DE202017007161U1

DE202017007161U1 - Kapsel und System zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks aus einer solchen Kapsel

Info

Publication number: DE202017007161U1
Application number: DE202017007161.4U
Authority: DE
Original assignee: Koninklijke Douwe Egberts BV
Current assignee: Koninklijke Douwe Egberts BV
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2019-11-15
Anticipated expiration: 2027-10-10
Also published as: RU2754015C2; US20200047986A1; IL265886A; EP3523217B1; JP7161468B2; EP3523220A1; US20220055827A1; CA3039159A1; JP2019534750A; PL3523217T3; RU2019113328A3; KR20190063465A; RU2019113328A; DK3523217T3; CA3039165A1; RU2019113326A3; IL265886B; NL2019254B1; IL265887A; KR102512732B1

Abstract

Kapsel, die eine Substanz zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks durch Extrahieren und/oder Auflösen der Substanz durch Zuführen einer Flüssigkeitin die Kapsel unter Druck beinhaltet, wobei die Kapsel einen Aluminiumkapselkörper mit einer zentralen Kapselkörperachse aufweist, wobei der Aluminiumkapselkörper mit einem Boden, einer Seitenwand und einem sich nach außen erstreckenden Flansch versehen ist, wobei die Kapsel ferner einen Aluminiumdeckel aufweist, der an dem sich nach außen erstreckenden Flansch angebracht ist, wobei der Deckel die Kapsel hermetisch verschließt, wobei die Kapsel ferner ein Dichtungselement an dem sich nach außen erstreckenden Flansch zum Bereitstellen eines fluiddichten Kontakts mit einem umschließenden Element einer Getränkezubereitungsvorrichtung aufweist, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels eines Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung wie einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung verschlossen wird, sodass der sich nach außen erstreckende Flansch der Kapsel und mindestens ein Teil des Dichtungselements der Kapsel abdichtend zwischen dem umschließenden Element und dem Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung in Eingriff stehen, wobei das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung ein Ringelement mit einer zentralen Ringelelementachse und einem freien Kontaktende aufweist, wobei das freie Kontaktende des Ringelements wahlweise mit einer Vielzahl radial verlaufender offener Nuten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement einstückig mit dem sich nach außen erstreckenden Flansch gebildet ist und einen ringförmigen Vorsprung mit einem Vorsprungsoberteil aufweist, der von einem inneren Vorsprungsfuß radial außerhalb eines inneren Flanschteils und einem äußeren Vorsprungsfuß radial innerhalb eines äußeren Flanschteils axial zum Kapselkörperboden herausragt, und wobei der sich nach außen erstreckende Flansch eine ringförmige Mulde zwischen dem inneren Vorsprungsfuß und der Seitenwand hervorsteht, wobei die ringförmige Mulde einen Boden aufweist, der vom äußeren Vorsprungsfuß zum Boden des Kapselkörpers hin axial beabstandet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kapsel, die eine Substanz zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks durch Extrahieren und/oder Auflösen der Substanz durch Zuführen eines Fluids unter Druck in die Kapsel enthält, wobei die Kapsel einen Aluminiumkapselkörper mit einer zentralen Kapselkörperachse aufweist, wobei der Aluminiumkapselkörper einen Boden, eine Seitenwand und einen sich nach außen erstreckenden Flansch aufweist, wobei die Kapsel ferner einen Aluminiumdeckel aufweist, der an dem sich nach außen erstreckenden Flansch angebracht ist, wobei der Deckel die Kapsel hermetisch verschließt, wobei die Kapsel ferner ein Dichtungselement an dem sich nach außen erstreckenden Flansch zum Bereitstellen eines fluiddichten Kontakts mit einem umschließenden Element einer Getränkezubereitungsvorrichtung aufweist, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels eines Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung wie einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung so verschlossen ist, dass der sich nach außen erstreckende Flansch der Kapsel und mindestens ein Teil des Dichtungselements der Kapsel zwischen dem umschließenden Element und dem Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung dichtend in Eingriff stehen, wobei das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung ein Ringelement mit einer zentralen Ringelelementachse und einem freien Kontaktende aufweist, wobei das freie Kontaktende des Ringelements wahlweise mit einer Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten versehen ist.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein System zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks aus einer Kapsel unter Verwendung eines unter Druck in die Kapsel zugeführten Fluids, mit:

einer Getränkezubereitungsvorrichtung, die ein umschließendes Element zur Aufnahme der Kapsel aufweist, wobei das umschließende Element ein Fluideinspritzmittel zum Zuführen von Fluid unter Druck in die Kapsel aufweist, wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung ferner ein Schließelement wie eine Extraktionsplatte zum Schließen des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung aufweist, wobei das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung ferner ein Ringelement mit einer zentralen Ringelelementachse und einem freien Kontaktende aufweist, wobei das freie Kontaktende des Ringelements wahlweise mit einer Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten versehen ist;
eine Kapsel, die eine Substanz zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks durch Extrahieren und/oder Auflösen der Substanz mittels des Fluids enthält, das der Kapsel durch das Fluideinspritzmittel der Getränkezubereitungsvorrichtung unter Druck zugeführt wird, wobei die Kapsel einen Aluminiumkapselkörper mit einer zentralen Kapselkörperachse aufweist, wobei der Aluminiumkapselkörper mit einem Boden, einer Seitenwand und einem sich nach außen erstreckenden Flansch versehen ist, wobei die Kapsel ferner einen Aluminiumdeckel aufweist, der an dem sich nach außen erstreckenden Flansch angebracht ist, wobei der Deckel die Kapsel hermetisch verschließt, wobei die Kapsel ferner ein Dichtungselement an dem sich nach außen erstreckenden Flansch zum Bereitstellen eines fluiddichten Kontakts mit dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung aufweist, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels des Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung derart verschlossen ist, dass der sich nach außen erstreckende Flansch der Kapsel und mindestens ein Teil des Dichtungselements der Kapsel abdichtend zwischen dem umschließenden Element und dem Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung in Eingriff stehen.

Eine solche Kapsel und ein solches System sind aus EP-B-1 700 548 bekannt. In dem bekannten System ist die Kapsel mit einem Dichtungselement in Form einer Stufe versehen, d. h. einer plötzlichen Vergrößerung des Durchmessers der Seitenwand der Kapsel, und das umschließende Element dieses bekannten Systems weist eine Dichtungsoberfläche auf, die auf das Dichtungselement wirkt, um eine Verformung des Dichtungselements zu bewirken, wobei die Dichtungsoberfläche geneigt ist, sodass es sich bei der Verformung des Dichtungselements um eine nach innen und nach unten gerichtete Verformung der Stufe handelt. Darüber hinaus weist das umschließende Element in dem bekannten System einen Kapselhalter und einen manuell betätigten oder automatischen Mechanismus zur relativen Verschiebung des umschließenden Elements und des Kapselhalters auf. Der manuell betätigte oder automatische Mechanismus übt eine Kraft auf das Dichtungselement der Kapsel aus, wenn das umschließende Element am Kapselhalter schließt. Diese Kraft soll die fluiddichte Abdichtung zwischen dem umschließenden Element und der Kapsel gewährleisten. Da der manuell betätigte oder automatische Mechanismus so angeordnet ist, dass er relativ zur Basis bewegt werden kann, kann die Dichtungsfähigkeit des Systems vom Druck des durch das Fluideinspritzmittel eingespritzten Fluids abhängen. Steigt der Druck des Fluids, so steigt auch die Kraft zwischen dem Dichtungselement der Kapsel und dem freien Ende des umschließenden Elements und damit auch die Kraft zwischen dem Dichtungselement der Kapsel und dem freien Ende des umschließenden Elements. Ein solches System wird nachstehend beschrieben. Das Dichtungselement der Kapsel muss so angeordnet sein, dass bei Erreichen des maximalen Fluiddrucks im umschließenden Element das Dichtungselement noch einen fluiddichten Kontakt zwischen dem umschließenden Element und der Kapsel bereitstellen sollte. Das Dichtungselement muss jedoch außerdem so angeordnet sein, dass vor oder zu Beginn des Brühens, wenn der Druck des Fluids im umschließenden Element außerhalb der Kapsel relativ gering ist, das Dichtungselement auch einen fluiddichten Kontakt zwischen dem umschließenden Element und der Kapsel bereitstellt. Wenn es zu Beginn des Brühens keinen fluiddichten Kontakt zwischen der Kapsel und dem umschließenden Element geben würde, würden Leckagen auftreten. Tritt jedoch eine Leckage auf, besteht die reale Möglichkeit, dass der Druck im umschließenden Element und außerhalb der Kapsel nicht ausreichend ansteigt, um die Kraft auf das Dichtungselement durch das freie Ende des umschließenden Elements zu erhöhen, wenn das umschließende Element durch den manuell betätigten oder automatischen Mechanismus in Richtung Kapselhalter bewegt wird. Nur wenn eine ausreichende Anfangsabdichtung vorhanden ist, erhöht sich der Druck im umschließenden Element, wodurch auch die auf das Dichtungselement der Kapsel wirkende Kraft des freien Endes des umschließenden Elements erhöht wird, um auch beim erhöhten Fluiddruck einen ausreichenden fluiddichten Kontakt zu gewährleisten. Dieser erhöhte Fluiddruck außerhalb der Kapsel sorgt zudem für einen erhöhten Fluiddruck innerhalb der Kapsel, was unerlässlich ist, wenn die Kapsel mit einem Deckel versehen ist, der angeordnet ist, um unter dem Einfluss von Fluiddruck in der Kapsel an Reliefelementen des Kapselhalters (auch Extraktionsplatte genannt) der Getränkezubereitungsvorrichtung aufzureißen.