容納飲料配料的膠囊的識別的製作方法

2023-12-08 04:15:31 2

專利名稱：容納飲料配料的膠囊的識別的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及從膠嚢中容納的配料生產液體食物或飲料的領域。
背景技術：
近年來，容納飲料配料的膠嚢已經廣泛應用於生產不同類型的飲料， 例如茶或咖啡以及其它液體食物。這些膠嚢設計成與專用々欠料生產機結合
使用，該飲料生產機具有這樣的裝置即，該裝置用於向膠嚢內部供給液 體，以便液體與膠嚢中容納的配料相互作用，這種相互作用的結果是產生 飲料或其它液體食物。
一些已知的機器具有複雜的控制系統，該控制系統設定飲料生產過程 的所有類型的操作參數。這些參數例如可包括(非窮盡列表)被供給到 膠嚢內部的液體的溫度和體積，以及液體與膠嚢內容納的配料的相互作用 的持續時間。
還已知，飲料生產機具有用戶界面，從而用戶可根據他/她的喜好來設 定操作參數。
一旦這些參數已被人工設定，則飲料生產機將針對每個隨後的飲料生 產過程使用所限定的一組參數。
在現有技術中，可發現膠嚢具有形式為若干機械觸點的識別元件，該 機械觸點由機器的感測裝置選擇性地感測。通常，觸點製成在膠嚢表面上 是可見的和浮凸的，並且由機器的固定感測裝置直接感測。這種系統具有 一些缺陷。外部機器觸點是暴露的，它們可能被偶然地或故意地損壞或改 變。觸點的改變可導致系統發生嚴重的混亂和/或i殳定不正確的飲料參數。
例如，EP 0638486涉及用於制^^欠料的料筒，該料筒包括沿該料筒的一個側向邊緣模製的多個齒。在這些齒之間形成凹槽。這些齒使得能夠通 過接合凸輪來驅動料筒通過飲料製備機。在料筒的該邊緣的相對側形成多 個樁釘，從而當通過齒與凸輪的接合將包裝件驅動到機器中時，由感測臂 感測直立樁釘的存在與否，由此該感測臂將識別不同類型的料筒。感測臂 操作一開關，該開關將與包裝件上存在樁釘與否有關的信息傳輸^^大料分 配機的控制機構。從而，料筒上的樁釘的布置針對控制器識別出料筒的類 型，然後控制器選擇合適的飲料製備條件。
在現有技術中還可發現這樣的膠嚢即，該膠嚢在外表面上具有條形 碼，從而々大料生產機可讀取由條形碼代表的信息，由此可識別相關聯的膠 嚢。沒置條形碼具有一些缺陷首先，由於條形碼必須在膠嚢的外表面上 可見，因此這自然對膠嚢的美觀造成負面影響。另一方面，總是存在這樣 的危險即，在々大料生產過程的環境中，例如條形碼或閱讀器的光學元件 上沉積的7jc/蒸汽將損害條形碼的可讀性。
例如，US 2002/0048621涉及一種編碼咖啡包和飲料生產設備，該飲料 生產設備包括構造成檢測該飲料包上存儲的編碼數據的傳感器，和構造成 解釋該編碼數據並且根據該編碼數據指導飲料生產的處理器。編碼數據可 以是可視編碼，例如條形碼、幾何形狀、文本串、圖示符、數字水印、凹 口、凹槽或孑L。
EP 1629752A2公開了 一種具有存儲器的飲料生產系統，該存儲器存儲 關於飲料製備機分配的飲料料筒的順序的信息。

發明內容
因此，本發明的一個目標是針對包含飲料配料的膠嚢的識別提出一種 成本低廉的、可靠的解決方案。
特別地，本發明的一個目標是減少識別系統的誤用或損壞的危險。另 一個目標是提供一種在溼熱條件下工作良好的解決方案。另 一個目標是一 種能夠通過簡單的製造操作在膠嚢上實現的解決方案。
