BE1030041B1 - Inrichting voor geoptimaliseerde productie voor verschillende soorten capsules en verandering in capsuleproductie - Google Patents

Abstract

Een uitvinding die een inrichting openbaart die geschikt is voor de productie van verschillende koffiecapsules in eenzelfde productielijn, omvattende een bak die is uitgerust met een veelheid van identieke, op gelijke afstand van elkaar gelegen doorgaande gaten en een ring die in deze gaten kan passen, waarbij elk type koffiecapsule een eigen set van genoemde ringen heeft. De onderhavige uitvinding maakt een snelle omschakeling van de productie van koffiecapsules van het ene type capsule naar het andere mogelijk.

Description

1 BE2021/5994

INRICHTING VOOR GEOPTIMALISEERDE PRODUCTIE VOOR

VERSCHILLENDE SOORTEN CAPSULES EN VERANDERING IN

CAPSULEPRODUCTIE

TECHNISCH DOMEIN

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op bevestigingsmiddelen en vasthoudinrichtingen voor geautomatiseerde productie en in het bijzonder op het vullen en afsluiten van koffiecapsules.

ACHTERGROND

Het gemak en de populariteit van koffiemachines voor de bereiding van koffiedranken uit koffiecapsules heeft geleid tot de ontwikkeling en marketing van meerdere soorten capsules. Deze worden gekenmerkt door verschillende materialen en constructiegeometrie die meestal enige aanpassing vereisen binnen productieapparatuur en bewerkingen.

In het bijzonder in koffiecapsule vul- en afsluithandelingen, is positionele nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van het grootste belang voor de kwaliteit van de uiteindelijk geproduceerde capsules. Uit de stand van de techniek zijn vasthoudinrichtingen bekend die verwisselbare elementen bevatten, of die zelf verwisselbaar zijn.

CN104386269A openbaart een automatische vulmachine voor koffiecapsules die is uitgerust met een radiaal uitstrekkende bovenrand. Deze machine bestaat onder andere uit een meeneemplaat met een platte bakachtige geometrie en is uitgerust met meerdere doorgaande gaten waarin koffiecapsules kunnen worden geplaatst en ondersteund door hun rand. Om de productie van het ene type capsule naar het andere te veranderen, moeten de complete bakken worden vervangen, waardoor de machine offline moet worden gehaald.

EP2152589B1 openbaart een vul- en afsluitmachine voor koffiecapsules, omvattende een centrale carrousel met naar buiten gerichte blinde holtes langs de omtrek, waarin tijdens de productie koffiecapsules worden ingebracht en vastgehouden. Om plaats te bieden aan verschillende capsuletypes, zijn de carrouselholten uitgerust met verwijderbare inzetstukken, waarbij elk van de inzetstukken is bestemd voor slechts

2 BE2021/5994 één capsuletype. Het gebruik van een carrousel met een vast aantal holtes vormt een belemmering voor de schaalbaarheid, aangezien er geen holtes aan de carrousel kunnen worden toegevoegd of verwijderd. Bovendien zorgt het gebruik van blinde holtes voor een moeilijke extractie van zowel de koffiecapsules als de inzetstukken.

Het is daarom wenselijk te voorzien in verbeterde inrichtingen voor het lokaliseren en vasthouden van verschillende soorten koffiecapsules, in het bijzonder inrichtingen die deze doelen kunnen bereiken met, maar niet beperkt tot, minder inspanning en hogere snelheid.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Het doel van de onderhavige uitvinding is de bovengenoemde nadelen te ondervangen of althans te verminderen door een inrichting beschikbaar te stellen die geschikt is voor de productie van verschillende koffiecapsules in eenzelfde productielijn. De inrichting van deze uitvinding die, vergeleken met bekende soortgelijke werkwijzen, een snelle productieomschakeling tussen verschillende soorten koffiecapsules mogelijk maakt. Hiertoe heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting geschikt voor het vasthouden van koffiecapsules tijdens de productie volgens conclusie 1.

