CN112714744A - 具有一体形成的密封构件的用于饮料制备的胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶囊(10)，该胶囊被设计用于在液体通过饮料制备机器注入胶囊后制备饮料。胶囊(10)包括用于保持饮料制备成分的杯形基础主体(1)和具有密封构件(3)的凸缘状边沿(2)，密封构件包括弧形突出部(4a，5a)的内部系列和外部系列(4，5)，其中基础主体(1)、凸缘状边沿(2)和密封构件(3)由金属材料诸如铝一体制成，其中密封构件(3)的内部系列和外部系列(4，5)同心地布置在凸缘状边沿(2)的表面(2a)上，以在其间形成环形空间(6)，该环形空间用于接纳饮料制备机器(20)的胶囊接合构件(21)的密封表面(21a)。内部系列和外部系列(4，5)的相应的弧形突出部(4a，5a)为连续突出部，其间形成有周向延伸的间隙(4b，5b)，其中在胶囊的侧视图中，内部系列和系列(4，5)的相应的弧形突出部(4a，5a)被布置成周向重叠在内部系列和外部系列(4，5)的周向延伸的间隙(4b，5b)之外，并且其中内部系列和外部系列(4，5)的弧形突出部(4a，5a)通过至少一个桥接元件(8)局部地连接在一起，该桥接元件邻近内部系列和外部系列(4，5)的每个周向延伸的间隙(4b，5b)定位。

Description

具有一体形成的密封构件的用于饮料制备的胶囊

技术领域

本发明涉及一种具有增强的密封装置的被设计用于制备食物产品诸如饮料的胶囊。具体地讲，本发明涉及具有主体的胶囊，该主体具有由金属材料诸如铝制成的一体形成的密封构件。

背景技术

用于制备食物产品诸如饮料的胶囊在市场上已广为人知。EP 0 512 468 A1中描述了旨在与饮料制备机器一起使用的此类胶囊的示例。对于专用饮料制备机器中的饮料制备，胶囊被插入机器中，并且使胶囊中包含的成分与提供给胶囊的液体相互作用，以便形成期望的饮料，然后使其离开胶囊。由此，胶囊在胶囊内的上升压力的影响下打开，这推动膜的出口面抵靠打开装置，诸如设置在饮料制备机器的支撑部分上的凸起元件。在饮料制备过程期间胶囊的密封通过胶囊的凸缘状边沿的外部部分获得，该外部部分沿周向接触线由饮料制备机器的合适形状的接合构件接触。

为了增强胶囊与饮料制备机器的接合构件之间的密封，已开发出胶囊，其中施加专用密封构件，并且其中该密封构件是与胶囊主体不同的材料。例如，EP 1 654 966 A1、EP1 849 715 A1和EP 2 151 313 A1涉及此类胶囊，其中橡胶弹性材料的密封构件被施加到胶囊。密封构件可通过液体沉积和硬化、胶粘或通过将胶囊主体的一部分和/或胶囊的凸缘状边沿压接到密封构件上来施加到胶囊主体上。

这些胶囊的缺点是制造工艺更复杂，其中胶囊和密封构件在单独的制造步骤中被制造然后装配。要生产该解决方案，在材料成本和生产成本方面也是昂贵的。因此，需要一种解决方案，其可实现有利的制造方法，同时提供胶囊的凸缘状边沿的增强的密封属性。

胶囊也是已知的，其包括一体形成的密封构件，即由与胶囊主体(相应地，胶囊的凸缘状边沿)相同的材料制成的密封构件。例如EP 2 303 077 B1、EP 2 387 922 B1和EP 2814 328 B1涉及包括密封构件的胶囊，该密封构件由与凸缘状边沿一体形成的多个同心环形突出部形成。

WO 2014/012783 A1、WO 2014/184652 A1、WO 2016/186489 A1、WO 2016/186495A1和WO 2016/186496 A1还公开了用于饮料制备的胶囊，并且其包括具有一体形成的环形密封构件的凸缘状边沿部分。

具体地，WO 2016/207845 A1涉及一种塑料胶囊，其包括具有由内部和外部居中突出部包封的单个环形密封环的凸缘状边沿，其中该居中突出部包括通过间隙周向分开的多个弧形元件，该多个弧形元件被设计成提供该密封环相对于饮料制备机器的周向密封边缘的更好的居中。

然而，这些已知的胶囊具有以下缺点：由于胶囊的尺寸以及饮料制备机器的包封构件的尺寸的制造公差，这两个部件不能适当地匹配和接合，从而降低了胶囊与接合构件之间的紧密度，同时存在渗漏和用水稀释饮料的风险。

此外，由于凸缘状边沿的周向布置的突出部，在制造过程中形成突出部期间可能会出现张力，这继而导致密封构件和/或凸缘状边沿中的缺陷并且对密封构件的密封属性产生不利影响。

这尤其适用于金属胶囊，例如由铝或铝合金制成的金属胶囊。因此，在形成胶囊时，在铝的深拉伸过程中可能发生诸如应力开裂、褶皱的缺陷和其他表面缺陷。

此外，周向布置的密封突出部可导致具有同心度问题的更不耐受的密封调节。

因此，本发明的目标是提供克服现有技术解决方案的缺点的改进的胶囊。该目标由独立权利要求解决。从属权利要求限定本发明的进一步优选的实施方案。

发明内容

本发明涉及一种胶囊，该胶囊被设计用于在液体通过饮料制备机器注入胶囊后制备饮料，其中胶囊包括用于保持饮料制备成分的杯形基础主体和具有密封构件的凸缘状边沿，该密封构件包括内部系列和外部系列的弧形突出部，并且其中基础主体、凸缘状边沿和密封构件由金属材料诸如铝一体制成。

