TWI498093B - 用於關於飲料製備機的改良之夾緊機構、方法及系統(二) - Google Patents

用於關於飲料製備機的改良之夾緊機構、方法及系統(二) Download PDF

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Rebecca Dingle
Oliver Lawrence Masters
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Kraft Foods R&D Inc
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Description

用於關於飲料製備機的改良之夾緊機構、方法及系統(二)
本揭示案係關於飲料製備機，且特定言之，係關於該等飲料製備機之夾緊機構及方法。
眾所熟知將飲料製備機用於生產諸如咖啡、熱巧克力及其他軟飲料之飲料，該等飲料製備機藉由將水介質與一或更多種飲料成分接觸來產生飲料。一種該機器之實例揭示於EP 1 440 910中，該EP 1 440 910使用含有飲料成分之密封飲料筒。在使用時，將飲料筒插入於飲料製備機之向後傾斜可樞轉筒支架中夾緊，並在飲料筒之密封疊層中形成進口及出口以允許經加熱水之進入及經形成飲料之排出。飲料筒之夾緊需要藉由相抵於固定下部向下旋轉上部來封閉筒頭部，以在上部與下部之間夾緊飲料筒及可樞轉筒支架。
本揭示案係關於替代夾緊機構及方法，在該夾緊機構及方法中，提供一種用於自夾緊機構插入且移除飲料筒之不同機構。
因此，在一個態樣中，提供一種用於飲料筒之夾 緊機構，該夾緊機構包含：框架；托盤，該托盤適用於將飲料筒收納於該託盤中；夾具；及致動器；其中托盤經耦接至框架以允許托盤在釀造位置與裝載位置之間移動；其中致動器經可樞轉地連接至夾具且夾具經可樞轉地連接至框架，以允許當致動器相對於框架旋轉時夾具得以在夾緊位置與鬆開位置之間樞轉；其中在托盤移動至裝載位置中期間托盤可與夾具嚙合，以將夾具自鬆開位置移動至上升位置。
有利地，本揭示案之夾緊機構當托盤經移動至裝載位置中時，賦能夾具自鬆開位置移動至上升位置。如此有利地允許當夾緊機構處於裝載設置中時在夾具與框架及/或托盤之間的較大間隙。此較大間隙有助於使飲料筒能夠在托盤自裝載位置移動至釀造位置中期間得以更輕易地插入，因為夾具較佳地固持於上升位置中，直至其中部分或整個飲料筒已通過到夾具之前邊緣下部之時為止。
此外，夾具在鬆開位置與夾緊位置之間的樞轉運動允許進口孔及出口孔得以在經收納飲料筒中順序地鑽穿。例如，在比出口穿孔機之位置較接近夾具之樞軸提供進口穿孔機之情況下，則可首先形成進口孔。
較佳地，托盤在裝載位置與中間位置之間可滑動 地移動，且該托盤進一步自中間位置可樞轉地移動至釀造位置中。
有利地，可滑動地移動至中間位置中之托盤允許由使用者將托盤以大多數方式移動至釀造位置中之簡單運動。此後，托盤至釀造位置中之樞轉允許托盤至釀造位置中之明確且安全的安置。
托盤可在裝載位置與中間位置之間手動地可滑動地移動。
類似地，可藉由按下托盤前側上之「向下」將托盤自中間位置手動地移動至釀造位置中。
托盤之手動操作允許可直接使用之簡單、低成本的夾緊機構。有利地，夾緊機構亦適用於經調適以藉由致動器之適當機械化移動而部分或全部機械地移動。
較佳地，托盤可滑動地耦接至框架。典型地，用於夾緊機構中之飲料筒將在高於大氣之壓力下分配。當藉由旋轉致動器臂鬆開飲料筒時，任何積聚壓力將開始排出。必要時，排壓隨著托盤相對於框架滑動而持續。在釀造位置與裝載位置之間的距離確保當托盤到達裝載位置時，飲料筒將已完全排空且因此將準備卸載飲料筒。
框架可包含一對導槽，且托盤可包含可滑動地收納於該等導槽中之第一對導向釘及第二對導向釘。
在此情況下，在托盤於裝載位置與中間位置之間移動期間，第一對導向釘及第二對導向釘可沿著該對導槽滑動，且其中在托盤於中間位置與釀造位置之間移動期間，托 盤可圍繞第一對導向釘可樞轉地移動。
每一導槽可包含大體上直線部分及向下傾斜的端部，以使得當托盤移動至裝載位置中時，第一對導向釘及第二對導向釘中之至少一者可進入向下傾斜的端部，以使托盤能夠得以下降以促進對收納於托盤中之飲料筒的存取。較佳地，向下傾斜的端部為每一導槽之前端部。向下傾斜的端部可在10度與60度之間傾斜，更較佳地在水平線之下45度處傾斜(假定框架為水平)。
