CN113439062A - 用于在饮料制备机器中制备饮料的分份胶囊和用于从所述分份胶囊制备饮料的系统 - Google Patents

用于在饮料制备机器中制备饮料的分份胶囊和用于从所述分份胶囊制备饮料的系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在饮料制备机器中制备饮料的分份胶囊(1)，其中：所述分份胶囊(1)包括：基底元件(2)，所述基底元件具有用于容纳饮料原材料的腔(3)；以及胶囊盖(4)，所述胶囊盖密封所述腔(3)；所述基底元件(2)包括胶囊基底(5)、周边凸缘(6)以及在所述胶囊基底(5)与所述周边凸缘(6)之间延伸的胶囊壁(7)；所述胶囊盖(4)沿密封平面(8)附接到所述凸缘(6)；所述凸缘(6)在其外自由端处具有周边卷边(9)；背向所述胶囊盖(4)的呈密封压花(10)的形式的密封元件设置在所述凸缘(6)上；所述密封平面(8)在所述卷边(9)与所述密封压花(10)之间沿所述凸缘(6)在所述胶囊盖(4)的一侧上延伸；并且所述密封压花(10)包括在胶囊壁(7)侧上的内侧面(11)和在卷边(9)侧上的外侧面(12)；所述分份胶囊的特征在于，所述外侧面(12)与所述密封平面成基本上直角(α)定向并且所述内侧面(11)以与所述密封平面(8)成大于80度至小于90度的角度(β)定向。

Description

用于在饮料制备机器中制备饮料的分份胶囊和用于从所述分 份胶囊制备饮料的系统
技术领域
本发明是基于一种用于在饮料制备机器中制备饮料的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)具有基底元件(2)和胶囊盖(4)，所述基底元件具有用于容纳饮料原材料的腔(3)，所述胶囊盖闭合所述腔(3)，其中所述基底元件(2)包括胶囊基底、环绕凸缘以及在该胶囊基底与该环绕凸缘之间延伸的胶囊壁，其中所述胶囊盖(4)附接到凸缘(7)上的密封表面，其中凸缘在其外自由端处具有环绕卷边，其中背向所述胶囊盖的以密封压花形式的密封元件设置在所述凸缘(7)上，其中在其上固定地密封所述胶囊盖的密封平面在所述卷边与所述密封压花之间在胶囊盖的一侧上的凸缘上延伸，并且其中所述密封压花包括在所述胶囊壁侧处的内侧面和在卷边侧处的外侧面。
现有技术
这样的分份胶囊在现有技术中是已知的。例如，文献WO 2016/186 488 A1描述了这样的一般的分份胶囊。该分份胶囊提供用于插入到冲泡室中，在该冲泡室中，胶囊基底被穿孔，以便在压力下将呈热水形式的冲泡液体引入到腔中。这使分份胶囊内的压力增大，由此胶囊盖压靠在冲泡室中的凸纹或棱锥板上，并且当达到预确定压力时在接触点处被穿孔。然后，因在引入的水与饮料原材料(特别是烘焙且研磨的咖啡)之间的相互作用而产生的饮料通过盖箔中的这些穿孔点离开胶囊。
所有这样的分份胶囊都有的共同点是，在冲泡室与分份胶囊之间的在胶囊凸缘的区域中的密封必需是足够的，以便冲泡室内的水流过饮料原材料床以形成饮料，并且不从分份胶囊的外侧，也就是说，在冲泡室的壁与胶囊壁的外侧之间流过饮料原材料。
为此，这些类型的分份胶囊在其凸缘的区域中具有密封元件，该密封元件对冲泡室中的冲泡室元件密封。在此期望密封元件由与胶囊主体(也被称为基底元件)相同的材料构成，以便保持分份胶囊的制造成本低并且便于已经使用的分份胶囊的处置或回收。
在文献WO 2016/186 488 A1的图4H中，公开了压印的密封压花作为在分份胶囊的凸缘区域中的密封元件，该密封压花具有竖直外侧面和倾斜内侧面。所述应用的目标是改进密封作用。在此的核心概念是使用尽可能易变形的密封压花，并且在冲泡室被闭合时，该密封压花在冲泡室元件的压力下塑性变形并且因此紧贴冲泡室元件的轮廓，以便改进密封作用。为了促成这种变形，内侧面应当相对于凸缘平面具有20度至60度并优选地是30度至50度的角度。因此，内侧面以相对平坦的形式延伸，以便确保易变形性。
相似的分份胶囊从文献WO 2016/041 596 A1已知。在此，同样，分份胶囊在其凸缘中具有压印的密封压花。在此，同样，在密封压花与冲泡室元件之间的密封作用意在将通过密封压花的简单变形来达成，因此密封压花的内侧面应当继而具有尽可能小的角度，其特别地优选地是相对于凸缘平面小于50度。
本领域技术人员熟悉来自文献EP 2 872 421 A1的带有环绕密封元件的另一种分份胶囊。在该解决方案中，密封元件的两个侧面意在具有某一角度，其中内侧面应当同样具有相对于凸缘平面在40度与80度之间的尽可能小的角度。甚至明确地公开，从80度的角度起，侧面就将变得“过于竖直”，以致无法仍使冲泡室元件与凸缘之间实现密封，因为该密封元件也是基于其被冲泡室元件变形(20％到30％)这一事实。
前述分份胶囊都有的共同点是，其密封元件的密封作用在每种情况下都是基于所述密封元件的变形。为此，使用带有尽可能小的角度的内侧面，以便在冲泡室被闭合时，冲泡室元件可作用在该侧面上并且因此引起密封元件的轻微变形。
基于密封元件的变形的密封解决方案的缺点是，由此要求显著地增大的力来闭合冲泡室。因此，饮料制备机器的易使用性和寿命显著地降低。
一种替代方案将是由密封材料构成的单独的密封元件，诸如从文献EP 1 654 966A1和EP 1 839 543 A1中已知。然而，这样的密封元件具有以上已经提到的缺点，即，由于使用单独的材料，分份胶囊的制造成本显著地更高，而且已经使用的分份胶囊的处置或回收更困难，因为不同材料必须彼此分开。
发明内容
本发明的目的是提供一种在开头中提到的类型的分份胶囊，其没有与现有技术相关的问题。特别地，本发明旨在提供一种允许在凸缘与冲泡室元件之间的改进的密封作用的分份胶囊，而无需在冲泡室被闭合时的显著地增大的力或无需单独的材料来实现密封作用。