根据本发明，密封构件的内部系列和外部系列同心地布置在凸缘状边沿的表面上，以在其间形成环形空间，该环形空间用于接纳饮料制备机器的胶囊接合构件的密封表面，其中该内部系列和外部系列的相应的弧形突出部为连续突出部，其间形成有周向延伸的间隙，其中在胶囊的侧视图中，内部系列和外部系列的相应的弧形突出部被布置以周向重叠在内部系列和外部系列的周向延伸的间隙之外，并且其中内部系列和外部系列的弧形突出部通过至少一个桥接元件局部地连接在一起，该桥接元件邻近内部系列和外部系列的每个周向延伸的间隙定位。

因此，根据所提议的实施方案，桥接元件位于内部系列和外部系列的弧形突出部之间，并且局部地连接它们。它们横向定位在内部系列和外部系列的弧形突出部之间，从而闭合内部系列和外部系列的弧形突出部之间的环形空间。

在一个优选的实施方案中，至少一个桥接元件与内部系列和外部系列的弧形突出部成一整体。

根据本发明的胶囊实现由单个整体件并因此通过省略任何附加材料诸如橡胶制成的可靠且耐受的密封结构。因此，可在有利的制造过程中以降低的成本来形成胶囊，同时提供增强的密封构件，而不产生任何材料缺陷，诸如可能影响胶囊质量和紧密度以及提取过程的裂纹、褶皱和表面缺陷。

接合构件与内部系列和外部系列的弧形突出部之间的相互作用以及接合构件与桥接元件之间的接合的组合，通过桥接元件8的压缩，在胶囊与咖啡机的包封构件之间产生咖啡提取所需的所需紧密度。

在本专利申请的意义上，术语“重叠”涉及突出部的内部系列和外部系列的相应的弧形突出部，其被布置成使得在侧视图中相应的突出部至少部分地彼此覆盖(例如参见图5a中的方向SV)。具体地讲，当在侧视图中查看时，至少部分地重叠的突出部的外部系列的相应的弧形突出部相应地覆盖突出部的内部系列的布置的相应的弧形突出部，以覆盖在内部系列的弧形突出部之间形成的任何间隙。在凸缘状边沿的顶视图中，相应的弧形突出部至少部分地在径向上重叠。

凸缘状边沿优选地为基本上平面的卡圈，其从杯形基础主体的开口端延伸，该开口端基本上垂直于基础主体的外侧壁和/或胶囊的旋转轴线。内部系列和外部系列的弧形突出部被布置成远离杯形基础主体和凸缘状边沿的外周边。

密封构件的相应的突出部和桥接元件优选地一体形成在原本基本上平面的凸缘状边沿中。形成于凸缘状边沿中的突出部优选地包括基本上对应于凸缘状边沿的其余部分的材料厚度。

凸缘状边沿中的突出部和桥接元件优选地通过深拉伸工艺来制成。在一个优选的实施方案中，在单个深拉伸过程中制造胶囊主体、凸缘状边沿和密封构件。该胶囊可例如通过深拉伸初始平坦的金属薄片来制备。

胶囊优选地由单一金属薄片诸如铝制成。

密封构件的内部系列和外部系列的相应的弧形突出部以及桥接元件被布置在凸缘状边沿的相同表面上。该表面朝向胶囊的杯形基础主体。在与其相对的凸缘状边沿的表面上，可将闭合膜连接到胶囊基础主体上。

密封构件的内部系列和外部系列的相应的弧形突出部优选地为连续突出部，其中在每个系列的相应的突出部之间形成间隙。因此，间隙是在内部系列和外部系列的相应的相邻弧形突出部之间延伸的环形间隙。

弧形突出部的内部系列和外部系列优选地各自包括至少两个、优选地至少三个或四个弧形突出部。该内部系列和外部系列也可各自包括多个弧形突出部。

桥接元件在内部系列和外部系列的弧形突出部之间横向延伸，并且闭合内部系列和外部系列的弧形突出部之间的环形空间。

突出部的内部系列和外部系列的相应的弧形突出部之间的重叠优选地等于相应的重叠突出部的弧形长度L的至少10％、优选地至少20％，但小于50％。因此，弧形长度L是指突出部的内部系列和外部系列的相应的重叠弧形突出部的最小弧长。沿着凸缘状边沿的圆周的每个突出部的弧长取决于突出部的内部系列和外部系列两者的突出部的总数。数目越大，相应的弧长越短。

相应的弧形突出部之间的重叠角长介于5°和85°之间、优选地介于10°和70°之间、最优选地介于20°和60°之间。

在一个优选的实施方案中，内部系列和外部系列的相应的弧形突出部围绕基础主体的圆周径向地彼此等距布置，以在相应的突出部之间形成恒定的周向延伸的间隙。

内部系列和外部系列的弧形突出部之间的环形空间被设计用于接纳饮料制备机器的胶囊接合构件的优选地环形密封表面。接合构件优选地为基本上呈钟形的接合构件，相应地所谓的胶囊笼被设计成容纳胶囊的杯形基础主体。接合构件的密封表面可以是接合构件的平坦的或圆形的端面。

在一个优选的模式中，接合构件的密封表面被布置用于接合弧形突出部的内部系列的突出部和弧形突出部的外部系列的突出部。该接合构件的密封表面的接合可使得其可至少部分地使突出部变形。该接合构件的密封表面的接合可使得其对突出部提供至少基本上径向取向的密封力。

内部系列和外部系列的弧形突出部之间的环形空间优选地没有任何突出部。环形空间的底部优选地为平坦的环形部分。环形空间的底部优选对应于凸缘状边沿部分的上表面。

内部系列和外部系列的弧形突出部以介于0.6mm至1.2mm之间、更优选地介于0.8mm和1.0mm之间的径向距离d布置，以在其间形成环形空间。因此，径向距离d涉及用于接纳胶囊接合构件的密封表面的环形空间的厚度。优选地选择相应的弧形突出部之间的距离d，以等于或小于环形密封表面的径向宽度D。

