用于在胶囊中形成大的开口的开启装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于开启(例如刺穿)和提取胶囊的装置，并且涉及由这种装置和胶囊组成的系统以及胶囊用于这种装置的用途。所述装置和胶囊可用于制备饮料。
[0002]基于本说明书的目的，“饮料”意在包括任何人类可消费的液体物质，诸如茶、咖啡、热巧克力或冷巧克力、牛奶、汤、婴儿食品等。“胶囊”意在包括在由任何材料制成并且具有任何形状和结构的封闭包装内的任何预先分份的饮料配料，如调味配料，所述封闭包装特别是气密包装，例如塑料包装、铝包装、可回收的和/或可生物降解的包装，其包括容纳配料的软质易理包或刚性料盒。
【背景技术】
[0003]某些饮料制备机器使用容纳待提取或待溶解的配料的胶囊和/或储存在机器中并在机器中自动配量或者在制备饮料时添加的配料。一些饮料机具备充填装置，该充填装置包括用于液体(通常为水)的泵，该泵从水源泵吸液体，所述水源是冷的或实际上通过例如热块等的加热装置加热。尤其在咖啡制备领域中，已广泛地开发出一种机器，在该机器中，容纳饮料配料的胶囊被插入冲煮装置中。冲煮装置被紧密地封闭在胶囊周围，水在胶囊的第一面注入，饮料在胶囊的封闭容积中产生，并且冲煮的饮料能够从胶囊的第二面排出并被收集到诸如杯或玻璃杯的容器内。
[0004]冲煮装置已开发成有利于“未使用”胶囊的插入和使用后的胶囊的移除。
[0005]WO 2005/004683和WO 2007/135136涉及此类冲煮装置。所述装置包括:框架；用于胶囊的固定保持部；相对于框架滑动地安装的可移动保持部；一个或两个铰接机构，该铰接机构提供一种机械系统，该机械系统能够实现以稳定和不漏流体的方式将保持部封闭在胶囊周围同时还抵抗在重新开启时起作用的并通过内部冲煮压力生成的反作用力；和用于直接抬起铰接机构的手柄。这种装置形成简单的组件，该组件使得胶囊能够通过经框架中的通路竖直下落而插入和沿与插入方向相同的方向移除使用后的胶囊。手柄可用于盖住和露出用于胶囊的通路。冲煮装置的可移动部分经由手柄手动致动。移动该可移动部分所需的手动力在机器的关闭和打开期间变化并且取决于所使用的胶囊的尺寸公差、胶囊的定位和性质以及冲煮单元的温度。WO 2009/043630公开了一种饮料制备机器，该饮料制备机器包括冲煮单元，该冲煮单元具有前部，该前部带有用于将胶囊插入冲煮单元中的通路。前部布置成从机器的壳体伸出以露出用于将胶囊插入冲煮单元中的通路并缩入冲煮单元中以使通路滑动到壳体下方并因此通过壳体盖住通路。可基于不同途径来使冲煮装置的可移动部分的致动机动化。EP 1767129涉及一种用于基于胶囊的饮料生产装置的马达驱动的提取模块。在此情况下，用户不需要提供任何人力来开启或关闭冲煮装置。WO 2012/025258和WO 2012/025259公开了另一种用于由配料胶囊制备饮料的机动化机器。
[0006]当容纳待提取的材料如饮料配料的胶囊被部分或完全密封一一尤其是不透水和可选地不透气一一时，可能需要借助于合适的开启装置来开启密封的胶囊部分。该开启可被延迟，即在提取单元中对胶囊的提取过程期间开启，例如如EP 0512470中或EP 2068684中公开的，或者该开启可以在提取料盒之前在该(提取)单元中执行，例如如WO 02/00073中或 WO 02/35977 中公开的。另一些开启装置在 US 3,260，190,US 5, 649, 472,CH 605293、EP 512468 和 EP 242556 中被公开。
[0007]提取单元通常可包括用于在胶囊的提取之前在胶囊中形成开口的一个或多个刀片。当使用自身不包括液体流通管道(即用于将液体导入胶囊中或从胶囊导出的管道)的刀片时，液体通常在胶囊中的一个通路中在刀片外侧并沿刀片流通进入或离开胶囊，所述通路形成在刀片与由刀片在胶囊中形成的开口的边界之间。形成在刀片与这些边界之间的通路可能过小而不允许液体以期望的流量流入或流出胶囊。因此，沿胶囊的流量可能过小，或胶囊可能在边界周围以不希望的方式被撕裂(在液体从胶囊加压流出的情况下)，或胶囊可能被压破(在液体加压流入或试图流入胶囊中的情况下)。
[0008]在WO 02/00073中该问题已得到解决。其公开了一种提取单元，该提取单元包括刺穿胶囊以允许液体流通经过胶囊的若干胶囊穿刺刀片。刀片具有横向贯通开口，其在提取期间伸入胶囊中，以提供增加的沿刀片的空间，用以促进液体从外部向胶囊中的导入。
