包袋和用于制备饮料的机器的制作方法

本发明涉及包袋和用于由包含食品或饮料配料的包袋制备食品或饮料的机器。

背景技术：

众所周知，可通过将包含饮料制备配料(例如研磨咖啡或速溶咖啡)的胶囊引入饮料分配机并向胶囊内注入水来制备饮料。饮料制备配料被提取到或溶解于水中以形成饮料。饮料通过合适的出口流出胶囊。

过去已经开发了各种不同的胶囊，至少可通过用于储存食品或饮料配料的胶囊主体性质来区分它们。虽然大多数胶囊由刚性主体或半刚性主体制成(例如通过注塑成型、热成型、深拉等制成)，但可由箔材料制成柔性类型的包袋或小袋。相较于半刚性和刚性胶囊，柔性包袋通常具有以下优势：使用更少量的材料包装产品，这导致整个生产成本更低，并且数个生命周期评估表明其具有更低的生命周期影响。

WO 99/05044、GB 2374856和WO 2012/175985描述了这种由在边缘处粘结以限定储存饮料配料的内容积的两片不透气且不透液体的柔性材料制成的柔性包袋。包袋在顶部具有用于引入水的入口喷嘴，水与内容积中的饮料配料混合。饮料通过位于小袋底部的饮料出口排出。在引入小袋的水的压力下，包袋爆开，形成出口。通常，出口的形成是由于柔性片的底部边缘在小袋中热或压力作用下发生分离。根据一个具体的实施方案，可在包袋的底部引入管口：在该实施方案中，柔性片的底部边缘不分离并且饮料通过管口排出。

这些柔性小袋存在缺点。通常，饮料出口的开口是通过小袋内部的压力增加而得到的。但是，这个压力增加并不推荐用于一些饮料的制备，因为它会在饮料表面形成气泡；例如，制备茶时是不期望的。除此之外，可能存在在所期望压力下包装可能不破裂的风险，可能存在包装最终以不受控的爆炸方式打开的风险。鉴于此原因，设备包括用于在饮料制备期间将包袋完全封闭在机器中并避免对操作人造成损坏或损伤的装置。

这些小袋的另一个缺点是入口管口将水引入包袋时始终遵循相同的在小袋中竖直从上至下的方向。于是所有饮料均根据相同的过程在小袋内生产。然而，根据饮料配料和所需饮料的性质，饮料配料应按照(例如)是否需要泡沫来以不同的方式处理。WO2012175985中提出了一种解决方案，其在于提出具有用于高压或低压饮料制备的不同冲煮头(夹钳)的饮料机器。

这些小袋的另一个缺点是不能直接从小袋输送泡沫浓稠的饮料，特别是乳饮料。泡沫浓稠的饮料必须如GB2374586中所述，用水射流在饮用杯中起泡。这种具体实施需要较长的时间来制备泡沫浓稠的饮料(首先从小袋制备饮料，然后用水射流使饮料起泡)，并且不会带给消费者高质量饮料的感觉。

WO 2011/024103描述了用于制备饮料的包袋，该包袋限定了储存饮料配料的内容积。该内容积在顶部通过刚性件闭合，该刚性件整合了水入口和饮料出口。在饮料制备期间，饮料出口定位在包袋顶部。引入水直至其充满包袋，并通过同样定位在包袋顶部的饮料出口溢出。这类包袋被构思用于通过提取烘焙并且研磨的咖啡，而非溶解速溶咖啡或其他可溶材料来制备饮料。鉴于此原因，包袋在出口处具有过滤器，以防止不溶颗粒被分配到饮料中。这类包袋的不便之处在于，在饮料制备并引入水结束后，饮料留在包袋中，造成从饮料生产机器中正确移除包袋的问题。除此之外，在该包袋中，无论是水入口还是饮料出口均不通过膜闭合；因此在涉及卫生和货架期时，并不推荐这种具体实施。

现在提议一种用于制备食品或饮料的新型包袋，该包袋改善了上文所述的关于制造、简化饮料制备以及洁净问题，从而提供最优的整体饮料质量。

技术实现要素：

根据第一方面，本发明涉及具有内容积的包袋，食品或饮料配料储存在该内容积中，并且当引入水时，在其中生产饮料，

-所述内容积由在材料边缘彼此接合的片材限定，并且所述内容积呈大致平面形状，该大致平面形状限定在饮料生产期间基本竖直取向的平面(P)，

-所述包袋包括用于将水引入内容积的至少一个入口和用于从所述内容积输送饮料的至少一个出口，水入口和饮料出口包括在一个单独插入件中，所述单独插入件定位在包袋底部并且部分地定位在所述片材的两个接合的边缘之间，并且

所述水入口的外部末端取向成基本垂直于由所述内容积所限定的平面(P)，并且

其中单独插入件包括定中心孔，该定中心孔基本垂直于内容积的大致平面(P)形状延伸。

优选地，包袋包括两个柔性不透水片，这些片彼此接合以限定内容积。因此，包袋本身是基本上柔性的，并且看起来像袋或小袋。柔性是指片可轻松弯折。所得包袋也可弯折；与刚性容器相反，包袋是柔软的并且可变形。柔性片材可以是塑性层压件、金属化箔或铝箔或纤维基材。根据本发明，所述两个柔性不透水片可由对折且在其自由边缘处接合的一个单一柔性不透水片形成。