藉由使托盤能夠得以在裝載位置中下降，將托盤提供至使用者，從而提供何處插入飲料筒(在裝載操作期間)或準備移除飲料筒(在排出操作期間)之清楚視覺指示。
每一導槽可進一步在每一導槽之後部處或朝向每一導槽之後部包含垂直部分，該每一導槽相對於大體上直線部分以90度傾斜。較佳地，垂直部分相對於大體上直線部分向上傾斜。托盤至中間位置中之移動導致最後一對導向釘到達在垂直部分正下方之大體上直線部分的最後的點。然後，在托盤之前端上向下按引起最後一對導向釘當托盤圍繞最前一對導向釘樞轉時沿著垂直部分向上移動。
致動器可包含凸輪槽且框架可包含固定凸輪釘；當旋轉致動器時，凸輪釘經可嚙合在凸輪槽中以沿著該凸輪槽移動。凸輪槽較佳地經成形以便凸輪釘沿著凸輪槽之移動引起夾具在該夾具之夾緊位置與鬆開位置之間移動。較佳地，凸輪槽為開放式以使得致動器可為了該致動器之一部分的行進而自固定凸輪釘脫離。在此情況下，當夾具自該夾 具之鬆開位置移動至該夾具之上升位置中時，致動器較佳地自固定凸輪釘脫離。
托盤之一部分可界定凸輪表面且夾具之一部分可界定從動件表面，以使得當托盤移動至裝載位置中時，在凸輪表面與從動件表面之間的相對滑動接觸使夾具能夠得以旋轉至上升位置中。有利地，如此提供在托盤行進之正確點處用於升起夾具之可靠手段。
托盤包含一主體及一對臂，該主體界定用於收納飲料筒之容器；其中夾具可包含主體及一對臂；其中托盤之臂之上表面可界定凸輪表面，且夾具之臂之下表面可界定從動件表面。
較佳地，夾緊機構大體上圍繞該夾緊機構之中線對稱，導致該夾緊機構包含兩個導槽、兩組導向釘、至框架之兩個側壁、兩個致動器，等等。如此有助於防止在夾緊機構之操作期間任何側向扭矩經施加於框架。
用於在飲料筒中形成進口及/或出口之進口穿孔機及/或出口穿孔機可經收納於托盤之內。穿孔機可經模製為托盤之一部分或该等穿孔機可藉由已知手段耦接至托盤，該已知手段諸如搭扣配合或超音波焊接。
本揭示案亦提供一種飲料製備系統，該飲料製備系統包含飲料製備機及飲料筒，其中飲料製備機包含如上所述之夾緊機構。
典型地，夾緊機構將經定位以使得在托盤之裝載位置中，托盤相對於朝向使用者之位置的飲料製備機之其餘 部分向前突出。在該排列中，可將托盤視為「向前」移動至裝載位置中，且「向後」移動至中間位置及釀造位置中。
飲料筒可包含杯狀主體及密封杯狀主體之大體上平面蓋，飲料筒可含有一或更多種飲料成分，其中飲料筒可經成形以在蓋最低之情況下收納於夾緊機構之托盤中，夾具至夾緊位置中之旋轉有效地鑽穿蓋。
本揭示案亦提供在一種在包含框架、托盤、夾具及致動器之類型之夾緊機構中夾緊飲料筒之方法；該方法包含以下步驟：a)相對於框架向外移動托盤至裝載位置中，引起夾具同時地得以樞轉至上升位置中；b)將飲料筒插入至托盤中；c)相對於框架手動地向內滑動托盤，同時地引起夾具向下樞轉至鬆開位置中；d)旋轉致動器以移動夾具至夾緊位置中，在該夾緊位置中，飲料筒經夾緊以準備用於釀造。
該方法可在步驟c)及步驟d)之間進一步包含一步驟，該步驟為相對於框架手動地樞轉托盤以移動托盤至釀造位置中。
1‧‧‧夾緊機構
2‧‧‧框架
3‧‧‧托盤
4‧‧‧夾具
5‧‧‧致動器
6‧‧‧穿孔機單元
7‧‧‧飲料筒
11‧‧‧基座
12‧‧‧底部
13‧‧‧狹長孔
14‧‧‧導槽
15‧‧‧凸耳
16‧‧‧進口穿孔機
17‧‧‧凸輪釘
20‧‧‧直線部分
21‧‧‧前端部分
22‧‧‧後端部分
25a‧‧‧部分
28a‧‧‧部分
30‧‧‧主體
31‧‧‧向後延伸之臂
32‧‧‧凹部
33‧‧‧進口穿孔機孔
34‧‧‧出口穿孔機孔
35‧‧‧條碼孔
36‧‧‧前唇部
37‧‧‧前導向釘
38‧‧‧後導向釘
39‧‧‧凸輪表面
40‧‧‧外部構件
41‧‧‧內部構件
42‧‧‧向上延伸之臂
43‧‧‧框架樞轉釘
44‧‧‧致動器樞軸
45‧‧‧進口夾緊區域
46‧‧‧內定向之突出部
47‧‧‧從動件表面
50‧‧‧耳狀主體
51‧‧‧致動器臂
52‧‧‧致動器樞軸
53‧‧‧凸輪槽
54‧‧‧開口端
55‧‧‧封閉端
60‧‧‧進口穿孔機
61‧‧‧出口穿孔機
62‧‧‧基座
70‧‧‧外部構件
73‧‧‧進口室
74‧‧‧凹部
102‧‧‧外部構件
103‧‧‧內部構件
104‧‧‧條碼/過濾器
105‧‧‧疊層
106‧‧‧內部體積
107‧‧‧進口
108‧‧‧出口
110‧‧‧碗狀殼體
111‧‧‧封閉頂部
112‧‧‧開放底部
113‧‧‧曲線環形壁
115‧‧‧次壁
116‧‧‧歧管
117‧‧‧槽
118‧‧‧圓柱形延伸部