在一个优选的实施方案中，径向距离d被选择为比饮料制备机器的接合构件的环形密封表面的径向宽度短至少1％-2％、优选地至少2％-5％。

在一个优选的实施方案中，在横截面侧视图中内部系列和外部系列的相应的突出部包括基本上相同的尺寸。内部系列和外部系列的相应的突出部可包括相同的高度和/或宽度。

然而，相应的突出部可具有不同的高度和/或宽度。例如，外部系列的突出部可具有比内部系列的突出部小的高度或反之亦然。例如，外部系列的突出部可具有比内部系列的突出部小的宽度或反之亦然。

每个内部系列或外部系列的突出部可具有不同的高度和/或宽度。

内部系列和外部系列的相应的突出部优选地包括介于0.3mm和1.3mm之间、更优选地介于0.5mm和1.0mm之间的基部宽度BW，和/或介于0.8mm和1.7mm之间、更优选地介于1mm和1.5mm之间的高度H。

在横截面侧视图中，相应的突出部优选地包括具有两个相对的优选地线性壁节段的下部基部部分B和具有两个相对的优选地圆形壁节段的上部部分A。

上部部分A的两个相对的圆形壁节段优选地由圆形末端部分C接合。

两个相对的线性壁节段优选地被布置成朝向相应的突出部的上部部分A会聚。两个相对的线性壁节段优选地被布置成相对于凸缘状边沿的法线和/或相对于胶囊的旋转轴线成介于3°至12°之间、更优选地介于5°至10°之间的倾斜角。

上部部分A的两个相对的圆形壁节段优选地包括介于0.5mm至5.5mm之间、更优选地介于1mm和5mm之间的半径R1。

圆形末端部分C优选地包括介于0.2mm和2.3mm之间、更优选地介于0.5mm和2mm之间的半径R2。

下部部分B的两个相对的壁节段可以不是严格线性的，而是略微凸状的。例如，两个相对的壁节段A和B可在朝向末端部分C的方向上一起形成增大曲率的连续凸状壁节段。

胶囊优选地还包括连接到胶囊的基础主体和/或凸缘状边沿的闭合膜。闭合膜优选地连接到凸缘状边沿的、与在其处布置有弧形突出部的内部系列和外部系列的表面相反的表面。闭合膜可通过粘合剂和/或焊接技术连接到凸缘状边沿。闭合膜优选地为封闭膜，即没有任何穿孔。然而，闭合膜也可在其中包括预成形的穿孔。闭合膜优选地为铝箔。优选地将该箔密封到凸缘状边沿，以与胶囊基础主体形成气密的密封件，以保持包含在料筒中的成分的新鲜度。

在另一个方面，本发明涉及包括饮料制备机器和如上所述的胶囊的系统，该饮料制备机器被设计成将加热的和/或加压的液体提供到胶囊中，以在液体与保持在胶囊内的成分相互作用时制备饮料。

该饮料制备机器优选地包括泵、加热和/或冷却装置、液体供应装置诸如水箱和/或饮料泡制室，该饮料泡制室用于选择性地接纳胶囊以便从其制备饮料。

饮料制备机器优选地包括胶囊接合构件，例如作为泡制室的一部分，其被设计成在胶囊被提供到机器中时容纳胶囊、特别是胶囊基础主体。接合构件包括环形密封表面，该环形密封表面被设计成与胶囊的密封构件相互作用，以便在饮料制备过程期间使能有效地密封胶囊。如之前所提及的，该接合构件的密封表面可被布置用于接合弧形突出部的内部系列中的突出部以及弧形突出部的外部系列中的突出部。该接合构件的密封表面的接合可使得其可至少部分地使突出部变形。该接合构件的密封表面的接合可使得其对突出部提供至少基本上径向取向的密封力。

通过闭合内部系列和外部系列的突出部之间的空间，桥接元件的存在进一步改善了由弧形突出部与接合构件的密封表面的相互作用产生的紧密度性能。

该饮料制备机器优选地还包括穿孔装置诸如注入刀片等，其被设计成将胶囊的入口面、特别是位于胶囊基础主体的封闭端穿孔，并将液体注入胶囊内部。

该饮料制备机器优选地还包括胶囊支撑件，该胶囊支撑件被设计成将胶囊的凸缘状边沿保持在与在其处机器的接合构件接合胶囊的密封构件的侧相反的侧。胶囊支撑件优选地包括打开装置，诸如例如类似截棱锥的元件，胶囊的闭合膜可在胶囊内的压力上升期间被推动抵靠该打开装置，以例如通过撕裂或撕破来打开该闭合构件。

根据本发明的胶囊优选地为旋转对称的，即沿其垂直轴线对称。

胶囊的基础主体的厚度t优选地介于0.3mm和1.7mm之间、更优选地介于0.7mm和1.3mm之间。闭合膜的厚度t1优选地在60微米和100微米之间(包括浮凸结构和表面上的漆)。

胶囊中提供的饮料制备成分优选地选自：烘焙研磨咖啡、茶、速溶咖啡、烘焙研磨咖啡和速溶咖啡的混合物、糖浆浓缩物、水果提取物浓缩物、巧克力产品、乳基产品或任何其他脱水的可食用物质诸如脱水的原料。待用于进行饮料制备的液体优选地为任意温度的水。

本发明还涉及用于制备食物产品的胶囊的杯形基础主体，该杯形基础主体具有增强的一体形成的密封构件，该密封构件包括用桥接元件连接在一起的内部系列和外部系列的弧形突出部。

