DE102009049943A1

DE102009049943A1 - Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel

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Publication number: DE102009049943A1
Application number: DE200910049943
Authority: DE
Original assignee: Krueger GmbH and Co KG
Current assignee: Krueger GmbH and Co KG
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2011-04-21
Also published as: CA2718041A1; WO2011047816A1

Abstract

Es wird eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel mit einem einen Hohlraum für die Portionskapsel aufweisenden Aufnahmeelement und einem Verschlusselement vorgeschlagen, wobei das Verschlusselement zwischen einer von dem Aufnahmeelement beabstandeten Ladestellung und einer den Hohlraum verschließenden Extraktionsstellung bewegbar ist und wobei die Brühvorrichtung Perforationsmittel zur Perforation der Portionskapsel aufweist, welche eine Grundplatte und eine Mehrzahl von auf der Grundplatte angeordneten Aufstechdornen umfasst, und wobei ferner die Grundplatte eine sich im Wesentlichen parallel zur Grundplatte erstreckende Nut aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel mit einem einen Hohlraum für die Portionskapsel aufweisenden Aufnahmeelement und einem Verschlusselement, wobei das Verschlusselement zwischen einer von dem Aufnahmeelement beabstandeten Ladestellung und einer den Hohlraum verschließenden Extraktionsstellung bewegbar ist und wobei die Brühvorrichtung Perforationsmittel zur Perforation der Portionskapsel aufweist, welche eine Grundplatte und eine Mehrzahl von auf der Grundplatte angeordneten Aufstechdornen umfasst.
Solche Brühvorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift EP 077 087 A1 eine Brühvorrichtung für eine Portionskapsel mit einem automatischen Auswurfmechanismus bekannt. Die Brühvorrichtung umfasst dabei ein Aufnahmeelement mit einem Hohlraum zur Aufnahme der Portionskapsel und ein Verschlusselement zum Verschließen des Hohlraums. Das Verschlusselement umfasst dabei eine Injektionsanordnung zur Injektion von Extraktionsflüssigkeit in die Portionskapsel, während das Aufnahmeelement eine Extraktionsanordnung umfasst, um die mit einer in der Portionskapsel angeordneten Getränkesubstanz wechselwirkende Extraktionsflüssigkeit aus der Portionskapsel abzuführen und zur Bereitstellung eines Getränks einem Gefäß zuzuführen. Zur Befüllung der Brühvorrichtung mit der Portionskapsel wird das Verschlusselement in eine Ladestellung überführt, in der es von dem Aufnahmeelement beabstandet ist. Anschließend wird die Portionskapsel in einen Zwischenraum zwischen dem Aufnahmeelement und dem Verschlusselement eingeführt, wobei die Portionskapsel dabei von zwei seitlich am Verschlusselement angeordneten Seitenarmen aufgenommen und gehalten wird. Dabei hintergreifen zwei L-förmig ausgebildete Endabschnitte der Seitenarme einen Flansch der Portionskapsel. Anschließend wird das Verschlusselement in Richtung des Aufnahmeelements verschoben und die Portionskapsel in den Hohlraum des Aufnahmeelements eingeführt. Die Seitenarme sind dabei über vorspringende Stifte jeweils in zwei seitlich angeordneten geradlinigen Führungsbahnen derart zwangsgeführt, dass durch die Bewegung des Verschlusselements in Richtung des Aufnahmeelements die L-förmigen Endabschnitte erst kurz vor dem vollständigen Einführen der Portionskapsel in den Hohlraum des Aufnahmeelements auseinanderschwenken und den Flansch der Portionskapsel von den L-förmigen Endabschnitten freigegeben wird. Beim Zurückfahren des Verschlusselements werden die Stifte jeweils in zwei seitlich angeordneten und gebogenen Führungsbahnen geführt, so dass die L-förmigen Endabschnitte voneinander beabstandet bleiben und sich erst kurz vor dem Erreichen der Ladestellung wieder annähern. Dies führt dazu, dass beim Zurückfahren des Verschlusselements die Portionskapsel nicht in Eingriff mit den L-förmigen Endabschnitten gelangt und daher unter Einwirkung der Schwerkraft in einen unterhalb der Brühkammer angeordneten Auffangbehälter fällt. Die Seitenarme durchlaufen bei der Hin- und Zurückbewegung des Verschlusselements relativ zum Aufnahmeelement folglich eine Art Hysterese. Nachteiligerweise ist ein leicht zu montierendes Perforationsmittel zur automatischen Perforation der Portionskapsel beim Schließen der Brühkammer nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel bereitzustellen, die ein Perforierungsmittel aufweist, welches die Portionskapsel beim Schließen der Brühkammer perforiert. Darüberhinaus soll das Perforierungsmittel zur Reduzierung der Herstellungskosten der Brühgruppe vergleichsweise einfach montierbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel mit einem einen Hohlraum für die Portionskapsel aufweisenden Aufnahmeelement und einem Verschlusselement gelöst, wobei das Verschlusselement zwischen einer von dem Aufnahmeelement beabstandeten Ladestellung und einer den Hohlraum verschließenden Extraktionsstellung bewegbar ist und wobei die Brühvorrichtung Perforationsmittel zur Perforation der Portionskapsel aufweist, welche eine Grundplatte und eine Mehrzahl von auf der Grundplatte angeordneten Aufstechdornen umfasst, und wobei ferner die Grundplatte eine sich im Wesentlichen parallel zur Grundplatte erstreckende Nut aufweist.
