用于食品制备机器中的胶囊的制作方法_3

文档序号:8268540阅读:来源:国知局
形范围内对包含在胶囊结构中的数据进行检测,这保证了不损伤胶囊,同时证明了较大规模的可能的编码值。
[0072]替换性地,或除工厂品质控制外,本发明在将胶囊插入饮料制备机器内时也可以是有用的。通常,包含在所述胶囊的可变形的弹性部分中的数据可由集成在饮料制备机器中或替换性地集成在胶囊保持器中的压力传感器读取。该压力传感器实际上可集成在机器或胶囊保持器的任何部位,只要当所述胶囊功能性地插入机器和/或胶囊保持器内时所述传感器能与胶囊、特别与胶囊的可变形的弹性部分接触。
[0073]由于弹簧效应,胶囊向机器且更准确地向集成在所述机器中的压力传感器施加反作用力。
[0074]根据由压力传感器测得的反作用力,机器读取与容纳于胶囊中的配料有关的至少一个饮料制备数据和/或用以从所述配料制得饮料的参数。利用集成在机器内的计算机芯片来执行反压力测量值到数据的换算,所述计算机芯片将感测到的压力解译(interpret)为饮料制备参数代码,或任何其它类似的数据例如插入的胶囊的类型、或容纳于胶囊内的饮料配料的类型。
[0075]胶囊11的可变形的弹性部分可表现为多种形式、形状和尺寸,现在将参考附图更详细地描述其中的作为示例的一部分。
[0076]在图3所示的第一实施例中,胶囊11的可变形的弹性部分可表现为位于胶囊上边缘18的外周处的一系列波形突起17的形式。根据本发明的原理,在胶囊上边缘18的外周上的波形突起17的数量可根据携带数据所需的力(反压力)而变化。如图4所示,如果有需要的话,波形突起17的数量可相比于图3所示的胶囊中波形突起数量有所减小。
[0077]当根据该第一实施例的胶囊被置于胶囊保持器中并且功能性地插入饮料制备机器的对应凹部中时,波形突起17的顶表面突出到胶囊保持器的上表面的高度之上。胶囊因此比胶囊保持器高,使得当用户如上文参考图2B所述关闭机器头时,针板14的下表面与各突起17的末端部/顶部接触。当向下按压锁定杆7以完全关闭机器头时,针板14在波形突起17上施加压力,这引起所述突起17的弹性变形。该变形导致该突起在针板上机械地施加反作用力。所述针板包括压力传感器(图中未示出),该压力传感器感测由变形的突起17施加的反作用力。所产生的反作用力根据突起17的机械特性、更具体地根据它们的构成材料、它们的形状、特别是它们的厚度和它们的曲率而变化。而且它还根据突起的数量而变化,该数量可如上所述变化。较多数量的突起将在由所述突起的变形产生的弹簧效应中提供较高的能量,也就是说较大的反作用力。
[0078]在图5所示的第二实施例中,胶囊11的可变形的弹性部分包括多个榫舌19。榫舌的数目和宽度可以变化,并且例如,图6示出了一种胶囊,其中榫舌比图5的实施例中所示的榫舌数量少但宽度宽。图5和6所示的榫舌从胶囊的上边缘18向外延伸,并以相对于水平面0-70度的角度向下定向。这种情况下,榫舌的末端在胶囊11如图2A所示插入胶囊保持器9中时搁靠在胶囊保持器9的顶表面上,使得当用户关闭饮料机器提取头5时,向下移动的针板14与胶囊的上边缘18接触并在机器头5的关闭移动期间向下按压胶囊,这引起榫舌19弹性地变形并且它们的末端向上移动以允许头5的关闭。当提取头关闭时,榫舌19被压紧在胶囊保持器9的上表面与针板14的下表面之间,使得所述榫舌如例如在图2B中所示大致与胶囊上边缘18的其余部分定向在相同的平面内,即大致水平地定向。当提取头再次打开并且针板14向上移动时,榫舌19再次回移至如图5或6所示的向下定向,并使得整个胶囊从胶囊保持器9自动向上移动。如图2B所示,在该位置,胶囊的弹性部分一一即榫舌19一一变形并且该机械变形在机器提取头的元件上、特别在针板和集成在针板中的压力传感器上形成反作用力。该机械变形由传感器感测并由机器电子芯片转换成机器操作数据,例如待通过机器输送到胶囊中的水的体积、压力或温度设定参数值。榫舌19的机械变形可以是弹性的(即可逆的)或塑性的(即永久的)。此外,该传感器可被编程为在一特定时刻(例如在机器提取头完全关闭时)感测一变形力值,或替换性地,传感器28可被编程为在机器提取头正在被关闭时感测和存储胶囊的多个变形力值。在后一种情况下,机器可建立胶囊的变形分布图(profile),其取决于用于制造胶囊的可变形的部分的材料(在本实施例中,用于制造榫舌19的材料)。当感测胶囊的机械变形分布而非单个变形力值时,可对机器编程以计算若干操作数据。换言之,胶囊内的设定参数的编码变得更加复杂并且多于一个信息被编码在胶囊结构内。例如,通过感测变形分布而非单个变形值,可以对待注入到胶囊内的水的水温、还有体积进行编码。可根据胶囊结构并且还根据应嵌入到每个胶囊结构中的不同的操作数据的多少来改变且适当地选择编程写入到机器的芯片中的具体算法。