本發明的另一個目標是提供一種能夠在機器的體積受限的環境中執行檢測操作的更加緊湊的解決方案。
本發明的一個方面是，使用"隱藏的"或暴露較少的識別(裝置)來 替代現有技術中的可見的識別(裝置)。
本發明的另 一個方面是，使用在膠嚢和機器側面兩者上的緊湊檢測系 統來替代現有技術中的笨重的檢測(系統)。
根據本發明的一個方面，膠嚢的識別構件由可變形的、可位移的和/ 或可穿孔的罩覆蓋，以便保護該識別構件和減少識別系統的誤用或損壞的 危險。
為此，根據本發明提出了一種容納飲料配料的膠嚢。所述膠嚢具有設 計成從外部被物理地接觸的識別構件。
該識別構件設計成在從外部機械接觸時表示信息。
因此，識別構件以結構性方式對信息編碼(與現有技術的可視條形碼 的表示相反)。更確切地說，識別構件可包括多個預定的局部的接觸表面
接收器，每個所述接收器構成在兩個不同的表面位置(surfacelevel)當中 的一個選擇，所述兩個不同的表面位置對應於通過外部探針構件建立接觸 或者沒有建立接觸時的二進位編碼狀態(0或1)。
表面位置可例如對應於多個局部的凹部/孔或突出構件的深度或高度 的不同。
在一個實施例中，提供第一和第二接觸接收器。第一接觸接收器可以 是具有相同深度的孔或凹部，而第二接觸接收器是具有較小深度的孔或凹 部，或者被填滿或輕微地浮凸。在一個可能的變型中，第一接觸接收器是 具有相同高度的突出元件，而第二接觸接收器是具有更大高度的突出元件。
優選地，識別構件從外部不可見，並且在與飲料生產機的相關探針裝 置物理接觸之前沒有暴露於外部。
為此，識別構件可祐覆蓋裝置相對於外部覆蓋，其中覆蓋裝置和/或識 別構件被設計成可例如通過被來自相關的飲料生產機的探針裝置穿孔、變 形、位移等而從覆蓋狀態轉換到識別讀取狀態。
優選地，該識別構件通過對膠嚢的面的表面結構進行調製(調整，modulation )—例如通過在膠嚢的識別面上設置孔或凹部一進行編碼。
膠嚢的識別面可被可位移的、可變形的或可穿孔的膜，例如塑料層、 鋁層或塑料-鋁的層壓件覆蓋。因而，所述罩設計成在與凹部或孔重疊的部 位處被選擇性地從外部穿孔或者變形。另一方面，所述罩可通過在不與凹 部或孔重疊的區域被支承而至少抵抗一定的穿孔或變形。
可選擇地，罩構件可保持不變，但是識別構件將被操縱(例如，位移) 以便將膠囊從識另，J-覆蓋狀態轉換到識另'J-讀取狀態。
在一個優選實施例中，識別構件可在膠嚢的蓋的正面上形成，所述膠 嚢的蓋與膠嚢的杯形體部相關聯以限定容納^L料形成用配料的凹腔。
識別構件可形成為蓋的一體式部分。例如，蓋可由模製塑料製成，識 別裝置,皮模製在該模製塑料上。
為了限制檢測系統所需的空間，所述多個預定的局部的接觸接收器以 非線性方式布置在蓋的正面上。例如，接收器可聚合成覆蓋所述蓋的表面 的大致多邊形的、星形的或彎曲的圖案，或者非規則的基本封閉的圖案。
本發明還涉及一種飲料生產系統，該飲料生產系統包^i更計成從容納 配料的膠嚢生產飲料的飲料生產機，以及上文限定的膠嚢。
本發明的另 一個方面涉及一種設計成與容納飲料配料的膠嚢一起使用 的々欠料生產機。所述飲料生產機配備有用於物理地接觸膠嚢以便讀取其信 息的裝置。此外，飲料生產機具有控制裝置，該控制裝置功能性地連接到 接觸裝置並且設計成響應於讀取的信息控制飲料生產機的操作參數。該接 觸裝置優選地包括機械地接觸膠嚢的至少一個可位移探針，其中該控制裝 置首先布置成以該至少 一個揮:針檢測與探針的位移程度有關的識別信息， 其中探針的位移響應於探針和膠嚢的接觸。