In vorteilhafter Weise wird die Portionskapsel beim Schließen der Brühkammer von den Aufstechdornen des Perforierungsmittels durchstochen, so dass das Einleiten von Extraktionsflüssigkeit in die Portionskapsel oder das Ableiten von Extraktionsflüssigkeit aus der Portionskapsel heraus ermöglicht wird. Das Perforierungsmittel ist dabei vergleichsweise einfach zu montieren, da die wenigstens eine in der Grundplatte ausgebildete Nut die Aufnahme eines Montagewerkzeugs erlaubt, so dass das Perforierungsmittel beispielsweise mittels einer von dem Montagewerkzeug auf die Grundplatte übertragenden Rotationsbewegung montierbar und fixierbar ist. Beispielsweise wird das Perforierungsmittel mit einem Schlitzschraubenzieher am Verschlusselement festgeschraubt. Alternativ sind insbesondere zwei sich kreuzende Nuten in der Grundplatte ausgebildet sind, so dass das Perforierungsmittel beispielsweise mittels eines Kreuzschraubenziehers am Verschlusselement oder am Aufnahmeelement verschraubbar ist. Ferner ist auch denkbar, dass das Perforierungsmittel mit Hilfe des Montagewerkzeugs durch Verrasten eines Rast- und/oder Bajonettverschlusses oder dergleichen montiert wird. Die wenigstens eine Nut erlaubt zudem eine schnelle Demontage des Perforierungsmittels, wodurch Wartungs- und Reinigungsarbeiten an der Brühvorrichtung und insbesondere am Perforierungsmittel deutlich vereinfacht und beschleunigt werden. Dies ist insbesondere dadurch von großer wirtschaftlicher und technischer Bedeutung, da das Perforierungsmittel durch die ständige Wechselwirkung mit Extraktionsflüssigkeit und der in der Portionskapsel angeordneten zu extrahierenden Substanz, wie beispielsweise Kaffee-, Schokoladen- und/oder Milchpulver, vergleichsweise häufig gereinigt oder ausgetauscht werden muss. Die Aufstechdorne erstrecken sich insbesondere von der Grundplatte in Richtung des Aufnahmeelements, wobei sich die Aufstechdorne dabei in Richtung des Aufnahmeelements verjüngen. Die Portionskapsel umfasst vorzugsweise einen im Wesentlichen starren und topfförmig ausgebildeten Kegelstumpf, welcher auf seiner offenen Seite einen Flansch und eine mit dem Flansch verschweißte Deckelfolie aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zu entnehmen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Aufstechdorne entlang eines Außenumfangs der Grundplatte aufgereiht angeordnet sind, so dass in vorteilhafter Weise eine gleichmäßige Öffnung der Portionskapsel erreicht wird und somit das Durchströmverhalten des Extraktionsflüssigkeit durch die Portionskapsel optimiert wird. Insbesondere wird somit eine möglichst homogene Extraktion der Extraktionsflüssigkeit durch die Getränkesubstanz in der Portionskapsel bezogen auf eine Ebene parallel zur Grundplatte erzielt. Eine Anordnung der Aufstechdorne am Außenumfang hat zudem den Vorteil, dass wenn das Perforierungsmittel in einer gegenüber einem das Perforierungsmittel parallel zur Grundplatte umgebenden Haltemittel oder Anlageelements zurückgezogenen Position ist (beispielsweise in der Ladestellung), die Aufstechdorne nicht frei stehen (bzw. sich in unmittelbarer Nähe zum Haltemittel oder zum Anlageelement befinden, während das Haltemittel oder das Anlageelement die Aufstechdorne in Richtung des Aufnahmeelements überragen) und somit die Verletzungsgefahr einer in die offene Brühkammer greifenden Person beispielsweise beim Reinigen der Brühvorrichtung reduziert wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Grundplatte einen im Wesentlichen kreisrunden Außenumfang umfasst, welcher einen Durchmesser bevorzugt zwischen 20 und 40 Millimeter, besonders bevorzugt zwischen 25 und 35 Millimeter und ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 28 Millimeter aufweist.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufstechdorne jeweils in Form einer Pyramide ausgebildet sind, wobei der Querschnitt der Pyramide im Wesentlichen ein gleichschenkliges Dreieck umfasst, wobei sich eine Grundseite des gleichschenkligen Dreiecks parallel und insbesondere entlang des Außenumfangs erstreckt. In vorteilhafter Weise durchströmt die Extraktionsflüssigkeit die Portionskapsel in einer Ebene parallel zur Grundplatte möglichst gleichmäßig und homogen, so dass eine vergleichsweise effiziente und konstante Extraktion der in der Portionskapsel angeordneten Getränkesubstanz erzielt wird. Insbesondere verteilt sich dabei die durch einen vorzugsweise in der Grundplatte zentral angeordneten Zulaufkanal in Richtung der Portionskapsel fließende Extraktionsflüssigkeit vergleichsweise gleichmäßig auf die durch die Aufstechdorne erzeugten Perforationslöcher.