[发明专利]用于加工杯体的设备和方法

说明书

一种用于对适于装填咖啡或其他固态或液态的产品并用相应的盖体封闭以形成相应的胶囊的塑料杯体(2)进行加工的设备(1)，包括：用于容纳杯体(2)的多个槽(50)；用于接收杯体(2)并将它们放置于多个槽(50)中的相应的槽(50)内的进料站(4)；至少一个工具(31)，用于对容纳在相应的槽(50)中的杯体(2)的环形凸缘(23)的后面部(23B)进行加工以形成密封轮廓(230)；被构造为释放形成有密封轮廓(230)的杯体(2)的出料站(6)。

技术领域

本发明涉及用于加工塑料杯体的设备和方法，该杯体例如适于装填咖啡并适于用相应的盖体封闭以形成咖啡胶囊。

背景技术

在通过泡制进行饮料制作的领域中已知例如使用包含诸如咖啡的泡制材料的胶囊。该胶囊包括杯体和盖体并且被设计为放置于专门的饮料制作机中，在其中将热水或蒸汽供应到胶囊中以冲泡饮料。

在这些饮料制作机中，胶囊必须设有能够获得加压环境的气密密封部。在许多情况下，气密密封部形成在杯体的环形凸缘状边沿上。

在现有技术中已知多种用于在胶囊的环形凸缘状边沿上形成气密密封部的设备和方法。

专利文献WO2007/122208A1和WO2016/007006A2描述了通过在预成型胶囊的凸缘上注射成型一定量的密封材料以形成附接于胶囊凸缘的密封元件来制造密封部。在胶囊上敷贴一定量的密封材料来形成密封部具有的缺点是使制造工序复杂化，需要准备一定量的密封材料、在胶囊上敷贴材料以及使材料成型的步骤，所有这些导致加工时间更长且制造成本更高。

专利文献WO2013046014A1描述了一种方案，其中密封元件包括三角形突起部，其从凸缘状边沿突出并优选通过注射成型或热成形与胶囊一体形成为单一部件。在这种方案中，密封元件的制造是快速的，但是获得具有所需形状的密封元件所需的模具的几何形状必然是复杂的。模具的复杂几何形状产生了多种问题，包括模具中的污垢堆积、所获得的几何形状不精确、难以将导致形成气泡的空气完全抽出。此外，密封元件可以制成的形状范围非常有限，因为每种形状都需要专用的模具。

专利文献WO2016075321A1提出了一种方案，其中成形和填充胶囊的步骤之后是将盖体敷贴在胶囊的凸缘状边沿上的步骤，在该步骤期间在第一工具和第二工具之间挤压盖体和凸缘状边沿，以使凸缘状边沿(至少部分由聚合物材料制成)变形以形成较厚部分和较薄部分；优选加热第一工具和第二工具。该方案具有一些缺点：首先，在成形步骤之后，凸缘状边沿冷却并在其到达用于敷贴盖体的机器时变冷。因此，为了能够使其以良好的精度变形，必须将其从接近环境温度(通常较低)的温度重新加热到制成凸缘的塑料软化的温度；这种后续的加热步骤涉及到消耗不可忽略的量的能量。此外，在胶囊制造工序结束时(即，在敷贴盖体时)形成密封部意味着制造密封部时的任何错误都会导致带有该密封部的胶囊是有缺陷的并且必须丢弃整个完整的胶囊(也就是说，不仅要丢弃胶囊的主体，还要丢弃其中包含的饮料成分和盖体)。

发明内容

本发明的目的是提供克服现有技术的上述缺点的用于加工胶囊的设备和方法，所述胶囊用于在饮料制作装置中制作饮料。

上述目的通过具有所附权利要求的特征的本公开的设备、生产线和方法来实现。

本公开的设备涉及对适于装填产品的塑料杯体进行加工。然后，通过向杯体敷贴盖体来封闭杯体以形成胶囊。在被敷贴后，盖体就将产品密封在胶囊内。在一个实施方式中，杯体(或杯体的至少与盖体操作性地接触的部分)比盖体更硬。盖体可以是柔性的。

在一种可行的应用中，产品是固态(例如，粉末或颗粒形式)或液态或乳脂状。在一种可行的应用中，产品是食物产品(固态、粉末或颗粒形式或乳脂状)。在一种应用中，产品是泡制产品；在这种情况下，胶囊用于被插入到机器中，该机器被构造为通过压力元件与胶囊的相互作用形成密封环境来制作饮料。例如，产品可以是咖啡；在下文中，为了便于描述，参考咖啡胶囊，但不会因此将本公开的范围限制为将咖啡作为可以填充到胶囊中的唯一产品。