更具體地，所述至少一個可位移揮:針可回彈地定位在距控制裝置的電 路系統一定距離處，並且根據與膠嚢的接觸選擇性地移動至與所述電路系 統接觸，其中探針與電路系統的接觸構成一個預定的二進位編碼狀態(0 或l),探針與電路系統的非接觸構成另一個二進位編碼狀態。
為了顯著減小識別系統的尺寸，識別構件可與印刷電路系統相關聯。該印刷電路系統可僅具有數亳米的寬度，並且插入與膠嚢的殼體相鄰的機
器的很小空間內。例如，印刷電路系統的厚度為0.5-3mm。
該印刷電路系統例如包括被多個探針選擇性地閉合或打開以提供編碼
狀態的多個印刷電路。
該至少 一個探針優選地聯接到回彈性支承構件或者是回彈性支承構件
的至少一部分，並且與電路系統相關聯，以《更向探針提供彈性以使得探針
能夠返回到非接觸位置，以及使電路系統與來自膠嚢的溼氣隔離開。 回彈性支承構件例如可以是彈性體構件，優選地為矽樹脂構件。 探針還可由銷形成，所述銷具有嵌入或插入支承構件的底座的基部。 控制裝置可設計成響應於讀取的信息來控制飲料生產溫度，例如被供
給到膠嚢內部的液體的溫度。
飲料生產機可被設計成生產茶、咖啡和/或其它飲料。
接觸裝置可包括形成預定圖案的多個可移動銷，所述銷機械地選擇性
地接觸膠嚢的預定的局部的表面接收器。
控制裝置可設計成通過銷相對於膠嚢的位移程度來檢測識別信息。 可使銷進行位移以便銷選擇性地打開控制裝置的電路系統的相關觸點。
至少 一個銷優選地與控制裝置的電路系統電絕緣。
本發明的另 一個方面涉及一種用於控制飲料生產機的操作的方法，該 飲料生產機設計成從容納飲料配料的膠嚢生產飲料。
該方法包括由飲料生產機的探針裝置物理地接觸膠嚢以便從膠嚢的專 用識別構件讀取識別信息的步驟。在另一個步驟中，響應讀取的識別信息 來設定飲料生產機的操作參數。


下文將參照

本發明的其它優點、特徵和目標。 圖1示出根據本發明的設計成用於從容納飲料配料的膠嚢讀取識別信 息的系統的示意圖。圖2示出根據本發明的膠嚢的正視圖。
圖3示出在飲料生產機的探針裝置與膠嚢的識別構件之間的相互作用 部分的詳細視圖。
圖4示出探針裝置與膠嚢之間的相互作用(即圖3的視圖)的元件。 圖5示出可與探針裝置相關聯的印刷電路板。
具體實施例方式
總體來說，本發明的一個方面是，飲料生產機11設計成從定位在飲料 生產機ll的專用々欠料生產位置處的膠嚢1生產々欠料。如圖1所示，膠嚢具 有用於容納飲料配料5的專用艙室。
使飲料生產機11的控制單元10控制的液體3 i^膠嚢1,以便與膠 嚢l中容納的配料5相互作用。然後，可從飲料生產機ll獲得相互作用的 結果，即生產出的飲料或液體食物(標號為4)。
液體3與配料5之間的相互作用的類型的典型示例是煮泡、混合、提 取、溶解等。飲料艙室中可存在不同類型的配料，並且在膠嚢中可發生不 同類型的相互作用。
圖l所示的系統具有這樣的裝置即，該裝置用於從膠嚢l檢索("讀 取，，)識別數據，以便將讀取的識別數據傳遞給控制單元10,從而控制單 元10可根據讀取的識別數據的內^4t制飲料生產機11的隨後的生產循環 的操作。
識別數據可指的是膠嚢和/或配料的參數。
根據本發明的一個方面，由於例如使用條形碼的光學讀取具有如下的 缺陷即，對膠嚢外觀的美觀印象有負面影響，以及易於因在飲料生產過 程的環境中的條形碼的可讀性而導致故障，所以可通過非光學方式從膠嚢 l讀取識別信息。
