制作用于饮料的一次性囊的方法和机器以及使用该方法获得的囊的制作方法
【专利摘要】一种用以制作提取饮料的一次性囊(1)的方法，包括以下步骤：将平坦过滤纸片(8)定位在杯形刚性主体(2)上方；沿该刚性主体(2)的至少边缘(7)连结该平坦过滤纸片(8)；朝向该刚性主体(8)的内部并通过过滤纸片(8)的塑性变形来成形该过滤纸(8)以限定容置腔(5)；用一定剂量(D)的物品来填充容置腔(5)；用板盖(6)来封闭该腔(5)和外部刚性主体(2)。本发明也涉及实施所述方法的机器(100)。
【专利说明】制作用于饮料的一次性囊的方法和机器以及使用该方法获得的囊
【技术领域】
[0001]本发明涉及制作用于饮料的一次性囊的方法和机器。
[0002]具体地，本文中提及的一次性囊是“提取”类型，其具有外部刚性主体(优选地，没有外包装)并且可以用于制作诸如咖啡等饮料的机器中。
【背景技术】
[0003]本文中囊的类型在现有技术方案中包括:
[0004]一杯形外部刚性主体，包括可以穿孔的底部和设置有套圈的顶部开口( 一般地但不表示限制，限为截头圆锥形)；
[0005]一液体过滤腔，与所述外部主体的顶部开口接合并容置在该外部主体中，以限定用于与加压液体混合的物品(例如粉末或颗粒)的容置和冲泡腔；
[0006]—柔性板，用以密闭密封该刚性主体和过滤腔的顶部开口，并意为(一般地，但不限于此种方式)由进给加压液体的喷管穿透。
[0007]以此方式制造的囊用于分配饮料的机器，该机器包括容纳该囊的座。
[0008]该囊的板盖由提供加压液体(热水)的尖部穿透，加压液体在过滤元件中分散，并在该主体中均匀地下降，以与粉末状或颗粒状物品混合。
[0009]鉴于此，该刚性主体的底部可以使用诸如尖形元件和中空元件等各种类型的单元来穿透，这些单元被设计成深深穿入并将所获得的混合物朝向分配喷管导引。
[0010]从专利文献EP2.093.248已知用以制作该类型的囊的方法和机器。
[0011]发明的公开
[0012]本发明的目的是提供一种用以制作用于饮料的一次性囊的方法，该方法允许快速简单地制作囊并提高囊部件成形和连结精度。
[0013]本发明的另一目的是提供一种用以制作用于饮料的一次性囊的机器，该机器使用根据本发明的方法而获得，该机器被简化，而且在单位时间内有具高生产率。
[0014]这些目标由根据包括所附权利要求所附的特征的本发明制作用以冲泡饮料的一次性囊的方法和机器实现。
[0015]具体而言，用以制作提取饮料的一次性囊的方法包括以下步骤:将平坦过滤纸片定位在杯形刚性主体上方；沿该刚性主体的至少边缘连结该平坦过滤纸片；朝向该刚性主体的内部并通过过滤纸片的塑性变形来成形该过滤纸以限定容置腔；用一定剂量的物品来填充容置腔；用板盖来封闭该容置腔和外部刚性主体。
[0016]由于两个平坦表面可以首先加工出，所以该方法使得内部过滤腔和外部主体的相对位置更加精确，并且同时该方法使得这两个元件的边缘之间的周向连结区在连结步骤和成形步骤期间被制作得更安全且更牢固。
[0017]该特征使得该方法和机器的工作步骤更快且更精确，从而提高了单位时间内的生产率。【专利附图】
【附图说明】
[0018]参照附图，从对本发明优选的非限制性实施例的以下说明中，本发明的这些和其它特征会更清楚，附图中:
[0019]图1是根据本发明实施制作用于饮料的提取型一次性囊的方法的机器的示意性正视图；
[0020]图2是使用根据本发明的方法和机器获得的用于饮料的一次性囊的正视图，其中一些部分被去掉以更好的显示其它部分；
[0021]图3和图4是形成使用图1的机器所获得的囊内部的腔的步骤的示意性正视图，其中一些部分被去掉以更好的显示其它部分；
[0022]图5和图6是形成图3和图4中内腔的步骤的可替换实施例的示意性正视图；
[0023]图7和图8是先后两个步骤的示意性正视图，这两个步骤是切割以及连结外部刚性主体顶部开口上的过滤纸，属于根据本发明的方法和机器的部分。
【具体实施方式】
[0024]参照附图，具体参照图1，该公开的方法用以制作用于饮料的提取型一次性囊I。
[0025]具体而言(参见图2)，根据本发明的囊I包括杯形的外部刚性主体2，该外部刚性主体2包括封闭的底部3和顶部开口 4。