本发明的目的借助于一种用于在饮料制备机器的冲泡室中制备饮料的分份胶囊来实现，其所述中分份胶囊具有基底元件和胶囊盖，所述基底元件具有用于容纳饮料原材料的腔的基底元件，并且所述胶囊盖闭合所述腔，其中基底元件包括胶囊基底、环绕凸缘以及在所述胶囊基底与所述环绕凸缘之间延伸的胶囊壁，其中所述胶囊盖附接到所述凸缘上的密封平面，其中所述凸缘在其外自由端处具有环绕卷边，其中背向胶囊盖的以密封压花形式的密封元件设置在所述凸缘上，其中密封平面在所述卷边与所述密封压花之间在所述胶囊盖的一侧上在凸缘上延伸，其中所述密封压花包括在胶囊壁侧处的内侧面和在卷边侧处的外侧面，其中所述外侧面相对于所述密封平面成基本上直角定向并且其中所述内侧面以相对于所述密封平面成大于80度至小于90度的角度定向。
根据本发明的分份胶囊相对于现有技术的优点在于内侧面的角度在80度与90度之间。因此，该角度比在从现有技术已知的角度的情况下更大。这具有的效果是，在冲泡室被闭合时和在分份胶囊被冲泡时，密封压花完全不变形或几乎不变形，但是期望的密封作用通过在内侧面与冲泡室元件之间的紧密区域邻接或点状接触实现。对于本领域技术人员来说，令人惊讶且出乎意料的是，从全部都是基于密封元件的最轻微的可能的变形的现有技术熟知的密封元件，到因其陡峭侧面而不变形或几乎不变形的密封压花的转变，实现了高密封性的期望结果。此外，该解决方案大体不要求任何附加的增大的闭合力，因为不必实现变形。内侧面特别地具有相对于密封平面成81度至89度、优选地82度至88度、特别地优选地83度至85度并且非常特别地优选地基本上84度的角度。已经发现，在该角度范围内，一方面，可防止密封压花的变形，因为角度是尽可能大的并且密封压花因此确保相对于垂直于密封平面(也被称为竖直方向Y)作用在密封压花上的力的高稳定性，并且另一方面，可简单地且廉价地生产分份胶囊，因为该角度始终小于直角。在密封压花的两个侧面、即内侧面和外侧面处成直角的情况下，在分份胶囊的生产期间将分份胶囊从模制或压印工具脱模将显著地更困难。如果在本发明的范围内表述了密封压花不变形、几乎不变形或仅变形了一定程度，则这种在周向方向上来考虑的表述不一定是指环绕密封压花的整个圆周。如果环绕密封压花的相对大的圆形段不表现出变形或仅表现出减小的变形，则本发明的优点已经可实现。这更适用，因为在一些冲泡室元件的情况下，附加的腹板段形成在密封轮廓的与凸缘接触的小的部分圆形段上方。尽管如此，在所述区域中仍可能发生密封压花的变形。然而，在此，这仅涉及小的子段，该小的子段典型地构成密封压花的总圆周的小于30％、优选地小于20％并且特别地优选地小于10％。
本发明的另一主题或以上描述的根据本发明的分份胶囊的改进是一种用于在饮料制备机器的冲泡室中制备饮料的分份胶囊，其中分份胶囊具有基底元件和胶囊盖，所述基底元件具有用于容纳饮料原材料的腔，并且所述胶囊盖闭合所述腔，其中基底元件包括胶囊基底、环绕凸缘以及在该胶囊基底与该环绕凸缘之间延伸的胶囊壁，其中胶囊盖附接到凸缘上的密封平面，其中凸缘在其外自由端处具有环绕卷边，其中背向胶囊盖的以密封压花形式的密封元件设置在凸缘上，其中密封平面在卷边与密封压花之间在胶囊盖的一侧上在凸缘上延伸，其中密封压花包括在胶囊壁侧处的内侧面和在卷边侧处的外侧面，其中密封压花被设计为使得在冲泡室被闭合时，所述密封压花不变形或仅变形了其垂直于密封平面的总高度的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
已经表明，尽管避免了在冲泡室被闭合时和在分份胶囊被冲泡时密封压花的显著变形，但是期望的密封作用有利地通过在内侧面与冲泡室元件之间的紧密区域邻接或点状接触实现。对于本领域技术人员来说，令人惊讶且出乎意料的是，从全部都基于密封元件的最轻微的可能的变形的现有技术熟知的密封元件到因其陡峭侧面而不变形或几乎不变形的密封压花的转变，实现了高密封性的期望结果。此外，该解决方案不要求任何高闭合力，因为不必实现变形。特别地，密封压花被设计为使得在垂直于密封平面在密封压花上施加至多100N的力的情况下，所述密封压花不变形或仅变形了其垂直于密封平面的高度的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。在本发明的情况下，因此，密封压花具有这样的刚性且稳定的形式，使得在垂直于密封平面，也就是说，沿竖直方向在密封压花的中心处施加至多100N的力，该力特别地以平面方式作用在密封压花的尖端上或密封压花的侧面区域上或密封压花的平面的过渡平面上的情况下，密封压花不发生显著变形。在此，密封压花的高度应当能够特别地改变最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。此外，可设想的是，沿平行于密封平面的方向，也就是说，如从同心地形成的分份胶囊的中心纵向轴线观察，在径向方向R上，不发生侧向位移或变形。在此，同样规定，密封压花的尖端，也就是说密封压花的过渡区域，在径向方向上位移或变形了密封压花的在其高度的中间处的宽度的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
如果在本发明的范围内表述了密封压花不变形、几乎不变形或仅变形了一定程度，则这种在周向方向上来考虑的表述不一定是指环绕密封压花的整个圆周。如果环绕密封压花的相对大的圆形段不表现出变形或仅表现出减小的变形，则本发明的优点已经可实现。这更适用，因为在一些冲泡室元件的情况下，附加的腹板段形成在密封轮廓的与凸缘接触的小的部分圆形段上方。尽管如此，在所述区域中仍可能发生密封压花的变形。然而，在此，这仅涉及小的子段，该小的子段典型地构成密封压花的总圆周的小于30％、优选地小于20％并且特别地优选地小于10％。
本发明的有利的配置和改进可在从属权利要求和以下参考附图进行的描述中找到。因此，这些有利的配置和改进同等地涉及上述根据本发明的两种分份胶囊。
