CN101163429A - 用于选择叠层中胶囊的装置 - Google Patents

Abstract

从容纳在容器中的胶囊叠层中选择装有食品的胶囊的装置，包括：限定胶囊靠重力穿过其中的通道(20)的体部(10)；用于选择性地保持和释放所述第一胶囊(90)的第一止动装置(30，31，32，33)；用于在止动位置和释放位置之间致动所述止动装置(3，30，31，32，33)的致动装置(8)。第一止动装置(3，30，31，32，33)绕通道(20)的圆周分布，能够通过横向地且同时地朝向通道内部转动而移动到止动位置，从而形成分布在胶囊(90)下方的几个支承位置。

Description

用于选择叠层中胶囊的装置

技术领域

本发明涉及一种用于选择叠层中胶囊的装置。本发明具体涉及例如在自动售货机、咖啡机类型的饮料自动售货机或其它类型机器中的食品类型胶囊的供应和分发。

背景技术

在食品领域，用胶囊制备食品的***如饮料自动售货机由于具有许多优点而日益得到广泛应用。这些***例如可以是使用容纳有饮料原料的胶囊工作的饮料自动售货机。通过使用这些胶囊，消费者可简便、快速地制备饮料，且在大多数情况下制备和/或清洗所涉及的工作量最少。

这些胶囊例如可为形状、大小和/或性质各异的小份包装。它们可为由塑料薄膜、过滤纸、铝或复合层压材料制成的胶囊，并且可为杯子或罐的形式或其它形式。

在大量使用这些机器的情况下，需要胶囊的储备量足够大从而不至于缺货并且/或者可提供多种选择的不同胶囊来制备不同的饮料。为此，可在一专用空间内以叠层形式提供胶囊储备并且根据需要提供胶囊。

例如，美国专利6,595,106涉及一种可存储大量彼此堆叠的胶囊的胶囊存储装置。从而需要时可通过形成于该存储装置底部的开口从存储装置中取出胶囊。其缺点是必须用手取出胶囊。

美国专利申请2004/0031810涉及一种用于从叠层中分发扁平物品如盖的分配器。其原理是在不首先隔离将要使其落下的物品的情况下分开堆叠物品。因此，该装置包括长度短的止动装置，如针状物和短刀片，该止动装置在通道中的展开有限，从而仅支承在物品的边缘上，并且确保只有位于叠层最底部的物品落下。该原理不适用于本发明的胶囊，因为胶囊的边缘是柔性的，靠在止动装置上时可弯曲，由此一个或多个胶囊会无意中落下。此外，这种装置的同步在机械方面很复杂。

美国专利2,489,096涉及一种用于选择杯子的装置，其工作原理是将要落下的杯子与叠层中的其余杯子隔离。该装置包括通过一转臂致动的两个系列筒状物，这两个筒状物通过一个横轴互相连接。因此在上部筒状物上产生的传动力相当大且惯性矩很大。这种装置从力学观点看不够牢固或可靠，因为反复作用在轴上的力会导致该轴扭曲，这将对装置的精度有不利影响，并由此影响其正确工作。

发明内容

因此，需要有一种从胶囊叠层中选择胶囊的装置，该装置是自动的，在大量重复循环期间可靠并且耐用。该装置还必须设计简单、动作迅速，而且必须能够适用于不同大小和形状的胶囊。某些扁平形状的胶囊定位差，从叠层中释放这些胶囊会发生问题。因此，该装置必须容许胶囊以这种方式被释放，即，避免胶囊堵塞和位置歪斜。

为此，按照第一方面，本发明涉及一种用于从容纳在容器中的胶囊叠层中选择胶囊的装置，包括：

限定一通道的体部，胶囊靠重力从位于叠层最底部的第一胶囊开始依次穿过该通道；

用于选择性地保持和释放所述第一胶囊的第一止动装置；所述第一止动装置绕通道的圆周分布，并且能够通过横向地且同时地朝向通道内部转动而移动到止动位置，从而形成分布在该胶囊下方的几个支承位置；

用于在第一止动装置处于释放第一胶囊的释放位置时保持叠层中位于所述第一胶囊上方的第二胶囊的第二止动装置；

用于在止动位置和释放位置之间致动所述止动装置的致动装置；

其特征在于，

每个第一止动装置和第二止动装置附装在一公共传动轴上，所述传动轴在通道的周边附近可转动地安装在体部上。

这一结构满足装置可靠的要求。因此，第一胶囊稳定地在几个分布位置上被保持住，从而在胶囊释放时防止胶囊发生歪斜和可能的堵塞。每个第一止动装置和第二止动装置附装在公共传动轴上确保了胶囊的释放/保持可靠地同步，同时减小了***的复杂程度。具体地，第一止动装置和第二止动装置在展开位置和缩回位置之间的运动——反之亦然——在不发生改变的情况下反相进行并且始终以90°量级的恒定转动角进行。