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufstechdorne jeweils zwei Schneidkanten und eine Falzkante aufweisen, wobei die Schneidkanten im Bereich des Außenumfangs angeordnet sind und die Falzkannte in Richtung Grundplattenmitte gerichtet ist. In vorteilhafter Weise wird bei der Perforation der Portionskapsel das Material der Portionskapsel dabei nur entlang der Schneidkanten zertrennt, während das Material der Portionskapsel im Bereich der Falzkante lediglich in das Innere der Portionskapsel gebogen bzw. gefaltet wird. In vorteilhafter Weise werden somit beim Perforieren der Portionskapsel keine Materialspäne vom Material der Portionskapsel abgelöst, welche ansonsten zu unerwünschten Verunreinigungen der Portionskapsel, des herzustellenden Getränks und/oder der Brühvorrichtung führen. Vorzugsweise erstreckt sich zwischen den Schneidkanten eine Außenfläche, dessen Haupterstreckungsebene im Wesentlichen senkrecht zur Grundplatte verläuft. Besonders bevorzugt erstreckt sich zudem zwischen der Falzkante und den Schneidkanten jeweils eine Innenfläche, welche parallel zur Grundplatte zumindest teilweise konkav oder konvex ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise wird bei der Perforation der Portionskapsel das Material der Portionskapsel dabei insbesondere entlang der Außenfläche zertrennt, während das Material der Portionskapsel im Bereich der Innenflächen lediglich in das Innere der Portionskapsel gebogen bzw. gefaltet wird.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Perforationsmittel ferner eine Mehrzahl von auf der Grundplatte angeordneten weiteren Aufstechdornen umfasst, welche vorzugsweise jeweils einen kleineren Querschnitt als die Aufstechdorne umfassen. In vorteilhafter Weise wird somit ein besonders gleichmäßiges Strömungsverhalten beim Durchströmen der Extraktionsflüssigkeit durch die Portionskapsel erzielt, wobei die im Vergleich zu den Aufstechdornen geringeren Abstände zwischen den weiteren Aufstechdornen, welche vorzugsweise aus einer Anordnung der weiteren Aufstechdorne entlang eines Rings mit geringerem Durchmesser als dem Außendurchmesser resultieren, durch den kleineren Querschnitt der weiteren Aufstechdorne kompensiert werden. Die Mehrzahl von weiteren Aufstechdornen sind dabei vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig angeordnet ist, wobei der Ringdurchmesser vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des Außenumfangs und bevorzugt im Wesentlichen 2/3 des Durchmessers des Außenumfangs ist. Die weiteren Aufstechdorne sind gegenüber den Aufstechdornen vorzugsweise in radialer Richtung gespiegelt angeordnet, so dass die weiteren Schneidkanten und die weiteren Außenflächen der weiteren Aufstechdorne jeweils in Richtung des Zentrums der Grundplatte gerichtet sind, während die weitere Falzkante und die weiteren Innenflächen der weiteren Aufstechdorne jeweils in Richtung Außendurchmesser gerichtet sind. Das Perforationsmittel umfasst vorzugsweise acht Aufstechdorne und acht weitere Aufstechdorne, welche besonders bevorzugt derart angeordnet sind, dass sich in radialer Richtung genau ein Aufstechdorn und ein weiterer Aufstechdorn überlappen. In vorteilhafter Weise wird die Portionskapsel somit über ihre gesamte dem Perforationsmittel zugewandte Fläche perforiert, so dass ein möglichst homogenes Strömungsverhalten der Extraktionsflüssigkeit durch die Portionskapsel erzielt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Perforierungsmittel einen zentralen Flüssigkeitskanal aufweist, welcher sich senkrecht zur Grundplatte erstreckt. Das Perforierungsmittel ist dabei insbesondere mit dem Verschlusselement oder mit dem Aufnahmeelement gekoppelt, wobei der Flüssigkeitskanal vorzugsweise einen Zulaufkanal oder einen Ablaufkanal umfasst.