根据本发明的优选实施例规定，过渡区域在内侧面与外侧面之间延伸，其中优选地，过渡区域呈弯曲的形式或具有平行于密封平面延伸的过渡平面。过渡区域的弯曲形式具有的优点是密封压花获得稳定性，并且因此可更有效地防止变形。另一方面，过渡区域的平面形式具有的优点是，密封压花更平坦，并且因此在较小程度上接合到冲泡室的容纳元件的密封轮廓的凹入部中，使得在冲泡室被闭合时在密封压花上施加较小的力。因此，优选地，在环绕密封压花的径向横截面中，内侧面具有在凸缘与过渡区域之间延伸的成直线的接触区域。术语“在径向横截面中”是指视图涉及沿环绕凸缘轮廓的周向方向的凸缘轮廓的截面图。截面图的平面相应地被竖直方向和径向方向跨越，如图3至图5所示。
根据本发明的优选实施例规定，成直线的接触区域具有0.1毫米至1.5毫米、优选地0.1毫米至0.8毫米、特别地优选地0.15毫米至0.55毫米并且非常特别地优选地0.2毫米至0.4毫米的长度。在模拟和实验中已经发现，可用所述长度的成直线的接触区域实现在冲泡室元件的密封轮廓与凸缘之间的最佳密封。换句话说：内侧面在0.1毫米至1.5毫米、优选地0.1毫米至0.8毫米、特别地优选地0.15毫米至055毫米并且非常特别地优选地0.2毫米至0.4毫米的长度上形状配合地和力锁定地平面地紧贴冲泡室元件的密封轮廓的密封凸耳侧面上足以实现足够的密封作用，而无需使密封压花被密封轮廓造成任何强烈变形。
根据本发明的优选实施例规定，分份胶囊在从成直线的接触区域到过渡区域的过渡中具有0.05毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地0.1毫米至0.2毫米的半径。根据本发明的优选实施例规定，分份胶囊在从外侧面到过渡区域的过渡中具有0.05毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地0.1毫米至0.2毫米的半径。根据本发明的优选实施例规定，密封压花的垂直于密封平面的高度在0.2毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.6毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.5毫米之间的范围内。上述密封压花的优选尺寸设定具有的效果是，密封压花具有足够的稳定性，以便在冲泡室被闭合时和/或胶囊在冲泡室中被冲泡时该密封压花不发生变形。
根据本发明的优选实施例规定，密封压花被构造为使得在垂直于密封平面在密封压花上施加至多100N的力的情况下，所述密封压花不变形或仅变形了其垂直于密封平面的高度的最多0.2毫米、优选地最多0.15毫米、特别地优选地最多0.1毫米并且非常特别地优选地最多0.05毫米。在本发明的情况下，因此，密封压花具有这样的刚性且稳定的形式，使得在垂直于密封平面，也就是说，沿竖直方向在密封压花的中心处施加至多100N的力，且该力特别地以平面方式作用在密封压花的尖端上或密封压花的侧面区域上或密封压花的平面的过渡平面上的情况下，密封压花不发生显著变形。在此，密封压花的高度应当能够特别地改变最多0.2毫米、优选地最多0.15毫米、特别地优选地最多0.1毫米并且非常特别地优选最多0.05毫米。此外，可设想的是，沿平行于密封平面的方向，也就是说，如从同心地形成的分份胶囊的中心纵向轴线观察，在径向方向R上)，不发生侧向位移或变形。在此，同样规定，密封压花的尖端，也就是说，密封压花的过渡区域在径向方向上位移或变形了最多0.2毫米、优选地最多0.15毫米、特别地优选地最多0.1毫米并且非常特别地优选最多0.05毫米。
根据本发明的优选实施例规定，密封压花在其高度的中间处具有在0.2毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.8毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.6毫米之间的宽度。根据本发明的优选实施例规定，密封压花具有在0.05毫米与0.3毫米之间、优选地在0.08毫米与1.8毫米之间、特别地优选地在0.09毫米与1.5毫米之间并且非常特别地优选地基本上0.11毫米的平均材料厚度。根据本发明的优选实施例规定，在环绕密封压花的径向横截面中，过渡区域具有成直线的连接区域，成直线的连接区域具有在0.3毫米与1.2毫米之间、优选地在0.3毫米至1.0毫米之间并且特别地优选地在0.6毫米与0.8毫米之间的宽度。根据本发明的优选实施例规定，分份胶囊在从外侧面到平行于密封平面延行的凸缘区域的过渡中具有0.05毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地0.1毫米至0.2毫米的半径。该半径可指凸缘的顶侧或凸缘的底侧。上述密封压花的优选尺寸设定具有的效果是，密封压花具有足够的稳定性，以便在冲泡室被闭合时和/或胶囊在冲泡室中被冲泡时该密封压花不发生变形。
根据本发明的优选实施例规定，分份胶囊具有在卷边与外侧面之间、平行于密封平面延伸的凸缘区域，并且其中分份胶囊具有在内侧面与胶囊壁之间延伸的凸缘中间区域，其中凸缘区域和凸缘中间区域在沿垂直于密封平面的竖直方向上处于相同高度。这具有的优点是，在冲泡室被闭合时，密封压花不因凸缘中间区域或凸缘区域在竖直方向上相对于彼此变形或位移而发生间接位移或变形。替代地，凸缘中间区域和凸缘区域两者都可支撑在冲泡室的闭合元件上，并且因此积聚合适的反作用力以防止密封压花显著地变形。可设想的是，在凸缘中间区域中和在凸缘区域中两者中的每种情况下，盖箔都被密封或粘合地结合在凸缘上。
根据本发明的优选实施例规定，分份胶囊具有在从内侧面到在密封压花与胶囊壁之间延伸的凸缘中间区域的过渡中具有0.08毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地基本上0.2毫米的半径。该半径可指凸缘的顶侧或凸缘的底侧。