包袋呈大致平面形状，该大致平面形状在饮料生产期间基本竖直取向。

根据具体实施方案，特别是为了增加内容积的尺寸，包袋可包括多于两个片材。至少另一个片材可接合到两个第一片材，该两个第一片材根据平面(P)限定内容积和大致平面形状。例如，所述其他片材可形成包袋内容积的自立袋形状。所述其他片材通常接合到不包括水入口和饮料出口的两个第一片材的边缘。

包袋包括用于将水引入内容积中的至少一个入口、以及用于从所述内容积输送饮料的至少一个出口，所述水入口和所述饮料出口定位在包袋底部，并且至少部分地定位在片材的两个接合的边缘之间，水入口的外部末端取向成基本垂直于由内容积所限定的平面(P)。

在本发明中，水入口的外部末端代表与包袋外的水源协作的水入口通道末端，而水入口的内部末端代表向包袋内输送水的水入口通道的末端。

由于饮料出口通常是从内容积基本垂直延伸的管道，根据此配置水入口和饮料出口基本彼此竖直地取向。因此，入口和出口出现在包袋的不同侧面上。此配置限制用于将水引入水入口的装置被饮料出口所分配的饮料污染的风险。

在本发明中，插入件优选地是刚性的。插入件优选地由刚性塑料材料制成。该塑料材料可选自以下列表：聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸。根据一个次优选的实施方案，插入件可由诸如铝或镀锡板的金属制成。插入件可以是注塑成型的。

单独插入件优选地定位在包袋底部中间处或附近。当包袋具有角落时，单件式插入件还可定位在包袋角落处。

根据一个第一实施方案，插入件定位在片材的接合底部边缘中，以使得水入口的外部末端被限定内容积的一个片材覆盖。因此，可使用同一片材同时形成包袋的内容积、闭合水入口以及保护水末端的外部末端。由于饮料入口封装在包袋中，因此无需特定的膜来闭合水入口。本发明提供易于制造并且确保食品和饮料配料以及所生产饮料的卫生和货架期保护的包袋。

优选地，单独插入件在外表面上具有肋，用于改善在密封期间与柔性片材的粘附性。特别地，上升边缘可环绕水入口，以改善其周围的空气和水密封度。

根据一个第二实施方案，插入件可定位在接合底部边缘中，以使得水入口不被限定内容积的一个片材覆盖。在该情况下，水入口插入件仅部分地定位在片材的两个接合的边缘之间。

通常，插入件定位在片材的接合底部边缘中，使得饮料出口的外部末端定位在片材的接合底部边缘下方。饮料出口优选地未被片材覆盖。但饮料出口可在视觉上被片材的一部分(例如通过片材的裙边)遮住。

根据一个优选的模式，包袋可仅由一个柔性材料片制成，所述片在包袋顶部折叠并在其边缘粘结以限定内容积，底部接合边缘包括插入件。该实施方案构成了一种特别简便制造包袋的方式，因为其要求只切割一片片材(更优选地根据矩形形状)，并且其折叠形成用于食品或饮料配料的内容积。可在边缘密封期间将单独插入件引入底部边缘中。

根据一个次优选的模式，包袋可由两个柔性材料片制成，所述片在其边缘粘结以限定内容积，底部接合边缘包括插入件。可在这些边缘密封期间将单独插入件引入底部边缘中，可粘结包袋的另外两个侧边缘，以限定内容积并且可将饮料配料引入所述内容积。最终，可粘结最后的边缘以闭合内容积。

单独插入件可定位在包袋底部的两个横向侧之间的任何位置；如果包袋整体为矩形，它可定位在底部横向侧处，特别是角落处，或两个角落之间的任何位置。在包袋中，包袋的水入口和饮料出口均同时包括在同一个单独插入件中。该特征涵盖了水入口和饮料出口是包袋中同一个插入件的一部分的事实。然而，可通过联合数个部件来生产该插入件，然后将完整件用于制造包袋。特别地，可将不同部件夹在一起以形成最终的单独插入件，然后将所述单独插入件用于制造包袋。

优选地，包袋的单独插入件具有与饮料生产机器的包袋接收区相配合的形状。特别地，单件式插入件可具有被配置为滑入饮料生产机器接收区的狭槽中的形状，如熨斗形。

根据本发明的优选实施方案，在饮料制备步骤之前，饮料出口在其末端被闭合。通常，饮料出口被制造成闭合的并被配置为在饮料生产步骤时打开。“被制造成闭合的”是指包袋被制造为具有闭合的饮料出口。这种闭合确保卫生和货架期保护。

根据所述实施方案，饮料出口由塞子闭合，该塞子被配置为在饮料生产时从饮料出口移除以将其打开，并且所述塞子包括附接到包袋(优选地附接到单独插入件)的连接件，以在饮料出口打开后使塞子保持附接到包袋，所述塞子定位在所述片材的接合底部边缘下方。

由于饮料出口被塞子闭合，所述塞子包括用于在饮料出口打开后使其保持附接到包袋的装置，因此塞子在饮料生产期间不会掉落到饮料中。用于使塞子保持附接到包袋的装置是连接件，所述连接件优选地附接到单独插入件。