根據本發明的膠嚢1具有識別構件6，該識別構件6以編碼方式攜帶 識別信息。優選地，該信息以數字方式編碼。
優選地，通過膠嚢l的面的表面結構的調製對信息進行編碼。例如，孔或凹部可代表一個邏輯狀態(例如，"0"),而另一表面狀態("非凹 部"或"非孔，，)可代表另一邏輯狀態(例如'T，)。
用能夠以非光學方式(或甚至光學方式)檢測的表面調製代替條形碼 提高了從膠嚢讀取信息的可靠性。
優選地，識別構件6這樣布置在膠嚢1處使得其不會暴露在外部並 且通常從外部不可見。為此，可為識別構件6提供罩7。罩7用於識別構 件6的美觀和/或保護目的。
(順便提及，這種軍7也可與條形碼以及信息的視覺讀取相結合使 用。)
罩7和識別構件6 M嚢的一部分，並且布置成佳:得在開始時識別構 件處於被保護狀態。然後飲料生產機的探針裝置可操縱系統覆蓋裝置/識別 構件，以便系統覆蓋裝置/識別構件從被覆蓋狀態轉到識別讀取狀態，在識 別讀取狀態下，探針裝置可視覺地或者通過機械接觸讀取在識別構件中編 碼的信息。所述操縱可針對識別構件和/或覆蓋裝置進^f亍。
優選地，只要還沒有執行檢測過程，則軍7僅實現完全覆蓋功能。如 稍後將描述的，伴隨檢測過程，罩7可例如至少部分^f皮移除、位移、變形 或穿孔。
可選擇地，在信息讀取過程期間，罩7被偏轉以便符合布置在該罩下 方的識別構件的表面輪廓。為此，可預想到柔性罩7，該柔性罩7可從外 部被偏轉以便讀取布置在罩7下方的識別構件6的表面結構。
飲料生產機11具有探針裝置8，該探針裝置8設計成用於讀取通過調 制識別構件6的表面結構被編碼的信息。
儘管表面調製還可被光學讀取，但是優選地這種檢測利用物理機械接 觸或者電接觸執行。
為此，探針裝置8可優選地具有多個可位移的銷17，在信息讀取過程 期間，銷17被偏壓在膠嚢1的識別構件6上。
根據在銷17與識別構件6之間的接觸區域處的識別構件6的表面結構 的特定形狀，銷17將朝膠嚢1或多或少地突出。在通過識別構件6的表面結構以數字方式對信息編碼的情況下，相應地，將存在銷17的位移位置的
數字編碼，即，將僅存在銷17的突出較多的位置和突出較少的位置。 銷17的這種相對位移,皮檢測單元9轉換成電信號。這樣生成的電檢測
信號然後可由控制單元10處理。
因此，檢測單元9設計成用於將機械讀取的信息轉換成電子信號。 然後，控制單元10將根據來自膠嚢的被讀取的識別數據設定飲料生產
過程的參數，例如(非窮盡列表)供給的液體3的流率和溫度，以及相
互作用時間等。
圖2示出膠嚢1的俯視圖。根據圖2所示的實施例，通過選擇性地設 置多個孔12來調製識別構件的表面結構。在預先限定的位置具有孔12代 表一個邏輯狀態，而在相同位置沒有孔相應地代表另一個數字編碼狀態。
圖3示出膠嚢1的識別構件的數字編碼信息的機械讀取被轉換成電信號。
如在圖3中可見，銷17通過回彈性的電絕緣材料層14例如矽樹脂與 電子電路板15絕緣。因此，層14將提供必要的偏壓力，以便朝膠嚢輕微 地擠壓銷17，最終使設在膠嚢的識別構件的頂部上的任何罩穿孔或變形。
每個銷17的後端部具有擴大部分21,該擴大部分21嵌入層14的突 出部分22。每個銷17可具有凸緣23，該凸緣23與層14的突出部分21 的頂面24平齊。