第一止动装置的数量优选地至少为三个或四个并且绕通道的圆周规则地分布。这是因为当止动装置数量足够多时胶囊的稳定性大大提高。而且，这些止动装置的数量和绕通道的分布有助于胶囊的向下行进，即，防止胶囊尤其在装置出口处发生的歪斜定位和堵塞。

此外，止动装置的形状被证明非常重要，特别是在确保将胶囊很好地保持在水平面中并由此防止胶囊被歪斜地释放方面。为此，第一止动装置由用于在止动位置在胶囊下方形成支承线或支承面且大致伸向通道中心的指状物构成。

第一止动装置优选地终止于自由端，所述自由端可以这种方式运动，即，运动轨迹呈弧形。因此，止动装置的运动类似于光圈(diaphragm)，在释放胶囊时，对胶囊的支承逐渐地且以围绕胶囊的方式减小。这有助于保持胶囊稳定，并且在释放时防止胶囊歪斜。

按照本发明，该装置包括被构造成在第一止动装置处于释放第一胶囊的释放位置时保持叠层中位于所述第一胶囊上方的第二胶囊的第二止动装置。因此，第一止动装置和第二止动装置同步地配合从而在确保叠层中的其它胶囊被保持在原位的情况下选择性地释放第一胶囊。该同步有助于***的可靠性并确保该***正确地工作；因此，可以设想将该装置用于任何类型的自动售货***中，包括具有或没有付款***的自动***。

与第一止动装置一样，第二止动装置横向地且同时地朝向通道内部转动到止动位置，以便形成分布在第二胶囊下方的几个支承位置。这是因为尽可能稳定地保持第一胶囊上方的胶囊叠层、防止该叠层歪斜也很重要。定位差事实上会影响到胶囊在分配给它们的空间内例如在管内的自由下落运动。第二胶囊定位差也会造成其朝第一止动装置的下降不正确。

与第一止动装置一样，第二止动装置的数量至少为三个或四个并且绕通道的圆周规则地分布。

同样，第二止动装置优选地终止于可运动且轨迹呈弧形的自由端。这样，通过光圈效果实现第二胶囊的向下运动，确保了水平下降且减小了第二胶囊堵塞的风险。

每个第二止动装置也附装于在通道圆周的周边附近可转动地安装在体部上的传动轴上；该轴即为用于各个第一止动装置的传动轴。这一结构有助于确保第一和第二止动装置的运动完全同步。此外，每个第一止动装置和每个第二止动装置附装在一传动轴上，并以这种方式相对于通道横向地共同形成L形，即，使得反相占据止动位置。这一结构的效果是在保持所用部件数量尽可能少的情况下确保胶囊释放和保持的良好同步。

按照一有利的设计原理，利用一固定在通道圆周上的环同时致动各传动轴，在第一和第二止动装置的止动位置之间交替致动所述环。该原理确保同时致动所有第一止动装置，并且同时致动所有第二止动装置，但是第二止动装置相对于第一止动装置的运动反相运动。

这一装置可通过任意类型的致动装置操作。在一种可能的结构中，致动装置包括螺线管类型的电气装置。在一种可能的结构中，致动装置还包括曲轴类型的机械装置。应当理解，电气装置可替换为包括连杆、滑动件或类似物的类型的手动控制装置。

按照本发明的第二方面，选择装置包括：

限定一通道的体部，胶囊靠重力从位于叠层最底部的第一胶囊开始依次穿过该通道；

用于选择性地保持和释放所述第一胶囊的第一止动装置；所述第一止动装置绕通道的圆周分布，并且能够通过横向地且同时地朝向通道内部转动而移动到止动位置，从而形成分布在该胶囊下方的几个支承位置；

用于在止动位置和释放位置之间致动所述止动装置的致动装置；

其特征在于，

每个第一止动装置形成终止于其自由端的指状物，所述自由端具有端部，该端部的形状与其它止动装置的端部的形状互补，并且在展开时基本上接触其它端部中的一个的至少一个边缘，从而在座部的中心区域形成支承面。

利用止动装置的这种结构，该止动装置可在新的第一胶囊向下运动时这样接收该胶囊，即确保该胶囊不会卡在第一止动装置之间。当胶囊的形状相对扁平时卡在装置中的风险相当大。该结构确保改进胶囊在释放前正确定位的可靠性。因此，该装置可高速运转，堵塞的风险较小。