De uitvinding omvat bakken die zijn uitgerust met capsulespecifieke ringvormige inzetstukken. Om uitwisseling tussen meerdere typen capsulespecifieke ringen mogelijk te maken, hebben deze ringen identieke uiterlijke kenmerken.

Uitwisselbaarheid wordt verder mogelijk gemaakt door doorgaande gaten doorgaande gaten op elke bak, welke gaten identieke interne geometrie en afmetingen hebben.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding worden beschreven in conclusies 2 tot 10.

De uitwisselbaarheid tussen verschillende capsulespecifieke ringen wordt verder verbeterd aangezien elke bak doorgaande gaten met meerdere holten omvat, doordat de bovenste holte een grotere diameter heeft dan die eronder. De diametrale verschillen tussen de holtes kenmerken een in hoofdzaak horizontale aanslag die kan worden gebruikt om een ring verticaal te lokaliseren en vast te houden wanneer deze eenmaal is gemonteerd. De bovenste holte, die een grotere maar nauw vergelijkbare

3 BE2021/5994 diameter heeft als die van de buitenomtrek van een ring, maakt de axiale plaatsing van de ring mogelijk.

Nog een ander voordeel van de uitvinding heeft betrekking op de doorgaande gatgeometrie van de bakholtes, welke geometrie een gemakkelijke extractie van de ringen mogelijk maakt. Dit in combinatie met de geometrie van de doorgaande gaten van de ringen, zorgt ook voor een gemakkelijkere extractie van de capsules uit de ring.

Om het positiebehoud van de ringen in de bakholtes te verbeteren, kan elke ring een of meer retentiesystemen omvatten. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding kan een ring een of meer magneten omvatten die op zijn bodemoppervlak zijn gemonteerd en die kunnen interageren met het ijzerhoudende materiaal van de bak, waardoor een aantrekkende kracht tussen ring en bak wordt opgewekt.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm kan een ring een of meer groeven omvatten rond de omtrek van de ring, waarin een of meer o-ringen zodanig kunnen worden ingebracht dat een deel van de o-ring buiten de buitenomtrek van de ring kan uitsteken. Op deze manier kan een perspassing worden bereikt tussen de o-ring en de binnenomtrek van de bakholte. Dit maakt het gebruik van ringen met een kleinere buitendiameter mogelijk zonder dat dit ten koste gaat van de positioneringsnauwkeurigheid en vasthouding van de ring in de bak. Verder vergemakkelijkt de vergrote spleet tussen de ring en zijn corresponderende holte op voordelige wijze het inbrengen van de ring op de bak tijdens de montage.

De onderhavige uitvinding maakt ook een gemakkelijke schaalbaarheid van productielijnen mogelijk, aangezien bakken kunnen worden voorzien van een identieke externe geometrie, waardoor meer bakken kunnen worden toegevoegd aan of verwijderd uit een productielijn met een verwaarloosbaar verlies aan positionele nauwkeurigheid.

FIGUREN

Figuur 1 geeft een axonometrisch aanzicht weer van een mogelijke, maar niet beperkende of exclusieve uitvoeringsvorm van de inrichting en zijn elementen.

4 BE2021/5994

Figuur 2 toont twee mogelijke, maar niet beperkende of exclusieve, uitvoeringsvormen van ring 3 als ring 3a en 3b.

Figuur 3 verwijst naar een uitvoeringsvorm waarbij de ring op zijn plaats wordt gehouden op een bak door middel van meerdere magneten.

Figuur 4 verwijst naar een uitvoeringsvorm waarbij de ring op zijn plaats wordt gehouden op een bak door middel van een o-ring.

Figuur 5 toont een capsule op een ring die aan de bak is bevestigd tijdens het afsluiten van de capsule.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting geschikt voor het vasthouden van koffiecapsules tijdens de productie.