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Verschlusselement einen Grundkörper umfasst, wobei in einer zentralen Ausnehmung des Grundkörpers ein gegenüber dem Grundkörper beweglich gelagertes Anlageelement angeordnet ist und wobei das Perforierungsmittel durch eine zentrale Öffnung des Anlageelements fest mit dem Grundkörper verbunden ist. In vorteilhafter Weise ist das Anlageelement sowohl gegenüber dem Grundkörper, als auch gegenüber dem Perforierungsmittel beweglich gelagert. Dies hat den Vorteil, dass das Anlageelement unabhängig von dem Perforierungsmittel und dem Grundkörper den Hohlraum des Aufnahmeelements verschließt, so dass in der Extraktionsstellung eine vergleichsweise gute Abdichtung der Brühkammer zu erzielen ist. Es ist vorgesehen, dass zumindest eine Anlagefläche des Anlageelements dazu mit dem Aufnahmeelement und/oder mit einem Flansch der Portionskapsel in Anlage kommt und durch Form- und/oder Kraftschluss eine Abdichtung erzeugt wird. Ferner ist eine Relativbewegung zwischen dem Perforierungsmittel und dem Anlageelement möglich, so dass beim Bewegen des Verschlusselements in die Extraktionsstellung bevorzugt zunächst der dichtende Form- und/oder Kraftschluss zwischen der Anlagefläche und dem Aufnahmeelement und/oder dem Flansch der Portionskapsel erzeugt wird und erst anschließend eine Perforierung der Portionskapsel durch das Perforierungsmittel erzielt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Flansch der Portionskapsel während der Perforierung zwischen dem Aufnahmeelement und dem Anlageelement insbesondere eingeklemmt wird, so dass die Portionskapsel während der Perforierung fixiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anlageelement gegenüber dem Perforierungsmittel derart beweglich ist, dass in einer zurückgezogenen Stellung des Anlageelements das Perforierungsmittel in Richtung des Aufnahmeelements über die Anlagefläche vorsteht und dass in einer vorgeschobenen Stellung des Anlageelements das Perforierungsmittel nicht über die Anlagefläche in Richtung des Aufnahmeelements vorsteht. In vorteilhafter Weise wird somit in der Ladestellung die Verletzungsgefahr für einen Benutzer der Brühvorrichtung reduziert. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass das Perforierungsmittel durch den Grundkörper mechanisch fixiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Anlageelement in Richtung des Aufnahmeelements, insbesondere mittels eines entlang einer Bewegungsrichtung des Verschlusselements zwischen dem Dichtelement und dem Grundkörper angeordneten Federelements, elastisch vorgespannt ist, so dass das Federelement zu einer form- und kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Anlagefläche und dem Aufnahmeelement führt und somit eine vergleichsweise gute Abdichtung der Brühkammer erzielt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass senkrecht zur Bewegungsrichtung zwischen dem Perforierungsmittel und dem Anlageelement eine umlaufende erste Dichtung angeordnet ist, wobei die erste Dichtung vorzugsweise in einer umlaufenden ersten Dichtungsnut des Perforierungsmittels angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird somit der Raum zwischen dem Perforierungsmittel und dem Anlageelement gegenüber der Brühkammer abgedichtet, so dass keine Extraktionsflüssigkeit in Richtung Verschlusselement entweichen kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Anlageelement eine dem Aufnahmeelement zugewandte Anlagefläche aufweist, welche das Perforierungsmittel senkrecht zur Bewegungsrichtung umschließt und zur Anlage an das Aufnahmeelement und/oder einem Flansch der Portionskapsel in der Extraktionsstellung vorgesehen ist, wobei bevorzugt im Bereich der Anlagefläche eine umlaufende zweite Dichtung angeordnet ist, welche besonders bevorzugt in einer in der Anlagefläche ausgebildeten umlaufenden zweiten Dichtungsnut angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird somit die Dichtigkeit der Brühkammer und insbesondere zwischen der Anlagefläche und dem Flansch und/oder dem Aufnahmeelement erhöht. Ferner ist denkbar, dass das Aufnahmeelement eine weitere zweite Dichtung aufweist, welche in einem dem Verschlusselement zugewandten Randbereich um den Hohlraum des Aufnahmeelements angeordnet ist und ebenfalls zur Anlage mit dem Flansch der Portionskapsel (auf der dem Aufnahmeelement zugewandten Seite), mit der Anlagefläche und/oder mit der zweiten Dichtung vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die zweite Dichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung wenigstens über 30%, bevorzugt über 50% und besonders bevorzugt über 70% der Anlagefläche erstreckt, so dass eine vergleichsweise gute Dichtwirkung der zweiten Dichtung gewährleistet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen dem Grundkörper und dem Anlageelement eine umlaufende dritte Dichtung angeordnet ist, wobei