附图说明

结合附图，在阅读本发明的实施方案的以下详细描述后，本发明的其他特征、优点和目的对于技术人员而言将变得显而易见。

这些附图仅描绘了根据本公开的一些实施方案，并且因此不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加特异性和细节来描述本公开。因此，应当理解，受权利要求书保护的本发明并非旨在以任何方式由这些实施例限制。

图1a是根据本发明的胶囊的一个优选实施方案的透视侧视图，该胶囊在弧形突出部之间呈现桥接元件。

图1b是可以在根据图1a的胶囊中使用的桥接元件的细节。

图1c是可以在根据图1a的胶囊中使用的桥接元件的细节。

图2是根据图1a的胶囊的顶视图。

图3是根据本发明的胶囊的优选的实施方案的示意性顶视图。

图4是根据本发明的密封构件的突出部的横截面侧视图。

图5a是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向B-B的横截面侧视图。

图5b是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向B-B的横截面侧视图。

图6a是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向A-A的横截面侧视图。

图6b是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向A-A的横截面侧视图。

图7a是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向D-D的横截面侧视图。

图7b是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向D-D的横截面侧视图。

图8a是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向C-C的横截面侧视图。

图8b是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件在彼此接合之前的沿图2的方向C-C的横截面侧视图。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，参考了作为其一部分的附图。

在附图中，除非上下文另有规定，否则类似的符号和附图标记通常标识类似的部件。

具体实施方式和附图中所述的例示性实施方案并非旨在进行限制。在不脱离本文所述受权利要求书保护的主题的范围的前提下，可采用其他实施方案并且可进行其他更改。

将易于理解的是，如本文一般所述并且在附图中示出的本公开的各方面可以多种不同构型进行布置、取代、组合和设计，所有这些都是明确设想的并且成为本公开的一部分。

如本说明书中所用，词语“包括”、“包含”和类似词语不应理解为具有排他性或穷举性的含义。换句话讲，这些词语旨在用于意指“包括但不限于”。

不能将本说明书中对现有技术文献中的任何参考视为承认此类现有技术为众所周知的技术或构成本领域普遍常识的一部分。

呈现胶囊的透视侧视图和顶视图的图1a和图2将与本发明的优选实施方案相关地共同描述。

另外，将结合图1a和图2描述呈现可以在根据本发明的胶囊中使用的不同桥接元件的图1b和图1c。

图1a和图2涉及根据本发明的胶囊10的优选的实施方案。胶囊10包括杯形基础主体1。基础主体1包括封闭端10a、形成基础主体1的外表面的侧壁10b以及开口端10c。封闭端10a可用作饮料制备过程期间的注入面，其可由饮料制备机器20(图5a及以下中未示出)的专用注入构件打开。

胶囊10还包括凸缘状边沿2，该凸缘状边沿优选地布置在胶囊10的开口端10c处。凸缘状边沿2可从杯形基础主体1的侧向侧壁10b径向向外延伸。凸缘状边沿2优选地横向于胶囊10的旋转轴线Y(旋转轴线Y也对应于胶囊10的纵向轴线A)布置。

凸缘状边沿2具有至少一个上部环形表面2a，所述表面朝向胶囊基础主体1，因此背离胶囊的开口端10c；至少一个下部环形表面2b，表面2b背离胶囊基础主体1；和卷曲外边缘2c(与基础主体1相对的凸缘状边沿2的末端)，该卷曲外边缘位于其外周边处。

在所示的实施方案中，胶囊优选地由铝制成。

在胶囊基础主体1的开口端10b处，可布置闭合膜9。闭合膜9优选地连接到凸缘状边沿2(参见例如图5a)。闭合膜9优选地连接到凸缘状边沿2的至少一个下部环形表面2b，该表面2b背离胶囊基础主体1。

另选地，闭合膜9可连接到基础主体1或基础主体1和凸缘状边沿2两者。

闭合膜9优选地为密封到凸缘状边沿2的铝箔。

杯形基础主体1优选地包封饮料成分，该饮料成分适于在与注入到胶囊10中的液体相互作用时制备可食用液体。这些成分优选地被杯形基础主体1和闭合膜9包封。饮料成分可以是如前所述的烘焙研磨咖啡或其他种类的成分。

为了制备饮料，将胶囊10插入专用饮料制备机器20(其一部分在图5a至图8b中示出)中。在提取过程期间，饮料制备机器20的接合构件21(在图5a至图8b中示出)与胶囊10接合：当胶囊10被放置到饮料制备机器20中时，接合构件21借助于专用闭合力F降低到胶囊10上。

接合构件21包括密封轮廓，该密封轮廓呈现与胶囊10接触的至少一个密封表面21a(在图5a至图8b中示出)。

限定密封表面21a的径向长度L。密封的径向长度L优选地介于0.5mm至2.0mm之间。

更详细地，凸缘状边沿2包括一体形成的密封构件3，该密封构件被布置在凸缘状边沿的上部环形表面2a处。

如所提及的，凸缘状边沿2包括一体形成的密封构件3，该密封构件被布置在凸缘状边沿的上部环形表面2a处。环形表面2a被布置成与该闭合膜9优选地连接到的表面2b相对。因此，环形表面2a背离胶囊的开口端10b。

密封构件3包括弧形突出部的内部系列和外部系列4、5，这些突出部同心地布置在凸轮状边沿2的表面2a上。弧形突出部的内部系列和外部系列4、5与凸缘状边沿2一体形成。这意味着它们由与凸缘状边沿相同的材料形成，并从凸缘状边沿(并且并非是附加部件)形成，以从表面2a突出。