124‧‧‧把手
126‧‧‧進口室
127‧‧‧圓柱形壁
128‧‧‧封閉上表面
129‧‧‧開放下端
131‧‧‧封閉下表面
132‧‧‧肩部
133‧‧‧肩部
135‧‧‧向外延伸之凸緣
140‧‧‧圓柱形漏斗
141‧‧‧環形框架
142‧‧‧外管
143‧‧‧內排放口
144‧‧‧出口
145‧‧‧進口
147‧‧‧環形凸緣
151‧‧‧外輪緣
152‧‧‧內輪轂
153‧‧‧徑向輪輻
154‧‧‧直立腹板
155‧‧‧過濾孔
156‧‧‧開口
157‧‧‧通道
160‧‧‧過濾腔室
165‧‧‧分隔物
166‧‧‧反轉彎曲
167‧‧‧輪緣
168‧‧‧肩部
169‧‧‧環形通道
170‧‧‧孔
171‧‧‧進氣口
172‧‧‧下部圓柱形部分
173‧‧‧上部截頭圓錐形部分
174‧‧‧傾斜肩部
200‧‧‧飲料成分
219‧‧‧第一部分
220‧‧‧第二部分
221‧‧‧第三部分
225‧‧‧翻轉邊緣
230‧‧‧槽
300‧‧‧飲料製備機
301‧‧‧容器
x‧‧‧長軸
現將僅以實例之方式參考附圖描述本揭示案之態樣，在該等附圖中；第1圖為根據本揭示案之夾緊機構的分解透視圖； 第2圖為處於初始位置中之夾緊機構之透視圖，其中夾緊機構之托盤在釀造位置中且夾緊機構之夾具在夾緊位置中；第3圖為夾緊機構之透視圖，其中托盤在釀造位置中且夾具在鬆開位置中；第4圖為夾緊機構之透視圖，其中托盤在中間位置中且夾具在鬆開位置中；第5圖為夾緊機構之透視圖，其中托盤在裝載位置中且夾具在上升位置中；第6圖為第5圖之夾緊機構的透視圖，其中飲料筒收納於托盤中；第7圖為夾緊機構之透視圖，其中用托盤裝載之飲料筒在中間位置中且夾具在鬆開位置中；第8圖為第7圖之夾緊機構之透視圖，其中托盤已經移動至釀造位置中且其中夾具在夾緊位置中；第9a圖為第8圖之夾緊機構之透視剖視圖；第9b圖為第8圖之夾緊機構之側視剖面圖；第10圖為用於本揭示案之夾緊機構中的飲料筒之下側平面圖；第11圖為第10圖之飲料筒之外部構件的剖視圖；第12圖為參考第11圖中之II的第11圖之一部分的擴大剖視圖；第13圖為參考第11圖中之III的第11圖之一部 分的擴大剖視圖；第14圖為自第11圖之外部構件之上的透視圖；第15圖為自第11圖之外部構件下部的透視圖；第16圖為自第11圖之外部構件之上的平面圖；第17圖為第10圖之飲料筒之內部構件的剖視圖；第17a圖為參考第17圖中之25a的第17圖之內部構件之一部分的擴大剖視圖；第18圖為自第17圖之內部構件之上的透視圖；第19圖為自第17圖之內部構件下部的透視圖；第20圖為第17圖之內部構件之另一剖視圖，該剖視圖在相對於第17圖之剖面的90°處截面；第20a圖為參考28a之第20圖之內部構件的一部分之擴大剖視圖；第21圖為第10圖之飲料筒之剖視圖；及第22圖為根據本揭示案之飲料製備系統之示意圖。
如第1圖中所示，本揭示案之夾緊機構1包含框架2、托盤3、夾具4、致動器5及穿孔機單元6。
框架2包含水平基座11，該水平基座11具有自每一側邊緣直立之側壁12。基座具備狹長孔13。兩個凸輪釘17自側壁12之內表面向內突出。每一側壁12具備導槽14，該導槽14自側壁12之前部附近朝向側壁12之後部延伸。每 一導槽14包含中部，該中部形成通常直線部分20。直線部分20與水平面成大約10°之角度延伸以便向後傾斜。每一導槽14之前端部分21以大約45°的角度向下傾斜以使得直線部分20及前端部分21彼此形成具有頂點為最高V之通常「V」形槽。每一導槽14之後端部分22包含相對短且通常向上垂直定向之垂直延伸部。
凸耳15形成於每一側壁12之上邊緣上，且在該凸耳15中包含夾緊樞孔16。
穿孔機單元6包含向上定向之進口穿孔機16及向上定向之出口穿孔機61，該進口穿孔機16及該出口穿孔機61經連接至基座62。基座62經耦接於基座10之孔13中，以使得進口穿孔機60及出口穿孔機62自基座11之上表面向上突出，如第5圖中所示。
托盤3包含主體30，該主體30通常為矩形且該主體30具備兩個向後延伸之臂31。每一臂31具備前導向釘37及後導向釘38，該前導向釘37及該後導向釘38兩者自臂31之側壁面向外突出。主體30界定用於在使用時收納飲料筒7之凹部32，如第6圖中所示。凹部32經成形以牢固地收納飲料筒7。在凹部32中提供進口穿孔機孔33、出口穿孔機孔34及條碼孔35以便與進口穿孔機60、出口穿孔機61及條碼104對準，該條碼104提供於如例如第10圖中所示之飲料筒上。若需要，凹部32之基座可具有一或更多個直立突出部，該一或更多個直立突出部在夾緊時與飲料筒7之疊層面接觸且將該疊層面變形。主體30包含凸起之前唇部36。通常水平 延伸之臂31之上表面界定凸輪表面39，凸輪表面39之使用將在下文中進一步描述。
