專利名稱：用于基于膠囊的飲料生產(chǎn)設(shè)備的提取模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及基于膠囊的飲料或液態(tài)食品的生產(chǎn)，所述膠囊容納有配料，該配料能夠在與引入該膠囊的容積內(nèi)的液體例如熱的加壓水相互作用時(shí)生產(chǎn)飲料或液態(tài)食品。
背景技術(shù)：
尤其在咖啡機(jī)領(lǐng)域內(nèi)，以下這種機(jī)器已得到廣泛發(fā)展其中，將容納飲料配料的最初被氣密密封的膠囊插入到(此時(shí)該膠囊仍然密封)打開的提取模塊中。然后，使圍繞該膠囊的提取模塊緊密關(guān)閉，在膠囊的第一表面處注入水，在該膠囊的容積內(nèi)生產(chǎn)飲料，并且生產(chǎn)出的飲料可從膠囊的第二表面排出。
一旦飲料生產(chǎn)過程完成，則必須從提取模塊取下使用過的膠囊。
已知有助于操縱這種基于膠囊的飲料生產(chǎn)機(jī)器的不同方法。
EP 1 095 605 A1教導(dǎo)了一種用于這種膠囊的排出機(jī)構(gòu)，其中，當(dāng)打開提取模塊時(shí)，與該打開運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)合的排出裝置自動(dòng)地提升使用過的膠囊，使該膠囊離開其支承件。
為了將液體注入膠囊，通常使用針狀元件，該元件從外部穿透膠囊。一旦完成注水和飲料生產(chǎn)過程，膠囊會(huì)保持與這些注入裝置相連。為了克服此問題，EP 1 444 932 A1提出了一種提取模塊，該模塊直線地閉合(與旋轉(zhuǎn)閉合運(yùn)動(dòng)形成對(duì)比)，并且包括用于使膠囊與注水裝置(針)分離的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上文，本發(fā)明的目的是提出一種針對(duì)可靠和簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置的技術(shù)。
該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求進(jìn)一步發(fā)展了本發(fā)明的中心思想。
本發(fā)明的第一方面涉及一種用于從膠囊生產(chǎn)飲料的設(shè)備，該設(shè)備包括包含第一夾爪部件和相配合的第二夾爪部件的提取模塊。在該提取模塊的打開狀態(tài)下，所述夾爪部件相互間隔開。在閉合狀態(tài)下，所述夾爪部件緊密地封閉一膠囊空間。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該提取模塊在所述閉合和打開狀態(tài)之間移動(dòng)。機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)操作轉(zhuǎn)換成夾爪部件的相對(duì)移動(dòng)，并且具有將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)操作轉(zhuǎn)換成閉合力-即，使所述第一和第二夾爪部件相互接近的力-的可變傳動(dòng)比。該閉合力在閉合運(yùn)動(dòng)期間增加。因此，在需要閉合力為最大時(shí)-即，當(dāng)夾爪部件必須緊密地封閉任何被插入的膠囊時(shí)-閉合力達(dá)到其最大值。
機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置可包括杠桿結(jié)構(gòu)。
所述杠桿結(jié)構(gòu)可連接到由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的心軸。
通過使心軸與作為驅(qū)動(dòng)軸的一部分或連接到驅(qū)動(dòng)軸的螺紋相互作用，可將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換成平移驅(qū)動(dòng)。
杠桿結(jié)構(gòu)可由相互平行的兩對(duì)杠桿構(gòu)成。每對(duì)杠桿中的杠桿可分別通過彎接頭(knee joint)相互連接。馬達(dá)可直接或間接致動(dòng)該彎接頭。
在提取模塊的打開狀態(tài)下，每對(duì)杠桿可形成從彎接頭延伸出的銳角。在提取模塊的閉合狀態(tài)下，每對(duì)杠桿可形成從彎接頭延伸出的鈍角。
每對(duì)杠桿中的一個(gè)杠桿的與彎接頭相對(duì)的末端可相應(yīng)地連接到其中一個(gè)夾爪部件。另一個(gè)末端可相應(yīng)地固定從而不能平移。
馬達(dá)的位置和/或朝向可隨著提取模塊在打開和閉合狀態(tài)之間的移動(dòng)而變化。
夾爪部件引導(dǎo)裝置可設(shè)置成使得當(dāng)提取模塊在閉合和打開狀態(tài)之間移動(dòng)時(shí)，夾爪部件可沿直線軌跡移動(dòng)。
該設(shè)備可包括用于將提取模塊和馬達(dá)安裝在該飲料生產(chǎn)設(shè)備的主體上的框架。
其中一個(gè)夾爪部件可包括用于將液體注射到被插入的膠囊內(nèi)的裝置。相應(yīng)的另一個(gè)夾爪部件可包括用于將生產(chǎn)出的飲料從被插入的膠囊中排出的裝置。