die dritte Dichtung vorzugsweise in einer umlaufenden dritten Dichtungsnut des Anlageelements angeordnet ist, so dass die Mechanik des Verschlusselements in vorteilhafter Weise vor Feuchtigkeit und/oder Verschmutzung geschützt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Anlageelement auf einer dem Aufnahmeelement zugewandten Seite eine zentrale Vertiefung aufweist, in welcher die Grundplatte des Perforierungsmittels verschiebbar gelagert ist, wobei sich ein Schaft des Perforierungsmittels von der Grundplatte aus durch die zentrale Öffnung erstreckt, wobei der Schaft an seinem der Grundplatte abgewandten Ende mit einem mit dem Grundkörper zumindest formschlüssig verbundenen Halterungselement verbunden und insbesondere verschraubt ist. Das Perforierungsmittel weist somit eine vergleichsweise stabile mechanische Anbindung an den Grundkörper auf, wobei gleichzeitig in einfacher und zuverlässiger Weise eine Versorgung des Perforierungsmittels mit Extraktionsflüssigkeit erzielt wird. Ferner wird eine vergleichsweise einfache und somit kostengünstige Montage des Perforierungsmittels erzielt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, welche in den Zeichnungen illustriert sind. Die Zeichnungen zeigen dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen, welche den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
1a und 1b zeigen eine schematische Perspektivansicht einer Brühvorrichtung und eines Verschlusselements einer Brühvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2a bis 2c zeigen schematische Ansichten eines Verschlusselements einer Brühvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
3a bis 3c zeigen schematische Ansichten eines Perforierungsmittels einer Brühvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4a bis 4c zeigen schematische Ansichten eines Perforierungsmittels einer Brühvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In 1a ist eine schematische Perspektivansicht einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und in 1b eine schematische Perspektivansicht eines Verschlusselements 5 einer Brühvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Brühvorrichtung 1 ähnelt dabei im Wesentlichen der in der Druckschrift EP 077 087 A1 offenbarten Brühvorrichtung 1 für eine Portionskapsel aufweisend einen automatischen Auswurfmechanismus. Die Brühvorrichtung 1 umfasst dabei ein Aufnahmeelement 4 mit einem Hohlraum 3 zur Aufnahme einer nicht abgebildeten Portionskapsel und ein Verschlusselement 5 zum Verschließen des Hohlraums 3 zur Schaffung einer geschlossenen Brühkammer. Das Verschlusselement 5 umfasst dabei eine Injektionsanordnung zur Injektion von Extraktionsflüssigkeit in die Portionskapsel, während das Aufnahmeelement 4 eine Extraktionsanordnung umfasst, um die mit einer in der Portionskapsel angeordneten Getränkesubstanz wechselwirkende Extraktionsflüssigkeit aus der Portionskapsel abzuführen und zur Bereitstellung eines Getränks einem Gefäß zuzuführen. Zur manuellen (oder alternativ automatischen) Befüllung der Brühvorrichtung 1 mit der Portionskapsel wird das Verschlusselement 5 in eine in 1a illustrierte Ladestellung 10 überführt, in der es von dem Aufnahmeelement 4 beabstandet ist. Anschließend wird die Portionskapsel in den Zwischenraum zwischen dem Aufnahmeelement 4 und dem Verschlusselement 5 eingeführt, wobei die Portionskapsel dabei optional von zwei seitlich am Verschlusselement 5 angeordneten Seitenarmen 80 aufgenommen wird. Hierbei hintergreifen zwei L-förmig ausgebildete Endabschnitte 90 der Seitenarme 80 einen Flansch der Portionskapsel. Anschließend wird das Verschlusselement 5 in Richtung des Aufnahmeelements 4 verschoben und die Portionskapsel in den Hohlraum 3 des Aufnahmeelements 4 eingeführt. Die Seitenarme 80 sind dabei über vorspringende Stifte 80' jeweils in zwei seitlich angeordneten geradlinigen inneren Führungsbahnen 170 derart zwangsgeführt, dass durch die Bewegung des Verschlusselements 5 in Richtung des Aufnahmeelements 4 die L-förmigen Endabschnitte 90 erst kurz bevor die Brühvorrichtung 1 ihre Extraktionsstellung erreicht, d. h. die Portionskapsel nahezu vollständig im Hohlraum 3 des Aufnahmeelements 4 angeordnet ist, auseinanderschwenken und der Flansch der Portionskapsel von den L-förmigen Endabschnitten 90 freigegeben wird. Beim Zurückfahren des Verschlusselements 5 in die Ladestellung 10 werden die Stifte 80' zumindest teilweise in zwei