夾具4包含外部構件40及內部構件41，該外部構件40及內部構件41可藉由形成於內部構件41之外表面上之向外延伸的突出部彼此耦接且固持，該等向外延伸之突出部在外部構件40之內表面上的鎖扣構件中嚙合。外部構件40包含通常圓形主體，該圓形主體具有兩個向後且向上延伸之臂42。向外突出之框架樞轉釘43提供於每一臂42之末端處。臂42之下側面形成從動件表面47，從動件表面47之使用將在下文中進一步描述。
如第9a圖及第9b圖中最清楚地圖示，內部構件41包含中央向內定向之突出部46，該突出部46用以在使用時接觸且夾緊飲料筒7之中部，如將在下文中進一步描述。此外，內部構件41包含進口夾緊區域45，該進口夾緊區域45用於施加夾緊力至飲料筒7之進口區域，如將在下文中進一步描述。
外部構件40進一步具備兩個向外延伸之致動器柱釘44，在圓形主體之每一側上有一個致動器柱釘44。
致動器5包含一對致動器構件，該對致動器構件中之每一者包含耳狀主體50及向上延伸之致動器臂51。夾具樞轉孔52提供於每一耳狀主體50中。在夾具樞轉孔52之下提供凸輪槽53。凸輪槽53為弓狀且凸輪槽53自開口端54延伸至封閉端55。在凸輪槽53與夾具樞轉孔52之間的距離隨著沿著凸輪槽53自開口端54至封閉端55行進而減小。若 需要，致動器臂51之末端可藉由連桿結合在一起以形成把手，臂51可藉由把手一致地移動。或者，臂51可經機械地連接至動機驅動元件，諸如馬達。
第2圖圖示在無飲料筒存在情況下之經組裝配置中的夾緊機構。如圖所示，夾具4在夾緊(亦即封閉)位置中且托盤3在釀造位置中，在該釀造位置中，托盤之主體30與框架2之基座11平行且與框架2之基座11接觸。
應將注意，當組裝時，每一致動器構件藉由將致動器樞轉釘44通過夾具樞轉孔52插入而耦接至夾具4之外部構件40。因此，致動器樞轉釘44及夾具樞轉孔52形成致動器樞轉44/52。
外部構件40之框架樞轉釘43在框架2之側壁12之夾具樞轉孔16中嚙合。因此，框架樞轉釘43及夾具樞轉孔16形成夾具樞轉16/43。
托盤3經滑動地耦接至框架2以使得前導向釘37及後導向釘38滑動地收納於側壁12之導槽14中。在第2圖中所示之位置中，後導向釘38位於導槽14之後部且後導向釘38經向上地定位至導槽14之向上延伸之後端部分22中。致動器臂51向前圍繞致動器樞軸44/52樞轉，以使得框架2之凸輪釘17在致動器臂51之凸輪槽53中嚙合，且框架2之凸輪釘17位於每一槽53之封閉端55處。
夾緊機構1之操作現將自第2圖中所示之位置開始描述。
在如第3圖中所示之第一步驟中，將致動器臂51 圍繞致動器樞軸44/52向後旋轉以便相對於凸輪槽53移動凸輪釘17。如此引起夾具4圍繞夾具樞軸16/43相對於框架2向上樞轉至鬆開位置中。圍繞致動器樞軸44/52之致動器臂51之旋轉行程為大約90°。在此時，凸輪釘17位於凸輪槽53之開口端54附近。此外，在此時，在操作中，托盤3尚未自該托盤3之釀造位置移動。
在下一步驟中，夾緊機構之使用者將托盤3之前唇部36抬起，引起托盤3圍繞前導向釘37樞轉，從而引起後導向釘38沿著致動器槽14之後端部分22下降以進入直線部分20之末端。因此，托盤3經移動至中間位置中。
在下一步驟中，使用者拉動托盤3，引起托盤3相對於框架2向前滑動以使得前導向釘37及後導向釘38沿著導槽14滑動。前導向釘37在導槽14之頂點上沿著直線部分20滑動且沿著向下傾斜的前端部分21向下滑動以到達第5圖中所示之位置，在該位置中，前導向釘37已緊靠導槽14之最前端。如圖所示，此時，後導向釘38位於導槽14之頂點或在導槽14之頂點附近。因此，如此引起托盤3得以向前地傾斜以便清楚地將托盤3之凹部32提供給站在夾緊機構之前的使用者。此位置為托盤3之裝載位置。
自第4圖之中間位置至第5圖之裝載位置之托盤3的移動亦引起夾具40得以向上樞轉地升起超過鬆開位置，以便增加夾具4之下緣與托盤3之間的間隙。此情況藉由托盤3之臂31的凸輪表面39與夾具4之臂42的從動件表面47之間的滑動接觸所引起。如可最清楚地自第4圖及第5圖中 所見，當托盤3之臂31向前移動時，凸輪表面39首先接觸臂42之從動件表面47之下側。托盤3之進一步向前移動引起夾具4得以向上樞轉，以調節臂31在臂42之下的移動。如在第5圖中可見，在裝載位置中，夾具4變得靠在托盤3之臂31之末端的上角。