該設(shè)備可包括用于有效地使膠囊與注射裝置分離的裝置。從而，該分離裝置可在功能上與提取模塊從閉合狀態(tài)朝打開狀態(tài)的由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的位移運(yùn)動(dòng)相結(jié)合。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種用于從容納飲料配料的膠囊生產(chǎn)飲料的設(shè)備。該設(shè)備包括具有第一夾爪部件和相配合的第二夾爪部件的提取模塊。在該提取模塊的打開狀態(tài)下，所述夾爪部件相互間隔開，而在閉合狀態(tài)下所述夾爪部件緊密地封閉一膠囊空間。
由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該提取模塊在閉合狀態(tài)和打開狀態(tài)之間移動(dòng)。
第一膠囊分離裝置被設(shè)置成用于有效地從第一夾爪部件分離膠囊，而第二膠囊分離裝置被設(shè)置成用于有效地從第二夾爪部件分離膠囊。從而，該第一和第二分離裝置可在功能上與提取模塊的由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的位移運(yùn)動(dòng)相結(jié)合。
第一和第二分離裝置可與提取模塊的從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)的位移運(yùn)動(dòng)機(jī)械地結(jié)合，從而該第一和第二分離裝置中的一個(gè)在相應(yīng)的另一個(gè)分離裝置被致動(dòng)之后的規(guī)定時(shí)刻被致動(dòng)。
至少一個(gè)分離裝置可設(shè)計(jì)成執(zhí)行旋轉(zhuǎn)分離運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種用于從膠囊生產(chǎn)飲料的設(shè)備，該設(shè)備包括安全傳感器，該安全傳感器使得只有在由兩個(gè)正在接近的夾爪部件所限定的空間內(nèi)沒有檢測(cè)到障礙物時(shí)，馬達(dá)才執(zhí)行從打開狀態(tài)向閉合狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)操作。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種用于操作基于膠囊的飲料生產(chǎn)系統(tǒng)的方法。從而，提取模塊被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而從打開狀態(tài)移動(dòng)到閉合狀態(tài)，在所述打開狀態(tài)下插入膠囊，而在所述閉合狀態(tài)下提取模塊緊密地封閉被插入的膠囊。提取模塊包括第一夾爪部件和相配合的第二夾爪部件。馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)操作被機(jī)械地轉(zhuǎn)換成閉合力，也就是使夾爪部件相互接近的力，該力在閉合運(yùn)動(dòng)期間增加。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種用于操作基于膠囊的飲料生產(chǎn)系統(tǒng)的方法，其中提取模塊從閉合狀態(tài)移動(dòng)到打開狀態(tài)，在所述閉合狀態(tài)下從被提取模塊緊密地封閉的被插入膠囊生產(chǎn)飲料，所述提取模塊包括第一夾爪部件和相配合的第二夾爪部件。從而當(dāng)該提取模塊從閉合狀態(tài)移動(dòng)到打開狀態(tài)時(shí)，有效地使膠囊與所述的兩個(gè)夾爪部件分離。
膠囊可沿曲線軌跡與至少一個(gè)夾爪部件分離。


結(jié)合附圖，從下文對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)說明中可明顯看到本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和目的。
圖1示出用于根據(jù)本發(fā)明的飲料生產(chǎn)設(shè)備的提取模塊；圖2示出該提取模塊的組成部分；圖3示出處于打開狀態(tài)的提取模塊的局部視圖；圖4示出當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的提取模塊處于閉合狀態(tài)時(shí)該提取模塊的局部視圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的提取模塊從閉合狀態(tài)移動(dòng)到打開狀態(tài)期間的該提取模塊；圖6示出類似于圖3的處于打開狀態(tài)的提取模塊的橫截面視圖；圖7示出基本對(duì)應(yīng)于圖4的處于閉合狀態(tài)的本發(fā)明的提取模塊的橫截面視圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的提取模塊從閉合狀態(tài)移動(dòng)到打開狀態(tài)期間該提取模塊的橫截面視圖，圖8基本對(duì)應(yīng)于圖5；以及圖9示出處于中間狀態(tài)的提取模塊的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)參照附圖之前，將解釋一些術(shù)語(yǔ)