在一个实施例中，所述端部在通道的中心接合以形成形状基本上连续的中央支承面。术语“连续”表示止动装置的邻接部分在至少一个公共边缘上接合，其中没有间隙或者间隙至少减小到最多1mm或更小。

所述支承面在中心区域越过通道总直径的至少10％延伸。最佳地，该支承面延伸越过通道直径的约20％或以上。例如，该支承面的形状可基本上为圆形或环形，或正多边形或非正多边形。该支承面的形状本身并不是关键的。

附图说明

从以下说明和附图中将更好地理解这些以及其它可能的特征和优点，在附图中：

图1示出根据本发明的选择装置的透视图，其中未示出胶囊；

图2示出图1的装置，其中未示出体部；

图3示出该装置的透视图，其中通过第一止动装置保持第一胶囊；

图4示出图3的装置，其中未示出体部；

图5示出该装置的透视图，其中通过第二止动装置保持第二胶囊；

图6示出图5的装置；

图7示出第一止动装置释放第一胶囊时的装置；

图8示出包括根据本发明的装置的胶囊分发模块的剖面图；

图9示出本发明的变型的类似于图2的透视图；

图10示出图9的俯视图。

具体实施方式

本发明涉及一种图1和2所示类型的用于选择胶囊的装置，图中示出一优选实施例，并且用参考标号1表示。每个胶囊中容纳有一定剂量的食品，例如咖啡粉。装置1包括其上安装有主要部件的体部10。体部10限定一通道20，该通道的横截面的尺寸和形状适于胶囊通过。通道20通常布置成与位于通道上方的大量胶囊成一直线并且与所述大量胶囊同轴。所述大量胶囊可如图8所示为容纳在容器中的胶囊叠层的形式，这将在下文详细说明。

该装置包括第一止动装置3和第二止动装置4，所述止动装置3、4布置在通道20中的两个不同高度上。第一止动装置3用于将叠层中的第一胶囊保持在其释放前的位置上。第一胶囊被理解为是可由第一止动装置释放的胶囊。在由第一止动装置支承时，第一胶囊可位于其它堆叠胶囊下方的一定距离处。第二止动装置4用于在第一止动装置释放第一胶囊时保持该第一胶囊之后的胶囊。为简明起见，该后一胶囊在本申请中称为“第二胶囊”。

第一止动装置3包括一系列绕通道20的圆周分布的指状物形式的止动元件30、31、32、33。这些元件的数量至少为三个或四个以确保稳定性和对胶囊的充分保持。止动元件的数量取决于胶囊的尺寸和/或形状。例如，对于直径为40mm量级或以上的透镜状且较宽的胶囊来说，止动元件的数量优选地至少为四个，并且均匀分布在通道圆周上，两个元件之间例如为大约90°。在展开位置时，止动元件沿伸向通道内部的表面300或直线支承胶囊。

在第一止动装置的止动元件30、31、32、33上方约一个胶囊厚度的垂直距离处设置有其形式为形状大致相同的止动元件40、41、42、43的第二止动装置4。第一和第二止动装置分别成对地(30，40；31，41；32，42；33，43)安装在传动轴50、51、52、53上。每一对都这样安装，即，形成相对于通道横向地取向的“L”形。传动轴50、51、52、53可相对于体部围绕穿过它们的中心的轴线O转动地安装。应当理解，传动轴因而确保了止动装置的角向位移恒定。该角向位移约为90°。所有传动轴还通过一传动环6相互连接，该传动环被构造成在环本身受驱动相对于通道中心来回枢转时使得各传动轴转动。为此，传动轴包括一基部501，该基部经由一相对于轴线O向外偏置的轴线O′上的支点固定在环上，从而能够在环枢转时把转动传递给传动轴。每个传动轴最后安装在环的椭圆形槽60中，确保传动轴的转动受引导。如图4所示，为了相对于体部正确地保持环，该环包括横向于与体部连接的固定件150的一系列椭圆形槽61。因此，该环可相对于元件50、51、52、150受引导地枢转，其幅度取决于槽的长度。该幅度因此随第一和第二止动装置的运动幅度而改变，以确保它们阻挡和释放胶囊的功能。