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass das Dichtungselement ein Element ist, dessen Konstruktion sehr kritisch ist. Es sollte einen fluiddichten Kontakt zwischen dem umschließenden Element und der Kapsel bei einem relativ geringen Fluiddruck bereitstellen können, wenn nur eine relativ geringe Kraft auf das Dichtungselement durch das freie Ende des umschließenden Elements ausgeübt wird, aber es sollte auch einen fluiddichten Kontakt bei einem viel höheren Fluiddruck im umschließenden Element außerhalb der Kapsel bereitstellen, wenn eine höhere Kraft mittels des freien Endes des umschließenden Elements auf das Dichtungselement der Kapsel ausgeübt wird. Insbesondere wenn das freie Kontaktende des umschließenden Elements mit radial verlaufenden offenen Nuten versehen ist, die als Lufteintrittskanal dienen, sobald die Kraft zwischen dem umschließenden Element und dem Kapselhalter freigesetzt wird, damit es für einen Benutzer leichter ist, die Kapsel herauszunehmen, muss das Dichtungselement auch in der Lage sein, die radial verlaufenden offenen Nuten zu „schließen“, um eine wirksame Abdichtung zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines relativ einfach herzustellenden alternativen Dichtungselements, das umweltfreundlich ist, wenn die Kapsel nach Gebrauch entsorgt wird, und/oder das für eine zufriedenstellende Abdichtung sowohl bei einem relativ geringen Fluiddruck, wenn nur eine relativ geringe Kraft auf das Dichtungselement durch das freie Ende des umschließenden Elements (manchmal auch Anfangsabdichtung genannt) ausgeübt wird, als auch bei einem wesentlich höheren Fluiddruck, wenn eine größere Kraft mittels des freien Endes des umschließenden Elements auf das Dichtungselement der Kapsel ausgeübt wird (z. B. während des Brühens), sorgt, selbst im Falle eines umschließenden Elements, dessen freies Kontaktende mit radial verlaufenden offenen Nuten versehen ist. Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein alternatives System zur Herstellung eines trinkbaren Getränks aus einer Kapsel bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung wird in einem ersten Aspekt eine Kapsel gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Da das Dichtungselement einstückig mit dem sich nach außen erstreckenden Flansch gebildet ist und einen ringförmigen Vorsprung mit einem Vorsprungsoberteil aufweist, der von einem inneren Vorsprungsfuß radial außerhalb eines inneren Dichtungselementteils und einem äußeren Vorsprungsfuß radial innerhalb eines äußeren Flanschteils axial zum Kapselkörperboden hervorsteht, und wobei der sich nach außen erstreckende Flansch eine ringförmige Mulde zwischen dem inneren Vorsprungsfuß und der Seitenwand enthält, wobei die ringförmige Mulde einen Boden aufweist, der axial vom äußeren Vorsprungsfuß zum Boden des Kapselkörpers hin beabstandet ist, ist das Dichtungselement relativ leicht herzustellen und bietet eine zufriedenstellende Dichtheit mit dem mit radial verlaufenden offenen Nuten versehenen freien Kontaktende. Insbesondere erlaubt der Boden der ringförmigen Mulde, der axial vom äußeren Vorsprungsfuß zum Boden des Kapselkörpers hin beabstandet ist, dass der Boden relativ zur Außenseite des Vorsprungs in Richtung des Schließelements gedrückt wird, was bewirkt, dass der Vorsprung durch Neigen und „Abrollen“ des Vorsprungs nach innen gedrückt wird, sodass der radiale Kontaktdruck, der gegen das freie Kontaktende des Ringelements ausgeübt wird, erhöht wird, was zum Erreichen einer zufriedenstellenden Abdichtung beiträgt.
Zur stabilen Abstützung des Vorsprungs ist der äußere Flanschteil quer und vorzugsweise senkrecht zur zentralen Kapselkörperachse ausgerichtet. Ferner ist die Außenwand des Vorsprungs vorzugsweise vom äußeren Vorsprungsfuß in einem Winkel von weniger als 10° und mehr bevorzugt von weniger als 5° zur zentralen Kapselkörperachse nach oben gerichtet.
In dieser Anmeldung bedeutet das Vorhandensein eines fluiddichten Kontakts, dass 0 bis 6 %, vorzugsweise 0 bis 4 %, mehr bevorzugt 0 bis 2,5 % des dem umschließenden Element zur Zubereitung des Getränks zugeführten Gesamtfluids durch Leckage zwischen dem freien Kontaktende und dem Dichtungselement der Kapsel austreten können.
Im Querschnitt entlang einer Ebene durch die Kapselkörperachse gesehen ist der Boden der Mulde vorzugsweise kontinuierlich im Wesentlichen gerade oder gekrümmt mit einem Krümmungsradius, der größer (z. B. mindestens das 5- oder 10-fache) als ein Krümmungsradius der Übergänge zum Vorsprung und zur Seitenwand ist, sodass Reaktionskräfte, die aus dem nach innen Drücken des Vorsprungs resultieren, effektiv übertragen werden.
Der gerade Abschnitt des Bodens der Mulde ist mit einer axialen Komponente zum Boden des Kapselkörpers hin nach außen geneigt, sodass der im Wesentlichen gerade oder leicht gekrümmte, in 3D allgemein konische Abschnitt effektiv als Blattfeder oder Federteller wirkt, wovon ein äußerer Teil elastisch einen axialen Gegendruck auf den Vorsprung ausübt, sodass der axiale Druck gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt wird.
Der im Wesentlichen gerade Abschnitt des Bodens der Mulden ist vorzugsweise in einem eingeschlossenen Winkel zu einer Ebene senkrecht zur Kapselkörperachse zwischen 0 und 10 Grad und mehr bevorzugt zwischen 3 und 8 Grad oder zwischen 4 und 7 Grad geneigt.
Im Querschnitt entlang einer Ebene durch die Kapselkörperachse gesehen weist ein Übergang vom Boden der Mulde zum Vorsprung vorzugsweise einen geneigten Abschnitt auf, der gerader als benachbarte gekrümmte Abschnitte innerhalb und außerhalb des geneigten Abschnitts ist. Dies trägt auch dazu bei, den Vorsprung wirksam am Herausbewegen zu hindern, was zu einem Verlust an radialem Dichtungsdruck führen würde.
Der geneigte Abschnitt ist vorzugsweise in einem eingeschlossenen Winkel von mindestens 10° und mehr bevorzugt mindestens 20° und höchstens 60° und mehr bevorzugt höchstens 50° relativ zu einer Ebene senkrecht zur Kapselkörperachse ausgerichtet.
Eine radial äußere Wand des Vorsprungs ist vorzugsweise in einem eingeschlossenen Winkel relativ zur Kapselkörperachse von weniger als 8° und mehr bevorzugt weniger als 6° ausgerichtet. Somit werden obere Teile des Vorsprungs wirksam gegen ein Zusammenfallen abgestützt und ein nach innen „Abrollen“ des Vorsprungs, ähnlich wie bei einem Tiefziehvorgang, wird erleichtert. Zu demselben Zweck ist es weiterhin vorteilhaft, wenn am äußeren Fuß des Vorsprungs ein Übergang vom Vorsprung zu einem radial nach außen ragenden Teil des sich nach außen erstreckenden Flansches einen Innenradius von weniger als 0,15 mm und vorzugsweise weniger als 0,12 mm aufweist. Die Druckbewegung bewirkt ein plastisches Nachgeben des Vorsprungs, wodurch sich die auf das freie Ende des umschließenden Elements ausgeübte Kontaktkraft erhöht.
Vorzugsweise weist der sich nach außen erstreckende Flansch nicht mehr als einen einzigen ringförmigen Vorsprung mit einem Vorsprungsoberteil auf, der von einem inneren Vorsprungsfuß radial außerhalb eines inneren Flanschteils und einem äußeren Vorsprungsfuß radial innerhalb eines äußeren Flanschteils axial zum Boden hervorsteht. Somit kann der Kapselkörper effizient hergestellt werden, insbesondere beim Tiefziehen der Kapsel aus einem Blechmaterial.
Die Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in einer Ausführungsform einer Kapsel die Kapsel ein extrahierbares Produkt als Substanz zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks enthält, wobei das extrahierbare Produkt vorzugsweise 5 bis 20 Gramm, vorzugsweise 5 bis 10 Gramm, mehr bevorzugt 5 bis 7 Gramm eines extrahierbaren Produkts wie gerösteter und gemahlener Kaffee beträgt.
In einer Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung, die besonders leicht herzustellen ist, ist der Außendurchmesser des sich nach außen erstreckenden Flansches der Kapsel größer als der Durchmesser des Kapselbodens. Vorzugsweise beträgt der Außendurchmesser des sich nach außen erstreckenden Flansches ca. 37,1 mm und der Durchmesser des Kapselbodens ca. 23,3 mm.
Die Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in einer Ausführungsform einer Kapsel die Wanddicke des Aluminiumkapselkörpers so beschaffen ist, dass sie sich leicht verformt, wenn die Kapsel im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels eines Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung verschlossen wird, vorzugsweise beträgt die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 20 bis 200 Mikrometer, vorzugsweise 100 Mikrometer.
Die Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in einer Ausführungsform einer Kapsel die Dicke des Aluminiumdeckels 15 bis 65 Mikrometer, vorzugsweise 30 bis 45 Mikrometer und mehr bevorzugt 39 Mikrometer beträgt.
In einer Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung ist die Wanddicke des Aluminiumdeckels geringer als die Wanddicke des Aluminiumkapselkörpers.
In einer weiteren Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung ist der Aluminiumdeckel zum Aufreißen an einem Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung, wie einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung, unter dem Einfluss von Fluiddruck in der Kapsel angeordnet.