“飲料”包括可飲用的液體和液態(tài)食品例如湯。
“膠囊”是指任何封閉的容器，所述容器能夠容納干燥的、液態(tài)的、固態(tài)的或其他形式的飲料配料。膠囊可具有硬殼或軟殼。膠囊可用一種材料制成或用混合材料制成。膠囊可具有各種形狀，例如墊狀或杯狀。膠囊可被氣密密封或不被氣密密封。
對(duì)術(shù)語(yǔ)“提取”和“提取模塊”的使用與通常提到咖啡飲料的生產(chǎn)時(shí)所使用的一樣。應(yīng)理解，此術(shù)語(yǔ)是指液體和配料之間的所有類型的相互作用，例如混合、溶解、煮泡等。
圖1示出本發(fā)明的提取模塊的總體視圖。
用于膠囊24的提取模塊可集成在不同的飲料生產(chǎn)設(shè)備尤其是咖啡煮泡設(shè)備中。所述提取模塊構(gòu)成僅需要連接到電和加壓水(例如由連接到加熱組件或鍋爐的泵供應(yīng))的供給源的獨(dú)立模塊。
從圖1可見，主框架的前部可相對(duì)于水平的后部以和水平面成20°和40°之間的優(yōu)選為30°的角度升高。因此，膠囊24將在向后傾斜的位置被接納在提取模塊內(nèi)，從而膠囊24的插入運(yùn)動(dòng)將通過人機(jī)工程學(xué)被稍向下引導(dǎo)。如稍后將說明的，膠囊24在提取模塊內(nèi)的這種向后傾斜還有助于將使用過的膠囊24在重力作用下移動(dòng)到提取模塊的后部。
提取模塊的元件固定在主框架26上。主框架26包括左框架1、右框架2、杠桿軸3、上部框架4、后部框架5和下部框架6。
通常，提取模塊被由電子控制單元(附圖中未示出)控制的電動(dòng)馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)。應(yīng)指出，該電子控制單元還連接到安全系統(tǒng)，從而該電子控制單元可根據(jù)安全系統(tǒng)的輸出檢測(cè)信號(hào)控制馬達(dá)12。
電動(dòng)馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)包括杠桿19的機(jī)械傳動(dòng)裝置，以便相對(duì)于第二夾爪即下部框架6移動(dòng)第一夾爪，即承載上部沖煮頭(brewing head)8的活動(dòng)沖煮頭支承件7，所述下部框架6(與活動(dòng)沖煮頭支承件7形成對(duì)比)固定在主框架26上而不能發(fā)生平移，并承載適于支承膠囊24的下部沖煮頭9(見圖2)。
上部沖煮頭8在其下側(cè)具有將液體例如熱的加壓水注射到膠囊24內(nèi)的裝置。引入的液體隨后將與容納在膠囊24內(nèi)的飲料配料或液態(tài)食品配料相互作用。本發(fā)明包括所有類型的可能的相互作用，例如混合、煮泡、提取或溶解。
然后，可使用連接在下部框架6上的排放裝置27將飲料或液態(tài)食品從膠囊24排出，該飲料或液態(tài)食品通過引入的液體與膠囊24內(nèi)所容納的配料相互作用而產(chǎn)生。
下部框架6及其下部沖煮頭9共同構(gòu)成第二夾爪部件，該夾爪部件與共同構(gòu)成第二夾爪部件的活動(dòng)沖煮頭支承件7及其上部沖煮頭8相配合。
因此，兩個(gè)夾爪部件6、7可相對(duì)于彼此移動(dòng)，其中，在例如圖1所示的打開位置，膠囊24可插入到由兩個(gè)(間隔開的)夾爪部件6、7限定的空間內(nèi)。
從如圖1所示的打開位置開始，電動(dòng)馬達(dá)12可驅(qū)動(dòng)上部沖煮頭8向下移動(dòng)，直到上部沖煮頭8到達(dá)閉合位置(稍后將參照?qǐng)D4對(duì)此進(jìn)行說明)，在該閉合位置，兩個(gè)夾爪部件6、7緊密地限制插入的膠囊24。飲料生產(chǎn)過程在圖4所示的提取模塊的閉合狀態(tài)期間進(jìn)行。在提取模塊已返回如圖1所示的打開位置時(shí)用新膠囊替換使用過的膠囊24。
馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)操作轉(zhuǎn)換成兩個(gè)夾爪部件6、7的直線相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為此，在圖1所示的示例中，沿作為主框架26的一部分的直線柱29引導(dǎo)上部沖煮頭8。(實(shí)際上，在活動(dòng)沖煮頭支承件7的每一側(cè)分別設(shè)有左框架1和右框架2的各自的一個(gè)引導(dǎo)部件28和垂直柱29)。
馬達(dá)12在馬達(dá)本體支承軸41處可旋轉(zhuǎn)地安裝在主框架26上。
如稍后將說明的，尤其是在閉合運(yùn)動(dòng)的最后接近階段，閉合力-也就是使上部和下部夾爪相互接近的力-設(shè)計(jì)成非常高。為了防止操縱該提取模塊的用戶受傷和/或防止所述提取模塊的部件受損，設(shè)有包括滑動(dòng)門11和安全開關(guān)10(圖2中示出)的安全系統(tǒng)。
如果滑動(dòng)門11的下緣30在向下運(yùn)動(dòng)期間遇到阻礙，則滑動(dòng)門11抵抗彈簧31(見圖2)的偏壓作用被向上推動(dòng)，從而滑動(dòng)門11將啟動(dòng)安全開關(guān)10，該開關(guān)或者使該向下運(yùn)動(dòng)停止，或者使電動(dòng)馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向反向，從而帶有滑動(dòng)門11的上部夾爪將最終向上運(yùn)動(dòng)。