塞子优选地是包括饮料出口和水入口的单独插入件的一部分。饮料出口优选地为管道，并且所述管道与塞子之间的接头具有机械弱点。这种机械弱点可以是变窄，使得可通过饮料制备机器的饮料出口打开装置轻松剪掉或扯掉塞子。塞子和饮料出口管道之间的接头的这种变窄横截面形成了弱点。因此，拉扯塞子的行为有助于在该接头水平撕裂制成单独插入件的材料。可根据向下取向的方向或横向取向的方向或这两个方向的组合拉扯塞子。

优选地，管道和塞子之间的接头具有比塞子上表面更小的截面，并且优选地小于管道截面。由于塞子上表面大于接头截面，因此塞子提供具有支撑点的表面来撕扯塞子或扣牢拉扯装置，例如扣牢诸如叉齿的撕扯装置。

优选地，连接件附接到单独插入件，以在饮料出口打开后使塞子保持附接到包袋，被配置为可弯折的。因此在弯折后，塞子保持远离饮料出口。根据这个优选方案，连接件通常由塑料制成。连接件可制造得非常薄，以使其是柔性的。一旦从塞子脱落，可通过饮料制备机器的连接件保留装置轻松地从饮料出口移开连接件。根据一个具体的实施方案，塑料连接件可具有凹口，以方便弯折。因此，便于通过机器保留装置弯折连接件，并且即使没有被机器的连接件保留装置保留，连接件也保持弯折。凹口优选地定位在连接件到单独插入件的附接点附近。

连接件优选地为单独插入件的一部分。根据优选的实施方案，单独插入件包括水入口、饮料出口、塞子和塞子的连接件。单独插入件优选地为注塑成型的。特别地，当插入件为注塑成型的时，注塑成型的插入件的设计包括塞子和连接件。该注塑成型的插入件在一个单一件上包括水入口、饮料出口、塞子和连接件，再次使得能够通过仅使用一种材料实现多个目的：用于生产包括水入口和饮料出口的插入件的塑料被用于闭合饮料出口的外部末端。

饮料出口的内部优选被配置成使得其一旦打开就以自由流动的方式输送饮料。饮料可通过单纯的重力下落从出口流出。根据优选的实施方案，出口是在单独插入件底部基本垂直延伸的管道。管道内部可具有表面积与直径为至少1mm，优选地至多4mm，甚至更优选地介于1.5mm和3mm之间的圆形表面的表面相当的横截面。管道的长度优选地为至少5mm。该长度通常使得能够在将饮料输送到饮用杯之前完成饮料起泡。本发明包袋的出口的优势是，当生产饮料时，无需在饮料出口和饮料机器之间实施特定接头，例如用于引导出口处所输送饮料的流动。饮料可从包袋饮料出口直接流入饮用杯。

包袋可包括使得能够抓握包袋的附加物。

包袋的外部形状通常为大致矩形的。

优选地，包袋在底部可在单独插入件的每侧上具有凹口，以方便将包袋引入饮料制备机器中，所述饮料制备机器具有形状与由凹口形成的包袋底部设计对应的接收区。

包袋可包括能被饮料制备装置读取的识别装置。这样的识别装置可以是机械代码、光学代码、RFID标签、条形码、磁码。

根据本发明，包袋的食品或饮料配料可包含在以下列表中：汤、果汁、蔬菜汁、肉汤、咖啡、巧克力、茶、乳或奶精、或它们的组合。

食品或饮料配料可以是可溶食品或饮料配料。食品或饮料配料优选地为选自以下列表中的可溶食品或饮料配料：

-速溶咖啡粉、乳粉、奶精粉、速溶茶粉、可可粉、糖粉、果粉或所述粉的混合物，

-咖啡浓缩物、乳浓缩物、糖浆、果实浓缩物、茶提取物。

粉末可以是凝聚的或烧制的。粉末或液体浓缩物可与固体块混合，例如用于制备具有固体块的汤。

食品或饮料配料也可以是类似烘焙并且研磨的咖啡或茶叶的可泡制食品或饮料配料。在该实施方案中，对可泡制配料进行水提取。

插入件被配置和定位在包袋中，使得水入口通道在其外部末端处的纵向轴线几乎垂直于内容积的大致平面形状(P)。因此，水入口在饮料生产期间至少部分地基本上为水平取向。

优选地，插入件被配置为使得水入口通道在内部末端处的纵向轴线几乎包含在竖直取向的平面P中。

优选地，水入口可被配置为使得水入口外部末端中的水流方向几乎垂直于水入口内部末端中的水流方向。在该实施方案中，水入口的内部设计使得水流取向从水入口外部末端(面向包袋的外部部分)到水入口内部末端(面向包袋的内部部分)发生整体垂直改变。

在优选实施方案中，水入口的外部末端可包括入口室，所述入口室包括排出端，并且所述排出端是配置为以几乎垂直于入口室纵向轴线的方向引导水进入包袋内容积的注射孔。入口室优选地为整体水平取向。该室通常被配置为接收用于注射水的空心针。其可具有圆形截面。该室具有在空心针末端和储存饮料配料的内容积之间形成距离的优势，因此避免污染针。最优选地，室排出端是在室的横向壁中刺穿的孔。

根据一个具体实施方案，水入口被配置为以射流形式向包袋内容积中引入水。对于射流，应理解为快速且强有力地从水入口流出并流进包袋内容积的液体流。因此，水入口被配置为将水高速引入包袋的内容积中。优选地，水入口被配置为将水射流引入包袋的内容积中，所述水射流的速度为至少约20m/s，优选地至少30m/s。根据所述第一实施方案，水入口被配置为将饮料机器引入包袋中的加压水转化为包袋内容积中的高速水射流。这种配置可通过在水入口的水流路中放置缩窄物以降低水入口截面尺寸来获得。由于入口截面的表面较小，因此在内容积中加压形成水射流。