In einer Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung, die besonders einfach herzustellen ist, weist die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers ein dem Boden gegenüberliegendes freies Ende auf, wobei der sich nach außen erstreckende Flansch von dem freien Ende der Seitenwand in einer Richtung zumindest im Wesentlichen quer zur zentralen Kapselkörperachse verläuft. Vorzugsweise weist der sich nach außen erstreckende Flansch eine eingerollte Außenkante auf, die für eine zufriedenstellende Abdichtung mit dem freien Kontaktende mit radial verlaufenden offenen Nuten vorteilhaft ist. Der Radius um die zentrale Kapselkörperachse einer Innenkante der eingerollten Außenkante des sich nach außen erstreckenden Flansches beträgt vorzugsweise mindestens 32 mm, sodass der Abstand zur ringförmigen Endoberfläche des umschließenden Elements gewährleistet ist. Es ist dann bevorzugt, dass das Dichtungselement zwischen dem freien Ende der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und einer Innenkante der eingerollten Außenkante des sich nach außen erstreckenden Flansches positioniert wird, um eine noch bessere Abdichtung zu erhalten.
Um zu gewährleisten, dass die eingerollte Außenkante den Betrieb einer Vielzahl von handelsüblichen und zukünftigen Getränkezubereitungsvorrichtungen nicht beeinträchtigt, weist die eingerollte Außenkante des sich nach außen erstreckenden Flansches eine größte Abmessung von etwa 1,2 Millimeter auf.
Die Erfindung ist insbesondere für Kapseln von Vorteil, deren Innendurchmesser des freien Endes der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers etwa 29,5 mm beträgt. Der Abstand zwischen dem freien Ende der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und einer äußersten Kante des sich nach außen erstreckenden Flansches kann etwa 3,8 Millimeter betragen. Die bevorzugte Höhe des Aluminiumkapselkörpers beträgt etwa 28,4 mm.
In einer Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung, die nach Gebrauch für einen Benutzer leichter aus einer Getränkezubereitungsvorrichtung herauszunehmen ist, ist der Aluminiumkapselkörper kegelstumpfartig, wobei vorzugsweise die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers einen Winkel mit einer Linie quer zur zentralen Kapselkörperachse von etwa 97,5° einschließt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung weist der Boden des Aluminiumkapselkörpers einen größten Innendurchmesser von ca. 23,3 mm auf. Es ist bevorzugt, dass der Boden des Aluminiumkapselkörpers kegelstumpfartig ist, vorzugsweise mit einer Bodenhöhe von ca. 4,0 mm, und dass der Boden weiterhin einen allgemein flachen mittleren Teil gegenüber dem Deckel mit einem Durchmesser von etwa 8,3 mm aufweist.
In praktisch allen Fällen kann in einer Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung eine zufriedenstellende Dichtung erreicht werden, bei der die Höhe des Dichtungselementteils, der zuerst vom freien Ende des umschließenden Elements kontaktiert wird, wenn das umschließende Element geschlossen wird, mindestens etwa 0,1 mm, mehr bevorzugt mindestens 0,2 mm und am meisten bevorzugt mindestens 0,8 mm und höchstens 3 mm, mehr bevorzugt höchstens 2 mm und am meisten bevorzugt höchstens 1,2 mm beträgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung weist die Kapsel eine Innenoberfläche auf, wobei auf der Innenoberfläche von mindestens der Seitenwand der Kapsel eine Innenbeschichtung bereitgestellt wird. Insbesondere bei der Herstellung der Kapsel durch Tiefziehen erleichtert die Innenbeschichtung den Tiefziehprozess. Bei Befestigung des Aluminiumdeckels der Kapsel mittels eines Versiegelungslacks auf dem sich nach außen erstreckenden Flansch ist es besonders vorteilhaft, wenn die Innenbeschichtung aus dem gleichen Material wie der Versiegelungslack besteht. In Abhängigkeit von der verwendeten Innenbeschichtung wird bevorzugt, dass das Dichtungselement frei von einer Innenbeschichtung ist, um ein Abbröckeln der Innenbeschichtung von dem Dichtungselement zu verhindern.
In einer weiteren Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung weist die Kapsel eine Außenoberfläche auf, wobei auf der Außenoberfläche der Kapsel ein Farblack bereitgestellt wird. Um das Tiefziehen zu erleichtern, wird es bevorzugt, auf einer Außenoberfläche des Farblackes eine Außenbeschichtung anzubringen. In Abhängigkeit von der verwendeten Farblackierung und Außenbeschichtung wird bevorzugt, dass das Dichtungselement frei von einer Farblackierung (und damit der Außenbeschichtung) ist, um ein Abbröckeln der Farblackierung/Außenbeschichtung von dem Dichtungselement zu verhindern.
Der Vorsprung, die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und der Boden der Mulde können so angeordnet sein, dass das freie Kontaktende des Ringelements den Boden der Mulde kontaktiert, wenn die Kapsel im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels eines Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung geschlossen wird.
Zum Erreichen einer zuverlässigen Abdichtung ist es auch vorteilhaft, wenn der Vorsprung ein äußeres oberes Ende aufweist, das sich um die Kapselachse mit einem Durchmesser von 31,9 bis 32,4 mm erstreckt. Somit wird bei Verwendung in im Handel erhältlichen Kaffeezubereitungsgeräten wie Citiz, Lattisima, U, Maestria, Pixie, Inissia und Essenza ein äußerer Randbereich des freien Endes des umschließenden Elements fest gegen den Vorsprung gedrückt.
Gemäß der Erfindung wird in einem zweiten Aspekt ein System zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks nach Anspruch 53 bereitgestellt.
Die Mulde weist vorzugsweise eine radiale Breite auf, die wesentlich größer als die radiale Dicke des freien Kontaktendteils des Ringelements ist, sodass ein Zwischenraum zwischen dem freien Kontaktendteil des Ringelements und der Seitenwand des Kapselkörpers verbleibt. Somit ist sichergestellt, dass die volle axiale Kraft zum Erzeugen einer Abdichtung zwischen dem umschließenden Element und dem Dichtungselement zur Verfügung steht.
Der Vorsprungsoberteil kann einen Teil des Vorsprungs bilden, beispielsweise eine Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel des Vorsprungs, der axial am weitesten von den Füßen des Vorsprungs entfernt ist.
Bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen des Systems, wie in den Unteransprüchen erwähnt, die sich auf die gleichen Merkmale wie die Merkmale der Unteransprüche der Kapsel beziehen, wird auf das Vorstehende verwiesen.
Die Erfindung ist besonders zur Verwendung in einem System gemäß der Erfindung geeignet, bei dem der maximale Fluiddruck im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bei Verwendung im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar liegt. Auch bei so hohen Drücken kann eine zufriedenstellende Abdichtung zwischen Kapsel und Getränkezubereitungsvorrichtung erreicht werden.
Vorzugsweise ist das System so angeordnet, dass bei Verwendung während des Brühens ein freies Ende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Kraft F2 auf das Dichtungselement der Kapsel ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N liegt, wenn der Fluiddruck P2 im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar liegt. Insbesondere ist das System so angeordnet, dass bei Verwendung vor oder zu Beginn des Brühens ein freies Ende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Kraft F1 auf das Dichtungselement der Kapsel ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 150 N, mehr bevorzugt von 50 bis 100 N liegt, wenn der Fluiddruck P1 im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 bar liegt.
In einer Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung, wobei die mehreren radial verlaufenden offenen Nuten in tangentialer Richtung des freien Kontaktendes des Ringelements der Getränkezubereitungsvorrichtung gleichmäßig zueinander beabstandet sind, sodass es für einen Benutzer einfacher ist, die Kapsel herauszunehmen, während noch eine zufriedenstellende Abdichtung zwischen Kapsel und Getränkezubereitungsvorrichtung gewährleistet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung beträgt die längste tangentiale Breite jeder Nut (von oben nach oben, d. h. gleich dem Nut-zu-Nut-Abstand) 0,9 bis 1,1 mm, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 mm, mehr bevorzugt 0,98 bis 1,02 mm, wobei die maximale Höhe jeder Nut in axialer Richtung des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung 0,01 bis 0,09 mm, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 mm, mehr bevorzugt 0,045 bis 0,055 mm, am meisten bevorzugt 0,05 mm beträgt und wobei die Anzahl der Nuten 90 bis 110, bevorzugt 96 beträgt. Die radiale Breite der ringförmigen Endoberfläche an der Stelle der Nuten kann z. B. 0,05 bis 0,9 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,7 mm und mehr bevorzugt 0,3 bis 0,55 mm betragen. Die Erfindung ist insbesondere geeignet, wenn sie auf eine Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung angewendet wird, in der sich während der Verwendung, wenn das Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung schließt, zumindest das freie Kontaktende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung relativ zum Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung unter der Wirkung des Fluiddrucks im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung in Richtung des Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung bewegen kann, um die maximale Kraft zwischen dem Flansch der Kapsel und dem freien Ende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung auszuüben. Das umschließende Element kann einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweisen, wobei der zweite Teil das freie Kontaktende des umschließenden Elements aufweist, wobei sich der zweite Teil relativ zum ersten Teil zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegen kann. Der zweite Teil kann sich unter dem Einfluss von Fluiddruck im umschließenden Element von der ersten Position zur zweiten Position in Richtung des Schließelements bewegen. Die vorstehend beschriebene Kraft F1 kann erreicht werden, wenn sich der zweite Teil mit einem Fluiddruck P1 in der ersten Position befindet. Die vorstehend beschriebene Kraft F2 kann erreicht werden, wenn der zweite Teil unter dem Einfluss des Fluiddrucks P2 im umschließenden Element in die zweite Position bewegt wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung werden nun anhand von nicht einschränkenden Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, wobei

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung zeigt;
2 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer Getränkezubereitungsvorrichtung eines Systems gemäß der Erfindung zeigt, wobei das freie Kontaktende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung mit der Vielzahl radial verlaufender offener Nuten gezeigt wird;
3A im schematischen Querschnitt eine Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung vor der Verwendung zeigt;
3B schematisch einen vergrößerten Ausschnitt aus der Kapsel von 3A mit dem sich nach außen erstreckenden Flansch und dem Dichtungselement zeigt;
3C schematisch einen vergrößerten Ausschnitt des sich nach außen erstreckenden Flansches der Kapsel in 3A und 3B nach der Verwendung zeigt;
4A eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Dichtungselements an dem sich nach außen erstreckenden Flansch einer Kapsel gemäß der Erfindung in Kombination mit einem Endteil des umschließenden Elements und einem Schließelement einer Getränkezubereitungsvorrichtung ist;
4B eine Querschnittsansicht gemäß 4A ist, wobei sich das umschließende Element und das Schließelement in geschlossenen Positionen befinden;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines verformten Flanschteils und eines Teils eines umschließenden Elements ist, bei dem eine Brücke zwischen inneren und äußeren Rändern eines freien Endes des umschließenden Elements vorhanden ist;
6 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Dichtungselements an dem sich nach außen erstreckenden Flansch einer Kapsel gemäß der Erfindung in Kombination mit einem Endteil des umschließenden Elements und einem Schließelement einer Getränkezubereitungsvorrichtung ist; und
7 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform eines Dichtungselements an dem sich nach außen erstreckenden Flansch einer Kapsel gemäß der Erfindung in Kombination mit einem Endteil des umschließenden Elements und einem Schließelement einer Getränkezubereitungsvorrichtung ist.