[0026]优选地，该刚性主体2具有截头圆锥形横截面，同时底部3在顶部开口 4下方延伸。
[0027]优选地，顶部开口 4由边缘7限定，该边缘7由从顶部开口 4向外延伸的圆形套圈组成。
[0028]该刚性主体2的顶部开口 4与设计成具有凹形横截面、延伸到刚性主体2中以形成用以容置一定剂量D物品的腔5的过滤器联接。
[0029]刚性或柔性板盖6被定位成使得其沿刚性主体2的外部边缘7封闭该刚性主体2的顶部开口 4，S卩，与套圈7联结。
[0030]应当注意的是，所述的提取型囊涉及可以用于饮料制作机器的囊1，其中，根据囊I所用于的饮料制作机器，通过加压液体以两种方式的流动来影响板盖6:
[0031]一板盖6已经穿孔，并且对于朝向腔5向下并与物品混合的液体是可渗透的；
[0032]一板盖6是完整的并且由尖形单元(由于该尖形单元不属于本发明的部分，所以未示出)穿孔以允许加压液体(例如，水)流入使得该物品和液体在内腔5中混合。
[0033]形成内腔5的壁的过滤纸允许过滤在刚性主体2下区内获得的饮料。
[0034]而刚性主体2的底部3由设计成将所获得的饮料朝向饮料分配喷管传送的单元穿透。
[0035]根据本发明，用以制作囊I的方法至少包括以下步骤(参见图1):
[0036]一将平坦过滤纸片8定位在刚性主体2上；
[0037]一沿刚性主体2的至少该边缘7连结平坦过滤纸片8 ；
[0038]一朝向该刚性主体2内部成形过滤纸片8，并通过将过滤纸片8进行塑性变形而限定容置腔5 ；[0039]一用一定剂量D的物品充填该容置腔5 ；
[0040]一用板盖6封闭该腔5和外部刚性主体2。
[0041]由于此顺序步骤，该刚性主体的顶部开口 4上的过滤纸片8的定位和连结操作(如下所见，通过密封或胶合)极其精确，因为当时这两个接触表面是平坦的。
[0042]在将该过滤纸连结到刚性主体2后，将该过滤纸成形为其最后形状以限定内腔5，同时保持外连结部不变。
[0043]优选地，所述成形步骤包括:
[0044]一第一子步骤，预成形平坦过滤纸片8以形成朝向刚性主体2内部的过滤纸片8的部分凹腔，以及
[0045]一第二子步骤，完全成形过滤纸片8，以限定容置腔5的最终形状。
[0046]该选择允许过滤纸片8的成形操作进行调整，由此避免在已经与刚性主体2周缘连结的过滤纸上因直接成形步骤而产生的断裂风险。
[0047]鉴于此，在第一预成形子步骤(参见图3和图5)期间，邻近刚性主体2的边缘7的、过滤纸片8的至少周缘环形区8a被塑形变形以拉伸(stretch)所述周缘环形区8a。
[0048]而且，鉴于此，在过滤纸片8完全成形的第二子步骤期间，过滤纸片8的至少中部受到影响(参见图4和图6)。
[0049]优选地，通过热传递来进行过滤纸片8的成形步骤。
[0050]应当注意的是，可以通过使用热传递来执行预成形和最终成形过滤纸片8这两个子步骤。
[0051]优选地，定位该平坦过滤纸片8 (参见图7和图8)的步骤包括从过滤纸连续带S切割过滤纸片8以获得与外部刚性主体2的顶部表面匹配的过滤纸片8 (在此情形下，仅作为举例，可具有圆形)的步骤。
[0052]鉴于此，在切割过滤纸片8的步骤后，紧接着的是在相邻顺序并在相同操作区域中将过滤纸片8连结到刚性主体I的边缘7的步骤。
[0053]可替换地，应当注意的是，定位过滤纸片8的步骤可以包括:
[0054]从过滤纸连续带S切割过滤纸片8以将之成形为与外部刚性主体2的顶部表面匹配的步骤，以及
[0055]将通过切割获得的过滤纸片8移动到外部刚性主体2的顶部开口 4上的步骤。
[0056]如果该连结步骤包括可能与切割单元以及因此与过滤纸片8切割精度发生干扰的热密封，那么，优选地执行移动过滤纸片8这一选择。
[0057]鉴于此，连结过滤纸片8和该刚性主体的边缘7的步骤可以通过密封而实现，即通过热量而实现。
[0058]可替换地，连结过滤纸片8和该刚性主体的边缘7的步骤可以通过胶合而实现，即通过将胶层涂覆在边缘7和过滤纸片8的外周缘区之间而实现。
[0059]本发明也涉及制作用以提取饮料的一次性囊I的机器100。
[0060]机器100包括:
[0061]一传送部9，用以传送杯形外部刚性主体2，以沿进给方向A(参见图1中的箭头A)逐个移动各外部刚性主体2 ;以及
[0062]一进给装置10，用以进给平坦过滤纸并设计成将过滤纸沿进给线A的至少一个拉伸段定位。
[0063]根据本发明，机器100沿进给方向A还包括:
[0064]一切割单元11，用以切割过滤纸以获得与刚性主体2的顶部表面(实际中是套圈形边缘7)匹配的平坦过滤纸片8 ；
[0065]一连结装置12，用以沿刚性主体2的顶部开口 4的边缘7周向连结平坦过滤纸片8 ；
[0066]一成形装置13，用以成形连结到刚性主体2的平坦过滤纸片8，所述成形装置定位在相对于进给方向A的、用以周向连结平坦过滤纸片8的连结装置12的下游，并作用于该平坦过滤纸片8上，以朝向刚性主体2的内部将过滤纸片8进行塑性变形，由此限定用以将一定剂量D的物品容置在刚性主体2内的腔5。
[0067]优选地(如图1和图3至图6所示)，成形装置13包括:
[0068]一第一冲压部14，用以对平坦过滤纸片8预成形并设计成按照朝刚性主体2的内部会聚的方向拉伸靠近刚性主体2的边缘7的平坦过滤纸片8的至少周缘环形区8a，以及
[0069]一第二冲压部15，用以完全成形过滤纸片8，与第一冲压部14运行联接，以使过滤纸片8的至少中部变形以限定内腔5。
[0070]在第一实施例中，这些成形装置13组成单一机器100工作站(如图1、图3和图4所示)，其中，第一冲压部14和第二冲压部15运行上彼此联接，使得它们可以在单一机器100位置中通过沿横向于进给方向的方向并行移动而按顺序执行预成形操作和成形操作
[0071]鉴于此，第一冲压部14包括加热的环形元件，并具有设计成拉伸过滤纸片8的周缘环形区8a的倾斜外部接触表面。
[0072]该热拉伸操作允许产生过滤纸边缘扩开的现象，以为与刚性主体2的边缘7的连结部邻近的过滤纸区域提供弹性，并防止在完全变形期间发生撕裂。
[0073]第二冲压部15包括加热的鼻型(半球形)头部，该鼻型头部能够移动穿过组成第一冲压部14的环的敞开中部以通过下降而作用在过滤纸片8的剩余部分上，由此使用热量完全成形内腔5。
[0074]因此，基本地，通过热成型的方法实现成形内腔5的步骤。
[0075]根据第二实施例，机器100可以包括用于预成形平坦过滤纸片8的独立预成形装置14，所述预成形装置内置在周向连结装置12和成形装置13之间用以相对于进给方向A成形过滤纸片8。
[0076]鉴于此，预成形装置14被设计成沿朝向刚性主体2的内部会聚的方向拉伸靠近刚性主体2的边缘的过滤纸片8的至少周缘环形区8a。
[0077]换句话说，如图5至图6所示，第一冲压部14(例如，如以上所述的)，可以是独立的，并定位在用于完全成形的第二冲压部15的工作站的上游的工作站中。
[0078]另外，在此实例中，使用热量来进行内腔5的成形操作。
[0079]如图7和图8，切割单元11包括固定模或接触元件18和用以从连续带S切割过滤纸片8的刀部19。
[0080]连续带S通过卷轴25进给，同时，由切割而产生的废纸被另一卷轴26回收。
[0081]卷轴25和26与一对转向辊29和30 —起形成过滤纸进给装置10。
[0082]鉴于此，第一实施例包括具有处于单个机器100工作站中并使用沿横向于进给方向A的方向并行运动方式的切割单元11和连结装置12的可能性。
[0083]切割过滤纸片8的操作以及随后将该过滤纸片8连结到刚性体2的边缘7的操作都在此单一工作站中执行。
[0084]根据第二实施例，机器100包括用以切割的工作站11和用以连结的工作站12的两个分离工作站，二者沿进给方向A先后定位。
[0085]对于该第二实施例，机器100包括用以接收通过切割单元11获得的过滤纸片8的单元16。
[0086]用以接收过滤纸片8的单元16被设计成沿进给方向A将过滤纸片8移动到连结装置12的操作区以将过滤纸片8周向连结到刚性主体2的边缘7。
[0087]具体而言，用于接收并移动过滤纸片8的这些单元16包括用以支撑过滤纸片8并设计成将过滤纸片8释放到刚性主体2的顶部表面上的可移动平台17。