一般来讲，水射流包括横截面的表面积相当于直径为最多1mm，优选地至少0.24mm的圆形表面的孔。

从注射孔排出的水的速度通常取决于水入口处引入水的压力。本发明通常应用加压到介于2巴和10巴之间、优选地约7巴的水。对于这样的加压水的值，水入口通常包括横截面的表面积相当于直径介于0.2mm和0.8mm之间、优选地介于0.3mm和0.5mm之间并且甚至更优选地为约0.4mm的圆形表面的表面的注射孔。

然而，当水被加压到超过11巴时，水入口优选地包括横截面的表面积相当于直径介于0.5mm和1.5mm之间、优选地为约1mm的圆形表面的表面的注射孔。

注射孔的较小表面具有防止包袋内容积中包含的液体通过水入口回流的优势。

对于相同的稀释剂供应压力，稀释剂注射孔的表面可根据包袋内食品和饮料配料的性质而改变。特别地，当配料难以溶解时，较小的注射孔形成更高速的射流，更高速的射流改善包袋中的搅拌和溶解。

优选地，包袋具有沿着饮料生产期间基本竖直取向的平面取向的平面形状，并且水入口将水射流以包含在所述平面中的方向取向。从底部引入包袋的水射流演变成在水分子和产品颗粒之间形成湍流、摩擦和高接触表面的环形和/或螺旋运动。平均来讲，水分子在随饮料离开小袋前，在小袋内进行数次转动。单独插入件被放置在基本矩形包袋的角落中的包袋也改善了重构。

对于包括可溶饮料配料的包袋而言，有关形成射流的此具体实施方案尤其令人关注。

根据另一个具体实施方案，例如对于包括可泡制配料的包袋而言，在包袋中形成水射流不是所期望的。因此，注水孔的尺寸可以被配置成能够避免包袋内容积中的射流。

包袋可呈多种外部形状，例如矩形、正方形或圆形。包袋的内容积可呈与包袋外部形状相同的形状。根据一个具体模式，内容积可呈被配置为改善饮料制备期间包袋中水和饮料运动的形状。特别地，对于具有外部矩形或正方形形状的包袋，至少一个、优选地两个内部角落可呈倾斜形状。这一特征避免饮料或食品配料保持堵塞在直角角落中。这一特征可通过侧向密封包袋角落来获得。

根据本发明，单独插入件包括定中心孔，该定中心孔基本垂直于内容积的大致平面(P)形状延伸。该孔可为穿过插入件的穿越孔或穿过插入件的深凹孔。该孔被配置为当包袋被引入饮料制备机器时，与所述机器的定中心和固定装置协作。

根据一个实施方案，该孔定位在片材的接合底部边缘的下方，以保持与饮料制备机器的定中心和固定装置自由协作。

根据另一个实施方案，该孔至少部分地被片材底部覆盖。该实施方案为包袋提供更美观的外观。

根据所述最后实施方案的一个具体模式，覆盖孔的片材底部部分可被配置为当压力施加于其上时，易于撕裂、变形或弯折。例如，当饮料制备机器的定中心装置应用于该部分上时，该部分可变形、弯折或撕裂，以使得定中心装置进入孔。

根据第二方面，本发明涉及诸如上文所述的包袋和用于由包袋制备饮料的机器的系统，所述机器包括：

-包袋接收区，用于将包袋定位在机器中，使得内容积的大致平面形状为竖直取向，并且使得单独插入件定位在包袋底部

-用于将水注入包袋水入口中的水针，

-被配置为与单独插入件定中心孔协作的固定和定中心装置。

优选地，包袋和机器的特征被限定为使得包袋贴合在机器中。

特别地，定中心孔、水入口、塞子和塞子连接件之间的距离被分别设置为在固定和定中心装置、水针、用于移除塞子的装置和用于拉扯塞子的塑料连接件的装置的前面。

饮料制备机器通常包括水流体系统，以便将水输送至水针。流体系统通常至少包括水源、用于将水从水源泵出的泵以及任选的流体温度调节装置(加热或冷却)。

用于将定位在机器中的小包接收区通常设计成引导顾客将小包正确放置在机器中以制备饮料，其中单独插入件包袋位于底部，并使得水入口面向水针。特别地，包袋接收区的设计可匹配包袋的大致外部形状。包袋自身可具有视觉指示标记，以使包袋在机器中正确取向，特别是如果包袋呈大致对称的形状并且单独插入件设置在包袋底部的中间。

优选地，包袋的单独插入件具有与饮料制备机器的包袋接收区相配合的形状，并且包袋的单独插入件优选地具有被配置为滑入饮料制备机器接收区的狭槽中的形状。

优选地，固定和定中心装置是被配置为滑入单独插入件的定中心孔中的杆。该固定和定中心装置在末端可以是尖的，以方便其在孔中的滑动。当包袋中的定中心孔被片材至少部分地覆盖时，该固定和定中心装置优选地是尖的。因此，固定和定中心装置能刺穿孔上方的片材。