Tenzij anders gedefinieerd, hebben alle termen die worden gebruikt bij het openbaren van de uitvinding, met inbegrip van technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals gewoonlijk begrepen door een gemiddelde vakman in het vakgebied waartoe deze uitvinding behoort. Bij wijze van verdere begeleiding, zijn term definities inbegrepen om de leer van de onderhavige uitvinding beter te waarderen.

Zoals hierin gebruikt, hebben de volgende termen de volgende betekenissen: ‘Een’, ‘de’ en het’, zoals ze hierin worden gebruikt, omvatten zowel enkelvoudige als meervoudige referenten, tenzij de context duidelijk anders aangeeft. Bij wijze van voorbeeld verwijst ‘een compartiment’ naar één of meer compartimenten. ‘Omvatten’, ‘omvattende’ en ‘omvat’ en ‘bestaande uit’ zoals hier gebruikt, zijn synoniem met ‘bevatten’, ‘bevattende’ of ‘bevat’ en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid specificeren van wat volgt (bijv. een component) en sluiten de aanwezigheid van aanvullende, niet-genoemde componenten, kenmerken, elementen, delen, stappen, die welbekend zijn in de stand der techniek of daarin beschreven zijn, niet uit.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor het onderscheiden van gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een volgorde, noch in de tijd, noch spatiaal, tenzij anders aangegeven. Het dient te worden begrepen dat de termen op die manier gebruikt onder geschikte omstandigheden verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven geschikt zijn om in andere 5 volgorde te werken dan hierin beschreven of weergegeven.

Het citeren van numerieke bereiken door eindpunten omvat alle getallen en breuken die zijn opgenomen binnen dat bereik, evenals de genoemde eindpunten.

Terwijl de termen ‘één of meer’ of ‘ten minste één’, zoals één of meer of ten minste één lid (leden) van een groep leden, op zich duidelijk is, omvat de term door middel van verdere toelichting onder meer een verwijzing naar een van de leden, of naar twee of meer van de leden, zoals bijvoorbeeld elke >3, 24, 25, 26 of >7 enz. van de leden, en tot alle genoemde leden.

Een eerste aspect van de uitvinding heeft betrekking op een inrichting geschikt voor het vasthouden van koffiecapsules tijdens de productie, omvattende een bak voorzien van meerdere identieke op gelijke afstand van elkaar gelegen doorgaande gaten. De capsulespecifieke vasthoudringen kunnen in de doorgaande gaten worden gestoken. Bij voorkeur is elke bak voorzien van zes doorgaande gaten. Met meer voorkeur is elke bak uitgerust met tien doorgaande gaten.

In een uitvoeringsvorm hebben alle ringen een identieke cilindrische buitengeometrie en een daarmee concentrische bovenopening. Op deze manier worden ringen door elke bak geaccepteerd, onafhankelijk van het type capsule waaraan elke ring is gekoppeld. Dit maakt met voordeel een snellere productieomschakeling van het ene type capsule naar het andere mogelijk, waardoor een veel grotere productieflexibiliteit mogelijk wordt.

In deze context moet ‘productieomschakeling’ worden begrepen als het omschakelen van de productie van een product naar een ander, waarbij de productie wordt uitgevoerd met behulp van enkele of alle dezelfde machines, machine-opstelling, productielijn, productiecel en/of productie werkstation.

In een verdere of andere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat elk doorgaand gat van de bak ten minste twee coaxiaal gelegen communicerende holten met verschillende diameters. Bij voorkeur is elke holte van elk doorgaand gat in de bak

6 BE2021/5994 cilindrisch. De cilindrische geometrie van elke holte vermijdt op voordelige wijze de noodzaak om elke ring nauwkeurig te indexeren wanneer de ring op een bak wordt ingebracht. Op deze manier hoeft de bediener zich er alleen maar van bewust te zijn of een ring ondersteboven zit of niet, waardoor de behoefte aan fijne hand- oogcoûôrdinatie wordt verminderd, waardoor een snellere hantering en plaatsing van elke ring mogelijk wordt.