seitlich angeordneten und gebogenen äußeren Führungsbahnen 170' geführt, welche analog zu den inneren Führungsbahnen 170 nach außen versetzt angeordnet sind, so dass die L-förmigen Endabschnitte 90 beim Zurückfahren des Verschlusselements 5 voneinander beabstandet bleiben und sich erst kurz vor dem endgültigen Erreichen der Ladestellung 10 wieder einander annähern. Dies führt dazu, dass beim Zurückfahren des Verschlusselements 5 die verbrauchte Portionskapsel nicht wieder in Eingriff mit den L-förmigen Endabschnitten 90 gelangt und daher unter Einwirkung der Schwerkraft in einen unterhalb der Brühkammer angeordneten nicht abgebildeten Auffangbehälter fällt. Die Seitenarme 80 durchlaufen bei der Hin- und Zurückbewegung des Verschlusselements 5 relativ zum Aufnahmeelement 4 folglich eine Art Hysterese. Das Verschlusselement 5 umfasst ferner ein Perforationsmittel 6, welches zur Perforation der Portionskapsel vorgesehen ist. Das Perforationsmittel 6 umfasst eine Grundplatte 7, auf welcher eine Mehrzahl von Aufstechdornen 8 angeordnet ist, wobei die Aufstechdorne 8 insbesondere entlang eines Umfangs der Grundplatte 7 angeordnet sind. Die Aufstechdorne 8 erstrecken sich jeweils senkrecht zur Grundplatte 7 in Richtung Aufnahmeelement 4. Im Zentrum der Grundplatte 7 ist als Teil der Injektionseinrichtung wenigstens ein Auslass eines Flüssigkeitskanals 13 zum Einleiten der Extraktionsflüssigkeit in die Brühkammer angeordnet. Die Extraktionsflüssigkeit gelangt dabei durch die von den Aufstechdornen 8 in einen Deckel oder Boden der Portionskapsel erzeugten Perforationsöffnungen in die Portionskapsel. Die Grundplatte 7 weist ferner eine Nut 30 auf, welche sich parallel zur Grundplatte 7 über den gesamten Durchmesser der Grundplatte 7 erstreckt. In 1b ist eine vergrößerte schematische Perspektivansicht des Verschlusselements 5 illustriert. Die Seitenarme 80 weisen jeweils ein Langloch 210 auf, in welches jeweils ein sich senkrecht zur Bewegungsrichtung 18 des Verschlusselements 5 erstreckender Bolzen 220 des Verschlusselements 5 eingreift, so dass die Seitenarme 80 von dem Verschlusselement 5 entlang der Bewegungsrichtung 18 zumindest teilweise mitbewegt werden. Entsprechend der Ausdehnung des Langlochs 210 parallel zur Bewegungsrichtung 18 ist darüberhinaus eine Relativbewegung zwischen dem Verschlusselement 5 und den Seitenarmen 80 möglich, so dass in der Ladestellung 10 die Endabschnitte 90 in Richtung des Aufnahmeelements 5 von dem Verschlusselement 4 maximal beabstandet sind, um eine einfache Einführung der Portionskapsel zu ermöglichen, und dass beim Überführen des Verschlusselements 5 in die Extraktionsstellung die Endabschnitte 90 in Richtung des Verschlusselements 5 verschoben werden. Die Aufstechdorne 8 weisen im Wesentlichen eine Pyramidenform mit einer dreieckigen Grundfläche parallel zur Grundplatte 7 auf, wobei sich die Pyramidenform in Richtung des Aufnahmeelements 4 verjüngt.
In 2a bis 2c sind schematische Ansichten eines Verschlusselements 5 einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die zweite Ausführungsform im Wesentlichen der in 1a und 1b illustrierten ersten Ausführungsform gleicht, wobei das Verschlusselement 5 einen teilweise zylindrischen Grundkörper 14 mit einer in Richtung des Aufnahmeelements 4 gerichteten zentralen Ausnehmung 15 umfasst. In der zentralen Ausnehmung 15 ist ein gegenüber dem Grundkörper 14 entlang der Bewegungsrichtung 18 verschieblich gelagertes Anlageelement 16 angeordnet. Das Anlageelement 16 weist seinerseits auf einer dem Aufnahmeelement 4 zugewandten Seite eine zentrale Vertiefung 16' auf, in welcher das Perforierungsmittel 6 angeordnet ist, wobei das Perforierungsmittel 6 ebenfalls parallel zur Bewegungsrichtung 18 relativ zum Anlageelement 16 verschieblich angeordnet ist. Das Anlageelement 16 umfasst ferner eine zentrale Durchgangsöffnung 17, durch welche sich ein Schaft 23 des Perforierungsmittels 6 in Richtung des Grundkörpers 14 erstreckt. Der Schaft 23 ist auf seiner dem Aufnahmeelement 4 zugewandten Seite einstückig mit der Grundplatte 7 verbunden und auf einer dem Aufnahmeelement 4 abgewandten Seite mit einem Halterungselement 24 verschraubt, welches eine formschlüssige Verbindung zum Grundkörper 14 aufweist. Das Perforierungsmittel 6 ist somit starr mit dem Grundkörper 14 durch die zentrale Durchgangsöffnung 17 verbunden. Das Anlageelement 16 ist im Bereich der Grundplatte 7 somit