由于包袋基本上仅通过定位在包袋底部的单独插入件保持在机器中，所以包袋在机器中的良好固定比包袋通过其顶部的插入件附接到机器中的情况更难实现。当包袋充满水时，水重压于单独插入件与机器之间的接头上。此时，固定和定中心装置确保包袋不会扭曲，从而不会影响饮料制备和饮料分配。使包袋的平面形状沿垂直方向取向对饮料制备而言特别重要，并且当水入口被配置为使水射流以包括在所述平面中的方向取向时甚至更为重要。

根据优选的实施方案，机器由包袋制备饮料，所述包袋包括由塞子闭合的饮料出口，所述塞子通过连接件附接到包袋，优选地附接到单独插入件，以便在饮料出口打开后使塞子保持附接到包袋，并且机器包括：

-用于移除包袋饮料出口的塞子的装置，

-一旦塞子从饮料出口移除就将塞子的塑料连接件拉离包袋的饮料出口的装置。

优选地，用于移除包袋饮料出口的塞子的装置是两齿叉，该两齿叉被配置为使得每个齿能够滑到塞子周围，并且所述叉能够向下撕裂塞子。所述叉的向下移动可通过沿齿的长度方向增加齿的厚度来获得。

优选地，当包袋的饮料出口为管道并且所述管道和塞子之间的接头具有小于塞子上表面的截面时，那么叉齿之间的间距小于塞子上表面的最大尺寸。

优选地，用于一旦塞子从饮料出口移除就将塞子的塑料连接件拉离包袋的饮料出口的装置能够在塞子和塞子连接件附接到单独插入件的点之间滑动，并且包括沿着塞子连接件的内表面滑动的倾斜表面。

优选地，水针、固定和定中心装置、用于移除塞子的装置以及用于拉扯塞子的塑料连接件的装置均能根据基本垂直于包袋的大致平面形状的方向前后移动。

优选地，水针、固定和定中心装置、用于移除塞子的装置以及用于拉扯塞子的塑料连接件的装置被制成能同时移动。因此，水入口与饮料出口同时打开，并且饮料可在入口和出口均打开的情况下制备。因此，饮料不是在压力下或压力增加下在包袋中制备。

一般来讲，机器包括当制备饮料时，将饮用杯定位在包袋的饮料出口下方的区域。

根据第一实施方案，用于将包袋定位在机器中的接收区可具有适形于包袋大致平面形状的形状，使得所述大致平面形状面向机器的正面和背面。因此，平面形状(P)平行于机器的正面和背面。

在该第一实施方案中，水针、固定和定中心装置、用于移除包袋饮料出口的塞子的装置以及用于将塞子的塑料连接件拉离包袋饮料出口的装置均能根据垂直于包袋的大致平面形状的方向前后移动，并且从机器背面延伸至机器正面。

在该第一实施方案中，机器可包括为包袋的定中心以及入口和出口的打开提供支撑的第二固定装置。所述第二固定装置可以是能够以水平方向沿着单独插入件滑动的平坦滑动器。可限定单独插入件的尺寸，优选地限定其宽度，以便紧密固定在平坦滑动器与其他装置之间，特别是水针与固定和定中心装置之间。单独插入件还可具有一般设计，使得平坦滑动器可沿着插入件轻松滑动，例如熨斗形。第二固定装置还可以是两个以相反的水平方向滑动的平坦滑动器。

根据第二实施方案，用于将包袋定位在机器中的接收区可具有适形于包袋的大致平面形状的形状，使得所述大致平面形状基本垂直于机器的正面。

在该第二实施方案中，水针、固定和定中心装置、用于移除包袋饮料出口的塞子的装置以及用于将塞子的塑料连接件拉离包袋饮料出口的装置均能根据垂直于包袋的大致平面形状的方向前后移动，并且从机器的至少一个横向侧延伸至接收区。

根据第三方面，本发明涉及用于使用诸如上文所述的系统制备食品或饮料的方法，包括如下步骤：

-提供包袋并且将所述包袋定位在机器中，

-将所述包袋定中心、打开所述水入口、任选地移除所述塞子并将所述塞子拉离，

-将水注入所述包袋以与所述食品或饮料配料混合，

-允许所制备的饮料通过所述出口离开并进入容器。

优选地，基本上同时实施将包袋定中心、打开水入口、移除塞子并将其拉离的操作。

优选地，这些操作在将水注入包袋前实施。

根据具体模式，基本上同时实施将包袋定中心、打开水入口的操作，并且在移除塞子并将其拉离之前将水注入包袋中。还在包袋中的压力上升之前移除并拉离塞子。

在本申请中，术语“底部”、“顶部”、“横向”、“水平”、“垂直”、“向下”用于描述本发明的特征的位置关系。这些术语应被理解为是参考包袋在引入例如如图5、图11和图12中所示的用于制备饮料的饮料制备机器中时的通常取向。

在本申请中，术语“前”、“后”、“横向”应当理解为是参考饮料制备机器在使用过程中的通常取向，例如如图5和图11中所示。

根据本发明，“底部附近”是指入口和出口均定位在包袋的底部边缘上和/或包装的一个横向侧的底部部分上。本发明包括不同变型，其中入口和出口均在包袋的相同边缘上，即均在底部边缘上或均在横向侧的底部部分处，并且其中出口或入口中的一个在底部边缘上并且相应地入口或出口在包袋横向侧的底部部分处。根据本发明，横向侧的底部部分通常对应于所述横向侧的定位在小包中间部分下方包袋，并且优选地更靠近包袋的底部部分，而不是包袋的中间部分的部分。