In een verdere of andere uitvoeringsvorm heeft tenminste de bovenste holte van elk doorgaand gat een grotere diameter dan de buitendiameter van de ringen. Bij voorkeur heeft elk doorgaand gat van de bak ten minste één inwendig en in hoofdzaak horizontaal aanslagvlak. Elke aanslag van elke holte wordt bij voorkeur op dezelfde afstand van het bovenoppervlak van de bak geplaatst. Met meer voorkeur heeft de bovenste holte van elk doorgaand gat een diepte die identiek is aan de hoogte van de ringen. Op deze manier kan elke ring consistent op de bak worden gepositioneerd, wat een fundamentele vereiste is voor, maar niet beperkt tot, de geautomatiseerde verwerking, vullen en afsluiting van elke capsule.

In een verdere of andere uitvoeringsvorm is elke ring voorzien van vasthoudelementen met magnetische en/of elastische eigenschappen. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de ringen voorzien van een aantal magneten ingebed in hun onderoppervlak. Op deze manier wordt het vasthouden van de ringen aan de binnenkant enorm verbeterd, terwijl de ringen nog steeds eenvoudig en snel kunnen worden losgemaakt van de bakken. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm zijn de ringen uitgerust met een elastomeer materiaal, bij voorkeur een o-ring, welke o-ring is geplaatst in een radiale groef die machinaal is bewerkt langs de buitenomtrek van elke ring. In sommige uitvoeringen kunnen in elke groef een of meer o-ringen worden geplaatst. In nog een andere uitvoeringsvorm kan elke ring zijn uitgerust met meerdere groeven. Wanneer ze op een ring zijn gemonteerd, steken de o-ringen gedeeltelijk uit de groef waarin ze zijn geïnstalleerd. Genoemd uitsteeksel dient zodanig te zijn dat de buitenomtrek van de o-ring identiek is, idealiter groter dan de binnendiameter van de bakholte waar genoemde ring is geconfigureerd om te worden gemonteerd. Dit maakt op voordelige wijze het vasthouden van een ring in zijn corresponderende holte op een bak mogelijk. Het gebruik van met een o-ring uitgeruste ringen maakt het op voordelige wijze mogelijk om openingen tussen het buitenste omtreksoppervlak van de ringen en het binnenste omtrekoppervlak van de holten van een bak te compenseren. Op deze manier wordt de herhaalbare en nauwkeurige positionering van een ring in een

7 BE2021/5994 bakholte op voordelige wijze verbeterd. Verder vergemakkelijkt de vergrote spleet tussen de ring en zijn corresponderende holte op voordelige wijze het inbrengen van de ring op de bak tijdens de montage.

In een verdere of andere uitvoeringsvorm is elke ring bedoeld om capsules te ondersteunen die zijn uitgerust met een zich radiaal uitstrekkende rand. Hiertoe heeft de bovenopening van elke ring een diameter die niet kleiner is dan de diameter van gelijk welke element die zich naar beneden uitstrekt vanaf de onderkant van de rand van het capsuletype waarvoor de ring bestemd is. Verder heeft de bovenopening van elke ring een diameter die kleiner is dan de diameter van de rand van het capsuletype waarvoor de ring bestemd is. Dit maakt het met voordeel mogelijk dat een capsule op een bovenoppervlak van een ring rond de omtrek van een bakholte kan rusten, waardoor het aantal afmetingen van de capsule, die cruciaal zijn voor een nauwkeurige positionering van de capsule op een ring, tot een minimum wordt beperkt. Dit biedt het voordeel dat kleine variaties in sommige afmetingen van een capsule kunnen worden gecompenseerd. Dit is in het bijzonder voordelig wanneer capsule-omhulsels met verschillende matrijzen worden vervaardigd.