[0088]应当注意的是，该可移动平台17可以平行于进给方向A并在高于刚性主体2的顶部边缘7位置的高度处移动。
[0089]鉴于此，该可移动平台17可以设置有弹簧释放单元(在此未示出)，用以以与连结装置12同步的方式操作并且允许过滤纸片8被控制定位在边缘7上并连结到该边缘(参见图8)。
[0090]而且，鉴于此，连结装置12可以包括用以通过使用热传递进行连结的密封单元(诸如设计成与过滤纸片8和边缘7的环形形状匹配的密封板)。
[0091 ] 可替换地，连结装置12可以包括胶合单元，即，用以沿刚性主体2的边缘7涂覆胶水的胶合单元。
[0092]传送部9可以包括皮带，所述皮带带有用于刚性主体2、抵靠在边缘7上的有间隔的保持件。
[0093]该皮带9沿进给方向A以步进运动或连续运动移动刚性主体2，由此将刚性主体2带到处于边缘7上方的各工作站，以逐个地执行各步骤。
[0094]因此，在将过滤纸片8连结到刚性主体2的边缘7并且用以成形内腔5的工作期间，皮带9也作为接触元件起作用。
[0095]机器100也包括在成形装置13后的、用以完成囊I的另一套工作站。
[0096]如图1所示，相对于进给方向A在成形装置13下游，机器100包括用物品(粉末状的或颗粒状的)填充内腔5的工作站20。
[0097]工作站20可以包括处于刚性主体2和内腔5上方的至少一个物品添加单元21。
[0098]机器100也包括用以封闭刚性主体2的顶部开口 4的工作站22。该站又处于相对于进给方向A在物品添加工作站20下游。
[0099]该封闭工作站22包括用以从此材料的连续带SI切割出板盖6的切割元件23。
[0100]另外，工作站22包括用以将所获得的板盖6与刚性主体2的边缘7相联结的装置24，过滤纸片8 一部分也与该装置24相联结。
[0101]也在此情形下，该联结装置24被设计成使用热传递来连结板盖6。
[0102]材料的连续带SI通过卷轴27被进给，同时，由切割板盖6产生的废料被另一卷轴28回收。
[0103]依此方式构造成的方法和机器完成预定目标。[0104]从平坦过滤纸片开始进行的过滤纸的连结和热成型允许获得高质量的囊。
[0105]事实上，由于两个平坦表面可以首先加工出，所以内部过滤腔和外部主体的相对位置是极其精确的，并且同时这两个元件的边缘之间的周向连结区被制作得更安全且更牢固。
[0106]通过该方法的工作步骤而得到的更快的、更精确的结构提高了该机器在单位时间内的生产率。
【权利要求】
1.一种制作用于饮料的一次性囊(I)的方法，所述一次性囊(I)包括:杯形外部刚性主体(2)，所述外部刚性主体(2)包括封闭的底部(3)和与具有凹形横截面的过滤器联接的顶部开口(4)，所述过滤器延伸到所述外部刚性主体(2)中以形成用以容置一定剂量(D)物品的腔(5);和板盖(6)，所述板盖(6)用以沿所述外部刚性主体(2)的外边缘(7)封闭所述外部刚性主体(2)的所述顶部开口(4)，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 一将平坦过滤纸片(8)定位在所述外部刚性主体(2)上； 一沿所述外部刚性主体(2)的至少所述边缘(7)连结所述平坦过滤纸片(8)； 一朝向所述外部刚性主体(2)的内部并通过将所述过滤纸片(8)进行塑性变形成形所述过滤纸片(8)以限定容置腔(5)； 一用一定剂量(D)的物品填充所述容置腔(5)； 一用所述板盖(6)封闭所述容置腔(5)和所述外部刚性主体(2)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成形步骤包括: 一第一子步骤，预成形所述平坦过滤纸片(8)以成形朝向所述外部刚性主体(2)内部的所述平坦过滤纸片(8)的部分凹腔，以及 一第二子步骤，完全成形所述平坦过滤纸片(8)，以限定所述容置腔(5)的形状。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一子步骤的预成形期间，邻近所述外部刚性主体(2)的所述边缘(7)的所述过滤纸片(8)的至少周缘环形区(8a)被塑形变形以拉伸所述周缘环形区(8a)。