本发明中，术语“水”涵盖可与可溶饮料配料混合以制备饮料的任何水性稀释剂，例如水、碳酸水、乳。优选的仍是水。

在本专利申请中，术语“基本垂直”涵盖与垂直成介于-5°和+5°之间的角度的取向。

附图说明

结合以下附图将更好地理解本发明的特征和优点，其中：

-图1a示出了本发明的一种包袋，

-图2示出了图1的包袋的插入件的后侧，

-图2a示出了插入件的变型形式，

-图1b、图3a、图3b、图4a和图4b是所述包袋的变型形式，

-图5示出了根据本发明的第一实施方案的饮料制备机器，

-图6是图5的饮料制备机器的视图，其中取下了内部背板以显示机器接收区的内部部件，

-图7是图5的接收区的放大视图，

-图8a、图8b是图7的俯视图，

-图9是与包袋协作的接收区的装置的视图，

-图10是图7的具体元件的另一个侧视图，

-图10a是叉的一个齿的侧视图，

-图11示出了根据本发明的第二实施方案的饮料制备机器，

-图12是图11的接收区的提取视图，

-图13是图12的机构的底视图，

-图14对应于图13，其中已移除单独插入件，

-图15是图14的机构的俯视图。

具体实施方式

图1a示出了根据本发明用于生产饮料的包袋1。包袋底部被处理成透明的，以展示单独插入件5。图2示出了所述插入件5的后侧。包袋包括两个柔性不透水片材，它们在边缘111、112、113、114互相接合以限定内容积2。将一个片材在其中间折叠以形成包袋顶部114；然后仅将边缘112、112、113粘结在一起也可获得这两个片材。粘结可通过热密封获得。饮料材料设置在所述内容积中。

底部粘结边缘13包括单独插入件5。插入件5是单片材料，优选地为塑料。该插入件同时包括用于将水引入内容积的水入口、以及用于分配由食品或饮料配料与水混合产生的饮料或食品的饮料出口。

插入件包括一个被配置为将水供应至包袋的内容积2的入口3，如图2所示，以及一个用于从包袋2的内容积分配饮料的出口4。插入件定位在包袋底部位于包袋的底侧111处。插入件具有在插入件横向侧上的水入口3周围的翅片51和上升沿52，以改善在密封期间与柔性片材的粘附性。

水入口3在其外部末端3a处具有入口室32。该室是中空腔室；并且整体上为水平取向。入口室的尺寸被配置为容纳饮料制备机器的中空针以便注入水。入口室具有位于其上部横向壁中的排出端(未示出)：该排出端对应于注射孔，可从该注射孔将水例如以射流的形式注入内容积2中。由于水入口的配置，可在其外部末端3a处基本上水平地注入水，并基本上垂直地将水注入包袋的内容积2中。

饮料出口是插入件中的垂直管道。它优选地具有以自由流动的方式分配饮料的直径。饮料出口在其外部末端由塞子42闭合。该塞子与插入件的其余部分成为一体。

在所示优选实施方案中，饮料出口4是管道并且塞子42附接到管道末端。管道与塞子42之间的接头44具有比塞子上表面42a更小的截面，并且小于管道截面。该接头形成了靠近塞子42的弱化狭窄区，使得所述塞子可轻松被剪掉或扯掉。

包袋包括用于在将塞子从饮料出口移除后使塞子42保持附接到包袋的塑料连接件43。因此，避免了塞子在饮料生产期间落入饮料中。该连接件与插入件的其余部分成为一体。塑料连接件43具有定位在连接件与单独插入件的附接点43b附近的凹口43a。该凹口使连接件能轻松弯折，确保从饮料出口脱落的塞子42保持远离饮料出口并且不在饮料出口下方。

包袋包括定中心孔53，该定中心孔基本垂直于内容积的大致平面(P)形状延伸并穿过插入件。该孔定位在片材的接合底部边缘111的下方，以保持与饮料制备机器的定中心和固定装置自由协作。

图1b示出了图1的包袋的一种变型形式，其中定中心孔53被片材的接合底部边缘111覆盖并闭合。包袋底部被处理成透明的，以展示接合底部边缘111下方的单独插入件5的位置。

本发明不限于图1a和图2的水入口的具体设计。例如，图2a示出单独插入件5，其中入口室32在其侧壁中包括两个排出端31。排出端31定位在排出室壁中，使得可基本水平地将水引入包袋内容积中。根据排出端31的尺寸，水可在内容积内缓慢地流动而不是以射流形式。在这种插入件中，入口室壁的一部分被覆盖插入件的片材限定。

图3a示出了本发明的一个变型形式，其中由片材限定的大致平面形状(P)具有位于单独插入件每侧上的凹口，以方便将包袋1引入包括接收区的饮料制备机器中，所述接收区具有对应于由凹口形成的包袋底部设计的形状(图5)。

图3b示出了本发明的一个变型形式，其中插入件5被定位为更靠近包袋底部横向侧，而不是中间。这类包袋可用于包括接收区的饮料制备机器中，所述接收区具有对应于包袋中插入件位置的形状(图11)。