[0009]这种跨刀片两侧的贯通开口的存在通过围绕开启的胶囊在刀片高度处的边界在刀片中向内扩展液体的贯通通路的截面而显著改善了液体向胶囊的流入或从胶囊的流出。但是，这种贯通开口弱化了刀片的机械强度。久而久之，尤其在使用不容易被刀片刺穿的较硬胶囊时，这会变成一个问题。这种增加的在刺穿期间对刀片的限制当然会引起具有贯通开口的刀片的过早失效。
【发明内容】
[0010]本发明涉及一种包括胶囊和用于提取胶囊的提取单元的系统，该系统优选具有进入和/或离开胶囊的改善的流体流通。
[0011]特别地，本发明可涉及一种配料胶囊和一种用于由这种配料制备饮料并分配该饮料的提取单元。例如，该饮料为咖啡、茶、巧克力、可可、牛奶或汤。
[0012]这种饮料制备通常包括多种饮料配料例如水和奶粉的混合，和/或饮料配料的浸泡，例如用水浸泡研磨咖啡或茶。例如，根据用户请求来形成和分配对应单次供应(serving)的预定量的饮料。取决于饮料的类型，这种单次供应的体积可在25ml至200ml或高达300ml或400ml的范围内，例如用于充填杯子或马克杯的体积。所形成和分配的饮料可选自芮斯崔朵、意式浓缩咖啡、长咖啡、卡布奇诺、拿铁咖啡、美式咖啡、茶等中。特别地，咖啡机可构造成用于分配例如每次供应具有20ml至60ml的可调体积的意式浓缩咖啡，和/或用于分配例如每次供应体积在70ml至150ml的范围内的长咖啡。
[0013]因此，本发明涉及一种包括具有壁的胶囊和胶囊提取单元的系统。该提取单元具有用于保持胶囊的胶囊保持器和用于在胶囊壁中形成开口一一尤其是具有直的或弯曲的或成角度的狭缝的形状的开口一一的开启装置。该开启装置包括切割边缘(切割刃，cutting edge)，该切割边缘通过切割胶囊壁而在该胶囊壁中形成开口。
[0014]根据本发明，开启装置还包括撞压部(推压部，撞击部，ram)，该撞压部在通过用切割边缘切割胶囊壁而形成开口之后使胶囊壁的邻近该开口的部分凹进。
[0015]因此，代替在穿刺元件已完全刺穿胶囊并伸入其中时使胶囊穿刺元件在胶囊壁的高度处变窄，本发明的开启装置包括布置成扩大由穿刺元件形成的开口或允许该开口扩大的附加撞压部。通常，该撞压部自身不切割(或显著切割)胶囊壁，而是使邻近由切割边缘形成的开口的该壁凹进以在流动到开口的加压流体的作用下扩大该开口或有利于这种扩大。因此，在不弱化开启装置的情况下增强了液体经由扩大的开口的流通。
[0016]该开启装置可由诸如钢或铁的金属、或陶瓷或可能地硬聚合材料制成。待由开启装置开启的胶囊壁应该由不会使开启装置过度磨损的材料如塑料或铝制成。该胶囊也可由可生物降解的材料制成。
[0017]该开启装置可具有刀片，该刀片具有支承切割边缘和撞压部的基部，该刀片从支承构件例如支承板延伸。该支承构件可具有用于将支承构件锚固和/或定位在胶囊保持器中的一个或多个组装布置结构，例如选自组装孔、凹口和诸如螺钉或铆钉的突出构件、或弹性构件如夹子的至少一个组装布置结构。可选地，组装构件和刀片形成一夹角，并且胶囊保持器具有在组装构件与刀片之间延伸进入该夹角的肋部，所述夹角通常形成开启装置中的凹口。刀片和支承构件以及在存在时组装构件可由单个弯板形成。例如，刀片和在存在时组装构件相对于支承构件以在75度至105度如85度至95度的范围内的角度弯曲。
[0018]切割边缘和撞压部可由同一个板构件形成。可选地，板构件具有沿切割边缘逐渐缩小以形成切割斜面(ramp)的厚度和尤其是用以形成撞压面的非渐缩的撞压部。
[0019]整个开启装置或其一部分(例如这种板构件)可由薄板例如片状件制成，所述薄板具有例如在Imm以下的恒定的厚度，通常在0.05mm至0.5mm的范围内的厚度。
[0020]形成切割边缘和撞压部的板构件可沿边缘和撞压部具有恒定的厚度。例如，切割边缘具有与开启装置的切割方向成一定切割角度的切割斜面，并且撞压部具有与切割方向成一定撞压角度的撞压面，切割角度小于撞压角度，使得切割斜面布置成贯穿胶囊壁，而撞压面布置成仅使胶囊壁凹进，可选地，切割斜面是非渐缩的。
[0021]撞压部和切割边缘可成一定角度，尤其是在15度至165度，例如45度至135度，可选地60度至120度，更特别地80度至100度的范围内的角度。
[0022]撞压部可从切割边缘的底部部分延伸。替代地，切割边缘和撞压部可间隔开。
[0023]撞压部可在与切割边缘相同或不同的平面中延伸。
[0024]切割边缘可具有至少一个切割斜面，尤其是一对大致直的不共线切割斜面，例如呈ν形或u形布置的一对斜面，所述切割斜面用于沿切割方向切割胶囊壁以形成沿大致直的切割部段延伸的开口。
[0025]切割边缘可在切割方向上具有至