根据本发明的优选实施例规定，分份胶囊具有在所述内侧面与所述胶囊壁之间延伸的凸缘中间区域，其中所述凸缘中间区域是弯曲的。弯曲凸缘中间区域优选地比平面凸缘中间区域尺寸上更稳定。弯曲凸缘中间区域的顶点优选地位于沿垂直于密封平面的竖直方向与凸缘区域相同的高度处，使得凸缘中间区域和凸缘区域两者都被支撑在冲泡室的闭合元件上。优选地，凸缘中间区域的弯曲具有在0.1毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.8毫米之间并且非常特别地优选地在0.4毫米与0.6毫米之间的半径。该半径可指凸缘的顶侧或凸缘的底侧。
根据本发明的优选实施例规定，在密封压花的径向横截面中，外侧面具有成直线的侧面区段，该成直线的侧面区段包括在0.2毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.6毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.5毫米之间的长度。根据本发明的优选实施例规定，在径向横截面中，密封平面的外侧面与卷边之间的延长包括在0.3毫米与1.5毫米之间、优选地在0.5毫米与1.2毫米之间并且特别地优选地在0.7毫米与0.9毫米之间的长度。
根据本发明的优选实施例规定，卷边在形成密封平面的顶侧上方突出于凸缘上方。卷边优选地从凸缘突出超过背向密封平面的底侧，其中凸缘在底侧上从凸缘伸出到比密封压花小的程度，和/或其中卷边在顶侧比在底侧具有突出超过凸缘的更小的程度。卷边特别地通过凸缘边缘的卷起形成，其中凸缘边缘优选地在胶囊基底的方向上卷起。
根据本发明的优选实施例规定，基底元件由铝一件式制成。基底元件优选地通过冷成型或热成型产生，特别是通过深拉产生，在该情况下，密封压花一体地压印到凸缘中。分份胶囊优选地为截锥形或圆柱形。由基底元件形成的腔用于容纳饮料原材料，例如烘焙的咖啡颗粒、速溶咖啡、巧克力粉、碎茶叶、奶粉等。
本发明的另一主题是一种用于制备饮料的系统，该系统具有饮料制备机器和根据本发明的分份胶囊，其中饮料制备机器具有冲泡单元，所述冲泡单元具有第一冲泡室部分和第二冲泡室部分，其中第一冲泡室部分和/或第二冲泡室部分可相对于另一冲泡室部分在接近位置和打开位置之间移动，在所述接近位置中第一冲泡室部分和第二冲泡室部分形成闭合的冲泡室，在所述打开位置中第一冲泡室部分和第二冲泡室部分间隔开以用于插入或弹出分份胶囊，其中第一冲泡室部分包括用于部分地容纳分份胶囊的容纳元件并且第二冲泡室部分包括用于容纳元件的闭合元件，其中在闭合位置，分份胶囊的凸缘以形状配合和密封方式被容纳在容纳元件的边缘区域与闭合元件之间。
根据本发明的分份胶囊是根据本发明的系统的一部分，因此结合分份胶囊讨论的优点和改进全部也都同等地适用于根据本发明的系统。
根据本发明的优选实施例规定，在边缘区域中，形成用于与密封压花密封接合的密封轮廓，其中密封轮廓包括环绕凹入部以及与凹入部相邻地形成的环绕密封凸耳，其中凹入部优选地在径向方向上布置在密封凸耳之外，并且其中外密封凸耳侧面形成凹入部的内壁。特别地，在闭合位置，密封凸耳接合到凸缘中间区域中，并且密封压花接合到凹入部中，使得密封凸耳侧面连同内侧面一起在径向横截面中形成线性或点状接触部。
根据本发明的优选实施例规定，在闭合位置，密封压花不变形或仅被密封轮廓变形了其垂直于密封平面的高度的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
根据本发明的优选实施例规定，密封轮廓具有另外的环绕密封凸耳，其中凹入部在径向方向上布置在密封凸耳与另外的密封凸耳之间，其中密封凸耳被形成为比另外的密封凸耳长，并且其中在闭合位置，另外的密封凸耳与外侧面在径向横截面中形成点状接触部。
本发明的另外的细节、特征和优点从附图以及从以下参考附图对优选实施例的描述得出。在此，附图仅示出了本发明的示例性实施例，其不限制基本的发明构思。
附图说明
图1示出了根据本发明的示例性实施例的分份胶囊的示意性截面图。
图2示出了根据本发明的另一个示例性实施例的分份胶囊的示意图。
图3示出了根据本发明的示例性实施例的环形元件的示意性详细视图。
图4示出了根据本发明的另一个示例性实施例的环形元件的示意图。
图5示出了图4示出的根据本发明的示例性实施例的环形元件的示意性详细视图。
图6示出了图4示出的根据本发明的示例性实施例的环形元件的另一个示意性详细视图。
图7示出了根据本发明的另一个示例性实施例的分份胶囊的示意图。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的示例性第一实施例的分份胶囊1的示意性侧视图以及由分份胶囊1和用于制备饮料的饮料制备机器14的一部分构成的系统的截面图。
分份胶囊1具有例如杯形且截锥形的基底元件2，该基底元件在其闭合侧处具有胶囊基底5并且在其开口侧处具有环绕凸缘6。在胶囊基底5与凸缘6之间，胶囊壁7围绕腔3延伸。分份胶囊1具有围绕其中心纵向轴线M旋转地对称的结构，该中心纵向轴线定义竖直方向Y。在径向方向R上，为圆形的并且因此在周向方向上呈环绕形式的凸缘6向外突出超过胶囊壁7。
凸缘6固定地连接到呈盖箔的形式的胶囊盖4，该胶囊盖在基底元件2的开口侧上闭合腔3。为此，凸缘6具有密封平面8，该密封平面面向胶囊盖4并且近似与竖直方向Y成直角延伸。胶囊盖4在其边缘区域中密封、焊接或粘合地结合到密封平面8。
胶囊盖4优选地由铝或塑料形成。基底元件2内形成了腔3，该腔被填充有饮料原材料，例如烘焙的咖啡颗粒、速溶咖啡、巧克力粉、碎茶叶、奶粉等(为了清楚起见未示出)，并且被胶囊盖4闭合。