圖2示出圖1的提取模塊的一些部分，即包括滑動(dòng)門11、彈簧31和安全開關(guān)10的安全系統(tǒng)。此外，圖2示出承載上部沖煮頭8的活動(dòng)沖煮頭支承件7的分解視圖。在圖2中可見兩個(gè)直線引導(dǎo)裝置28，該引導(dǎo)裝置沿主框架26的兩個(gè)相互平行的柱29引導(dǎo)活動(dòng)沖煮頭支承件7(見圖1)。
最后，圖2示出帶有下部沖煮頭9的下部框架6的詳細(xì)視圖。
下部沖煮頭9包括穿孔裝置32，該裝置用于在膠囊24的下表面壓靠在該穿孔裝置32上時(shí)打開膠囊24的下表面。
在所示示例(見圖1)中，膠囊的形狀為墊狀。相應(yīng)地，下部沖煮頭9具有使膠囊24的非常適配的輪廓定中心的截頭圓錐形凹部33。生產(chǎn)出的飲料被收集在凹部33內(nèi)并隨后被引導(dǎo)到下面的引導(dǎo)通道27內(nèi)。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的封閉單元，其中沒有主框架26，以便更好地看到容納在主框架26內(nèi)和安裝在主框架26上的靜止部件和活動(dòng)部件。
圖3示出處于打開狀態(tài)的封閉單元。這從以下事實(shí)可以看出即，上部煮泡單元7與下部框架6以及由用戶放置在下部框架6上的膠囊24的上表面間隔開。
電動(dòng)馬達(dá)12連接到變速箱13，該變速箱固定在馬達(dá)本體支承件14上。
變速箱13驅(qū)動(dòng)心軸15，該心軸與具有兩個(gè)軸引導(dǎo)件18的軸配合。軸16具有內(nèi)螺紋，從而心軸15的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成軸16的平移位移Δx。
軸16連接到由安裝成彎接頭結(jié)構(gòu)的四個(gè)杠桿19構(gòu)成的杠桿結(jié)構(gòu)。
該杠桿結(jié)構(gòu)包括平行的兩對(duì)杠桿，其中軸16使每對(duì)杠桿19的彎接頭(連接接頭)46平移移動(dòng)(見Δx)。
每對(duì)杠桿的上部杠桿的上部自由端可自由旋轉(zhuǎn)，但是在通過杠桿軸3(見圖1)連接到主框架26時(shí)被固定而不能發(fā)生平移。
因此，由于每對(duì)杠桿19的上部自由端可自由旋轉(zhuǎn)，但是被固定在主框架26上而不能發(fā)生平移(見圖1)，所以，當(dāng)由于馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)，軸16將每對(duì)杠桿19的連接點(diǎn)推向圖3中的左側(cè)時(shí)，每對(duì)杠桿中的相對(duì)的杠桿19的下部自由端將沿直線向下移動(dòng)，。
從而，軸16的位移垂直于每對(duì)杠桿19的下部自由端的位移，并因此垂直于活動(dòng)沖煮頭支承件7的位移。
每對(duì)杠桿19的下部自由端可旋轉(zhuǎn)地連接到活動(dòng)沖煮頭支承件7。
結(jié)果，心軸15的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)將轉(zhuǎn)換成軸16的平移位移，該平移位移繼而轉(zhuǎn)換成活動(dòng)沖煮頭支承件7的垂直位移，該垂直位移在圖3中用Δy表示。
在圖3所示的打開位置，當(dāng)從連接到軸16的連接接頭或彎接頭46看時(shí)，每對(duì)杠桿形成銳角。因此，從圖3所示的位置開始，軸16的較小的位移Δx將導(dǎo)致活動(dòng)沖煮頭支承件7的較大位移Δy。相應(yīng)地，在閉合運(yùn)動(dòng)的這一早期階段，即，用以降低活動(dòng)沖煮頭支承件7的位移運(yùn)動(dòng)階段，活動(dòng)沖煮頭支承件7將較快地下降但具有較小的力。
活動(dòng)沖煮頭支承件7被向下驅(qū)動(dòng)得越遠(yuǎn)，則每對(duì)杠桿19的初始銳角將更多地轉(zhuǎn)換成鈍角。在閉合位移運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)(見圖4)，每對(duì)杠桿實(shí)際上可成一直線，即，它們形成可達(dá)180°的鈍角。
因此，在該接近位移運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，即，當(dāng)活動(dòng)沖煮頭支承件7將要抵靠在下部框架6上時(shí)，軸16的相同的位移增量Δx將轉(zhuǎn)換成小得多(當(dāng)與圖3所示的初始位置相比時(shí))的活動(dòng)沖煮頭支承件7的相對(duì)位移Δy。另一方面，與圖3所示的初始階段相比，閉合力-也就是使活動(dòng)沖煮頭支承件7將在最后階段接近下部框架6并最終抵靠該下部框架6的力-在此接近閉合運(yùn)動(dòng)的最后階段內(nèi)要大得多。
因此，杠桿結(jié)構(gòu)19代表了在閉合/打開運(yùn)動(dòng)期間具有變化的傳動(dòng)比的機(jī)械傳動(dòng)裝置的一個(gè)示例。在閉合運(yùn)動(dòng)的早期階段(從提取模塊的打開狀態(tài)開始)，閉合力較小(且閉合速度較高)。另一方面，該機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)成使得在閉合運(yùn)動(dòng)的最后階段，活動(dòng)沖煮頭支承件7壓靠在下部框架6上。