在圖3所示的狀態下，兩個所示的銷17分別伸入識別構件的孔12， 並且已對罩7穿孔。因此，這兩個銷17不被向後推動，從而沒有觸發電氣 微型開關25，該開關25設計成用於選擇性地產生印刷電路板15的指定部 分的電氣短路。將參照圖5描述PCB15的其它細節。
每個銷17可例如通過壓配合或包覆模製(overmoulding)插入彈性層 14的凹部中。所述銷的剛度優選地比支承層14大。所述銷可由金屬或硬 質塑料製成。所述銷和層14還可通過共注塑成型不同硬度的橡膠彈性材料 而製成。
在由於識別構件的表面結構而使得銷17不能進一步伸入識別構件3的表面結構的情況下，銷17將被輕微地向後推動(朝圖3中的左側)，從 而朝向印刷電路板15推動矽樹脂材料以觸發(即，轉入導電狀態)導電微 型開關25。為此，矽樹脂材料的面向印刷電路板15的一面可塗覆有導電 層，該導電層能夠選擇性地在印刷電路板15上產生規定的短路，所述規定 的短路對應於使一開關閉合。
圖5示出印刷電路板15的更多細節。參考標號20指示可被選擇性短 路的那些區域。
因此，銷17的位移可選擇性地觸發(閉合或打開)電子電路系統15 上的開關。
在圖4中，進一步示出優選地由回彈性材料例如矽樹脂製成的絕緣和 偏壓構件14。
因此，本發明使得能夠通過從膠嚢讀取信息來針對每個飲料生產循環 單獨地設定操作參數，飲料或液體食物從所述膠嚢生產出來。
本發明的飲料生產系統、尤其是可位移探針也可用於具有可見識別構 件(即，不具有保護膜)的膠嚢。
權利要求
1.一種飲料配料膠囊，所述膠囊(1)具有設計成用於從外部物理地接觸的識別構件(6)，其特徵在於，所述識別構件(6)被可變形的、可位移的、可去除的、和/或可穿孔的罩(7)覆蓋。
2. —種飲料配料膠嚢，所述膠嚢(1)具有設計成用於從外部接觸 的識別構件(6)，其特徵在於，所述識別構件(6) #皮罩(7)覆蓋，其中 所述罩和/或所述識別構件能夠從被覆蓋狀態轉換到識別信息讀取狀態。
3. 根據權利要求1或2的膠嚢(1)，其特徵在於，所述識別構件 (6)設計成在從外部機械接觸時表示信息。
4. 根據前述任一項權利要求的膠嚢(1),其特徵在於，所述識別構件(6)在^:物理地接觸之前沒有暴露於外部。
5. 根據權利要求4的膠嚢(1)，其特徵在於，所述罩(7)設計成 被來自相關聯的飲料生產機(11)的探針裝置(8)剌穿或者變形。
6. 根據權利要求5的膠嚢(1),其特徵在於，所述罩由將被穿孔 或變形以匹配識別構件的表面結構的鋁和/或塑料膜或箔製成。
7. 根據前述任一項權利要求的膠嚢(1),其特徵在於，所述識別 構件(6)包括多個預定的局部的接觸接收器(12),每個所述接觸接收器(12)構成在兩個不同的表面位置當中的一個選擇，所述兩個不同的表面 位置對應於通過外部探針構件建立接觸或者沒有建立接觸時的預定的二進 制編碼狀態(0或1)。
8. 根據權利要求7的膠嚢(1)，其特徵在於，第一接觸接收器是具有相同深度的孔或凹部，而第二接觸接收器是具有較短深度的孔或凹部， 或者第二接觸接收器被填滿或輕微地浮凸。
9. 根據權利要求7的膠嚢(1)，其特徵在於，第一接觸接收器是 具有相同高度的突出元件，而第二接觸接收器是具有更大高度的突出元件。
10. 根據權利要求7-9中任一項的膠嚢(1),其特徵在於，所述識別 構件(6)在膠嚢的蓋的正面上形成，所述膠嚢的蓋與膠嚢的杯形體部相關聯以限定容納飲料形成用配料的凹腔。
11. 根據權利要求10的膠嚢(1)，其特徵在於，所述識別構件(6) 形成為蓋的一體式部分。