基底元件2的杯形构型优选地通过热成型产生，例如，借助于负压、正压和/或可动模具进行的深拉产生。基底元件2优选地呈深拉的铝零件的形式。替代地，也可设想基底元件2将由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。替代地，分份胶囊1借助于注入成型工艺生产，特别是在单组分、多组分或模内工艺中。
在使用期间，分份胶囊1被引入到饮料制备机器14中的冲泡单元中。冲泡单元包括第一冲泡室部分和第二冲泡室部分，其中第一冲泡室部分和/或第二冲泡室部分可相对于另一冲泡室部分在其中第一冲泡室部分和第二冲泡室部分形成闭合的冲泡室13的接近位置与其中第一冲泡室部分和第二冲泡室部分间隔开以用于分份胶囊1的插入或弹出的打开位置之间移动。
第一冲泡室部分呈杯形容纳元件22的形式，其容纳分份胶囊1的大部分，特别是当冲泡室13在闭合位置时。第二冲泡室部分呈用于容纳元件22的闭合元件23的形式。在图2示出的闭合位置，分份胶囊1的凸缘6密封地夹紧在容纳元件22的边缘区域24与闭合元件23之间。
在该闭合位置，胶囊盖4和胶囊基底5一个接一个或同时穿孔。在此，胶囊基底5中的一个或多个穿孔开口特别地在冲泡室13的闭合期间由在闭合元件23上的一个或多个穿孔尖端形成，而胶囊盖4中的穿孔开口优选地在冲泡室13的闭合期间已经由在容纳元件的基底中的穿孔结构或仅由于在饮料制备过程期间积聚在分份胶囊1的内部的压力产生。
提取液体在压力下通过胶囊基底5中的一个或多个穿孔开口被引入到腔3中。在提取液体与饮料原材料之间的相互作用形成期望的饮料，该饮料通过胶囊盖4中的穿孔开口离开分份胶囊1并且被馈送到饮料容器中。借助于任选的过滤介质，可将饮料原材料的颗粒从饮料过滤出并保留在分份胶囊1中。然而，优选地，多穿孔胶囊盖4用作过滤元件。
图3示出了根据本发明的示例性第一实施例的图2示出的分份胶囊1和冲泡室13的详细视图。此处，图3以放大图示出在图2的左侧的凸缘6的截面图。
所示的凸缘6从胶囊壁7的上端基本上水平地，也就是说，平行于径向方向R延伸到其自由外端，凸缘6在该自由外端处终止于卷边9。卷边9特别地包括在胶囊基底5的方向上卷起的凸缘端部。
此外，卷边9特别地在从凸缘6突出于在形成密封平面8的顶侧上方和从凸缘6突出于背向密封平面8的底侧上方两者的每种情况下都在竖直方向上突出，其中凸缘6在底侧上从凸缘6伸出到比密封压花10小的程度，并且此外在顶侧上比在底侧上突出于凸缘6上方到更小的程度。
在卷边9与胶囊壁7的一端之间，凸缘6具有密封压花10，该密封压花呈在竖直方向Y上背向胶囊盖4的压印凹痕的形式并且具有围绕中心纵向轴线M在周向方向上同心地环绕的形式。在此，密封压花10具有面向胶囊壁7的内侧面11和面向卷边9的外侧面12。
在内侧面11与外侧面12之间，平面过渡区域15以过渡平面16的形式延伸，该过渡区域特别地平行于密封平面8延行。在外侧面12与卷边9之间，凸缘6具有凸缘区域19，该凸缘区域的顶侧形成密封平面8。外侧面12被形成为与密封平面8成基本上直角，也就是说，外侧面以相对于凸缘区域19的平面成约90度的角度α延行。
外侧面12特别地具有成直线的侧面区段21，该侧面区段优选地包括在0.4毫米与0.5毫米之间的长度并且与凸缘区域19成直角延行。凸缘区域19优选地具有0.7毫米至0.9毫米的长度。在凸缘区域19与外侧面12之间的过渡在凸缘6的底侧上优选地具有0.08毫米至0.12毫米的半径，而在凸缘6的底侧上从外侧面12到过渡平面16和从过渡平面16到内侧面11的过渡各自都具有0.08至0.12的半径。
凸缘6具有在内侧面11与胶囊壁7的上端之间的凸缘中间区域20。在本示例中，凸缘中间区域在径向横截面中具有弯曲形式。在此，弯曲在凸缘6的底侧上特别地具有在0.3毫米与0.5毫米之间的半径。
内侧面11在径向横截面中具有成直线的接触区域17，也就是说，成直线的接触区域是在内侧面11的轮廓中的两个转折点之间的直线的长度。在本示例中，接触区域17的长度为0.1毫米至1.5毫米、优选地0.1毫米至0.8毫米、特别地优选地0.15毫米至0.55毫米并且非常特别地优选地0.2毫米至0.4毫米。
根据本发明，在内侧面11或成直线的接触区域17与密封平面8之间的角度β大于80度且小于90度，其中角度β相对于密封平面8特别地位于从81度至89度、优选地从82度至88度、特别地优选地从83度至85度的区间内，并且非常特别地优选地为基本上84度。
凸缘区域19以及凸缘中间区域20的顶点位于在竖直方向Y上的相同高度处。密封压花10的高度18对应于密封压花10从凸缘区域19和凸缘中间区域20的底侧到在过渡平面16的区域中的凸缘6的底侧的总延长。该高度18垂直于密封平面8在0.2毫米与1毫米之间，优选地在0.3毫米与0.6毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.5毫米之间。
密封压花10在其高度18的中间处任选地具有在0.2毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.8毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.6毫米之间的宽度。
凸缘6的区域中的铝的材料厚度优选地在0.1毫米与0.13毫米之间。
图3同样地示出了容纳元件22的边缘区域24，该边缘区域与分份胶囊1的凸缘6密封接合。边缘区域24包括用于与密封压花10密封接合的密封轮廓。
为此，密封轮廓具有在周向方向上以环绕方式延行的凹入部25，以及与凹入部25相邻地形成并且同样地在周向方向上以环绕方式延行的密封凸耳26。如在径向方向R上观察到，凹入部25布置在密封凸耳26之外，使得密封凸耳26的外密封凸耳侧面27形成凹入部25的内壁。
在所示的闭合位置，密封凸耳26接合到凸缘中间区域20中，而密封压花10接合到凹入部25中。以此方式，在径向横截面中在密封凸耳侧面27与内侧面11之间形成线性或点状接触部28。该线性或点状接触部28在周向方向上以环绕方式存在并且因此在凸缘6与容纳元件22之间形成实际密封，使得没有或几乎没有任何提取液体可流过饮料物质到达冲泡室13的出口。
