置用於提供一釋出室(23)，該釋出室用於釋出在該釋出室中之至少一飲料品項且用於傳送至一施配區(17)，且其中該活塞總成(16)經配置用於密封地與該可換型匣(3)連接，且包含用於打開該可換型匣以允許該飲料項目在該釋出室中釋出及用於重新關閉該可換型匣的構件。
  2. 如請求項1之分份施配器，其中該活塞(19)係相對於該釋出開口(6)軸向地配置，且在該活塞外殼(20)內以在一延伸位置及一回縮位置之間移動，在該延伸位置中該活塞在位於或靠近該釋出開口(6)處以支撐至少一飲料品項(8)，且在該回縮位置中該釋出室依據該活塞相對於該釋出開口(6)的該回縮距離來界定，以收納從該匣釋出的至少一個、較佳係一單個飲料品項。
  3. 如請求項1或2之分份施配器，其中該收納部分(5)包含至少一管狀表面(13)，該至少一管狀表面經配置用於以允許該等飲料品項(8)藉由重力釋出之實質上垂直或傾斜的該可換型匣(3)配置來與該可換型匣耦合，且該收納部分可選地包含一密封構件，用於在該可換型匣及該釋出開口之間提供一實質上氣密的配置。
  4. 如請求項2之分份施配器，其中該活塞(19)包含經配置用於連接至一封蓋(14)的一終端部分(24)，該封蓋可移除地附接至該可換型匣(3)的一管狀儲存構件(7)，使得該活塞(19)連同連接至其的該封蓋(14)在該回縮位置及該延伸位置之間移動。
  5. 如請求項4之分份施配器，其中該活塞(19)之該終端部分(24)形成一鑰匙構件(25)的至少一部分，該鑰匙構件經配置用於與該封蓋(14)的一鎖構件(26)互補適配，以將該封蓋自該可換型匣的該管狀儲存構件(7)移除。
  6. 如請求項1或2之分份施配器，其中該活塞總成(16)相對於該框架(4)係可移動地安裝，以在一釋出位置及一施配位置之間移動該釋出室(23)，在該釋出位置中該活塞(19)與該釋出開口(6)經定位成軸向關係，在該施配位置中該活塞(19)與該框架的一施配開口(18)經定位成軸向關係。
  7. 如請求項6之分份施配器，其中該活塞總成(16)包含一遮閉件(36)，該遮閉件經配置用於當該活塞外殼(20)將該活塞移動至該施配區(17)時密封封閉該釋出開口(18)。
  8. 如請求項1或2之分份施配器，其中該等打開及重新關閉的構件包含一活塞致動器(27)，該活塞致動器經配置用於以一往復式軸向路徑驅動該活塞(19)，最佳地係以一組合式軸向及旋轉路徑。
  9. 如請求項8之分份施配器，其中該活塞總成(16)係可旋轉地安裝至該框架。
  10. 一種分份施配器系統(1)，該分份施配器系統包含如前述請求項中任一項之一分份施配器(2)、及至少一可換型匣(3)。
  11. 如請求項10之分份施配器系統(1)，其中該可換型匣(3)包含： 一管狀儲存構件(7)，該管狀儲存構件包含用於容納複數個分份式飲料成分品項(8)(亦稱為「飲料品項」)的一內部，該管狀儲存構件包含一封閉端(9)及一開口端(10)，該開口端包含一出口開口(11)，該出口開口具有較佳地經組態用於允許一次施配一單個飲料品項的一大小，其中該管狀儲存構件(7)包含一附接部分(12)，該附接部分在該出口開口(11)處或在該出口開口旁邊且可連接至收納部分(5)之至少一管狀表面(13)；及一封蓋(14)，該封蓋經調適以透過該管狀儲存構件及該封蓋之可移除的一互補連接件(15)、以一可移除且可密封的方式、在該管狀儲存構件之該開口端(10)處連接至該管狀儲存構件(7)。
  12. 如請求項11之分份施配器系統，其中該可換型匣的該封蓋(14)包含一鎖構件(26)，該鎖構件經配置用於與該分份施配器(2)之一鑰匙構件(25)互補適配，且用於允許將該封蓋(14)從該管狀構件(7)移除及重新連接至該管狀構件(7)。
  13. 如請求項10至12中任一項之分份施配器系統，其中諸如藉由真空或惰性氣體來保護該可換型匣(3)的內部免於周圍環境，且該管狀儲存構件(7)及該封蓋(14)係被密封封閉，其密封封閉方式使得當該封蓋與該管狀儲存構件處於一密封的連接位置時防止氣體與周圍環境交換，且其中該管狀構件(7)及封蓋(14)較佳地係由包含一氧氣阻障的(多個)包裝材料所形成，諸如EVOH或PVOH或鋁。
  14. 如請求項13之分份施配器系統，其中該等飲料品項(8)係球形且較佳地基本上由經壓實粉末、薄片、纖維或其等之組合所製成。
  15. 如請求項14之分份施配器系統，其中該等飲料品項(8)係烘焙及 研磨咖啡的經壓實球體。
  16. 一種飲料製備裝置，該飲料製備裝置包含如前述請求項中任一項之一分份施配器或一分份施配器系統。
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