无论包袋中的插入件类型如何，包袋均可以被配置成使得水入口的外部末端3a不被形成和设计包袋内容积2的片材覆盖。此实施方案可归因于如下事实：水入口的外部末端3a更靠近插入件底部，和/或因为片材未覆盖插入件5的全部表面，例如片材的底部边缘111未覆盖插入件的下部分，或具有如图4a和图4b所示的未覆盖水入口外部末端3a的凹口。

图5示出了根据本发明的第一实施方案的机器，其中用于定位包袋的接收区82具有适形于包袋的大致平面形状(P)的形状，使得所述大致平面形状(P)面向机器的正面和背面。虚线示出了包袋1(例如图3a的包袋)可如何定位在接收区中。接收区具有重现包袋凹口并引导顾客将包袋的插入件5放置在接收区底部中间820处的形状，即单独插入件5向下取向的包袋1。

在这样的机器中，包袋被定位为包袋的平面P面向机器的正面和顾客。

机器包括盖9，以便在其制备期间盖住包袋。盖9的闭合还将启动饮料制备，如本文稍后所公开。盖可具有手柄91，以便帮助顾客拉起盖。

机器具有饮用杯接收区。机器还包括用于在压力下生产热水或冷水的水流体系统。

在图6中，移除了接收区82的后侧以展示机器的内部部件，尤其是展示使得能够同时进行盖闭合和饮料制备的机构。盖是环形的并且在其横向侧91a、91b附接到圆盘95a、95b。圆盘的中心通过第一轴93连接。因此，由于盖9滑动导致的圆盘95a、95b的旋转会引起第一轴93旋转。盖9和圆盘95a、95b由横向框架92a、92b支承。

第一齿轮94固定地附接到第一轴93的中间，使得盖的滑动使第一齿轮94旋转。

图7是由第一齿轮94的旋转激活的机构的放大视图。第一齿轮94的齿与第二齿轮96的齿啮合，第二齿轮控制用于打开包袋入口和出口的装置移动。该图示出了定位在机器接收区底部中间820的包袋的单独插入件5。为更好地了解该机构，未示出包袋内容积的片材。该图示出了作为第二固定装置的滑动器86的存在，该第二固定装置能够为包袋的定中心以及入口和出口的打开提供支撑。该滑动器能够在机构主支承构件103的一部分内横向滑动。

图8a是图7的俯视图，示出了包袋接收区820在单独插入件水平处的形状。

图8b对应于图8a，其中为方便进一步理解，移除了主支承构件83。结合该机构的透视图图9和图10进行说明。

第二齿轮96的中心附接到第二轴97，该第二轴在第二齿轮的两个横向侧上延伸。在第二齿轮96的每个横向侧上，旋转和导向元件101、102附接到第二轴97。因此，第二齿轮96的旋转使第二轴97和这两个旋转和导向元件101、102旋转。

机器包括注水针81。针是空心针，其末端尖锐得足以刺穿覆盖单独插入件中的水入口的柔性片材。针中的孔从机器的流体系统输送水。针的上游部分通过管道连接至流体系统(未示出)。针由第一支承件810支承并沿单独插入件5的方向取向。该第一支承件810还支承对准和定中心装置82，该对准和定中心装置具有被配置为用于进入到单独插入件的孔53内的点。因此，对准和定中心装置82与针一起移动。然而，由于对准和定中心装置82被定位为与跟针尖的距离相比更靠近机器正面，如图8b所示，因此在针刺穿包袋前，先将包袋对准并定中心。针的第一支承件810以及对准和定中心装置82具有接触旋转和导向元件的外部面101a和102a的后部面810a。针支承件的后部面810a与旋转和导向元件的外部面101a和102a之间的这个接合能够在盖闭合期间，使针以及对准和定中心装置82从机器的背面移动到正面，从而将包袋定中心并打开包袋中的水入口。

第一支承构件810在其后端与在第一旋转和导向元件101的横向面中凹陷的导向曲线101b协作。该协作通过在一端附接到第一支承构件810，并且在另一端能够在导向曲线中滑动的插针810b实现。针支承件810与第一旋转和导向元件101之间的该接合能够在盖打开期间，使针以及对准和定中心装置82从机器的正面移动到背面，从而使顾客能够从机器上移除包袋。

机器包括用于移除包袋饮料出口的塞子的装置84。该装置是具有两个齿的叉。优选地，齿具有图10a中示出的横向轮廓，即齿的前端具有比齿的其余部分更小的高度。基于该轮廓，所述叉可首先将饮料出口管道4接合直至塞子42，然后叉进一步朝机器正面移动时，齿越来越压迫塞子上表面42a，直至它们将塞子扯掉。

机器包括用于一旦塞子从饮料出口移除就将塞子的塑料连接件拉离包袋的饮料出口的装置85。该装置是能够在塞子44与塞子连接件附接到单独插入件的点43a之间滑动的板，并且包括倾斜表面85a，当所述装置移动到机器正面时，该倾斜表面接合塞子连接件的表面/沿着塞子连接件的表面滑动。

用于移除包袋饮料出口的塞子的装置84和用于将塞子的塑料连接件拉离包袋饮料出口的装置85均由同一个第二支承构件840支承。该第二支承构件840在其后端与在第二旋转和导向元件102的横向面中凹陷的导向曲线102b协作。该协作通过在一端附接到第二支承构件840，并且在另一端在导向曲线102b中滑动的插针840a实现。第二支承件840与第二旋转和导向元件102之间的这个接合能够使用于移除包袋饮料出口的塞子的装置84和用于将塞子的塑料连接件拉离包袋饮料出口的装置85从机器正面移动到背面，在盖打开和闭合期间前后移动。在第二旋转和导向元件102的横向面中凹陷的导向曲线102b具有不同的深度，使得装置84、85的移动可根据轴在一种意义或另一种意义下的旋转而不同。附接到第一支承构件840并在导向曲线102b中滑动的插针840a是受载弹簧，以便无论导向曲线102b的深度如何，始终与其接触。