In een verdere of andere uitvoeringsvorm is de bovenopening van de ringen een doorgaand gat. Dit maakt het met voordeel mogelijk om capsules gemakkelijker uit de ringen te halen. Bij voorkeur is de binnengeometrie van de ringen conisch, wat op voordelige wijze verhindert dat capsules binnen de ringen worden geblokkeerd.

In een verdere of andere uitvoeringsvorm zijn meerdere bakken voorzien, welke bakken een identieke uitwendige geometrie hebben. Bij voorkeur zijn bakken met identieke uitwendige geometrie verder uitgerust met tenminste één koppelmiddel waarmee aan een productiemachine kan worden bevestigd. Dit maakt het op voordelige wijze mogelijk om meer bakken toe te voegen aan of te verwijderen uit een productielijn met een verwaarloosbaar verlies aan positionele nauwkeurigheid.

Op deze manier kan de productielijn gemakkelijk worden op- of afgeschaald, bijvoorbeeld als gevolg van veranderingen in de vraag of het herontwerp van de productielijn.

BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Verdere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen duidelijker worden in het licht van de gedetailleerde beschrijving van enkele voorkeursuitvoeringen, inclusief

8 BE2021/5994 maar niet exclusief, van een inrichting voor het vasthouden van koffiecapsules tijdens de productie volgens de uitvinding, die wordt beschreven als een niet-beperkende voorbeeld met behulp van de bijgevoegde tekeningen waarin:

Figuur 1 geeft een axonometrisch aanzicht weer van een mogelijke, maar niet beperkende of exclusieve uitvoeringsvorm van de inrichting en zijn elementen. Figuur 2 geeft twee mogelijke uitvoeringsvormen weer van een ring voor verschillende soorten capsules. Figuur 3 en figuur 4 stellen elk een uitvoering voor van een ring met verschillende bevestigingsmiddelen.

Aan de hand van de aangehaalde figuren en in het bijzonder aan de hand van figuur 1 wordt een inrichting beschreven voor het vervaardigen van verschillende koffiecapsules. Deze inrichting 1 omvat een bak 2 en een ring 3. De bak 2 heeft typisch een platte constructie met een veelheid van doorgaande gaten 4, waarbij elk van de doorgaande gaten is uitgerust met een in hoofdzaak horizontale aanslag 5.

Deze gaten 4, die een grotere diameter hebben, maar toch dicht bij die van ring 3, zijn geschikt om de positie van ring 3 ten opzichte van bak 2 te handhaven. In het bijzonder is aanslag 5 in staat de verticale positie van ring 3 ten opzichte van bak 2 te handhaven.

Figuur 2 toont twee mogelijke, maar niet beperkende of exclusieve, uitvoeringsvormen van ring 3 als ring 3a en 3b, waarbij elk mogelijke interne geometrieën voor elk van de ringen vertoont. Nog belangrijker is dat 3a en 3b de interne geometrieën van ring 3a en 3b tonen in functie van het externe profiel van respectievelijk koffiecapsules 6a en 6b. In zowel ring 3a als ring 3b worden verdere middelen voor het vasthouden van capsules 6a en 6b verschaft door de bovenste geometrie van de capsules, in het bijzonder hun rand.

Figuur 3 en figuur 4 verwijzen naar twee voorkeursdragende, hoewel niet uitsluitende of beperkende, uitvoeringen omvattende middelen om ring 3 tegen bak 2 vast te houden. In figuur 3 wordt het vasthouden van ring 3e tegen bak 2 bereikt door middel van een aantal magnetische elementen 7 die in het bodemoppervlak van 3c zijn gemonteerd. In deze uitvoeringsvorm is bak 2 gemaakt van een ijzerhoudend materiaal dat kan worden aangetrokken door en/of magnetisch element 7 kan aantrekken.