應(yīng)指出，稍后將說明與轉(zhuǎn)向軸22配合的膠囊保持件21的功能。
圖4示出當(dāng)閉合系統(tǒng)處于閉合位置時(shí)的局部視圖，在該閉合位置活動(dòng)沖煮頭支承件7和下部框架6緊密地封閉膠囊限制空間。
從圖4可見，馬達(dá)12已驅(qū)動(dòng)心軸15以使軸16處于最前端位置(朝圖4的左側(cè))，并且成對(duì)的杠桿19不再形成銳角而是形成接近180°的角。在提取模塊的此閉合狀態(tài)下，從馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)的較小的力將導(dǎo)致每對(duì)杠桿19的各下部杠桿19產(chǎn)生非常大的向下的力。
在圖4所示的位置進(jìn)行飲料生產(chǎn)過程。一旦飲料生產(chǎn)過程完成，則電子控制單元(圖中未示出)將控制電動(dòng)馬達(dá)12沿反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得心軸15將軸16縮回，從而活動(dòng)沖煮頭支承件7將升高從而回到圖3所示的位置。
從上述說明以及圖3和4可清楚地看到，電動(dòng)馬達(dá)12的尺寸可較小，因?yàn)樵擇R達(dá)的轉(zhuǎn)矩被機(jī)械傳動(dòng)裝置(杠桿結(jié)構(gòu)19)轉(zhuǎn)換成閉合力，該閉合力隨著閉合位移運(yùn)動(dòng)的過程而增加。
下文將說明其他運(yùn)動(dòng)部件與提取模塊的此主要的閉合/打開運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)合。
在圖3、4和5中，示出下部膠囊分離單元(膠囊排出器)20。從圖5中具體可以看到，膠囊排出器20的主要元件是基本為環(huán)形的排出部件34以及排出器控制臂35，該控制臂在內(nèi)側(cè)(圖中未示出)具有例如銷20a，該銷與活動(dòng)沖煮頭支承件7的斜坡7b接合。
從圖3開始，當(dāng)活動(dòng)沖煮頭支承件7沿直線向下移動(dòng)時(shí)，具有內(nèi)部銷20a的控制臂35的末端將在斜坡7a上滑動(dòng)，直到當(dāng)提取模塊到達(dá)如圖4所示的閉合狀態(tài)時(shí)，控制臂35的自由末端將放置在斜坡7a的最內(nèi)部位置。
另一方面，當(dāng)膠囊插入到下部框架6和活動(dòng)沖煮頭支承件7之間的膠囊插入空間時(shí)，下部膠囊排出器20的環(huán)形元件34被夾在膠囊24的邊緣部和下部框架6之間。
此時(shí)，當(dāng)已完成飲料生產(chǎn)過程時(shí)，活動(dòng)沖煮頭支承件7再次向上升高(從圖4所示的閉合狀態(tài)開始朝向圖5所示的打開中間狀態(tài))，附裝在控制臂35內(nèi)側(cè)的接合銷20a將與斜坡7b接合，從而彎曲的控制臂35將圍繞一支承軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這繼而將使膠囊排出器20的環(huán)形部件34從圖4所示的位置旋轉(zhuǎn)到圖5所示的旋轉(zhuǎn)位置，在圖4所示的位置該環(huán)形部件安放在下部框架6的上表面上。同時(shí)，環(huán)形部件34將接合膠囊24的外緣(見圖5)，并且在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中使膠囊24與下部沖煮頭9的凹部分離。
如稍后將說明的，下部膠囊排出器20的這一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將使(用過的)膠囊24向后滑動(dòng)到一托盤(圖中未示出)內(nèi)。
由于下部膠囊排出器20的彎曲控制臂35與活動(dòng)沖煮頭支承件7的斜坡7b相接合，所以將膠囊24從下部框架6升高的此分離操作通過與活動(dòng)沖煮頭支承件7的打開位移運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)合來(lái)有效地控制。
下面參照?qǐng)D6到8的橫截面視圖說明本發(fā)明的其它特征。
圖6示出處于打開狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的提取模塊的橫截面視圖。
用戶正要插入膠囊24。
下部膠囊排出器20處于這樣的位置，即，膠囊24的外緣部分將相對(duì)于下部框架6將下部膠囊排出器20的環(huán)形部件34夾在中間。
如下文將說明的，相對(duì)于活動(dòng)沖煮頭支承件7的分離操作也與活動(dòng)沖煮頭支承件7的主運(yùn)動(dòng)機(jī)械地和有效地結(jié)合。為了使膠囊與活動(dòng)沖煮頭支承件7分離，并且尤其為了使膠囊與容納在活動(dòng)沖煮頭支承件7的凹部?jī)?nèi)的注水裝置38分離，設(shè)置上部膠囊排出器25。在圖6所示的位置，此上部膠囊排出器25處于縮回位置。通常，上部膠囊排出器25可在圖6所示的縮回位置和下文將說明的前進(jìn)位置(見例如圖8)之間移動(dòng)。上部膠囊排出器25的運(yùn)動(dòng)通過上部膠囊排出器25的上端與控制凸輪37的相互作用來(lái)有效地控制，該凸輪相對(duì)于軸16固定而不能發(fā)生平移。因此，上部膠囊排出器25相對(duì)于活動(dòng)沖煮頭支承件7的當(dāng)前相對(duì)位置-例如在縮回或前進(jìn)位置-取決于軸16(由心軸15驅(qū)動(dòng))的當(dāng)前位置和控制凸輪37的特別設(shè)計(jì)的形狀。