弧形突出部的内部系列和外部系列4、5被布置成在其间形成环形空间6，以用于接纳饮料制备机器20的胶囊接合构件21的密封表面21a(参见例如图5a)。因此，优选地在内部系列和外部系列4、5之间选择径向距离d，使得突出部在与接合构件21的专用密封表面21a的密封接合中适当地相互作用。更具体地讲，在重叠区域(例如图5a、图5b)中，专用密封表面实际上分裂成密封表面部分21aa，其与外部系列中的突出部4b接合；以及密封表面部分21ab，其与内部系列中的突出部4a接合。径向距离d优选地介于0.6mm至1.2mm之间、更优选地介于0.8mm和1.0mm之间。内部系列和外部系列4、5之间的环形空间6优选地没有任何突出部。因此，环形空间6优选地包括基本上平坦的底部表面2d，该底部表面互连内部系列和外部系列4、5的相邻弧形突出部。

密封构件3还包括至少一个桥接元件8。引入元件8位于内部系列和外部系列4、5的弧形突出部4a、5a之间并且局部地连接它们。

更详细地，在弧形突出部的内部系列和外部系列4、5的重叠区域中，以及在内部系列和外部系列4、5的弧形突出部4a、5a之间，存在横向于弧形突出部4a、5a设置的至少一个桥接元件。

因此，桥接元件8横向定位在内部系列和外部系列4、5的弧形突出部4a、5a之间，从而闭合弧形突出部的内部系列和外部系列4、5之间的环形空间6。

图1b和图1c呈现了可用于图1a的胶囊10中的桥接元件8。

在图1b中，桥接元件8在弧形突出部4a、5a之间横向地且垂直地延伸，并且具有小的侧向延伸部。侧向延伸部为约0.2mm至1mm。

在图1c中，桥接元件8呈现大于约1.5mm至3mm的侧向延伸部。

桥接元件8的横向延伸部对应于弧形突出部的内部系列和外部系列4、5之间的径向距离d，并且因此涉及环形空间6的径向延伸部。

在附图所示的所提出的实施方案中，桥接元件8径向地(横向地并且依照胶囊的半径)延伸。然而，可以设想桥接元件的其他构型。例如，桥接元件可以倾斜方式连接内部系列和外部系列的弧形突出部4a、5a。然后桥接元件的延伸部将高于先前限定的径向距离d。

如图所示，桥接元件8与内部系列和外部系列4、5的弧形突出部4a、5a成一整体。

桥接元件8的关键功能是在接合构件21不会向下进入内部系列和外部系列4、5的弧形突出部4a、5a之间的环形空间6的底部的情况下停止可能发生的可能的侧流。

桥接元件8的高度应足以与饮料制备机器的接合构件21形成紧密度，但不应过高，因此防止接合构件完全进入内部系列和外部系列4、5的弧形突出部4a、5a之间。当所述接合构件21接合在内部系列和外部系列4、5的弧形突出部4a、5a之间的环形空间6中时，桥接元件8可通过接合构件21变形。

例如，桥接元件8可具有从凸缘状边沿2的表面2a测量的介于0.1mm和0.5mm之间的高度。

杯形基础主体1、凸缘状边沿2和密封构件3是一体形成的，即通过由相同材料制成的单一件形成。因此，杯形基础主体1、凸缘状边沿2和密封构件3可通过成形工艺由相同的材料制成。具体地讲，基础主体1、凸缘状边沿2和一体形成的密封构件3可在深拉伸工艺中形成。该深拉伸工艺可能需要不止一个深拉伸步骤以从平坦的材料片正确地形成胶囊的主体和密封构件。

基础主体1、凸缘状边沿2和密封构件3由一个由金属(优选地为铝、最优选地为铝合金)制成的件形成。

弧形突出部的内部系列和外部系列4、5以及桥接元件8优选地布置在远离凸缘状边沿2的外周向边缘或外端2c的表面2a上。内部系列和外部系列4、5还被布置成远离胶囊1的杯形基础主体1。弧形突出部的内部系列和外部系列4、5优选地布置在凸缘状边沿2的表面2a的环形部分处，该凸缘状边沿比外端2c更靠近杯形主体1。弧形突出部的内部系列和外部系列在凸缘状边沿上的相对位置自然取决于由接合构件的尺寸确定的该密封表面的匹配位置。

桥接元件8横向地布置在弧形突出部的内部系列和外部系列4、5之间。

弧形突出部的内部系列和外部系列4、5各自包括围绕胶囊10的旋转轴线Y以预定半径布置的各个弧形突出部4a、5a。弧形突出部的内部系列和外部系列4、5优选地各自包括至少两个、更优选至少三个、四个、五个或六个弧形突出部4a、5a。内部系列和外部系列4、5的相应的弧形突出部4a、5a优选地是在其间形成间隙4b、5b的连续突出部。

显然，每个弧形突出部4a、5a沿圆周的长度将取决于它们的数目，并且数目越高，长度越短。

如所提及的，桥接元件8被定位成邻近重叠部分中的相应的弧形突出部4a、5a的末端。桥接元件8的数量于是取决于弧形突出部和重叠部分的数量。

在胶囊的侧视图中内部系列和外部系列4、5的相应的弧形突出部4a、5a被布置以重叠。因此，在胶囊的侧视图中，外部系列5的相应的弧形突出部5a与形成于内部系列4的相应的弧形突出部4a之间的周向延伸的间隙4b重叠，并且反之亦然。相应的弧形突出部4a、5a之间的重叠优选地等于相应的重叠突出部4a、5a的弧形长度L的至少20％至25％、更优选地30％至35％。因此，当在顶视图中查看时，内部系列和外部系列4、5的相应的弧形突出部4a、5a沿着凸缘状边沿2的360°圆周以不同角度布置。

内部系列和外部系列4、5的相应弧形突出部4a、5a可围绕基础主体的圆周周向地彼此等距布置，以在相应的系列4、5中的相应的突出部4a、5a之间形成恒定的周向延伸的间隙4b、5b。