环6的容许将转动传递给传动轴的枢转运动受致动装置8的控制，该致动装置可包括诸如螺线管80的电气控制***。在接收到电脉冲后，该***能够借助于滑杆81传递往复直线运动。该滑杆81铰接在曲轴82上，该曲轴将滑杆的直线运动转换成被传递给轴线O″处的轴83的圆周运动。轴83的圆周运动通过杠杆臂84传递给环6，该杠杆臂可绕轴线O″′转动地固定在环6的延伸部62上。因此，螺线管的滑杆81的往复运动使得环在槽中以被引导方式枢转并将转动传递给传动轴，传动轴将反相止动装置移动到两个可能的位置。可通过电脉冲或复位弹簧(未示出)来控制螺线管的滑杆的返回运动。

应该指出，第一和第二止动装置分别具有自由端300和400，所述自由端远离安装在传动轴上的端部并因此沿弧形轨迹移动。该弧形轨迹与通道20的边缘21相交并伸向通道内部，从而止动装置从通道内部22向边缘21缩回时以光圈方式减少对胶囊的支承。

图3-7更清楚地示出止动装置的运动。

图3和4示出当第一止动装置3转入朝向通道内部的位置时保持在第一止动装置3上的第一胶囊90。在该位置中，螺线管的滑杆处于缩进位置。第二止动装置处于释放位置，这使得胶囊叠层与第一胶囊90接触。为清楚起见，除了第一胶囊外，其它胶囊叠层没有示出。通过沿方向T拉动，滑杆沿枢转方向A驱动环，从而把转动R1传递给传动轴并由此展开第一止动装置3。

图5和6示出被保持的第二胶囊91，图7示出第一胶囊90的释放；但是这些附图示出该装置的止动装置处于相同的构型。在该构型中，第一止动装置3缩回，这意味着在第一胶囊90被释放时，第二止动装置4处于展开位置并保持叠层中的第二胶囊91。通过致动装置、尤其是滑杆的操作实现向该新构型的转变，达到展开位置。通过沿方向P推动，滑杆沿枢转方向B驱动环，从而把转动R2传递给传动轴并由此导致第二止动装置4展开。该展开的作用是在释放第一胶囊90时防止胶囊叠层的向下运动。第一胶囊90释放后，滑杆返回缩进位置，使得装置返回到图3和4的构型，并导致第二胶囊91落下以与第一止动装置3接触，从而该第二胶囊变成为可被选择用于在所需时刻释放的新的第一胶囊。例如可通过复位弹簧实现滑杆的返回运动。重复这些循环即可从叠层中逐个选择胶囊。

图8示出使用根据本发明的选择装置1从一再装料***中的胶囊叠层中分发胶囊的分发装置2。该分发装置2包括具有可拆卸管70的装料***7，所述可拆卸管与固定安装在选择装置的体部10上的接纳管部71连接。接纳管部71可接纳一定数量的胶囊，可拆卸管70用于补充胶囊。可拆卸管70和接纳管部71可通过定位装置72连接，该定位装置的作用是容许在防止胶囊从***中掉出的情况下快速地将可拆卸管70连接到接纳管部71。

图9和10示出在第一止动装置30、31、32、33的形式方面的另一实施例。这些第一止动装置30、31、32、33在其自由端分别终止于端部30a、30b、30c、30d，所述端部的形状互补，从而在展开以保持第一胶囊时形成互相接合的边缘。由此形成如图10所示的支承面350。

这种构型的优点在于，当第二止动装置释放胶囊时确保该胶囊的边缘不会穿过止动装置并因此歪斜放置。即使胶囊由于隔开第一和第二止动装置的距离而落下靠在止动装置上，这样形成的支承面也会迫使胶囊变得水平并使其在止动装置的座部中正确地定位。

由展开位置的止动装置所形成的支承面可越过通道20总直径的至少10％伸入中心区域。优选地延伸越过通道直径的约15-50％。超过这一比例范围，***在展开止动装置时会变得更加麻烦，并且不会更加有效，这在一列并排放置的选择装置的情况下是不利的。

在选择装置1的通道下面有一胶囊回收部件73，该胶囊回收部件包括将胶囊引导到第二斜面75上的第一斜面74，该第二斜面限定一用于回收胶囊的间隙76。第二斜面包括使胶囊停止滑动的肩部77。斜面75、76定位成具有相对的滑动面以确保该装置更不易受人拨弄。可将分发装置连接到控制装置——例如控制致动装置的控制按钮——和用于致动该控制装置(未示出)的付款***。该付款***可为找零钱机和/或通过磁卡或智能卡、或者通过远程付款装置如远程通讯和/或多媒体付款的模块。

在2004年5月5日提交的、题为“用于分发胶囊和/或食品的机器用的胶囊装载装置”的审查中的欧洲专利申请No.0401644.5中详细说明了分发装置和装料***，该申请的全部内容被结合入本申请作为参考。