在如第6圖中所示之下一步驟中，使用者將飲料筒7插入至凹部32中，其中筒之疊層側朝下。
然後，將此過程逆向以完成飲料筒7之裝載。首先，如第7圖中所示，將托盤3向後推至框架7中，引起前導向釘37及後導向釘38沿著導槽14向後滑動，直至托盤到達該托盤之中間位置為止。此運動亦引起托盤3之凸輪表面39移動離開夾具4之從動件表面47，允許夾具4在重力下回落至夾具4之鬆開位置。在如第7圖中所示之此位置中，飲料筒7仍然未穿孔，因為托盤3及夾具4為傾斜以便仍然位於進口穿孔機60及出口穿孔機61之上。
在下一步驟中，使用者向下壓在托盤之前唇部36上，引起托盤圍繞前導向釘37向下樞轉以使得托盤3移動回至第2圖之位置中，在該位置中，托盤與框架2之基座11平行定位且托盤與框架2之基座11緊密接觸。托盤3之此樞轉引起後導向釘38向上移動回至導槽14之後端部分22中，將托盤3鎖定就位且防止托盤3之前向移動。在此位置中，夾具4仍然在鬆開位置中，且同時進口穿孔機60及出口穿孔機61正在向上通過進口穿孔機孔33及出口穿孔機孔34突出，該進口穿孔機60及出口穿孔機61將不會鑽穿飲料筒7之疊 層，因為飲料筒7可自由地藉由進口穿孔機16及出口穿孔機61升高以便靜置於穿孔機之頂部上。
僅有當致動器臂51如第8圖中所示向前旋轉時，夾具4之外部構件40及內部構件41才隨著固定凸輪釘17沿著致動器5之凸輪槽53移動而向下旋轉。夾具4(包括如第9a圖及第9b圖中所示之內部構件41)之此向下旋轉引起向內中央突出部46接觸飲料筒之外部構件70中之凹部74，且引起進口夾緊區域45在飲料筒之進口室73之上接觸，此舉在筒7上向下按而引起進口穿孔機60及出口穿孔機61鑽穿疊層且亦相抵托盤3牢固地夾緊飲料筒7。較佳地，在鬆開位置與夾緊位置之間的夾具之樞轉運動引起進口孔及出口孔得以在飲料筒7中順序地鑽穿，其中進口孔首先形成。如第5圖中所示，與出口穿孔機61及出口穿孔機孔34之位置相比，進口穿孔機60及進口穿孔機孔33位於較接近夾具樞轉16/43之軸線的位置。
典型地，夾緊機構1將形成飲料製備機300之一部分，如第22圖中示意地圖示。一旦將飲料筒7如上所述地裝載，飲料製備機之操作可以本領域中已知的方式發生，例如，在來自EP 1 440 910中之將飲料自飲料筒分配至適當容器301中之方式。托盤3中之條碼孔35允許飲料製備機300之條碼讀取機查看飲料筒7之疊層側上的條碼。
為了自夾緊機構1移除飲料筒7，將如上所述之操作逆向以將托盤3自托盤3之釀造位置通過托盤3之中間位置移動回至裝載位置，其中若需要可將經使用之飲料筒7 移除且插入新的飲料筒7。典型地，將飲料筒7以高於大氣之壓力分配。當藉由旋轉致動器臂51鬆開飲料筒7時，開始排出積聚壓力。必要時，排壓隨著托盤3移動通過中間位置且相對於框架2滑動而持續。如此確保當托盤3已到達裝載位置時，飲料筒7已完全排空且因此準備卸載飲料筒7。
以下描述提供了筒7之一個實例，該實例可用於夾緊機構1且用在本揭示案之系統中。雖然此示例性筒7具備用於併入空氣至飲料中之加氣劑，但是其他筒可能不具有該加氣劑。可使用之其他示例性筒包括在商品名Tassimo® T-discs® 之下可購自Kraft Foods,Inc之彼等筒，該等筒之實例更加全面地描述於EP 1 440 909及GB 2 416 480中。
第10圖至第21圖之筒通常包含外部構件102、內部構件103及疊層105。外部構件102、內部構件103及其上具有條碼104之疊層105經組裝以形成筒7，該筒7具有用於含有一或更多個飲料成分之內部體積106、進口107、出口108及飲料流動路徑，該飲料流動路徑將進口107連接至出口108且通過內部體積106。進口107及出口108最初由疊層105密封，且在使用時藉由鑽穿或切割疊層105而打開進口107及出口108。
筒7之所圖示實例特定言之設計用於分配濃咖啡風格產品，該濃咖啡風格產品諸如烘烤及研磨咖啡，在此情況下需要產生咖啡油。
如自第10圖中可見，筒7之整體形狀通常為圓形或扁圓形，其中筒7之直徑明顯大於筒7之高度。長軸Y 通過外部構件之中心，如第21圖中所示。典型地，外部構件102之總直徑為74.5 mm±6 mm，且總高度為16 mm±3 mm。典型地，當組裝時筒7的容積為30.2 ml±20%。