因此，桥接元件8位于相应的周向延伸的间隙4b、5b附近。

图3涉及根据本发明的胶囊10的示意性顶视图，其中指示了胶囊10的相应的半径。如图3所示，胶囊基础主体1和凸缘状边沿2在指示为r1的周向边缘处合并，并且该半径优选地介于12mm和18mm之间、并且最优选地为15mm。凸缘状边沿2在外端2c处的外半径r6优选地介于18mm和20mm之间、并且最优选地为18.5mm。

r2和r3之间的差值对应于弧形突出部4a的径向延伸部和突出部的内部系列4的相应的中间间隙4b，并且优选地介于0.3mm和1.3mm之间、更优选地介于0.5mm和1.0mm之间。

r4和r5之间的差值对应于弧形突出部5a的径向延伸部和突出部的外部系列5的相应的中间间隙5b，并且优选地介于0.3mm和1.3mm之间、更优选地介于0.5mm和1.0mm之间。

r3和r4之间的差值对应于如上所述的弧形突出部4a、5a的径向延伸部相应径向距离d。具体地讲径向距离d的优选的值介于0.7mm和1.1mm之间、并且最优选地为0.9mm。

桥接元件8在弧形突出部的内部系列和外部系列4、5之间形成的环形空间6中在r3和r4之间径向延伸。

相应的弧形突出部之间的重叠角长Δ介于5°和85°之间、优选地介于10°和70°之间、最优选地介于20°和60°之间。

图4涉及弧形突出部4a、5a的一个示例性实施方案的横截面侧视图。在横截面侧视图中弧形突出部4a、5a优选地包括基本上相同的尺寸。然而，在横截面侧视图中弧形突出部4a、5a也可具有不同的尺寸。

相应的突出部4a、5a优选地包括具有两个相对的线性壁节段b1和b2的下部基部部分B和具有两个相对的圆形壁节段a1和a2的上部部分A。上部部分A的两个相对的圆形壁节段a1和a2优选地由圆形末端部分C接合。

两个相对的线性壁节段b1、b2优选地被布置成朝向相应的突出部4a、5a的上部部分A靠近。两个相对的线性壁节段b1、b2优选地被布置成相对于凸缘状边沿2的法线N和/或相对于胶囊10的旋转轴线Y成介于3°至12°之间、更优选地介于5°至10°之间的倾斜角。

上部部分A的两个相对的圆形壁节段a1、a2优选地包括介于0.5mm至5.5mm之间、更优选地介于1mm和5mm之间的半径R1。圆形末端部分C优选地包括介于0.2mm和2.3mm之间、更优选地介于0.5mm和2mm之间的半径R2。

相应的突出部4a、5a的基部宽度BW优选地介于0.3mm和1.3mm之间、更优选地介于0.5mm和1.0mm之间。高度H优选地介于0.8mm和1.7mm之间、更优选地介于1mm和1.5mm之间。

基部部分B优选地延伸至总体高度H的1/3至1/2之间的高度h1。相应地，上部部分A可延伸至总体高度H的2/3至1/2之间的高度h2。

突出部4a、5a可包括尺寸逐渐减小的自由端7a、7b，以确保与凸缘状边沿的表面2a的更平滑过渡。这些自由端7a、7b处的宽度r3-r2、r5-r4和高度H优选地朝向周向延伸间隙4b、5b逐渐减小。具体地讲，当从顶部以凸缘状边沿的方向观察时，如图3所示，这些端部7a、7b的形状可略微呈三角形或圆形。因此，通过较低的断裂或皱纹风险可促进突出部的形成。

图5a和图5b是胶囊10的密封构件3的优选的实施方案和饮料制备机器20的接合构件21分别在彼此接合之前和之后的根据方向B-B(图2)的横截面侧视图。

如图5a所示，并且除了先前已经描述的元件之外，密封构件3的相应突出部4a、5a优选地为中空的。因此，突出部4a、5a不填充凸缘状边沿2的材料，而是由壁厚t2的轮廓形成。因此，相应的突出部4a、5a优选地形成中空主体，该中空主体对凸缘状边沿2的下部表面2b开放。

由于该拉伸过程，出于相同的原因，凸缘状边沿2的壁厚t1通常可略微大于突出部4a、5a的壁厚t2，壁厚t1、t2通常可大于胶囊的基础主体2的壁厚tb。

专用饮料制备机器20的接合构件21优选地为基本上中空的钟形接合构件21，其用于在其中接纳胶囊基础主体1。当将胶囊10置于饮料制备机器20中时，接合构件21将通过如图5a所示的专用闭合力F被降低到胶囊10上。接合构件21的密封表面21a可为具有圆形内部周向边缘和外部周向边缘的环形下部表面。前表面(或密封表面)21a包括径向厚度D，该径向厚度优选地介于0.8mm和1.2mm之间、更优选地介于0.9mm和1.1mm之间。

密封构件3的内部系列和外部系列4、5的突出部4a、5a之间的环形空间6被设计用于接纳饮料制备机器20的胶囊接合构件21的密封表面21a。环形空间6包括互连相邻突出部4a、5a的优选地平坦的环形底部表面6a。环形底部表面6a延伸至如上所述的径向距离，即相应厚度d。距离d优选地被选择成等于或略小于接合构件21的密封表面21a的环形径向厚度D。在一个优选的实施方案中，厚度d被选择成比密封表面21a的环形径向厚度D小0.1mm至0.5mm、更优选地小0.2mm至0.3mm。

环形空间6优选地从底部表面6a朝向相邻突出部4a、5a的末端部分C变宽。由此，相邻突出部4a、5a的基部部分B的相应的上端优选地以大于底部表面6a处的距离d的径向距离d1隔开。距离d1优选地被选择成比接合构件21的密封表面21a的径向厚度D大0.2mm至0.3mm。