已经结合优选实施例说明了本发明。但应当理解，本发明可包括本领域技术人员(可理解的)和后附权利要求所覆盖的范围内的替代方案或等同物。

Claims (17)

1.用于从容纳在容器中的胶囊叠层中选择胶囊的装置，包括：

限定通道(20)的体部(10)，胶囊靠重力从位于叠层最底部的第一胶囊开始依次穿过该通道；

用于选择性地保持和释放所述第一胶囊(90)的第一止动装置(30，31，32，33)；所述第一止动装置绕通道(20)的圆周分布，并且能够通过横向地且同时地朝向通道内部转动而移动到止动位置，从而形成分布在胶囊(90)下方的几个支承位置；

用于在第一止动装置(3，30，31，32，33)处于释放第一胶囊(90)的释放位置时保持位于所述第一胶囊(90)上方的第二胶囊(91)的第二止动装置(4，40，41，42，43)；

用于在止动位置和释放位置之间致动所述止动装置(3，30，31，32，33，4，40，41，42，43)的致动装置(8)；

其特征在于，

每个第一止动装置(3，30，31，32，33)和第二止动装置(4，40，41，42，43)附装在公共传动轴(50，51，52，53)上，所述传动轴在通道(20)的周边附近可转动地安装在体部(10)上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一止动装置(3，30，31，32，33)的数量至少为三个或四个并且绕通道(20)的圆周规则地分布。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，第一止动装置(3，30，31，32，33)由用于在止动位置在胶囊下方形成支承线或支承面且大致伸向通道中心的指状物构成。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，第一止动装置(3，30，31，32，33)终止于可运动且运动轨迹呈弧形的自由端(300)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每个第一止动装置(3，30，31，32，33)这样附装于在通道(20)的周边附近可转动地安装在体部(10)上的传动轴(50，51，52，53)上，即，使得止动装置(3，30，31，32，33)可运动。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第二止动装置(4，40，41，42，43)横向地且同时地朝向通道(20)内部转动到止动位置，从而形成分布在第二胶囊(91)下方的几个支承位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第二止动装置(4，40，41，42，43)的数量至少为三个或四个并且绕通道(20)的圆周规则地分布。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，第二止动装置(4，40，41，42，43)终止于可运动且运动轨迹呈弧形的自由端(400)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，每个第一止动装置和第二止动装置(3，30，31，32，33，4，40，41，42，43)附装在传动轴(50，51，52，53)上，并以这种方式相对于通道横向地共同形成L形，即，使得反相占据止动位置。

10.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，利用固定在通道(20)的圆周(21)上的环(6)同时致动传动轴(50，51，52，53)，在第一和第二止动装置(3，30，31，32，33，4，40，41，42，43)的止动位置之间交替致动所述环(6)。

11.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述致动装置(8)包括螺线管类型的电气装置(80，81)。

12.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述致动装置包括曲轴类型的机械装置(82，83)。

13.胶囊分发装置，其特征在于，该胶囊分发装置包括根据上述权利要求中任一项所述的用于选择胶囊的装置、胶囊装载***(7)和胶囊回收装置(73)。

14.用于从容纳在容器中的胶囊叠层中选择胶囊的装置，包括：

限定通道(20)的体部(10)，胶囊靠重力从位于叠层最底部的第一胶囊开始依次穿过该通道；

用于选择性地保持和释放所述第一胶囊(90)的第一止动装置(30，31，32，33)；所述第一止动装置绕通道(20)的圆周分布，能够通过横向地且同时地朝向通道内部转动而移动到止动位置，从而形成分布在胶囊(90)下方的几个支承位置；

用于在止动位置和释放位置之间致动所述止动装置(3，30，31，32，33)的致动装置(8)；

其特征在于，

每个第一止动装置(30，31，32，33)形成终止于其自由端的指状物，所述自由端具有端部，该端部的形状与其它止动装置的端部的形状互补，并且在展开时基本上接触其它端部中的一个的至少一个边缘，从而在座部的中心区域形成支承面。

15.根据权利要求14所述的胶囊选择装置，其特征在于，所述端部在通道(20)的中心接合以形成形状基本上连续的支承面。

16.根据权利要求14或15所述的胶囊选择装置，其特征在于，所述支承面在中心区域越过通道(20)的总直径的至少10％延伸。

17.根据权利要求15或16所述的胶囊选择装置，其特征在于，所述支承面的形状基本上为圆形或环形或正多边形或非正多边形。

Images