外部構件102通常包含碗狀殼體110，該碗狀殼體110具有曲線環形壁113、封閉頂部111及開放底部112。由於環形壁113的擴口一致地自封閉頂部111橫貫至開放底部112，與在底部112處之直徑相比，外部構件102在頂部111處之直徑較小。環形壁113及封閉底部112一起界定具有內部體積134之容器。
在以長軸X為中心之封閉頂部111中提供空心向內定向之圓柱形延伸部118。如第12圖中更清楚地圖示，圓柱形延伸部18包含分段輪廓，該分段輪廓具有第一部分219、第二部分220及第三部分221。第一部分219為正圓柱形。第二部分220之形狀為截頭圓錐形且為向內呈錐形。第三部分221為另一正圓柱體且藉由下表面131封閉。第一部分219、第二部分220及第三部分221之直徑遞增地減小，以使得圓柱形延伸部118之直徑一致地自圓柱形延伸部118之頂部111至封閉下表面131橫貫而減小。通常水平之肩部132在圓柱形延伸部118上於第二部分220與第三部分221之間的接面處形成。
向外延伸之肩部133朝向底部112在外部構件102中形成。向外延伸之肩部133形成與環形壁113同軸之次壁115，以便界定在次壁115與環形壁113之間形成歧管116之環形軌道。歧管116在外部構件102之圓周周圍通過。在 與歧管116齊平之環形壁113中提供一系列槽117以在歧管116與外部構件102之內部體積134之間提供氣體及液體連通。如第11圖中所示，槽117在環形壁113中包含垂直狹縫。提供的槽之數目在二十與四十之間。在所圖示之實施例中，提供通常在歧管16之圓周周圍等間距的三十七個槽117。槽117之長度較佳在1.4 mm與1.8 mm之間。典型地，每一槽117之長度為1.6 mm，表示外部構件102之總高度的10%。每一槽117之寬度在0.25 mm與0.35 mm之間。典型地，每一槽117之寬度為0.3 mm。槽117之寬度足夠窄以防止飲料成分在儲存期間或使用時通過槽117至歧管116中。
進口室126在外部構件102之周邊形成於外部構件102中。如第11圖中最清楚地圖示，提供圓柱形壁127，該圓柱形壁127在外部構件112之內部體積134之內界定進口室126，且將進口室126與外部構件112之內部體積134分隔。圓柱形壁127具有封閉上表面128及開放下端129，該封閉上表面128形成於垂直於長軸Y之平面上，該開放下端129與外部構件102之底部12共面。進口室26經由如第11圖中所示之兩個槽230與歧管116連通。或者，一至四個槽可用以在歧管116與進口室126之間連通。
向外延伸之肩部133的下端具備向外延伸之凸緣135，該向外延伸之凸緣135垂直地延伸至長軸Y。典型地，凸緣135具有在2 mm與4 mm之間的寬度。凸緣135之一部分經擴大以形成把手124，外部構件102可藉由把手124保持。把手124具備翻轉邊緣225以改良握持性。
外部構件102經形成為單一整體件，該單一整體件由高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯或兩種或兩種以上該等材料之疊層製成。
如第17圖至第20圖中所示之內部構件103包含環形框架141及向下延伸之圓柱形漏斗140。長軸Y通過內部構件103之中心，如第17圖中所示。
如第17圖及第19圖中最佳圖示，環形框架141包含外輪緣151及內輪轂152，該外輪緣151及內輪轂152藉由十個等間距的徑向輪輻153接合。內輪轂152與圓柱形漏斗140整合且自圓柱形漏斗140延伸。過濾孔155經形成於徑向輪輻153之間的環形框架141中。過濾器104經安置在環形框架141上以便覆蓋過濾孔155。過濾器較佳地由具有高濕強度之材料製成，該材料例如聚酯之非編織纖維材料。可使用之其他材料包括不透水纖維素材料，該不透水纖維素材料諸如包含編織紙纖維之纖維素材料。編織紙纖維可與聚丙烯、聚氯乙烯及/或聚乙烯之纖維混合。
如第17圖之橫斷面輪廓所示，內輪轂152與外輪緣151相比位於下部位置處，導致環形框架141具有傾斜下降輪廓。
每一輪輻153之上表面具備直立腹板154，該直立腹板154將環形框架141之上的孔隙空間劃分成複數個通道157。每一通道157在任一側上藉由腹板154定界且在下表面上藉由過濾器104定界。通道157自外輪緣151向下朝向圓柱形漏斗140延伸且在開口156處通向圓柱形漏斗140，該 等開口156藉由腹板154之內部末端界定。