基于上文，由包袋1和机器8制备饮料的方法如下。将包袋定位在机器的接收区82中，且单独插入件位于该区底部中间820。优选地，包袋在平面形状的一面上具有视觉指示标记，以告知顾客哪一面必须放置在机器正面。

盖9闭合，并且其旋转使轴93、第一齿轮、第二齿轮和两个旋转和导向元件101、102旋转。最后这些元件的旋转引起第一支承构件810位移到机器正面。只要发生由盖闭合引起的旋转，第一支承构件810就移动到机器正面。因此，包袋被定中心、固定，并且水入口被水针刺穿并连接至水针。同时，第二旋转和导向元件102的旋转引起第二支承构件840位移到机器正面。然而，导向曲线102b经过设计，使得在由盖闭合引起的旋转的第一部分期间，第二支承构件840移动到机器正面，并且在由盖闭合引起的旋转的第二部分期间，第二支承构件840移动到机器背面。从而用于拉扯连接件的叉84和板在盖闭合期间移动到正面，然后移动到背面。因此，接合塞子上表面的叉84将塞子42从饮料出口扯掉，并且板85的倾斜表面使连接件43弯折。这两个装置移动到机器背面，以便在饮料分配期间不接近饮料出口，从而不会被弄脏。

然后，将水通过针引入到包装中来制备饮料，并且通过饮料出口将饮料分配到定位在下方的饮用杯中。

制备饮料后，盖9打开。其旋转使轴93、第一齿轮、第二齿轮和这两个旋转和导向元件101、102旋转。第一旋转和导向元件101的旋转在导向曲线101b中插针810b的协作下引起第一支承构件810位移到机器背面。只要发生由盖打开引起的旋转，第一支承构件810就移动到机器背面。从而包袋被释放并且水入口从接收区上移除。同时，第二旋转和导向元件102的旋转使第二支承构件840能够位移到机器背面处的该第二支承构件的静止位置。包袋可从机器上移除。

图11示出了根据第二实施方案的机器，其中用于将包袋1定位在机器中的接收区82具有适形于包袋的大致平面形状的形状，使得所述大致平面形状垂直于机器的正面。接收区82具有竖直狭缝的形状，其中顾客能够将通过竖直取向的平面形状P保持的包袋1滑入。

图12是机器内部部件的局部视图，一旦包袋定位在机器的接收区中，该内部部件就使得能够打开包袋的水入口和饮料出口。打开机构通过旋转机器每侧上的滚轴11而激活。

图13、图14、图15是图12的机构的底视图和俯视图。在图14和图15中，为了更好地理解，移除了包袋1。所述机构位于打开单独插入件5的水入口和饮料出口时的位置。所述机构包括：

-由支承件810支承的中空水针81(图15)，

-对准和定中心装置82，该装置具有被配置为用于进入到单独插入件的定中心孔内的点并且由支承件820支承(图13、图14)，

-用于移除包袋饮料出口的塞子的装置84。该装置是具有两个齿的叉。它由支承构件840支承，

-用于一旦塞子从饮料出口移除就将塞子的塑料连接件拉离包袋的饮料出口的装置85。该装置是能够在塞子44与塞子连接件附接到单独插入件的点43a之间滑动的板，并且包括倾斜表面85a，该倾斜表面被配置为用于在所述装置移动到单独插入件时沿着塞子连接件的表面滑动。这两个装置84、85由同一个支承构件840支承。

所述机构的两个滚轴11附接到同一个轴12。轴12支承两个齿轮13a、13b。它们中的每一个分别与齿轨14a、14b协作。滚轴11的旋转引起齿轨14a、14b沿着包括在平面形状P中的水平轴线XX'平移。齿轨14a、14b分别被设计为在第一纵向件140a和第二纵向件140b的底部面上，所述第一纵向件和第二纵向件从轴12前面伸展至接收区。对于每个纵向件140a、140b，其面向定位在机器中的单独插入件5的横向面具有被设计为与支承构件810、820、840间接协作的形状，如下文所述。

中空水针以及对准和定中心装置的支承构件810、820附接到一起，从而支承构件810的移动使另一个支承构件820相应地移动。注水针的支承构件810由能够在点A处绕垂直轴线旋转的第一接合件811致动。所述第一接合件811具有横向侧，所述横向侧被设计为在一侧与注水针支承构件810的横向面接触，并且在另一侧与第一纵向件140a的横向面接触。接触面的设计使得滚轴的旋转引起针81以及对准和定中心装置82移动到单独插入件5。

叉84和连接件拉扯装置85的支承构件840能够在点B处绕垂直轴线旋转。支承构件840具有被设计为接触第二纵向件140b的横向面的横向侧841。接触面的设计使得滚轴的旋转引起支承构件840的旋转以及叉84和连接件拉扯装置85的相应移动，从而它们在一种意义下接合塞子和连接件，然后在牵引弹簧的作用下旋转返回。