In den Figuren und der folgenden Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Merkmale.
1 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Systems 1 zur Herstellung eines trinkbaren Getränks aus einer Kapsel mit einem unter Druck in die Kapsel zugeführten Fluid. Das System 1 weist eine Kapsel 2 und eine Getränkezubereitungsvorrichtung 4 auf. Die Vorrichtung 4 weist das umschließende Element 6 zum Halten der Kapsel 2 auf. Die Vorrichtung 4 weist ferner ein Schließelement, etwa eine Extraktionsplatte 8, zum Stützen der Kapsel 2 auf.
In 1 ist zur Verdeutlichung ein Abstand zwischen der Kapsel 2, dem umschließenden Element 6 und der Extraktionsplatte 8 gezeichnet. Es versteht sich, dass bei Verwendung die Kapsel 2 mit dem umschließenden Element 6 und dem Extraktionsplattenelement 8 in Kontakt stehen kann. Das umschließende Element 6 weist in der Regel eine zur Kapsel 2 komplementäre Form auf. Die Getränkezubereitungsvorrichtung 4 weist ferner ein Fluideinspritzmittel 10 zum Zuführen einer Menge eines Fluids wie Wasser unter einem Druck im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar, an die austauschbare Kapsel 2 auf.
In dem in 1 dargestellten Beispiel besteht die austauschbare Kapsel 2 aus einem Aluminiumkapselkörper 12 mit einer zentralen Kapselkörperachse 12A und einem Aluminiumdeckel 14. Im vorliegenden Zusammenhang wird unter dem Begriff „Aluminium“ auch eine Aluminiumlegierung verstanden. In diesem Beispiel weist der Aluminiumkapselkörper 12 eine Seitenwand 16, einen Boden 18, der die Seitenwand 16 an einem ersten Ende schließt, und einen sich nach außen erstreckenden Flansch 20 auf, der von der Umfangswand 16 an einem zweiten Ende gegenüber dem Boden 18 nach außen verläuft. Die Seitenwand 16, der Boden 18 und der Deckel 14 umschließen einen Innenraum 22, der eine Substanz für die Herstellung eines trinkbaren Getränks durch Extraktion und/oder Auflösen der Substanz enthält. Vorzugsweise handelt es sich bei der Substanz um ein extrahierbares Produkt zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks, wobei es sich bei dem extrahierbaren Produkt vorzugsweise um 5 bis 20 Gramm, vorzugsweise 5 bis 10 Gramm, mehr bevorzugt 5 bis 7 Gramm gerösteten und gemahlenen Kaffee zum Zubereiten eines einzelnen Getränks handelt. Die Kapsel ist zunächst versiegelt, d. h. vor der Verwendung hermetisch verschlossen.
Das System 1 von 1 weist eine Bodendurchstechvorrichtung 24 zum Durchstechen des Bodens 18 der Kapsel 2 auf, um mindestens eine Eintrittsöffnung 25 im Boden 18 auszubilden, damit dem extrahierbaren Produkt das Fluid durch die Eintrittsöffnung 25 zugeführt wird.
Das System 1 von 1 weist weiterhin die Deckeldurchstechvorrichtung 26 auf, hier als Vorsprünge des Schließelements 8 ausgeführt, zum Durchstechen des Deckels 14 der Kapsel 2. Die Deckeldurchstechvorrichtung 26 kann so angeordnet werden, dass sie den Deckel 14 aufreißt, sobald ein (Fluid-)Druck im Innenraum 22 einen Schwellendruck überschreitet und den Deckel 14 mit ausreichender Kraft gegen die Deckeldurchstechvorrichtung 26 drückt. Der Aluminiumdeckel 14 ist daher so angeordnet, dass er unter dem Einfluss von Fluiddruck in der Kapsel an dem Schließelement 8 der Getränkezubereitungsvorrichtung aufreißt.
Die Kapsel 2 weist ferner ein Dichtungselement 28 auf, das einstückig mit dem sich nach außen erstreckenden Flansch gebildet ist, wie in 1, 3A und 3B als allgemeiner Kasten dargestellt, doch ausführlicher unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, wobei das Dichtungselement 28 angeordnet ist, um einen fluiddichten Kontakt mit dem umschließenden Element 6 bereitzustellen, wenn die Kapsel 2 im umschließenden Element 6 positioniert ist und das umschließende Element 6 mithilfe der Extraktionsplatte 8 geschlossen ist, sodass der sich nach außen erstreckende Flansch 20 der Kapsel 2 und mindestens ein Teil des Dichtungselements 28 abdichtend zwischen dem umschließenden Element 6 und der Extraktionsplatte 8 in Eingriff stehen. Dies bedeutet, dass ein fluiddichter Kontakt zwischen dem Dichtungselement 28 und dem freien Kontaktende hergestellt wird.
Wie in 2 dargestellt, besteht das umschließende Element 6 der Getränkezubereitungsvorrichtung aus einem Ringelement 41 mit einer zentralen Ringelelementachse 41A und einem freien Kontaktende 30. Das freie Kontaktende 30 des Ringelements 41 ist mit einer Vielzahl von radial verlaufenden offenen Nuten 40 versehen. Die Vielzahl der radial verlaufenden offenen Nuten 40 sind in tangentialer Richtung des freien Kontaktendes 30 des Ringelements 41 gleichmäßig zueinander beabstandet. Die längste tangentiale Breite jeder Nut 40 beträgt 0,9 bis 1,1 mm, bevorzugt 0,95 bis 1,05 mm, mehr bevorzugt 0,98 bis 1,02 mm, wobei eine maximale Höhe jeder Nut 40 in axialer Richtung des umschließenden Elements 6 0,01 bis 0,09 mm, bevorzugt 0,03 bis 0,07 mm, mehr bevorzugt 0,045 bis 0,055 mm und am meisten bevorzugt 0,05 mm beträgt. Die Anzahl der Nuten 40 liegt im Bereich von 90 bis 110, vorzugsweise bei 96. In der Regel beträgt die radiale Breite des freien Endes an der Position der Nuten 0,05 bis 0,9 mm, genauer 0,2 bis 0,7 mm, genauer 0,3 bis 0,55 mm.
Eine Ausführungsform einer Kapsel gemäß der Erfindung wird detaillierter in 3A und 3B dargestellt. In der gezeigten Ausführungsform ist der Außendurchmesser ODF des sich nach außen erstreckenden Flansches 20 größer als der Durchmesser DB des Bodens 18 der Kapsel 2. In der dargestellten Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser ODF des sich nach außen erstreckenden Flansches 20 ungefähr 37,1 mm und der Durchmesser DB des Bodens 18 ungefähr 23,3 mm. Die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 12 ist so bemessen, dass er leicht verformt wird, wenn die Kapsel im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels eines Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung geschlossen wird, vorzugsweise beträgt die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 100 Mikrometer, doch bei anderen Ausführungsformen kann die Dicke 20 bis 200 Mikrometer betragen.
In der gezeigten Ausführungsform beträgt die Wanddicke des Aluminiumdeckels 14 39 Mikrometer. Die Wanddicke des Aluminiumdeckels 14 ist vorzugsweise geringer als die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 12.
Die Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 weist ein freies Ende 42 gegenüber dem Boden 18 auf. Der Innendurchmesser IDF des freien Endes 42 der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 beträgt ca. 29,5 mm. Der sich nach außen erstreckende Flansch 20 verläuft von diesem freien Ende 42 in einer Richtung mindestens im Wesentlichen quer zur zentralen Kapselkörperachse 12A. Der sich nach außen erstreckende Flansch 20 weist eine eingerollte Außenkante 43 auf, die das Erreichen einer Abdichtung zwischen der Kapsel und dem umschließenden Element vorteilhaft ist. In der gezeigten Ausführungsform weist die eingerollte Außenkante 43 des sich nach außen erstreckenden Flansches 20 eine größte Abmessung von etwa 1,2 Millimeter auf. Der Abstand DIF zwischen dem freien Ende 42 der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 und einer Innenkante 43A der eingerollten Außenkante 43 beträgt etwa 2,7 mm, während der Abstand DOF zwischen dem freien Ende 42 der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 und einer äußersten Kante 43B des sich nach außen erstreckenden Flansches 20 etwa 3,8 Millimeter beträgt. Der Radius um die zentrale Kapselkörperachse der Innenkante 43A der eingerollten Außenkante 43 beträgt vorzugsweise mindestens 32 mm.
Wie in 3A und 3B dargestellt, befindet sich das Dichtungselement 28 zwischen dem freien Ende der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 und der Innenkante 43A der eingerollten Außenkante 43 des sich nach außen erstreckenden Flansches. Das Dichtungselement 28 ist als allgemeiner Kasten dargestellt, wird aber im Folgenden näher beschrieben. Unabhängig von der Ausführungsform des Dichtungselements 28 beträgt die Höhe des Dichtungselementteils, der zuerst vom freien Ende des umschließenden Elements kontaktiert wird, wenn das umschließende Element geschlossen wird, mindestens etwa 0,1 mm, mehr bevorzugt mindestens 0,2 mm und am meisten bevorzugt mindestens 0,8 mm und höchstens 3 mm, mehr bevorzugt höchstens 2 mm und am meisten bevorzugt höchstens 1,2 mm zum Bereitstellen einer ordnungsgemäßen Abdichtung.