[0079]例如,可以仅将一个操作数据编码在胶囊结构内,该操作数据例如为水温。如果仅需编码两种类型的温度(热或冷),则将制造两种不同类型的胶囊,其各自具有不同类型的可变形的弹性部分。在本实施例中,第一类型的胶囊可具有如图5所示的小榫舌。小榫舌在由于提取头如图2B所示完全关闭而水平地变形时将产生例如为0.5N的变形力。该数值0.5N由集成在针板中的传感器感测,并且将通过适当的算法转换为操作数据,例如关于水温的值“热”,使得机器加热器将起动以产生待输送到胶囊的热水。在具有较大榫舌19(如图6所示)的胶囊插入机器内时,由传感器感测到的变形力将由于胶囊的可变形的弹性部分的不同的机械结构(即这种情况下更大的榫舌)而不同。例如,当提取头关闭时,随着榫舌越大,它们的机械阻力越大并且将产生的变形力也越大,例如IN。这种情况下,测得的变形力将由机器转换为关于待注入到胶囊中的水的水温的值“冷”。
[0080]替代水温,可将感测到的胶囊的弹性部分的弹性或塑性变形转换为其它机器操作数据。
[0081]此外,不仅胶囊的一部分例如榫舌19可以是可变形的,而且整个胶囊可以由可变形的材料制成。这种情况下,结果是相同的,并且嵌入在机器中的、用以在关闭期间和/或提取头关闭时与胶囊接触的传感器将能够感测到机械变形,使得机器程序可将该变形转换为机器操作数据(待注入到胶囊内的水的水温设定值或压力或体积)。
[0082]作为替换,榫舌19可如图7和8所示相对于水平面0-70度的角度向上定向。在此实施例中,榫舌19在机器提取头的关闭期间的变形移动与上文参照图5和6所述的变形移动相对/相反。更具体地,当针板14在提取头5关闭期间向下移动时,图7和8所示的榫舌的末端与针板14的下表面接触,针板14按压所述榫舌19并使其向下移动,直至所述头关闭。在提取头的关闭位置,榫舌同样地与胶囊上边缘18的其余部分大致定位在相同的平面内,即如图2B所示大致水平地定位。然后,在提取之后当用户再次打开提取头5时,针板14再次向上移动,这释放了榫舌。所述榫舌向上回移以恢复它们如图7或8所示的正常形状。
[0083]作为图5至8所示和上文描述的直榫舌的替换方案,胶囊可包括具有如图9所示的更复杂的形状的可变形的弹性榫舌。这种情况下,各榫舌19包括大致水平的第一下部20,该第一下部20将榫舌连结至胶囊的其余部分。该榫舌还包括向上地定向的第二中间部分21和与第一部分20 —样基本水平的第三上部22。第三部分22在提取头5关闭时与针板14的下表面接触,而各榫舌19的第一下部20搁靠在胶囊保持器9的上表面上。当针板14由于提取头5正被关闭而向下移动时,各榫舌的中间部分21弹性变形以使上部22处于与第一部分20相同的平面上。当提取头关闭时,各榫舌被压平并且所述弹性变形使所述榫舌产生趋于分离针板和胶囊保持器的反作用力。该反作用力可由例如位于针板中的压力传感器测得。
[0084]在上文参考图3至9所述的第一和第二实施例中,胶囊的可变形的弹性部分使得胶囊的上部在胶囊插入胶囊保持器时从胶囊保持器突出。因此,压力传感器将适当地定位于针板中,从而将在针板与上述波形突起17或榫舌19接触并开始使它们变形时测得由胶囊的变形部分产生的反压力。
[0085]重要的是,显然优选地,并且如上文参考第一和第二实施例所述,胶囊的体积大于饮料机器的提取头中的容座的体积。如上所述,提取头内的胶囊与其容座之间的该体积差导致胶囊在所述提取头关闭时变形,以适应较小的体积。该变形主要涉及/指向所述胶囊的可变形的弹性部分。该原理视为本发明的优选选择。然而,可考虑使胶囊的可变形的弹性部分变形的其它可能方案,下文将参考第三实施例以及图1OA和1B说明这些可能方案。
[0086]在图1OA和1B所示的第三实施例中,胶囊的可变形的弹性部分结合胶囊上边缘18的凹部表现为胶囊的顶膜的可变形区域23的形式。如图1OA所示,可变形区域23位于顶膜24的最外部区域内,其中顶膜24密封在胶囊上边缘18上。胶囊的该可变形区域23包括如图1OA所示在区域23的中间部分径向地延伸的狭缝25。狭缝25在顶膜的区域23内形成弱化部,从而在该顶膜中形成弹
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