in radialer Richtung, d. h. senkrecht zur Bewegungsrichtung 18 zwischen der Grundplatte 7 und dem Grundkörper 16 angeordnet und entlang der Bewegungsrichtung 18 relativ zum Grundkörper 14 und zum Perforierungsmittel 6 verschiebbar. Vorzugsweise sind zwischen dem Grundkörper 14 und dem Anlageelement 16 nicht abgebildete elastische Federelemente derart angeordnet, dass das Anlageelement 16 in Richtung des Aufnahmeelements 4 vorgespannt wird. Das Perforierungsmittel 6 umfasst ferner eine umlaufende erste Dichtungsnut 20', welche in einer in radialer Richtung dem Grundkörper 14 zugewandten Seite der Grundplatte 7 ausgebildet ist. In der ersten Dichtungsnut 20' ist eine die Grundplatte 7 vollständig umlaufende erste Dichtung 20 angeordnet, welche den Spalte zwischen dem Perforierungsmittel 6 und dem Anlageelement 16 im Bereich des äußeren Umfangs der Grundplatte 7 gegenüber einer in der Brühkammer befindlichen Extraktionsflüssigkeit abdichtet. Das Anlageelement 16 umfasst ferner eine dem Aufnahmeelement 4 zugewandte Anlagefläche 19, welche in der Extraktionsstellung zur Anlage an den Flansch der Portionskapsel und/oder an einen den Hohlraum 3 umgebenden Rand des Aufnahmeelements 4 vorgesehen ist, um die Brühkammer nach Außen abzudichten. In der Anlagefläche 19 ist eine dem Aufnahmeelement 4 zugewandte umlaufende zweite Dichtungsnut 21' ausgebildet, in welcher eine umlaufende zweite Dichtung 21 angeordnet ist, um die Dichtheit der Brühkammer in der Extraktionsstellung zu verbessern. Die zweite Dichtung 21 erstreckt sich dazu in radialer Richtung insbesondere wenigstens über 70% der Anlagefläche 19. Darüberhinaus ist bevorzugt zwischen dem Grundkörper 14 und dem Anlageelement 16 eine umlaufende dritte Dichtung 22 angeordnet, welche besonders bevorzugt in einer umlaufenden dritten Dichtungsnut 22' des Anlageelements 16 angeordnet ist. Die dritte Dichtungsnut 22' ist dabei im Bereich der Grundplatte 7 auf einer entlang der radialen Richtung dem Grundkörper 14 zugewandten Seite des Anlageelements 16 angeordnet. Der maximale Durchmesser der Grundplatte 7 senkrecht zur Bewegungsrichtung 18 umfasst im Wesentlichen 28 Millimeter und weist insgesamt acht Aufstechdorne 8 an der Grundplatte 7 auf. In der 2b ist das Perforierungsmittel 6 gegenüber dem Anlageelement 16 in einer zurückgezogenen Position, so dass die Aufstechdorne 8 in Richtung des Aufnahmeelements 4 nicht über die Anlagefläche 19 vorstehen. Diese Position umfasst insbesondere die Ladestellung des Verschlusselements 5. In 2c ist das Perforierungsmittel 6 hingegen in einer gegenüber dem Anlageelement 16 vorstehenden Position, so dass die Aufstechdorne 8 in Richtung des Aufnahmelements 4 über die Anlagefläche 19 vorstehen und somit die Perforierung der Portionskapsel durchgeführt wird. Diese Position umfasst daher insbesondere die Extraktionsstellung des Verschlusselements 5.
In 3a bis 3c sind schematische Ansichten eines Perforierungsmittels 6 einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die dritte Ausführungsform im Wesentlichen der in 2a bis 2c illustrierten zweiten Ausführungsform entspricht. Die Aufstechdorne 8 umfassen jeweils die Form einer Pyramide, wobei der Querschnitt der Pyramide jeweils ein im Wesentlichen gleichschenkliges Dreieck umfasst, wobei sich die Grundseite des gleichschenkligen Dreiecks dabei entlang des Außenumfangs 11 erstreckt und parallel zur Grundplatte 7 entlang des Außenumfangs 11 gebogen ist. Die Aufstechdorne 8 weisen jeweils zwei an den Außenumfang 11 angrenzende Schneidkanten 9, sowie eine in Richtung des Zentrums der Grundplatte 7 gerichtete Falzkante 10 auf. Zwischen den Schneidkanten 9 erstreckt sich entlang des Außenumfangs 11 jeweils eine Außenfläche 11 des Aufstechdorns 8, dessen Haupterstreckungsebene im Wesentlichen senkrecht zur Grundplatte 7 verläuft. Auf der Innenseite der Aufstechdorne 8 erstreckt sich jeweils zwischen der Falzkante 10 und den Schneidkanten 9 eine Innenfläche 12, welche parallel zur Grundplatte 7 zumindest teilweise konkav ausgebildet ist. Beim Perforieren der Portionskapsel wird das Material der Portionskapsel entlang der Schneidkanten und somit auch entlang der Schneidfläche aufgetrennt bzw. aufgeschnitten, während es an der Falzkante und an den Innenflächen der Aufstechdorne lediglich in Richtung des Portionskapselinneren gefaltet wird. Alternativ wäre denkbar, dass das Material auch an der Falzkante aufgeschnitten wird.