Wie aus 3A ersichtlich, ist der Aluminiumkapselkörper 12 kegelstumpfartig. In der gezeigten Ausführungsform umschließt die Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 einen Winkel A mit einer Linie quer zur zentralen Kapselkörperachse 12A von etwa 97,5°. Der Boden 18 des Aluminiumkapselkörpers 12 weist einen größten Innendurchmesser DB von ca. 23,3 mm auf. Der Boden 18 des Aluminiumkapselkörpers 12 ist ebenfalls kegelstumpfartig und weist in der abgebildeten Ausführungsform eine Bodenhöhe BH von ca. 4,0 mm auf. Der Boden 18 weist ferner einen im Allgemeinen flachen mittleren Teil 18A gegenüber dem Deckel 14 auf, wobei der mittlere Teil 18A einen Durchmesser DEE von ca. 8,3 mm hat und wobei im mittleren Teil 18A die Eintrittsöffnung(en) 25 angebracht sein können. Die Eintrittsöffnungen können auch im Kegelstumpfteil zwischen dem mittleren Teil 18A und der Seitenwand 16 angebracht werden. Die Gesamthöhe TH des Aluminiumkapselkörpers 12 der Kapsel beträgt ca. 28,4 mm.
Das in 1 dargestellte System 1 wird, wie nachfolgend beschrieben, zum Zubereiten einer Tasse eines trinkbaren Getränks, im vorliegenden Beispiel Kaffee, betrieben, wobei die Substanz gerösteter und gemahlener Kaffee ist.
Die Kapsel 2 wird in das umschließende Element 6 platziert. Die Extraktionsplatte 8 wird mit der Kapsel 2 in Kontakt gebracht. Die Bodendurchstechvorrichtung 24 durchsticht den Boden 18 der Kapsel 2 zur Schaffung der Eintrittsöffnungen 25. Das Fluid, hier heißes Wasser unter Druck, wird dem extrahierbaren Produkt im Innenraum 22 durch die Eintrittsöffnungen 25 zugeführt. Das Wasser benetzt das Kaffeepulver und extrahiert die gewünschten Substanzen, um das Kaffeegetränk zuzubereiten.
Während das Wasser unter Druck in den Innenraum 22 geleitet wird, steigt der Druck im Inneren der Kapsel 2. Durch den Druckanstieg verformt sich der Deckel 14 und wird gegen die Deckeldurchstechvorrichtung 26 der Extraktionsplatte gedrückt. Sobald der Druck ein bestimmtes Niveau erreicht hat, wird die Reißfestigkeit des Deckels 14 überschritten und der Deckel 14 reißt gegen die Deckeldurchstechvorrichtung 26 auf und bildet Austrittsöffnungen. Der zubereitete Kaffee läuft aus der Kapsel 2 durch die Austrittsöffnungen und Auslässe 32 (siehe 1) der Extraktionsplatte 8 ab und kann in einen Behälter wie etwa eine Tasse (nicht abgebildet) abgegeben werden.
Das System 1 ist so angeordnet, dass vor dem Brühen oder zu Beginn des Brühens das freie Ende 30 des umschließenden Elements 6 eine Kraft F1 auf das Dichtungselement 28 der Kapsel 2 ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 der Kapsel 2 und dem umschließenden Element 6 der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise von 40 bis 150 N, mehr bevorzugt von 50 bis 100 N liegt, wenn der Fluiddruck P1 in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise 0,1 bis 1 bar liegt. Während des Brühens übt das freie Ende 30 des umschließenden Elements 6 eine Kraft F2 auf das Dichtungselement 28 der Kapsel 2 aus, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 der Kapsel 2 und dem umschließenden Element 6 herzustellen, wobei die Kraft F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N liegt, wenn der Fluiddruck P2 im umschließenden Element 6 der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel 2 im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar liegt. In der gezeigten Ausführungsform kann sich das freie Kontaktende des umschließenden Elements 6 relativ zur Extraktionsplatte 8 unter der Wirkung des Fluiddrucks im umschließenden Element 6 zur Extraktionsplatte 8 bewegen, um die maximale Kraft F2 zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 und dem freien Ende 30 des umschließenden Elements 6 auszuüben. Diese Bewegung kann während der Benutzung, d. h. insbesondere zu Beginn des Brühens und während des Brühens erfolgen. Das umschließende Element 6 weist einen ersten Teil 6A und einen zweiten Teil 6B auf, wobei der zweite Teil das freie Kontaktende 30 aufweist. Der zweite Teil 6B kann sich relativ zum ersten Teil 6A zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegen. Der zweite Teil 6B kann sich unter dem Einfluss von Fluiddruck im umschließenden Element 6 von der ersten Position zur zweiten Position in Richtung des Schließelements 8 bewegen. Die vorstehend beschriebene Kraft F1 kann erreicht werden, wenn sich der zweite Teil 6B mit einem Fluiddruck P1 in der ersten Position befindet. Die vorstehend beschriebene Kraft F2 kann erreicht werden, wenn der zweite Teil 6B unter dem Einfluss des Fluiddrucks P2 im umschließenden Element 6 in die zweite Position bewegt wird.
Das Dichtungselement 28 der Kapsel gemäß der Erfindung erfährt durch die ausgeübte Kraft eine plastische Verformung und passt sich eng an die Nuten 40 des freien Kontaktendes 30 an und sorgt so für einen fluiddichten Kontakt zwischen dem umschließenden Element 6 und der Kapsel 3 bei relativ geringem Fluiddruck zu Beginn des Brühens, aber auch für einen fluiddichten Kontakt bei dem wesentlich höheren Fluiddruck in dem umschließenden Element außerhalb der Kapsel während des Brühens. Diese enge Anpassung an die Nuten 40 des umschließenden Elements ist in 3C dargestellt, die die Kapsel 2 der Erfindung nach Gebrauch zeigt und die deutlich erkennen lässt, dass der sich nach außen erstreckende Flansch 20 Verformungen 40' aufweist, die den Nuten 40 des umschließenden Elements entsprechen.
Nun wird eine Ausführungsform eines Dichtungselements 28 an dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 der Kapsel 2 gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf 4 detaillierter beschrieben.
4A zeigt eine erste Ausführungsform eines Dichtungselements 28, das ein zusätzliches Lager an dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 eines Kapselkörpers 12 bildet. Das Dichtungselement 28 und der übrige Kapselkörper 12 sind aus dem gleichen Blechmaterial hergestellt. Das Dichtungselement 28 weist einen Vorsprung 50 auf, der axial von den inneren und äußeren Fußteilen 53, 54 in axialer Richtung 55 zum Boden des Kapselkörpers 12 vorsteht. Eine Mulde mit einem Boden 52 ist innen neben dem Vorsprung 50 angeordnet. Der Boden 52 der Mulde ist mit axialem Abstand zum äußeren Fuß 54 des Vorsprungs 50 in Richtung 55 des Bodens des Kapselkörpers 12 sowie zu einem Teil 56 des sich nach außen erstreckenden Flansches 20 zwischen dem Dichtungselement 28 und der eingerollten Kante 43 positioniert und im Wesentlichen flach.
Ferner sind der Vorsprung 50 und der Boden 52 der Mulde so angeordnet, dass das freie Kontaktende 30 des Ringelements 41 vom Boden 52 der Mulde kontaktiert wird, wenn die Kapsel im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element geschlossen wird.
Der Abstand zwischen dem Vorsprung 50 und einer Seitenwand 16 des Kapselkörpers 12 beträgt vorzugsweise 0,9 bis 1,25 mm, wodurch der innere Steg 60 des umschließenden Elements 6 von weit verbreiteten und im Handel erhältlichen Getränkezubereitungsvorrichtungen (wie Citiz, Lattisima, U, Maestria, Pixie, Inissia und Essenza) zuverlässig gegen den Vorsprung 50 gedrückt werden kann, wobei sich die Seitenwand 16 in unmittelbarer Nähe dazu befindet, doch etwas von der Seitenwand 16 beabstandet ist.
Der Vorsprung 50 weist einen Vorsprungoberteil auf, der einen Teil des Vorsprungs bildet, beispielsweise eine Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel des Vorsprungs, der axial am weitesten von den Füßen 53, 54 des Vorsprungs 50 entfernt ist. Der Vorsprung 50 ist so konfiguriert, dass sein Vorsprungoberteil eine radiale Kraft auf das freie Kontaktende 30 des Ringelements 41 ausübt, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element 6 der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mithilfe eines Schließelements 8 der Getränkezubereitungsvorrichtung geschlossen wird.
Wenn, wie in 4B gezeigt, das umschließende Element 6 und/oder das Schließelement 8 mit dem Dichtungselement 28 der Kapsel dazwischen in Richtung des anderen bewegt wird, kontaktiert das freie Kontaktende 30 des umschließenden Elements 6 die Vorsprünge 50. Dies bewirkt, dass die Kapsel relativ zu dem umschließenden Element 6 zentriert wird. Durch die relativ große Steifigkeit des Vorsprungs 50 kann eine große Kontaktkraft ausgeübt werden, wenn er verformt wird, und der relativ hohe Gegendruck sorgt für eine besonders zuverlässige Abdichtung mit hoher Druckfestigkeit. Auch wird, wenn der Vorsprung 50 nach außen gedrückt wird, der ausgeübten Last durch Umfangsspannung in dem Vorsprung 50 entgegengewirkt, die sich gleichmäßig über den Umfang verteilt, sodass ein gleichmäßig verteilter Dichtungsdruck erreicht wird.