在圖6中還可看到包括彈簧偏壓滑動(dòng)門11和安全開關(guān)10的安全系統(tǒng)。
此外，圖6中示出膠囊保持件21，該膠囊保持件可執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)通過轉(zhuǎn)向軸22和彈簧23與活動(dòng)沖煮頭支承件7的相互作用控制，下文將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說明。
總之，膠囊保持件21具有止擋壁39。在圖6所示的位置，止擋壁39延伸到下部框架6的下部沖煮頭9的接收范圍之外。因此，當(dāng)用戶如圖6所示插入膠囊24時(shí)，通過使止擋壁39從該接收平面向上突出，從而有助于插入。
當(dāng)馬達(dá)12將活動(dòng)沖煮頭支承件7驅(qū)動(dòng)到圖7所示的閉合位置時(shí)，注水裝置38被推到膠囊24的上表面內(nèi)部。在如圖7所示的位置，受壓的水可進(jìn)入膠囊24，并且開始與膠囊24內(nèi)容納的飲料配料發(fā)生相互作用。
同時(shí)，穿孔裝置32已打開膠囊24的下表面，生產(chǎn)出的飲料可被收集起來(lái)并通過排放通道27排出。
從圖7還可看到，在提取模塊的此閉合位置，上部膠囊排出器25位于最大縮回位置。此縮回位置通過設(shè)置在軸16端部的控制凸輪37控制。
當(dāng)活動(dòng)沖煮頭支承件7從圖6所示的打開位置移動(dòng)到圖7所示的閉合位置時(shí)，膠囊保持件21的最初直立的止擋壁39將被活動(dòng)沖煮頭支承件7向下推動(dòng)。當(dāng)具有止擋壁39的膠囊保持件21旋轉(zhuǎn)時(shí)(在附圖中為逆時(shí)針)，彈簧23將拉緊。拉緊的彈簧23使轉(zhuǎn)向軸22逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)向軸22的向下延伸的止動(dòng)臂42將在膠囊保持件21的直立止動(dòng)件43的頂部上旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，由于止動(dòng)臂42和止動(dòng)件43的阻擋作用，膠囊保持件21被阻擋在圖7所示的下部位置。
通過對(duì)圖6和7的比較可以看出馬達(dá)12、變速箱13、馬達(dá)本體支承件14、心軸15和軸16沒有固定地安裝在主框架26上，而是可在夾爪部件6、7的閉合和打開位移運(yùn)動(dòng)期間執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
上述馬達(dá)本體部件(馬達(dá)12、變速箱13、馬達(dá)本體支承件14、心軸15和軸16)實(shí)際上固定成可通過馬達(dá)本體支承軸41(見例如圖3)相對(duì)于主框架26自由旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)被馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)沖煮頭支承件7從圖7所示的閉合的飲料生產(chǎn)狀態(tài)開始再次向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于膠囊保持件21與轉(zhuǎn)向軸22的相互作用，膠囊保持件21不會(huì)立刻跟隨此運(yùn)動(dòng)。
膠囊保持件21的這種旋轉(zhuǎn)延遲使得下部膠囊排出器20可以在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中將膠囊24從其凹入位置升高，如圖9所示，從而膠囊24將最終(如圖9所示)從傾斜的下部膠囊排出器20滑動(dòng)經(jīng)過膠囊保持件21的滑動(dòng)表面40并向后滑到托盤(未示出)內(nèi)。
提取模塊優(yōu)選地在飲料生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)安裝成向后傾斜例如30°的角度，這促進(jìn)了膠囊24的向后移動(dòng)。因此，下部沖煮頭9的后部定位成低于其前部。
在打開運(yùn)動(dòng)即活動(dòng)沖煮頭支承件7的向上運(yùn)動(dòng)期間，軸16的控制凸輪37將使上部膠囊排出器25相對(duì)于上部沖煮頭8的注水裝置進(jìn)行相對(duì)突出運(yùn)動(dòng)。上部膠囊排出器25相對(duì)于上部沖煮頭8的這種分離操作在下部膠囊排出器20的環(huán)形部件34在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中將膠囊24從下部框架6升高之前發(fā)生。
上部膠囊排出器25和下部膠囊排出器20的這種分離操作的延遲分別由軸16的控制凸輪37和下部膠囊排出器的彎曲控制臂的對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)所限定。