密封凸耳26的顶点任选地与凸缘中间区域20的弯曲的底侧接触，而过渡平面16的底侧任选地与凹入部25的基底接触。
密封压花10的上述设计和尺寸设定具有的效果是密封压花10在冲泡室14被闭合和/或在饮料被冲泡时不变形或几乎不变形。密封主要地通过特别是环绕线状或点状接触部28进行。
换句话说：密封压花10被设计为使得在冲泡室13被闭合和/或在分份胶囊1被冲泡时，所述密封压花不变形或仅变形了其垂直于密封平面8的高度18的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。特别地，因此，密封压花10被设计为使得在垂直于密封平面8在密封压花10上施加至多100N的力的情况下，所述密封压花不变形或仅变形了其垂直于密封平面18的高度8的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
在冲泡室13被闭合和/或在分份胶囊1被冲泡时，密封压花10的高度18应当特别地在竖直方向Y上改变了最多0.2毫米、优选地最多0.15毫米、特别地优选地最多0.1毫米并且非常特别地优选地最多0.05毫米。
优选地，因此，密封压花10同样地具有这样的刚性形式，使得在径向方向R上也不会发生侧向位移或变形。在此，同样规定，密封压花10的尖端，也就是说密封压花10的过渡区域15，在径向方向R上位移或变形了密封压花8的在径向方向上在其高度的中间处的宽度的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
在密封压花10的情况下，在冲泡室13被闭合和/或在分份胶囊1被冲泡时，优选地设置密封压花10的尖端，也就是说，密封压花10的过渡区域15在径向方向R上位移或变形了最多0.2毫米、优选地最多0.15毫米、特别地优选地最多0.1毫米并且非常特别地优选最多0.05毫米。
图4示出了根据本发明的示例性第二实施例的图2示出的分份胶囊1和冲泡室13的详细视图。此处，图4以放大图示出在(例如，图2的)右侧的凸缘6的截面图。
第二实施例与图3示出的第一实施例基本上相同，使得以上所有说明解释都相似地适用。
然而，相比之下，在第二实施例中的密封压花10具有0.7毫米至0.8毫米的高度。因此，成直线的接触区域17延伸超过0.5毫米至0.6毫米，而过渡平面16优选地同样地包括0.5毫米至0.6毫米的宽度。此外，凸缘区域19特别地延伸超过0.9毫米至1毫米。
在该示例中，密封轮廓具有另外的环绕密封凸耳28，该另外的密封凸耳在径向横截面中与外侧面12接触，形成点状接触部。该环绕点状接触部带来附加的密封作用。凹入部25在径向方向上布置在密封凸耳26与另外的密封凸耳28之间。此外，密封凸耳26还形成为沿竖直方向Y比另外的密封凸耳28长。
可设想的是，在该实施例中，仅环绕密封压花10的相对大的圆形段不经历变形或仅经历减小的变形。这的确是如此，因为在一些容纳元件22的情况下，附加的腹板段形成在密封轮廓的凹入部25中的小的部分圆形段上方。尽管如此，在所述腹板元件的区域中仍可能发生密封压花10的变形。然而，在此，这仅涉及环绕密封压花10的小的子段，该小的子段典型地构成密封压花10的总圆周的小于30％、优选地小于20％并且特别地优选地小于10％。尽管如此，环绕密封压花10的剩余的且因此显著地更大的子段不变形或仅在有限程度上变形。
图5示出了根据本发明的示例性第三实施例的图2示出的分份胶囊1和冲泡室13的详细视图。此处，图4以放大图示出在(例如，图2的)右侧的凸缘6的截面图。
第三实施例与图4示出的第二实施例基本上相同，使得以上所有说明解释都相似地适用。
然而，相比之下，在第三实施例中的密封压花10具有0.8毫米至0.9毫米的高度。因此，成直线的接触区域17延伸超过0.3毫米至0.5毫米，而过渡平面16优选地同样地包括0.4毫米至0.5毫米的宽度。此外，凸缘区域19特别地延伸超过1毫米至1.1毫米。
图6和图7示出了根据本发明的示例性第四实施例的分配胶囊1的总视图和详细视图。此处，图7以放大图示出在图6的右侧的凸缘6的截面图。
第四实施例与图4示出的第二实施例基本上相同，使得以上所有说明解释都相似地适用。
相比之下，在第四实施例中，过渡区域15不形成为平面过渡平面16而形成为弯曲的过渡区域，由此为密封压花10提供了更大的稳定性。
在第四实施例中，密封压花10则具有1毫米至1.4毫米的高度。因此，成直线的接触区域17延伸超过0.8毫米至1.2毫米。密封压花10在其高度18的中间处的宽度为约0.4毫米至0.8毫米。此外，凸缘区域19特别地延伸超过1.3毫米至1.5毫米。
附图标记列表
1 分份胶囊
2 基底元件
3 腔
4 胶囊盖
5 胶囊基底
6 凸缘
7 胶囊壁
8 密封平面
9 卷边
10 密封压花
11 内侧面
12 外侧面
13 冲泡室
14 饮料制备机器
15 过渡区域
16 过渡平面
17 接触区域
18 密封压花的高度
19 凸缘区域
20 凸缘中间区域
21 侧面区段
22 容纳元件
23 闭合元件
24 边缘区域
25 凹入部
26 密封凸耳
27 密封凸耳侧面
28 另外的密封凸耳
α 角度
β 角度
R 径向方向
Y 竖直方向
M 中心纵向轴线。

Claims (30)