圓柱形漏斗140包含外管142，該外管142圍繞內排放口143。外管142形成圓柱形漏斗140之外部。排放口143在排放口143之上端處藉由環形凸緣147與外管142相連。排放口143在上端處包含進口145且在下端處包含出口144，該進口145與通道157之開口156連通，且經製備之飲料經由出口144排放至杯子或其他容器中。排放口43之輪廓包含階梯輪廓，該階梯輪廓在管143之上端附近具有明顯的反轉彎曲166。
如第17圖中所示，排放口143具備分隔物165，該分隔物165自出口144部分向上延伸排放口143。分隔物165有助於防止當飲料自排放口143離開時飲料噴散及/或潑濺。
輪緣167自環形凸緣147直立提供，該環形凸緣147將外管142接合至排放口143。輪緣167圍繞至排放口143之進口145，且輪緣167在輪緣167與外管142之上部之間界定環形通道169。輪緣167具備向內定向之肩部168。在輪緣177之圓周周圍的一個點處，提供以槽形式之孔170，該槽自輪緣177之上邊緣延伸至略低於肩部178之位準的點，如第17圖及第17a圖中最清楚地圖示。該槽具有0.64 mm之寬度。
進氣口171提供於環形凸緣147中，該環形凸緣147圓周地對準孔170，如第17圖及第17a圖中所示。進氣口171包含通過凸緣147之孔以便提供在凸緣147之上的點與凸緣147之下的孔隙空間之間的連通，該凸緣147在外管 142與排放口143之間。較佳地，且如圖所示，進氣口171包含上部截頭圓錐形部分173及下部圓柱形部分172。進氣口171典型地藉由諸如銷之模具形成。進氣口171之錐形輪廓允許模具更輕易地自模製組件移除。在進氣口171附近之外管142之壁經成形以形成斜槽，該斜槽自進氣口171通向排放口143之進口145。如第17a圖中所示，傾斜肩部174在進氣口171與斜槽之間形成，以確保自槽170產生之飲料之噴射不立即弄髒緊鄰進氣口171之凸緣147之上表面。
內部構件103可由聚丙烯或如上所述之類似材料形成為單個整體件。
層板105由兩個層形成，第一鋁層及第二鑄造聚丙烯層。鋁層之厚度在0.02 mm與0.07 mm之間。鑄造聚丙烯層之厚度在0.025 mm與0.065 mm之間。在一個實施例中，鋁層為0.06 mm厚且聚丙烯層為0.025 mm厚。該疊層105是特定言之有利的，因為疊層105對組裝期間之捲曲具有高抗性。因此，可將疊層105預切至正確大小及形狀且隨後在不經歷變形之情況下傳遞至生產線上之組裝站。因此，疊層108尤其適合於焊接。可以使用其他疊層材料，該等材料包括PET/鋁/PP、PE/EVOH/PP、PET/金屬化/PP及鋁/PP疊層。可使用輥壓庫存代替晶粒切割庫存。
筒7可藉由剛性或半剛性蓋而非撓性疊層105來封閉。
筒7之組件描述於EP 1 440 909及EP 1 796 516中。
在使用時，水在壓力下經由進口107至進口室126中而進入筒7。水自進口室126經導引以流動通過槽117且在歧管116周圍流動，且水經由複數個槽117流動至筒1之過濾腔室160中。迫使水徑向向內通過過濾腔室160，且將水與包含於過濾腔室160中之飲料成分200混合。同時迫使水向上通過飲料成分200。藉由水經由飲料成分200通過形成之飲料通過過濾器104及過濾孔155至位於環形框架141之上的通道157中。
徑向通道157中之飲料向下沿著形成在腹板154之間的通道157流動，且流動通過開口156且至圓柱形漏斗140之環形通道169中。在壓力下藉由飲料之背壓迫使飲料自環形通道169通過孔128，該飲料收集於過濾腔室160及通道157中。因此，迫使飲料作為噴射通過孔，且至藉由排放口143之上端形成之膨脹室中。如第20圖中所示，飲料之噴射直接在進氣口171上通過。飲料經由孔之限制的通過引起飲料之壓力得以降低。當飲料進入排放口143時，飲料之壓力仍然相對較低。因此，當將來自筒7之外部的空氣通過進氣口171向上吸入時，將空氣以大量小氣泡的形式輸送至飲料流中。自孔發出之飲料噴射自漏斗向下通過至出口144，在出口144處，將飲料排放至如上所述之出口管120中，且飲料自出口管120上排放至容器中，該容器諸如其中氣泡形成所要咖啡油之杯子。因此，孔及進氣口171一起形成輸氣劑，該輸氣劑起作用以輸送氣體至飲料中。
1‧‧‧夾緊機構
12‧‧‧底部
14‧‧‧導槽
15‧‧‧凸耳
16‧‧‧進口穿孔機
17‧‧‧凸輪釘
20‧‧‧直線部分
21‧‧‧前端部分
22‧‧‧後端部分
30‧‧‧主體