当接合构件21通过闭合力F从图5a所示的位置降低到密封构件3上时，环形密封表面21a将在环形空间6中接合，从而在密封构件3的密封表面21a和相邻的弧形突出部4a、5a之间提供不透流体的接合。

在突出部4a、5b的周向重叠区域中(图5a和图5b)，密封表面21的接合可通过外部密封表面部分21aa与外部系列的突出部5a的壁的接合和/或通过内部密封表面部分21ab与内部系列的突出部4a的壁的接合两者来完成。另外，圆形末端部分C可由接合构件21的对应形成的环形接纳凹槽E接合。因此，获得了密封构件3和饮料制备机器的接合构件21之间的有效密封接合。

这在图5b中清晰可见，其中接合构件21与弧形突出部4a、5a的内部系列和外部系列4、5完全接合。实际上，前表面21a与环形空间6的环形底表面6a接合，该环形底表面将相邻突出部4a、5a互连。

另外，闭合膜9优选地密封在环形底部表面2d和外部环形表面2b上。优选地，内部系列和外部系列4、5之间的环形底部表面2d相对于外部环形表面2b和/或内环形底部表面2d没有升高或降低。优选地，环形底部表面2d和外部环形表面2b优选地基本上对齐。

如图5a和图5b所示，闭合膜9连接到凸缘状边沿的表面2b的环形外部部分。闭合膜9可另外连接到布置在外部环形表面2b和胶囊基础主体1之间的中间环形表面2d。闭合膜9优选地为密封到凸缘状边沿2的铝箔。

在外部周向边缘2c处，凸缘状边沿2可包括本技术领域已知的翻转边缘11。

图6a和图6b是胶囊10的密封构件3的优选的实施方案和饮料制备机器20的接合构件21分别在彼此接合之前和之后的根据图2的方向A-A的横截面侧视图。

图6a和图6b中呈现的横截面是其中桥接元件8中的一个桥接元件在突出部4a、5a之间延伸并且连接突出部4a、5a的横截面。

图6a和图6b中示出的桥接元件8在密封构件3的内部系列和外部系列4、5的突出部4a、5a之间延伸，并且被设计用于接纳饮料制备机器20的胶囊接合构件21的密封表面21a。桥接元件8在其上表面上包括互连相邻突出部4a、5a的优选地平坦的环形底部表面6b。桥接元件8延伸至如上所述的径向距离d1。距离d1优选地被选择成等于或略小于接合构件21的密封表面21a的环形径向厚度D。在一个优选的实施方案中，厚度d1被选择成比密封表面21a的环形径向厚度D小0.1mm至0.5mm、更优选地小0.2mm至0.3mm。

当接合构件21通过闭合力F从图6a所示的位置降低到密封构件3上时，环形密封表面21a将接合在环形空间6中并且将接触桥接元件8。在接合期间，密封表面21可以使桥接元件8变形，从而在密封表面21a和胶囊之间提供不透流体的接合。

另外，密封表面21a可与密封构件3的相邻弧形突出部4a、5a接合，从而提供。

换句话讲，弧形突出部的内部系列和外部系列4、5之间的直径差异使得咖啡制备机器20的接合构件21旨在配合在弧形突出部的内部系列和外部系列4、5之间的环形空间6中，并压缩定位在其间的桥接元件8。

接合构件21与弧形突出部的内部系列和外部系列4、5之间的相互作用(由于它们的直径略微重叠)以及接合构件21与桥接元件8之间的接合的组合，通过由密封表面21a压缩桥接元件8，在胶囊和咖啡机的包封构件之间产生饮料提取所需的所需紧密度。

详细地说，接合构件21与弧形突出部的内部系列和外部系列4、5的重叠区域中的侧壁的接合将主要在胶囊10与接合构件21之间产生径向紧密度，并且接合构件21与弧形突出部4a、5a之间的桥接元件8的接合将主要产生胶囊10与接合构件21之间的紧密度，以用于可能的水在弧形突出部4a、5a与接合构件21的下方密封表面21a之间沿圆周方向流动。

密封表面21a和桥接元件8之间的接合允许改善紧密度、由单独的弧形突出部4a、5a产生的紧密度方面的性能。

现在参考图7a至图8b。

图7a和图7b是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件分别在彼此接合之前和之后的沿图2的方向D-D的横截面侧视图。

图8a和图8b是根据本发明的密封构件的优选的实施方案和饮料制备机器的接合构件分别在彼此接合之前和之后的沿图2的方向C-C的横截面侧视图。

这些横截面在突出部的周向重叠区域之外。

分别如这些图的横截面所示，在突出部的周向重叠区域之外，接合构件21的密封表面21a的密封接合可受到相应的密封表面部分21ab或21aa中的一者与相应的内部系列的突出部4a(图7a和图7b)或外部系列的突出部5a(图8a和图8b)的限制。

在图7a和图7b的横截面中，接合构件21将仅与弧形突出部的内部系列4相互作用，并且尤其是与密封表面部分21aa相互作用。

在图8a和图8b的横截面中，接合构件21将仅与弧形突出部的外部系列5相互作用，并且尤其是与密封表面部分21aa相互作用。

当接合构件21在闭合和/或提取期间通过压力作用朝凸缘状边沿2移动时，密封表面部分21aa、21ab可分别使弧形突出部4、5依照所认为的横截面变形并相应地增大与突出部的接触表面区域。

具体地讲，如图7a和图7b所示，适于接合内部系列中的突出部4a的接合构件21的密封表面部分21ab的位置的半径rei优选地被选择成小于突出部4的外半径r3。如图8a和图8b所示，适于接合内部系列中的突出部5a的接合构件21的密封表面部分21aa的位置的半径ree优选地被选择成大于弧形突出部5a的径向延伸部的半径r4。因此，通过密封构件3围绕接合构件的密封表面21a的整个圆周施加密封压力，从而确保密封连续性。