Wie ebenfalls aus 4B ersichtlich, weist das freie Kontaktende 30 des umschließenden Elements 6 einen inneren Umfangsoberflächenteil 71 und einen äußeren Umfangsoberflächenteil 70 auf, die den Vorsprung 50 berühren. Die radial verlaufenden offenen Nuten 40 sind im Innenoberflächenteil 71 tiefer als im Außenoberflächenteil 70, oder die Nuten können im Außenoberflächenteil 70 fehlen. Somit wird der Vorsprung 50 fest und genau gegen den relativ glatten Außenoberflächenteil 70 des freien Kontaktendes 30 gedrückt.
Wie aus 4B ersichtlich, kann, da der Boden 52 der ringförmigen Mulde axial vom äußeren Vorsprungsfuß 54 zum Boden des Kapselkörpers 12 hin beabstandet ist, der Boden 52 relativ zum Außenseitenfuß 54 des Vorsprungs in Richtung des Schließelements 8 gedrückt werden, was bewirkt, dass der Vorsprung 50 durch Neigen und „Abrollen“ des Vorsprungs 50 nach innen gedrückt wird, was den radialen Kontaktdruck erhöht, der gegen das freie Kontaktende 30 des Ringelements 41 ausgeübt wird.
In der ersten Phase des Kontakts zwischen dem Ringelement 6 und dem Dichtungselement 28 wird eine anfängliche Dichtung zwischen einem im Allgemeinen nach innen gerichteten Oberflächenteil des Vorsprungs 50 und einem äußeren Oberflächenteil 70 des freien Endes 30 des Ringelements 6 erzeugt. Die radiale Position dieses nach innen gerichteten Oberflächenteils des Vorsprungs 50 und der lokale Krümmungsradius des Vorsprungs 50 sind so angeordnet, dass sichergestellt ist, dass die einander berührenden Flächen nahezu vertikal ausgerichtet sind. Dadurch kann eine sehr starke Keilwirkung erzielt werden, sodass eine sehr geringe vertikale Schließkraft zu sehr großen horizontalen Kontaktdrücken führt. Diese großen horizontalen Kräfte werden mit geringer Verformung des äußeren Vorsprungs 50 ausgeübt, da die Reaktionskräfte, die durch den Oberflächenkontakt erzeugt werden, größtenteils durch Umfangsspannung in dem Vorsprung 50 aufgenommen werden. Solche Umfangsspannungen sind auch weitgehend unabhängig vom Rest des Dichtungselements 28, sodass hohe Steifigkeit zum Ausüben einer großen Dichtungskraft mit Flexibilität zum Ausgleichen von Toleranzen und Fehlplatzierungen der Kapsel kombiniert werden kann.
In der zweiten Phase wird das Schließen und weitere Zusammendrücken der Brühkammer auf den Dichtring durch den Aufbau von hydraulischem Druck unterstützt. Wenn sich die Druckkraft aufbaut, wird der Boden 52 der ringförmigen Mulde durch die mechanische und hydraulische Belastung nach unten gedrückt, und der Vorsprung 50 schwenkt um einen äußeren Fuß 54 des Vorsprungs 50 und rollt nach innen ab, bis der Boden 52 der ringförmigen Mulde 55 den Deckel kontaktiert, wie in 4B gezeigt. Diese Schwenk- und Rollbewegung führt sowohl zu einer „starren Körperbewegung“ des Dichtungselements 28 als auch zu einer Verformung des Dichtungselements; beide Faktoren führen dazu, dass zusätzlich ein Kontaktdruck auf die primäre Dichtfläche übertragen wird. Da ein Großteil der Verformung plastisch auftritt, passt sich der Kontaktbereich effektiv an den Dichtungsbereich an, sodass Fehlausrichtungen und Fertigungstoleranzen etwas ausgeglichen werden können.
In der dritten Phase bewirkt eine weitere Erhöhung der axialen (hier vertikalen) Kraft eine geringfügige weitere Verformung des Dichtungselements 28. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine zuverlässig sehr leckdichte Dichtung bei hohem Druckabfall mit hohem Kontaktdruck durch Verformung eines geneigten Abschnitts 58 am inneren Vorsprungsfuß 53 erreicht, der einen Übergang vom Vorsprung 50 zum Boden 52 der Mulde bildet, wobei der Abschnitt 58 ein relativ gerader Abschnitt zwischen mehr gekrümmten Abschnitten des Bodens der Mulde 52 und des äußeren Vorsprungs 50 ist. Eine solche Verformung führt zu einem besonders hohen Kontaktdruck entlang einer schmalen Linie zwischen dem Vorsprung 50 und dem Außenoberflächenteil 70 des freien Endes 30 des Ringelements 6. Der geneigte Abschnitt 58 ist vorzugsweise in einem eingeschlossenen Winkel von mindestens 10° und mehr bevorzugt mindestens 20° und höchstens 60° und mehr bevorzugt höchstens 50° relativ zu einer Ebene senkrecht zur Kapselkörperachse ausgerichtet.
Im Querschnitt entlang einer Ebene durch die Kapselkörperachse gesehen ist der Boden 52 der Mulde durchgehend im Wesentlichen gerade, sodass Reaktionskräfte, die sich aus dem nach innen Drücken des Vorsprungs 50 ergeben, effektiv übertragen werden.
Der gerade Abschnitt des Bodens 52 der Mulde, der auch leicht gekrümmt sein kann, ist mit einer axialen Komponente 55 zum Boden des Kapselkörpers 12 hin nach außen geneigt, sodass der gerade, effektiv konische Abschnitt effektiv als Blattfeder oder Federteller wirkt, wovon ein äußerer Teil elastisch einen axialen Gegendruck auf den Vorsprung 50 ausübt, sodass der axiale Druck gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt wird. Der im Wesentlichen gerade Abschnitt des Bodens 52 der Mulde ist vorzugsweise in einem eingeschlossenen Winkel zu einer Ebene senkrecht zur Kapselkörperachse zwischen 0 und 10 Grad geneigt.
Im vorliegenden Beispiel ist der Boden 52 der Mulde axial von dem Deckel 14 beabstandet, der an einem ringförmigen Flanschteil an der Außenseite des Vorsprungs 50 befestigt ist. Dieser Deckel 14 (vorzugsweise aus Aluminium) trägt auch dazu bei, den Vorsprung 50 axial nach innen gegen radial nach außen gerichtete Kräfte, die vom freien Ende 30 des umschließenden Elements 6 auf ihn ausgeübt werden, zu halten. Diese Wirkung kann auch erreicht werden, wenn der Deckel am Boden der Mulde befestigt ist, worüber der Vorsprung dann zusätzlich axial nach innen gegen radial nach außen gerichtete Kräfte, die durch das freie Ende 30 des umschließenden Elements 6 auf ihn ausgeübt werden, gehalten wird. Ein Vorteil der letzteren Lösung besteht darin, dass ein Eindringen der Substanz innerhalb der Kapsel zwischen dem Boden der Mulde und dem Deckel verhindert wird.
Eine radial äußere Wand des Vorsprungs 50 ist im Wesentlichen parallel zur Kapselkörperachse ausgerichtet, sodass obere Teile des Vorsprungs 50 effektiv gegen ein Zusammenfallen abgestützt werden und ein nach innen „Abrollen“ des Vorsprungs 50, ähnlich wie bei einem Tiefziehvorgang, erleichtert wird. Zu demselben Zweck ist es ferner vorteilhaft, wenn am äußeren Fuß 53 des Vorsprungs 50 ein Übergang vom Vorsprung zu einem radial nach außen ragenden Teil 56 des sich nach außen erstreckenden Flansches 20 einen kleinen Innenradius, z. B. von weniger als 0,15 mm und vorzugsweise weniger als 0,12 mm aufweist.
Da der sich nach außen erstreckende Flansch 20 nicht mehr als einen einzigen ringförmigen Vorsprung aufweist, kann der Kapselkörper 12 effizient hergestellt werden, insbesondere wenn die Kapsel aus Blechmaterial tiefgezogen wird. Insbesondere im Zusammenhang mit der endgültigen gegenseitigen Verschiebung des Ringelements 6 und des Dichtungselements 28 besteht ein besonderes Problem darin, dass die meisten Ringelemente in der Praxis eine oder mehrere Brücken 61 (5) zwischen äußeren und inneren Stegen 59, 60 des Ringelements 41 aufweisen. Solche Brücken 61 bilden eine Unterbrechung eines ringförmigen Kopfraums 62, in den der Vorsprung 50 während der dritten Phase eingekeilt wird. Leckage insbesondere an den Übergängen, an denen die Brücke 61 in Umfangsrichtung beginnt und endet, wird verringert, da der Vorsprung 50 so geformt ist, dass er radial nach außen rollt und nachgibt, wodurch überschüssiges Dichtungselementmaterial lokal von der Dichtung zwischen dem Vorsprung 50 und dem Ringelement 6 weggeschoben wird, was eine Beeinträchtigung dieser Dichtung verringert und eine im Wesentlichen kontinuierliche Dichtung entlang einer Linie ermöglicht, die unter der Brücke 61 verläuft.
In 6 ist ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Kapsel dargestellt. Die Seitenwand 116 ist mit einer Zentrierungsschulter 157 zwischen einem oberen Teil 158 der Seitenwand 116 oberhalb der Schulter 157 und einem unteren Teil 159 der Seitenwand 116 unterhalb der Schulter 157 versehen. Der untere Teil 158 der Seitenwand 116 ist radial nach innen gegenüber dem Vorsprung 150 angeordnet. Die Schulter 157 weist eine schräg nach außen und nach oben gerichtete Schulteroberfläche auf, die in einem größeren Winkel B relativ zur zentralen Kapselkörperachse ausgerichtet ist als Winkel C und D zwischen der zentralen Kapselkörperachse und dem oberen und unteren Seitenwandteil 158, 159.