從圖8可以看到，當(dāng)馬達(dá)12使軸16從圖7所示的閉合位置開始縮回時(shí)，上部膠囊排出器25被控制凸輪37的第一部分37b保持在合適位置，而上部沖煮頭8已經(jīng)向上移動(dòng)。這相當(dāng)于上部膠囊排出器相對(duì)于上部沖煮頭8相對(duì)突出運(yùn)動(dòng)，從而膠囊24將有效地與穿孔和注射裝置32分離。
只有當(dāng)軸16縮回到使上部膠囊排出器25開始與控制凸輪37的第二凹部37a相配合的程度時(shí)，上部膠囊排出器25才自由地跟隨上部沖煮頭8的向上運(yùn)動(dòng)。
在圖8所示的上部沖煮頭8的打開(向上)運(yùn)動(dòng)期間的狀態(tài)下，膠囊保持件21仍被阻擋在其下部位置。
但是，當(dāng)向上打開運(yùn)動(dòng)到達(dá)圖9所示的位置時(shí)，轉(zhuǎn)向軸的上部凸輪44被活動(dòng)沖煮頭支承件7的凹部45順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)向軸22的阻擋作用終止，并且膠囊保持件21可恢復(fù)到如圖6所示的上部位置，在該位置止擋壁39限定了當(dāng)插入下一個(gè)膠囊24時(shí)的后部止擋件。
總之，作為主要操作，馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)提取模塊的打開/閉合運(yùn)動(dòng)。分別用于上部夾爪和下部夾爪的分離裝置的延遲操作與此主要操作相結(jié)合。最后，對(duì)膠囊保持件21的位移運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)也與所述主要操作機(jī)械地結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于從膠囊(24)生產(chǎn)飲料的設(shè)備，包括-包含第一夾爪部件(6)和相配合的第二夾爪部件(7)的提取模塊，其中，在該提取模塊的打開狀態(tài)下，所述夾爪部件(6，7)相互間隔開，而在閉合狀態(tài)下，所述夾爪部件(6，7)緊密接觸，-用于控制所述提取模塊在閉合和打開狀態(tài)之間移動(dòng)的馬達(dá)(12)，以及-機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置(19)，該機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置將馬達(dá)(12)的驅(qū)動(dòng)操作轉(zhuǎn)換成夾爪部件(6，7)的相對(duì)移動(dòng)，該機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置(19)具有在所述提取模塊在打開和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)期間變化的可變傳動(dòng)比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置(19)設(shè)計(jì)成將馬達(dá)(12)的驅(qū)動(dòng)操作轉(zhuǎn)換成閉合力，即，使第一和第二夾爪部件(6，7)相互接近的力，該閉合力在閉合運(yùn)動(dòng)期間增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置包括杠桿結(jié)構(gòu)(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述杠桿結(jié)構(gòu)(19)連接到由馬達(dá)(12)驅(qū)動(dòng)的心軸(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，通過使心軸(15)與驅(qū)動(dòng)軸(16)的螺紋相互作用，將所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換成平移驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述杠桿結(jié)構(gòu)(19)包括相互平行的兩對(duì)杠桿(19)，每對(duì)杠桿(19)中的杠桿分別通過彎接頭(46)相互連接，所述馬達(dá)直接或間接地致動(dòng)該彎接頭(46)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，在所述提取模塊的打開狀態(tài)下，每對(duì)杠桿(19)形成從彎接頭(46)延伸出的銳角，而在所述提取模塊的閉合狀態(tài)下，每對(duì)杠桿(19)形成從彎接頭(46)延伸出的可達(dá)180°的鈍角。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其特征在于，每對(duì)杠桿中的一個(gè)杠桿(19)的與彎接頭(46)相對(duì)的末端相應(yīng)地連接到其中一個(gè)夾爪部件(6，7)，而另一個(gè)末端被相應(yīng)地固定而不能發(fā)生平移。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，馬達(dá)(12)的位置和/或朝向隨著所述提取模塊在打開和閉合狀態(tài)之間的移動(dòng)而變化。