Claims (16)

1.一种胶囊(10)，所述胶囊被设计用于在液体通过饮料制备机器注入所述胶囊后制备饮料，

所述胶囊(10)包括用于保持饮料制备成分的杯形基础主体(1)和具有密封构件(3)的凸缘状边沿(2)，所述密封构件包括弧形突出部(4a，5a)的内部系列和外部系列(4，5)，

其中所述基础主体(1)、所述凸缘状边沿(2)和所述密封构件(3)由金属材料诸如铝一体制成，

其中所述密封构件(3)的所述内部系列和所述外部系列(4，5)同心地布置在所述凸缘状边沿(2)的表面(2a)上，以在其间形成环形空间(6)，所述环形空间用于接纳所述饮料制备机器(20)的胶囊接合构件(21)的密封表面(21a)，

其中所述内部系列和所述外部系列(4，5)的相应的弧形突出部(4a，5a)为连续突出部，其间形成有周向延伸的间隙(4b，5b)，

其中在所述胶囊的侧视图中，所述内部系列和所述外部系列(4，5)的所述相应的弧形突出部(4a，5a)被布置以周向重叠在所述内部系列和所述外部系列(4，5)的周向延伸的间隙(4b，5b)之外，并且

其中所述内部系列和所述外部系列(4，5)的所述弧形突出部(4a，5a)通过至少一个桥接元件(8)局部地连接在一起，所述桥接元件邻近所述内部系列和所述外部系列(4，5)的每个周向延伸的间隙(4b，5b)定位。

2.根据权利要求1所述的胶囊，

其中所述弧形突出部的所述内部系列和所述外部系列(4，5)各自包括至少两个、优选地至少三个、四个、五个或六个弧形突出部(4a，5a)。

3.根据权利要求1或2所述的胶囊，

其中所述至少一个桥接元件(8)在所述内部系列和所述外部系列(4，5)的所述弧形突出部(4a，5a)之间横向延伸，并且闭合弧形突出部(4a，5a)的所述内部系列和所述外部系列(4，5)之间的所述环形空间(6)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，

其中所述至少一个桥接元件(8)与所述内部系列和所述外部系列(4，5)的所述弧形突出部(4a，5a)成一整体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，

其中所述相应的弧形突出部(4a，5a)之间的所述重叠等于所述相应的重叠突出部(4a，5a)的弧形长度(L)的至少20％至25％、优选地30％至35％。

6.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，

其中所述相应的弧形突出部(4a，5a)之间的重叠角长介于5°和85°之间、优选地介于10°和70°之间、最优选地介于20°和60°之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，

其中所述内部系列和所述外部系列(4，5)的所述相应的弧形突出部(4a，5a)围绕所述基础主体的圆周彼此等距布置，以在相应的突出部(4a，5a)之间形成恒定的周向延伸的间隙(4b，5b)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，

其中所述弧形突出部的所述内部系列和所述外部系列(4，5)被布置成远离所述杯形基础主体(1)和所述凸缘状边沿(2)的外周边(2c)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，

其中所述弧形突出部的所述内部系列和所述外部系列(4，5)以介于0.6mm至1.2mm之间、更优选地介于0.8mm和1.0mm之间的径向距离(d)布置。

10.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，

其中所述胶囊主体(1)、所述凸缘状边沿(2)和所述密封构件(3)是通过深拉伸初始平坦的金属薄片而产生的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，

其中所述胶囊(10)是由铝制成的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊，

其中所述胶囊还包括闭合膜(9)，所述闭合膜连接到所述胶囊的所述基础主体(1)和/或所述凸缘状边沿(2)。

13.根据权利要求12所述的胶囊，

其中所述闭合膜(9)连接到所述凸缘状边沿(2)的、与在其处布置有所述弧形突出部的所述内部系列和所述外部系列(4，5)的表面(2a)相反的表面(2b)。

14.根据权利要求12或13所述的胶囊，

其中所述闭合膜(9)为密封到所述凸缘状边沿(2)和/或所述基础主体(1)的铝箔。

15.一种系统，所述系统包括饮料制备机器(20)和根据权利要求1至14中任一项所述的胶囊(10)，所述饮料制备机器被设计成将加热的和/或加压的液体提供到所述胶囊中以在所述液体与保持在所述胶囊内的成分相互作用时制备饮料。

16.一种胶囊的用于保持饮料制备成分的杯形基础主体(1)和具有密封构件(3)的凸缘状边沿(2)，所述密封构件包括弧形突出部(4a，5a)的内部系列和外部系列(4，5)，

其中所述基础主体(1)、所述凸缘状边沿(2)和所述密封构件(3)由金属材料诸如铝一体制成，

其中所述密封构件(3)的所述内部系列和所述外部系列(4，5)同心地布置在所述凸缘状边沿(2)的表面(2a)上，以在其间形成环形空间(6)，所述环形空间用于接纳饮料制备机器(20)的胶囊接合构件(21)的密封表面(21a)，

其中所述内部系列和所述外部系列(4，5)的相应的弧形突出部(4a，5a)为连续突出部，其间形成有周向延伸的间隙(4b，5b)，

其中在所述胶囊的侧视图中，所述内部系列和所述外部系列(4，5)的所述相应的弧形突出部(4a，5a)被布置以周向重叠在所述内部系列和所述外部系列(4，5)的周向延伸的间隙(4b，5b)之外，并且

其中所述内部系列和所述外部系列(4，5)的所述弧形突出部(4a，5a)通过至少一个桥接元件(8)局部地连接在一起，所述桥接元件邻近所述内部系列和所述外部系列(4，5)的每个周向延伸的间隙(4b，5b)定位。

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