12. 根據權利要求11的膠嚢(1)，其特徵在於，所迷蓋由模製塑料 一體地製成。
13. 根據權利要求7-12中任一項的膠嚢，其特徵在於，多個預定的局 部的接觸接收器以非線性方式布置在蓋的正面上。
14. 一種飲料生產系統，所述飲料生產系統包括具有識別構件(6) 的容納飲料配料的膠嚢(1)和用於接收所述膠嚢的飲料生產機；所述飲料 生產機包括-用於物理地接觸膠嚢(1)以便讀取膠嚢(1)的信息的接觸裝置 (8)，以及-控制裝置(10)，所述控制裝置(10)功能性地連接到接觸裝置 (8)，並且設計成響應於讀取的信息控制飲料生產機(11)的操 作，其特徵在於，所述接觸裝置(8)包括機械地接觸膠嚢(1)的至少一 個可位移探針，其中所述控制裝置(10)首先布置成以所述至少一個探針 檢測與探針的位移程度有關的識別信息，其中探針的位移響應於探針和膠 嚢(1)的接觸。
15. 根據權利要求14的系統，其特徵在於，所述至少一個可位移探 針被可回彈地定位在距控制裝置的電路系統一定距離處，並且依據與膠嚢 的接觸被選擇性地移動至與所述電路系統接觸，其中，探針與電路系統的 接觸構成一個預定的二進位編碼狀態(0或1),探針與電路系統的非接觸 構成另一個二進位編碼狀態。
16. 根據權利要求14或15的系統，其特徵在於，所述識別構件與印 刷電路系統相關聯。
17. 根據權利要求14-16中任一項的系統，其特徵在於，所述至少一 個探針聯接到回彈性支承構件(14)或者是回彈性支承構件(14)的一部分，並且與電路系統相關聯。
18. 根據權利要求17的系統，其特徵在於，所述回彈性支承構件是 彈性體構件，優選地為矽樹脂構件。
19. 根據權利要求18的系統，其特徵在於，探針由銷形成，所述銷 具有嵌入或插入支承構件的底座的基部。
20. 根據權利要求14-19中任一項的系統，其特徵在於，所述接觸裝 置包括多個相同的可位移銷，所述可位移銷用於接觸膠嚢的多個預定的局 部的接觸接收器(12)。
21. 根據權利要求15-20中任一項的系統，其特徵在於，膠嚢的識別 構件(6)被可變形的和/或可穿孔的罩(7)覆蓋。
22. 根據權利要求15-21中任一項的系統，其特徵在於，所述識別構 件(6 )包括多個預定的局部的接觸接收器(12 ),每個所述接觸接收器(12 ) 構成在兩個不同的表面位置當中的一個選擇，所述兩個不同的表面位置對 應於通過所述飲料生產機的探針建立充分接觸或者沒有建立充分接觸時的 預定的二進位編碼狀態(0或1)。
23. 根據權利要求22的系統，其特徵在於，所述多個預定的局部的 接觸接收器沿膠嚢的壁以非線性方式設置。
24. 根據權利要求14-23中任一項的機器，其特徵在於，所述控制裝 置(10)設計成響應所讀取的信息控制飲料生產溫度和/或煮泡間歇時間。
25. 根據權利要求14或24的機器，其特徵在於，所述控制裝置設計泡茶飲料時改變水溫參數、流率和/或煮泡間歇時間。
全文摘要
本申請公開的飲料配料膠囊(1)具有識別構件(6)，該識別構件(6)設計成用於從外部被物理地接觸，以便控制相關聯的飲料生產機的操作參數。
文檔編號A47J31/40GK101588974SQ200880003032
公開日2009年11月25日 申請日期2008年1月21日 優先權日2007年1月24日
發明者M·奧贊, P·蒙塞隆 申請人:雀巢產品技術援助有限公司