Die nach außen und oben gerichtete Oberfläche der Schulter 157 ist vorzugsweise relativ zu der zentralen Kapselkörperachse in einem Winkel B von mindestens 30° und mehr bevorzugt mindestens 40° ausgerichtet, sodass ein Verschieben der Kapsel 102 um einen beträchtlichen Abstand über eine begrenzte axiale Verschiebung des freien Kontaktendes 130 des Ringelements 141 relativ zur Kapsel 102 erreicht werden kann.
In 7 ist ein drittes Beispiel einer erfindungsgemäßen Kapsel 202 dargestellt, die sich von der in 6 gezeigten Kapsel dadurch unterscheidet, dass, wie im ersten Beispiel im Querschnitt entlang einer Ebene durch den Kapselkörperachse gesehen, der Boden 252 der Mulde durchgehend im Wesentlichen gerade ist und der gerade Abschnitt des Bodens 252 der Mulde, der auch leicht gekrümmt sein kann, nach außen mit einer axialen Komponente 255 zum Boden des Kapselkörpers 212 hin geneigt ist.
In der vorgehenden Gebrauchsmusterschrift ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch offensichtlich, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.

Claims

Kapsel, die eine Substanz zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks durch Extrahieren und/oder Auflösen der Substanz durch Zuführen einer Flüssigkeitin die Kapsel unter Druck beinhaltet, wobei die Kapsel einen Aluminiumkapselkörper mit einer zentralen Kapselkörperachse aufweist, wobei der Aluminiumkapselkörper mit einem Boden, einer Seitenwand und einem sich nach außen erstreckenden Flansch versehen ist, wobei die Kapsel ferner einen Aluminiumdeckel aufweist, der an dem sich nach außen erstreckenden Flansch angebracht ist, wobei der Deckel die Kapsel hermetisch verschließt, wobei die Kapsel ferner ein Dichtungselement an dem sich nach außen erstreckenden Flansch zum Bereitstellen eines fluiddichten Kontakts mit einem umschließenden Element einer Getränkezubereitungsvorrichtung aufweist, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels eines Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung wie einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung verschlossen wird, sodass der sich nach außen erstreckende Flansch der Kapsel und mindestens ein Teil des Dichtungselements der Kapsel abdichtend zwischen dem umschließenden Element und dem Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung in Eingriff stehen, wobei das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung ein Ringelement mit einer zentralen Ringelelementachse und einem freien Kontaktende aufweist, wobei das freie Kontaktende des Ringelements wahlweise mit einer Vielzahl radial verlaufender offener Nuten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement einstückig mit dem sich nach außen erstreckenden Flansch gebildet ist und einen ringförmigen Vorsprung mit einem Vorsprungsoberteil aufweist, der von einem inneren Vorsprungsfuß radial außerhalb eines inneren Flanschteils und einem äußeren Vorsprungsfuß radial innerhalb eines äußeren Flanschteils axial zum Kapselkörperboden herausragt, und wobei der sich nach außen erstreckende Flansch eine ringförmige Mulde zwischen dem inneren Vorsprungsfuß und der Seitenwand hervorsteht, wobei die ringförmige Mulde einen Boden aufweist, der vom äußeren Vorsprungsfuß zum Boden des Kapselkörpers hin axial beabstandet ist.
Kapsel nach Anspruch 1, wobei, im Querschnitt entlang einer Ebene durch die Kapselkörperachse gesehen, der Boden der Mulde kontinuierlich im Wesentlichen gerade oder gekrümmt ist mit einem Krümmungsradius, der größer als ein Krümmungsradius von Übergängen zum Vorsprung und zur Seitenwand ist.
Kapsel nach Anspruch 2, wobei der gerade Abschnitt des Bodens der Mulde nach außen mit einer axialen Komponente zum Boden des Kapselkörpers hin geneigt ist.
Kapsel nach Anspruch 3, wobei der Boden in einem eingeschlossenen Winkel zu einer Ebene senkrecht zur Kapselkörperachse zwischen 0 und 10 Grad geneigt ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei, im Querschnitt entlang einer Ebene durch die Kapselkörperachse gesehen, ein Übergang vom Boden der Mulde zum Vorsprung einen geneigten Abschnitt aufweist, der gerader als benachbarte gekrümmte Abschnitte innerhalb und außerhalb des geneigten Abschnitts ist.
Kapsel nach Anspruch 5, wobei der geneigte Abschnitt in einem eingeschlossenen Winkel von mindestens 10° und mehr bevorzugt mindestens 20° und höchstens 60° und mehr bevorzugt höchstens 50° relativ zu einer Ebene senkrecht zur Kapselkörperachse ausgerichtet ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine radial äußere Wand des Vorsprungs in einem eingeschlossenen Winkel relativ zur Kapselkörperachse von weniger als 8° und mehr bevorzugt weniger als 6° ausgerichtet ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei am äußeren Fuß des Vorsprungs ein Übergang vom Vorsprung zu einem radial nach außen vorstehenden Teil des sich nach außen erstreckenden Flansches vorzugsweise einen Innenradius von weniger als 0,15 mm und mehr bevorzugt weniger als 0,12 mm aufweist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der sich nach außen erstreckende Flansch nicht mehr als einen einzigen ringförmigen Vorsprung mit einem Vorsprungoberteil aufweist, der von einem inneren Vorsprungsfuß radial außerhalb eines inneren Flanschteils und einem äußeren Vorsprungsfuß radial innerhalb eines äußeren Flanschteils axial zum Boden herausragt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Vorsprung so konfiguriert ist, dass sein Vorsprungsoberteil eine nach außen gerichtete radiale Kraft auf das freie Kontaktende des Ringelements ausübt, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element durch ein Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung geschlossen wird.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Boden der Mulde axial zum Deckel beabstandet ist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Deckel am Boden der Mulde befestigt ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement derart verformbar ist, dass bei Verwendung das Schließen des umschließenden Elements bewirkt, dass sich der axiale Abstand zwischen dem äußeren Vorsprungsfuß und dem Boden der Mulde verringert.
Kapsel nach Anspruch 13, wobei das Dichtungselement derart verformbar ist, dass bei Verwendung das Schließen des umschließenden Elements bewirkt, dass der axiale Abstand zwischen dem äußeren Vorsprungsfuß und dem Boden der Mulde eliminiert wird.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der Vorsprungsoberteil mit einem Durchmesser von 31,9 bis 32,4 mm um die Kapselachse erstreckt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung einen allgemein nach innen gerichteten Oberflächenteil aufweist, der sich in einem eingeschlossenen Winkel von weniger als 8° und vorzugsweise weniger als 6° oder weniger als 4° zur Kapselkörperachse erstreckt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung und der Boden der Mulde so angeordnet sind, dass das freie Kontaktende des Ringelements den Boden der Mulde kontaktiert, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element positioniert ist und das umschließende Element mittels des Schließelements geschlossen wird.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel ein Lager für das umschließende Element aufweist, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element positioniert ist und das umschließende Element mittels des Schließelements geschlossen wird, wobei das Lager mindestens durch den Vorsprung gebildet wird.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung so geformt ist, dass er radial nach außen rollt und nachgibt, wenn er in axialer Richtung zusammengedrückt wird, während er mit einer nach außen gerichteten Oberfläche eines freien Endes des Ringelements in Kontakt ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel ein extrahierbares Produkt als Substanz zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks enthält, wobei das extrahierbare Produkt vorzugsweise 5 bis 20 g, vorzugsweise 5 bis 10 g, mehr bevorzugt 5 bis 7 g gerösteter und gemahlener Kaffee ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der äußere Durchmesser des sich nach außen erstreckenden Flansches der Kapsel größer als der Durchmesser des Kapselbodens ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Außendurchmesser des sich nach außen erstreckenden Flansches ca. 37,1 mm und der Durchmesser des Kapselbodens ca. 23,3 mm beträgt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dicke des Aluminiumkapselkörpers so bemessen ist, dass er leicht verformt wird, wenn die Kapsel im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels des Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung verschlossen wird; vorzugsweise beträgt die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 20 bis 200 Mikrometer, vorzugsweise 100 Mikrometer.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dicke des Aluminiumdeckels 15 bis 65 Mikrometer, vorzugsweise 30 bis 45 Mikrometer und mehr bevorzugt 39 Mikrometer beträgt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wanddicke des Aluminiumdeckels geringer als die Wanddicke des Aluminiumkapselkörpers ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aluminiumdeckel so konfiguriert ist, dass er an dem Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung wie einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung unter dem Einfluss des Fluiddrucks in der Kapsel aufreißt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers ein freies Ende gegenüber dem Boden aufweist, wobei der sich nach außen erstreckende Flansch sich vom freien Ende der Seitenwand in einer Richtung erstreckt, die zumindest im Wesentlichen quer zur zentralen Kapselkörperachse verläuft.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der sich nach außen erstreckende Flansch eine eingerollte Außenkante aufweist.
Kapsel nach Anspruch 28, wobei eine Innenkante der eingerollten Außenkante des sich nach außen erstreckenden Flansches einen Radius um die zentrale Kapselkörperachse von mindestens 32 mm aufweist.
Kapsel nach Anspruch 27 und 28 oder 29, wobei das Dichtungselement zwischen dem freien Ende der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und einer Innenkante der eingerollten Außenkante des sich nach außen erstreckenden Flansches positioniert ist.
Kapsel nach Anspruch 28, 29 oder 30, wobei die eingerollte Außenkante des sich nach außen erstreckenden Flansches eine größte Abmessung von etwa 1,2 Millimetern aufweist.
Kapsel nach Anspruch 27, wobei der Innendurchmesser des freien Endes der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers etwa 29,5 mm beträgt.
Kapsel nach Anspruch 27, wobei der Abstand zwischen dem freien Ende der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und einer äußersten Kante des sich nach außen erstreckenden Flansches etwa 3,8 Millimeter beträgt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Höhe des Aluminiumkapselkörpers etwa 28,4 mm beträgt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aluminiumkapselkörper kegelstumpfartig ist, wobei vorzugsweise die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers einen Winkel mit einer Linie quer zur zentralen Kapselkörperachse von etwa 97,5° einschließt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Boden des Aluminiumkapselkörpers einen größten Innendurchmesser von etwa 23,3 mm aufweist.