31‧‧‧向後延伸之臂
32‧‧‧凹部
33‧‧‧進口穿孔機孔
34‧‧‧出口穿孔機孔
35‧‧‧條碼孔
36‧‧‧前唇部
37‧‧‧前導向釘
38‧‧‧後導向釘
39‧‧‧凸輪表面
40‧‧‧外部構件
42‧‧‧向上延伸之臂
43‧‧‧框架樞轉釘
44‧‧‧致動器樞軸
51‧‧‧致動器臂
53‧‧‧凸輪槽

Claims (17)

  1. 一種用於一飲料筒之夾緊機構，該夾緊機構包含：一框架；一托盤，該托盤適用於將一飲料筒收納於該託盤中；一夾具；及一致動器；其中該托盤經耦接至該框架以允許該托盤在一釀造位置與一裝載位置之間移動；其中該致動器經可樞轉地連接至該夾具且該夾具經可樞轉地連接至該框架，以允許當該致動器相對於該框架旋轉時該夾具得以在一夾緊位置與一鬆開位置之間樞轉；其中在該托盤移動至該裝載位置中期間該托盤可與該夾具嚙合，以將該夾具自該鬆開位置移動至一上升位置。
  2. 如請求項1所述之夾緊機構，其中該托盤在該裝載位置與一中間位置之間可滑動地移動，且該托盤進一步自該中間位置可樞轉地移動至該釀造位置中。
  3. 如請求項2所述之夾緊機構，其中該托盤在該裝載位置與該中間位置之間手動地可滑動地移動。
  4. 如請求項2或請求項3所述之夾緊機構，其中該托盤可藉由在該托盤之一前端上向下按而手動地自該中間位置移動至該釀造位置中。
  5. 如請求項1至請求項3中的任一項所述之夾緊機構，其中該托盤可滑動地耦接至該框架。
  6. 如請求項4所述之夾緊機構，其中該托盤可滑動地耦接至該框架。
  7. 如請求項6所述之夾緊機構，其中該框架包含一對導槽且該托盤包含可滑動地收納於該等導槽中之第一對導向釘及第二對導向釘。
  8. 如請求項7所述之夾緊機構，其中在該托盤於該裝載位置與該中間位置之間移動期間，該第一對導向釘及第二對導向釘可沿著該對導槽滑動，且其中在該托盤於該中間位置與該釀造位置之間移動期間，該托盤可圍繞該第一對導向釘可樞轉地移動。
  9. 如請求項7所述之夾緊機構，其中每一導槽包含一大體上直線部分及一向下傾斜的端部，以使得當該托盤移動至該裝載位置中時，該第一對導向釘及第二對導向釘中之至少一者進入該向下傾斜的端部，以使該托盤能夠得以傾斜以促進對收納於該托盤中之一飲料筒的存取。
  10. 如請求項1至請求項3中的任一項所述之夾緊機構，其中該致動器包含一凸輪槽且該框架包含一固定凸輪釘；當旋轉該致動器時，該凸輪釘可嚙合在該凸輪槽中以沿著該凸輪槽移動。
  11. 如請求項1至請求項3中的任一項所述之夾緊機構，其中該托盤之一部分界定一凸輪表面且該夾具之一部分界定一從動件表面，以使得當該托盤移動至該裝載位置中時，在該凸輪表面與該從動件表面之間的相對滑動接觸使該夾具能夠得以旋轉至該上升位置中。
  12. 如請求項11所述之夾緊機構，其中該托盤包含一主體及一對臂，該主體界定用於收納一飲料筒之一容器；其中該夾具包含一主體及一對臂；其中該托盤之該等臂之一上表面界定該凸輪表面，且該夾具之該等臂之一下表面界定該從動件表面。
  13. 如請求項1至請求項3中的任一項所述之夾緊機構，該夾緊機構進一步包含一進口穿孔機及/或出口穿孔機，該進口穿孔機及/或出口穿孔機用於在收納於該托盤之內的一飲料筒中形成一進口及/或出口。
  14. 一種飲料製備系統，該飲料製備系統包含一飲料製備機及一飲料筒，其中該飲料製備機包含如請求項1至請求項12中的任一項中所述之一夾緊機構。
  15. 如請求項14所述之飲料製備系統，其中該飲料筒包含一杯狀主體及密封該杯狀主體之一大體上平面蓋，該飲料筒含有一或更多種飲料成分，其中該飲料筒經成形以在蓋最低之情況下收納於該夾緊機構之該托盤中，該夾具至該夾緊位置中之旋轉有效地鑽穿該蓋。
  16. 一種在包含一框架、一托盤、一夾具及一致動器之類型之一夾緊機構中夾緊一飲料筒之方法；該方法包含以下步驟：a)相對於該框架向外移動該托盤至一裝載位置中，引起該夾具同時地得以樞轉至一上升位置中；b)將該飲料筒插入至該托盤中；c)相對於該框架手動地向內滑動該托盤，同時地引起該夾具向下樞轉至一鬆開位置中；d)旋轉該致動器以移動該夾具至一夾緊位置中，在該夾緊位置中，該飲料筒經夾緊以準備用於釀造。
  17. 如請求項16所述之方法，該方法可在步驟c)及步驟d)之間包含一步驟，該步驟為相對於該框架手動地樞轉該托盤以移動該托盤至一釀造位置中。
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