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，夾爪部件引導(dǎo)裝置(1，2)設(shè)置成使得當(dāng)所述提取模塊在閉合和打開狀態(tài)之間移動(dòng)時(shí)，夾爪部件(6，7)可沿直線軌跡移動(dòng)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括用于將所述提取模塊和馬達(dá)(12)安裝到該飲料生產(chǎn)設(shè)備的主體上的框架(26)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，框架(26)的前部相對(duì)于該框架的水平后部升高一個(gè)銳角角度。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，膠囊(24)以相對(duì)于水平面向后傾斜的位置定位在所述提取模塊內(nèi)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其中一個(gè)夾爪部件(6，7)包括用于將液體注射到被插入的膠囊內(nèi)的裝置，而相應(yīng)的另一個(gè)夾爪部件包括用于將生產(chǎn)出的飲料從被插入的膠囊(24)中排出的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括用于有效地使膠囊與注射裝置分離的裝置，該分離裝置通過所述提取模塊的從閉合狀態(tài)朝打開狀態(tài)的由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的位移運(yùn)動(dòng)而被有效地控制。
16.一種用于從容納飲料配料的膠囊(24)生產(chǎn)飲料的設(shè)備，包括具有第一夾爪部件(6)和相配合的第二夾爪部件(7)的提取模塊，其中，在該提取模塊的打開狀態(tài)下，所述夾爪部件(6，7)相互間隔開，而在閉合狀態(tài)下，所述夾爪部件(6，7)緊密地封閉一膠囊空間，-用于控制所述提取模塊在閉合狀態(tài)和打開狀態(tài)之間移動(dòng)的馬達(dá)(12)，-用于有效地使膠囊(24)與所述第一夾爪部件分離的第一膠囊分離裝置，以及-用于有效地使膠囊(24)與所述第二夾爪部件分離的第二膠囊分離裝置，其中，所述第一和第二分離裝置與所述提取模塊的由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的位移運(yùn)動(dòng)機(jī)械地結(jié)合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二分離裝置與所述提取模塊的從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)的位移運(yùn)動(dòng)機(jī)械地結(jié)合，從而該第一和第二分離裝置中的一個(gè)在相應(yīng)的另一個(gè)分離裝置被致動(dòng)之后的規(guī)定時(shí)刻被致動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)所述分離裝置執(zhí)行旋轉(zhuǎn)分離運(yùn)動(dòng)。
19.一種用于從膠囊(24)生產(chǎn)飲料的設(shè)備，包括-由馬達(dá)(12)驅(qū)動(dòng)的提取模塊，該提取模塊包括第一夾爪部件和相配合的第二夾爪部件，其中，在該提取模塊的打開狀態(tài)下，所述夾爪部件相互間隔開，而在閉合狀態(tài)下，所述夾爪部件緊密地封閉一膠囊空間，-用于驅(qū)動(dòng)所述提取模塊在閉合和打開狀態(tài)之間移動(dòng)的馬達(dá)(12)，以及-安全傳感器，該安全傳感器使得只有當(dāng)在兩個(gè)正在接近的夾爪部件所限定的空間內(nèi)沒有檢測(cè)到障礙物時(shí)，所述馬達(dá)才執(zhí)行從打開狀態(tài)向閉合狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從膠囊(24)生產(chǎn)飲料的設(shè)備，包括由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的提取模塊，該提取模塊包括第一夾爪部件和相配合的第二夾爪部件，其中在該提取模塊的打開狀態(tài)下，所述夾爪部件相互間隔開，而在閉合狀態(tài)下，所述夾爪部件緊密地封閉一膠囊空間；用于控制所述提取模塊在閉合和打開狀態(tài)之間移動(dòng)的馬達(dá)(12)；曲桿結(jié)構(gòu)(19)，該結(jié)構(gòu)在功能上連接到馬達(dá)(12)以及至少一個(gè)夾爪部件，并且設(shè)計(jì)成將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)操作轉(zhuǎn)換成閉合力，即，使所述第一和第二夾爪部件相互接近的力，該力在閉合運(yùn)動(dòng)期間增加。
文檔編號(hào)A47J31/40GK1939194SQ20061013939
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者C·雅里施, J-L·德尼薩特, A·雷塞爾, P·科恩 申請(qǐng)人:雀巢技術(shù)公司