Kapsel nach Anspruch 36, wobei der Boden des Aluminiumkapselkörpers kegelstumpfartig ist und vorzugsweise eine Bodenhöhe von etwa 4,0 mm aufweist und wobei der Boden ferner einen im Allgemeinen flachen zentralen Teil gegenüber dem Deckel mit einem Durchmesser von etwa 8,3 mm aufweist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Höhe des Teils des Dichtungselements, der zuerst vom freien Ende des umschließenden Elements kontaktiert wird, wenn das umschließende Element geschlossen wird, mindestens etwa 0,1 mm, mehr bevorzugt mindestens 0,2 mm und am meisten bevorzugt mindestens 0,8 mm und höchstens 3 mm, mehr bevorzugt höchstens 2 mm und am meisten bevorzugt höchstens 1,2 mm beträgt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel eine Innenoberfläche aufweist und wobei auf der Innenoberfläche von mindestens der Seitenwand der Kapsel eine Innenbeschichtung bereitgestellt wird.
Kapsel nach Anspruch 39, wobei der Aluminiumdeckel der Kapsel mittels eines Versiegelungslacks auf dem sich nach außen erstreckenden Flansch befestigt ist, wobei die Innenbeschichtung aus dem gleichen Material wie der Versiegelungslack besteht.
Kapsel nach Anspruch 39 oder 40, wobei das Dichtungselement frei von einer Innenbeschichtung ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel eine Außenoberfläche aufweist und wobei die Außenoberfläche der Kapsel mit einem Farblack versehen ist.
Kapsel nach Anspruch 42, wobei eine Außenoberfläche des Farblacks mit einer äußeren Beschichtung versehen ist.
Kapsel nach Anspruch 42 oder 43, wobei das Dichtungselement frei von einem Farblack ist.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung, die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und der Boden der Mulde so angeordnet sind, dass das freie Kontaktende des Ringelements den Boden der Mulde kontaktiert, wenn die Kapsel im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung positioniert ist und das umschließende Element mittels des Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung geschlossen wird.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur so verformbar ist, dass das Vorsprungsfluid mindestens einen Teil des freien Kontaktendes des Ringelements abdichtend kontaktiert, wenn bei Verwendung der maximale Fluiddruck in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar liegt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur so verformbar ist, dass das Vorsprungsfluid mindestens einen Teil des freien Kontaktendes des Ringelements abdichtend kontaktiert, wenn während des Brühens das freie Kontaktende des Ringelements eine Kraft F2 auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, wobei F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N liegt, wenn der Fluiddruck P2 in dem umschließenden Element außerhalb der Kapsel im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar liegt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur so verformbar ist, dass das Vorsprungsfluid mindestens einen Teil des freien Kontaktendes des Ringelements abdichtend kontaktiert, wenn bei Verwendung das freie Kontaktende des Ringelements vor oder zu Beginn des Brühens eine Kraft F1 auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, wobei die Kraft F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise von 40 bis 150 N und mehr bevorzugt von 50 bis 100 N liegt, wenn der Fluiddruck P1 in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise 0,1 bis 1 bar liegt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur so verformbar ist, dass das Vorsprungsfluid mindestens einen Teil des freien Kontaktendes des Ringelements abdichtend kontaktiert, wenn das freie Kontaktende des Ringelements, das gegen die Dichtungsstruktur gedrückt wird, eine Vielzahl radial verlaufender offener Nuten aufweist, die in Umfangsrichtung des freien Kontaktendes des Ringelements gleichmäßig zueinander beabstandet sind.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur so verformbar ist, dass der Vorsprung zumindest einen Teil des freien Kontaktendes des Ringelements abdichtend kontaktiert, wenn die größte Breite jeder der Nuten 0,9 bis 1,1 mm, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 mm, mehr bevorzugt 0,98 bis 1,02 mm beträgt, wobei eine maximale Höhe jeder der Nuten in axialer Richtung des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung 0,01 bis 0,09 mm, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 mm, mehr bevorzugt 0,045 bis 0,055 mm, am meisten bevorzugt 0,05 mm beträgt und wobei die Anzahl der Nuten 90 bis 110, vorzugsweise 96 beträgt.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur und der Rest des Kapselkörpers aus dem gleichen Blechmaterial bestehen.
Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapsel durch Tiefziehen aus einem Blechmaterial hergestellt ist.
System zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks aus einer Kapsel unter Verwendung eines unter Druck in die Kapsel zugeführten Fluids, umfassend: eine Getränkezubereitungsvorrichtung aufweisend ein umschließendes Element zur Aufnahme der Kapsel, wobei das umschließende Element ein Fluideinspritzmittel zum Zuführen von Fluid in die Kapsel unter Druck aufweist, wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung ferner ein Schließelement, wie beispielsweise eine Extraktionsplatte, zum Schließen des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung aufweist, wobei das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung ferner ein Ringelement mit einer zentralen Ringelelementachse und einem freien Kontaktende aufweist, wobei das freie Kontaktende des Ringelements wahlweise mit einer Vielzahl von radial verlaufenden offenen Nuten versehen ist; und eine Kapsel nach einem der vorstehenden Ansprüche.
System nach Anspruch 53, wobei der freie Kontaktendenteil des Ringelements einen Außenumfangsoberflächenteil aufweist, der den Vorsprung kontaktiert, wenn die Kapsel in dem umschließenden Element angeordnet ist und das umschließende Element mittels des Schließelements geschlossen ist, und wobei die radial verlaufenden offenen Nuten in einem Innenoberflächenteil tiefer als in dem Außenoberflächenteil sind oder die radial verlaufenden offenen Nuten in dem Außenoberflächenteil nicht vorhanden sind.
System nach Anspruch 53 oder 54, wobei die Mulde eine radiale Breite aufweist, die wesentlich größer als die radiale Dicke des freien Kontaktendenteils des Ringelements ist, sodass ein Zwischenraum zwischen dem freien Kontaktendenteil des Ringelements und der Seitenwand des Kapselkörpers verbleibt.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 55, wobei die Kapsel eine Kapsel nach Anspruch 16 ist und wobei das Ringelement zur Verformung des im Allgemeinen nach innen gerichteten Oberflächenteils angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 56, wobei die Kapsel eine Kapsel nach Anspruch 19 ist und wobei das Ringelement eine oder mehrere Brücken zwischen äußeren und inneren Stegen aufweist, wobei die oder jede Brücke eine Unterbrechung eines ringförmigen Raums zwischen den inneren und äußeren Stegen darstellt.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 57, wobei der maximale Fluiddruck im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bei Verwendung im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar liegt.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 58, wobei das System so angeordnet ist, dass bei Verwendung während des Brühens ein freies Ende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Kraft F2 auf das Dichtungselement der Kapsel ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N liegt, wenn der Fluiddruck P2 im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar liegt.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 59, wobei das System so angeordnet ist, dass bei Verwendung vor oder zu Beginn des Brühens ein freies Ende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Kraft F1 auf das Dichtungselement der Kapsel ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise 40 bis 150 N, mehr bevorzugt 50 bis 100 N liegt, wenn der Fluiddruck P1 in dem umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise 0,1 bis 1 bar liegt.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 60, wobei die Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten in tangentialer Richtung des freien Kontaktendes des Ringelements der Getränkezubereitungsvorrichtung relativ zueinander gleichmäßig beabstandet sind.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 61, wobei ein freies Kontaktende des Ringelements mit einer Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten versehen ist, wobei eine größte Breite jeder Nut 0,9 bis 1,1 mm, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 mm, mehr bevorzugt 0,98 bis 1,02 mm beträgt, wobei eine maximale Höhe jeder Nut in axialer Richtung des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung 0,01 bis 0,09 mm, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 mm, mehr bevorzugt 0,045 bis 0,055 mm, am meisten bevorzugt 0,05 mm beträgt und wobei die Anzahl der Nuten 90 bis 110, vorzugsweise 96 beträgt und wobei wahlweise die radiale Breite des freien Kontaktendes an der Stelle der Nuten 0,05 bis 0,9 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,7 mm und mehr bevorzugt 0,3 bis 0,55 mm beträgt.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 62, wobei, wenn bei Verwendung das Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung verschließt, mindestens das freie Kontaktende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung unter dem Einfluss des Fluiddrucks im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung auf das Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung sich relativ zum Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung bewegen kann, um die maximale Kraft zwischen dem Flansch der Kapsel und dem freien Ende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung auszuüben, wobei wahlweise das umschließende Element einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei der zweite Teil das freie Kontaktende des umschließenden Elements aufweist, wobei sich der zweite Teil relativ zum ersten Teil zwischen einer ersten und zweiten Position bewegen kann, wobei sich der zweite Teil von der ersten Position zur zweiten Position in Richtung des Schließelements unter dem Einfluss von Fluiddruck im umschließenden Element bewegen kann, wobei wahlweise die Kraft F1 gemäß Anspruch 60 erreicht wird, wenn sich der zweite Teil in der ersten Position befindet, mit einem Fluiddruck P1 in dem umschließenden Element, wie in Anspruch 60 angegeben, und wobei wahlweise die Kraft F2 gemäß Anspruch 59 erreicht wird, wenn der zweite Teil unter dem Einfluss des Fluiddrucks P2 in dem umschließenden Element in die zweite Position bewegt wird, wie in Anspruch 59 angegeben.
System nach einem der Ansprüche 53 bis 63, wobei während der Verwendung, wenn das Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung verschließt, sich das umschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung relativ zum Schließelement der Getränkezubereitungsvorrichtung unter der Wirkung des Fluiddrucks im umschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung in Richtung des Schließelements der Getränkezubereitungsvorrichtung bewegen kann, um die maximale Kraft zwischen dem Flansch der Kapsel und dem freien Ende des umschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung auszuüben.