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述过滤纸片(8)完全成形的所述第二子步骤期间，作用于所述过滤纸片(8)的至少中部。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过热传递的方法来实现所述过滤纸片(8)的成形。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，定位所述平坦过滤纸片(8)的步骤包括从过滤纸连续带(S)切割过所述过滤纸片(8)以获得与所述外部刚性主体(2)的顶部表面匹配的过滤纸片(8)的步骤。
7.如前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，定位所述过滤纸片(8)的步骤包括: 一从过滤纸连续带(S)切割所述过滤纸片(8)以将之成形为与所述外部刚性主体(2)的所述顶部表面匹配的步骤，以及 一将通过切割获得的所述过滤纸片(8)移动到所述外部刚性主体(2)的所述顶部开口(4)上的步骤。
8.一种制作用于提取饮料的一次性囊的机器，至少包括: 一传送部(9)，用以传送包括封闭底部(3)和顶部开口(4)的杯形外部刚性主体(2)，以沿进给方向(A)逐个移动各所述外部刚性主体(2): 一进给装置(10)，用以进给平坦过滤纸并设计成将所述过滤纸沿进给线(A)的至少一个拉伸部定位； 其特征在于，所述机器沿所述进给方向(A)也包括: 一切割单元(11)，用以切割所述过滤纸以获得与所述外部刚性主体(2)的顶部表面匹配的平坦过滤纸片(8)；一连结装置(12)，用以将所述平坦过滤纸片(8)周向地连结在所述外部刚性主体(2)的由顶部边缘(7)限定的所述顶部开口⑷上； 一成形装置(13)，用以成形连结到所述外部刚性主体(2)的所述平坦过滤纸片(8)，所述成形装置定位在相对于所述进给方向(A)的、用以周向连结所述平坦过滤纸片(8)的所述连结装置(12)的下游，并作用于所述平坦过滤纸片(8)，以朝向所述外部刚性主体(2)的内部将所述平坦过滤纸片(8)进行塑性变形，由此限定用于将一定剂量(D)的物品容置在所述外部刚性主体(2)内的腔(5)。
9.如权利要求(8)所述的机器，其特征在于，所述成形装置(13)包括: 一第一冲压部(14)，用以预成形所述平坦过滤纸片(8)并设计成朝所述外部刚性主体(2)的内部会聚的方向拉伸靠近刚性主体2的边缘7的所述平坦过滤纸片(8)的至少周缘环形区(Sa)，以及 一第二冲压部(15)，用以完全成形所述过滤纸片(8)，运行上与所述第一冲压部(14)联接，以使所述过滤纸片(8)的至少中部变形以限定所述内腔(5)。
10.如权利要求8所述的机器，其特征在于，包括用于预成形所述平坦过滤纸片(8)的预成形装置(14)，所述预成形装置(14)内置在相对于所述进给方向(A)的所述周向连结装置(12)和成形所述过滤纸片(8)的所述成形装置(13)之间，所述预成形装置(14)被设计成沿朝向所述外部刚性主体(2)的内部会聚的方向拉伸靠近所述外部刚性主体(2)的边缘的、所述过滤纸片(8)的至少周缘环形区(8a)。
11.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，包括单元(16)，所述单元(16)用以接收通过所述切割单元(11)获得的所述过滤纸片(8)并被设计成沿所述进给方向(A)将所述过滤纸片(8)移动到所述连结装置(12)的操作区以将所述平坦过滤纸片(8)周向连结到所述外部刚性主体(2)的所述顶部边缘(7)。
12.如权利要求11所述的机器，其特征在于，用于接收并移动所述过滤纸片(8)的所述单元(16)包括可移动平台(17)，所述可移动平台(17)用以支撑所述过滤纸片(8)并被设计成将所述过滤纸片(8)释放到所述外部刚性主体(2)的所述顶部表面上。
【文档编号】B65B29/02GK103906690SQ201280053682
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】M·比安基 申请人:Ima工业有限公司