1.一种用于在饮料制备机器(14)的冲泡室(13)中制备饮料的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)具有基底元件(2)和胶囊盖(4)，所述基底元件具有用于容纳饮料原材料的腔(3)，并且所述胶囊盖闭合所述腔(3)，其中所述基底元件(2)包括胶囊基底(5)、环绕凸缘(6)以及在所述胶囊基底(5)与所述环绕凸缘(6)之间延伸的胶囊壁(7)，其中所述胶囊盖(4)附接到所述凸缘(6)上的密封平面(8)，其中所述凸缘(6)在其外自由端处具有环绕卷边(9)，其中背向所述胶囊盖(4)的以密封压花(10)形式的密封元件设置在所述凸缘(6)上，其中所述密封平面(8)在所述卷边(9)与所述密封压花(10)之间、在所述胶囊盖(4)的一侧上在所述凸缘(6)上延伸，其中所述密封压花(10)包括在所述胶囊壁(7)侧处的内侧面(11)和在所述卷边(9)侧处的外侧面(12)，其特征在于，所述外侧面(12)相对于所述密封平面(8)成基本上直角(α)定向并且其中所述内侧面(11)以相对于所述密封平面(8)成大于80度至小于90度的角度(β)定向。
2.如权利要求1所述的分份胶囊，其中所述内侧面(11)具有相对于所述密封平面(8)成81度至89度、优选地82度至88度、特别地优选地83度至85度并且非常特别地优选地基本上84度的角度(β)。
3.如前述权利要求中任一项所述或如权利要求1的前序部分所述的分份胶囊(1)，其中所述密封压花(10)被设计为使得在所述冲泡室(13)被闭合时，所述密封压花(10)不变形或仅变形了其垂直于所述密封平面(8)的高度(8)的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
4.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述密封压花(10)被设计为使得在以垂直于所述密封平面(8)在所述密封压花(10)上施加至多100N的力的情况下，所述密封压花(10)不变形或仅变形了其垂直于所述密封平面(18)的高度(8)的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
5.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中过渡区域(15)在所述内侧面(11)与所述外侧面(12)之间延伸，其中优选地，所述过渡区域(15)是以弯曲形式或具有平行于所述密封平面(8)延伸的过渡平面(16)。
6.如权利要求5所述的分份胶囊(1)，其中在环绕密封压花(10)的径向横截面中，所述内侧面(11)具有在所述凸缘(6)与所述过渡区域(15)之间延伸的成直线的接触区域(17)。
7.如权利要求6所述的分份胶囊(1)，其中所述成直线的接触区域(17)具有0.1毫米至1.5毫米、优选地0.1毫米至0.8毫米、特别地优选地0.15毫米至0.55毫米并且非常特别地优选地0.2毫米至0.4毫米的长度。
8.如权利要求5至7中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)在从所述成直线的接触区域(17)到所述过渡区域(15)的过渡中具有0.05毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地0.1毫米至0.2毫米的半径。
9.如权利要求5至8中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)在从所述外侧面(12)到所述过渡区域(15)的过渡中具有0.05毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地0.1毫米至0.2毫米的半径。
10.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述密封压花(10)的垂直于所述密封平面(8)的高度(18)在0.2毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.6毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.5毫米之间的范围内。
11.如权利要求10所述的分份胶囊(1)，其中所述密封压花(10)被设计为使得在以垂直于所述密封平面(8)在所述密封压花(10)上施加至多100N的力的情况下，所述密封压花(10)不变形或仅变形了其垂直于所述密封平面(8)的高度(18)的最多0.2毫米、优选地最多0.15毫米、特别地优选地最多0.1毫米并且非常特别地优选地最多0.05毫米。
12.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述密封压花(10)在其高度(18)的中间处具有在0.2毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.8毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.6毫米之间的宽度。
13.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述密封压花(10)具有在0.05毫米与0.3毫米之间、优选地在0.08毫米与1.8毫米之间、特别地优选地在0.09毫米与1.5毫米之间并且非常特别地优选地基本上0.11毫米的平均材料厚度。
14.如权利要求5至13中任一项所述的分份胶囊(1)，其中在所述环绕密封压花(10)的径向横截面中，所述过渡区域(15)具有成直线的连接区域，所述成直线的连接区域具有在0.3毫米与1.2毫米之间、优选地在0.3毫米至1.0毫米之间并且特别地优选地在0.6毫米与0.8毫米之间的宽度。
15.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)在从所述外侧面(12)到平行于所述密封平面(8)延行的所述凸缘区域(19)的过渡中具有0.05毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地0.1毫米至0.2毫米的半径。