9 BE2021/5994

Figuur 4 toont nog een andere, niet uitsluitende of beperkende voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij het vasthouden van ring 3d aan bak 2 wordt verschaft door één of meer o-ringen 8. In het bijzonder is de o-ring 8 gemonteerd op een of groeven rond de omtrek van ring 3d. In een meer geprefereerde, maar niet uitsluitende of beperkende, uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn deze o-ringen 8 gemaakt van een elastisch materiaal. De buitendiameter van de o-ringen 8, eenmaal gemonteerd op ring 3d, moet groter zijn, maar toch dicht bij de grotere binnendiameter van doorgaand gat 4. Dit is zodanig dat zodra ring 3d met o-ring 8 op 2 is gemonteerd, een kleine mate van compressie van o-ring 8 wordt verkregen.

Figuur 5 toont een capsule 6 op een ring 3d die tijdens het afsluiten van de capsule 6 aan de bak 2 is bevestigd. De ring 3d wordt door een o-ring 8 op zijn plaats gehouden op de bak 2. Een capsule 6 rust op de ring 3d terwijl het afsluitelement 9 direct boven de capsule 6 wordt geplaatst voordat deze wordt afgesloten.

Lijst met genummerde items: 1 inrichting 2 bak 3 ring 4 gaten 5 aanslag 6 koffiecapsules 7 magnetische elementen 8 o-ring 9 afsluitelement

Claims (12)

10 BE2021/5994 CONCLUSIES

1. Inrichting geschikt voor het vasthouden van koffiecapsules tijdens de productie, omvattende een bak voorzien van meerdere identieke op gelijke afstand van elkaar gelegen doorgaande gaten, met het kenmerk, dat capsulespecifieke vasthoudringen in de doorgaande gaten kunnen worden gestoken, elke ring is uitgerust met vasthoudelementen met magnetische en/of elastische eigenschappen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat alle ringen een identieke cilindrische buitengeometrie hebben en een daarmee concentrische bovenopening.

3. Inrichting volgens conclusie 1 en conclusie 2, met het kenmerk, dat elk doorgaand gat van de bak ten minste twee coaxiaal gelegen communicerende holten met verschillende diameters omvat.

4, Inrichting volgens conclusie 1 tot en met conclusie 3, met het kenmerk, dat elke holte van een doorgaand gat in de bak cilindrisch is.

5. Inrichting volgens conclusie 1 en conclusie 4, met het kenmerk, dat ten minste de bovenste holte van elk doorgaand gat een grotere diameter heeft dan de buitendiameter van de ringen.

6. Inrichting volgens conclusie 1 tot en met conclusie 5, met het kenmerk, dat elk doorgaand gat van de bak ten minste één inwendig en in hoofdzaak horizontaal aanslagvlak heeft.

7. Inrichting volgens conclusie 1 tot en met 6, met het kenmerk, dat elke ring bedoeld is om capsules te ondersteunen die zijn uitgerust met een zich radiaal uitstrekkende rand.

8. Inrichting volgens conclusie 1 tot en met conclusie 7, met het kenmerk, dat de bovenopening van elke ring een diameter heeft die niet kleiner is dan de diameter van gelijk welke element die zich naar beneden uitstrekt vanaf de onderkant van de rand van het capsuletype waarvoor de ring bestemd is.

11 BE2021/5994

9. Inrichting volgens conclusie 1 tot en met conclusie 8, met het kenmerk, dat de bovenopening van elke ring een diameter heeft die kleiner is dan de diameter van de rand van het capsuletype waarvoor de ring bestemd is.

10.Inrichting volgens conclusie 1 tot en met 9, met het kenmerk, dat de bovenopening van de ringen een doorgaand gat is.

11. Inrichting volgens conclusies 1 tot en met 10, met het kenmerk, dat meerdere bakken zijn voorzien, welke bakken een identieke uitwendige geometrie hebben.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat bakken met identieke uitwendige geometrie verder zijn uitgerust met tenminste één koppelmiddel waarmee aan een productiemachine kan worden bevestigd.