16.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)具有在所述卷边(9)与所述外侧面(12)之间、平行于所述密封平面(8)延伸的凸缘区域(19)，并且其中所述分份胶囊(1)具有在所述内侧面(11)与所述胶囊壁(7)之间延伸的凸缘中间区域(20)，其中所述凸缘区域(19)和所述凸缘中间区域(20)在沿垂直于所述密封平面(8)的竖直方向(Y)上处于相同高度。
17.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)在从所述内侧面(11)到在所述密封压花(10)与所述胶囊壁(7)之间延伸的凸缘中间区域(20)的过渡中具有0.08毫米至0.5毫米、优选地0.1毫米至0.3毫米并且特别地优选地基本上0.2毫米的半径。
18.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述分份胶囊(1)具有在所述内侧面(11)与所述胶囊壁(7)之间延伸的凸缘中间区域(20)，其中所述凸缘中间区域(20)是弯曲的。
19.如权利要求18所述的分份胶囊(1)，其中所述凸缘中间区域(20)的弯曲具有在0.1毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.8毫米之间并且非常特别地优选地在0.4毫米与0.6毫米之间的半径。
20.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中在所述密封压花(10)的所述径向横截面中，所述外侧面(12)具有成直线的侧面区段(21)，所述成直线的侧面区段包括在0.2毫米与1毫米之间、优选地在0.3毫米与0.6毫米之间并且特别地优选地在0.4毫米与0.5毫米之间的长度。
21.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中在所述径向横截面中，所述密封平面(8)在所述外侧面(12)与所述卷边(9)之间的延长包括在0.3毫米与1.5毫米之间、优选地在0.5毫米与1.2毫米之间并且特别地优选地在0.7毫米与0.9毫米之间的长度。
22.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述卷边(9)在形成所述密封平面(8)的顶侧上方突出于所述凸缘(6)上方。
23.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述卷边(9)从所述凸缘(6)突出超过背向所述密封平面(8)的底侧，其中所述凸缘(6)在所述底侧上从所述凸缘(6)伸出到比所述密封压花(10)小的程度，和/或其中所述卷边(9)在顶侧比在底层具有突出超过所述凸缘(6)的更小的程度。
24.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述卷边(9)通过所述凸缘边缘的卷起形成，其中所述凸缘边缘优选地在所述胶囊基底(5)的方向上卷起。
25.如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述基底元件(2)由铝一件式制成。
26.一种用于制备饮料的系统，所述系统具有饮料制备机器(14)和如前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)，其中所述饮料制备机器(14)具有冲泡单元，所述冲泡单元具有第一冲泡室部分和第二冲泡室部分，其中所述第一冲泡室部分和/或所述第二冲泡室部分能够相对于另一冲泡室部分在接近位置和打开位置之间移动，在所述接近位置中所述第一冲泡室部分和所述第二冲泡室部分形成闭合的冲泡室(13)，在所述打开位置中所述第一冲泡室部分和所述第二冲泡室部分间隔开以用于插入或弹出分份胶囊(1)，其中所述第一冲泡室部分包括用于部分地容纳所述分份胶囊(1)的容纳元件(22)，并且所述第二冲泡室部分包括用于所述容纳元件的闭合元件(23)，其中在闭合位置，所述分份胶囊(1)的所述凸缘(6)以形状配合且密封方式被容纳在所述容纳元件(22)的边缘区域(24)与所述闭合元件(23)之间。
27.如权利要求26所述的系统，其中在所述边缘区域(24)中，形成用于与所述密封压花(10)密封接合的密封轮廓，其中所述密封轮廓包括环绕凹入部(25)以及与所述凹入部(25)相邻地形成的环绕密封凸耳(26)，其中所述凹入部(25)优选地在径向方向(R)上布置在所述密封凸耳(26)的外侧，并且其中外密封凸耳侧面(27)形成所述凹入部(25)的内壁。
28.如权利要求27所述的系统，其中在所述闭合位置，所述密封凸耳(26)接合到所述凸缘中间区域(20)中，并且所述密封压花(10)接合到所述凹入部(25)中，使得所述密封凸耳侧面(27)连同所述内侧面(11)一起在径向横截面中形成线性或点状接触部(28)。
29.如权利要求28所述的系统，其中在所述闭合位置，所述密封压花(10)不变形或仅被所述密封轮廓变形了所述密封压花垂直于所述密封平面(8)的高度(18)的最多30％、优选地最多20％、特别地优选地最多10％并且非常特别地优选地最多5％。
30.如权利要求26至29中任一项所述的系统，其中所述密封轮廓具有另外的环绕密封凸耳(28)，其中所述凹入部(25)在所述径向方向上布置在所述密封凸耳(26)与所述另外的密封凸耳(28)之间，其中所述密封凸耳(26)形成为比所述另外的密封凸耳(28)更长，并且其中在所述闭合位置，所述另外的密封凸耳(28)与所述外侧面(12)在径向横截面中形成点状接触部。
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