In 4a bis 4c sind schematische Ansichten eines Perforierungsmittels 6 einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die vierte Ausführungsform im Wesentlichen der in 3a bis 3c illustrierten dritten Ausführungsform entspricht, wobei das Perforationsmittel 6 ferner eine Mehrzahl von auf der Grundplatte 7 angeordneten weiteren Aufstechdornen 8' umfasst, wobei die weiteren Aufstechdorne 8' jeweils im Wesentlichen baugleich zu den Aufstechdornen 8 sind, wobei der Querschnitt der weiteren Aufstechdorne 8' jeweils kleiner als der Querschnitt der Aufstechdorne 8 ist. Die Mehrzahl von weiteren Aufstechdorne 8' sind im Wesentlichen ringförmig angeordnet, wobei der Ringdurchmesser kleiner als der Durchmesser des Außenumfangs 11 ist und insbesondere im Wesentlichen 2/3 des Durchmessers des Außenumfangs 11 beträgt. Die weiteren Aufstechdorne 8' sind gegenüber den Aufstechdornen 8 in radialer Richtung gespiegelt angeordnet, so dass die weiteren Schneidkanten 9' und die weiteren Außenflächen 19' jeweils in Richtung zu Zentrums der Grundplatte 7 gerichtet sind, während die weitere Falzkante 10' und die weiteren Innenflächen 12' jeweils in Richtung Außendurchmesser 11 gerichtet sind.
Das Perforationsmittel 6 umfasst insgesamt acht Aufstechdorne 8 und acht weitere Aufstechdorne 8', welche derart angeordnet sind, dass sich in radialer Richtung jeweils immer genau ein Aufstechdorn 8 und ein weiterer Aufstechdorn überlappen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 077087 A1 [0002, 0025]

Claims

Brühvorrichtung (1) zum Extrahieren einer Portionskapsel mit einem einen Hohlraum (3) für die Portionskapsel aufweisenden Aufnahmeelement (4) und einem Verschlusselement (5), wobei das Verschlusselement (5) zwischen einer von dem Aufnahmeelement (4) beabstandeten Ladestellung (10) und einer den Hohlraum (3) verschließenden Extraktionsstellung bewegbar ist und wobei die Brühvorrichtung (1) Perforationsmittel (6) zur Perforation der Portionskapsel aufweist, welche eine Grundplatte (7) und eine Mehrzahl von auf der Grundplatte (7) angeordneten Aufstechdornen (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (7) wenigstens eine sich im Wesentlichen parallel zur Grundplatte (7) erstreckende Nut (30) aufweist.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Aufstechdornen (8) entlang eines Außenumfangs (11) der Grundplatte (7) aufgereiht angeordnet sind und/oder dass die Grundplatte (7) einen im Wesentlichen kreisrunden Außenumfang (11) umfasst, welcher einen Durchmesser bevorzugt zwischen 20 und 40 Millimeter, besonders bevorzugt zwischen 25 und 35 Millimeter und ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 28 Millimeter aufweist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstechdorne (8) jeweils in Form einer Pyramide ausgebildet sind, wobei ein zur Grundplatte (7) paralleler Querschnitt der Pyramide ein im Wesentlichen gleichschenkliges Dreieck umfasst und wobei sich eine Grundseite des gleichschenkligen Dreiecks im Wesentlichen parallel zu einem Außenumfang (11) der Grundplatte 7 erstreckt.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstechdorne (8) jeweils zwei Schneidkanten (9) und eine Falzkante (10) aufweisen, wobei die Schneidkanten (9) im Bereich des Außenumfangs (11) angeordnet sind und die Falzkannte (10) in Richtung eines Zentrums der Grundplatten (7) gerichtet ist.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Schneidkanten (9) eine Außenfläche (11) erstreckt, dessen Haupterstreckungsebene im Wesentlichen senkrecht zur Grundplatte (7) verläuft, und/oder dass sich zwischen der Falzkante (10) und den Schneidkanten (9) jeweils eine Innenfläche (12) erstreckt, welche parallel zur Grundplatte (7) zumindest teilweise konkav oder konvex ausgebildet ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforationsmittel (6) ferner eine Mehrzahl von auf der Grundplatte (7) angeordneten weiteren Aufstechdornen (8') umfasst, welche vorzugsweise jeweils einen kleineren Querschnitt als die Aufstechdorne (8) umfassen.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von weiteren Aufstechdornen (8') im Wesentlichen ringförmig angeordnet ist, wobei der Ringdurchmesser vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des Außenumfangs (11) und bevorzugt im Wesentlichen 2/3 des Durchmessers des Außenumfangs (11) ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforationsmittel (6) acht Aufstechdorne (8) und vorzugsweise acht weitere Aufstechdorne (8') umfasst und/oder dass das Perforierungsmittel (6) einen zentralen Flüssigkeitskanal (13) aufweist, welcher sich senkrecht zur Grundplatte (7) erstreckt.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforierungsmittel (6) mit dem Verschlusselement (5) oder mit dem Aufnahmeelement (4) gekoppelt ist, wobei der Flüssigkeitskanal (13) vorzugsweise einen Zulaufkanal oder einen Ablaufkanal umfasst.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5) einen Grundkörper (14) umfasst, wobei in einer zentralen Ausnehmung (15) des Grundkörpers (14) ein gegenüber dem Grundkörper (14) beweglich gelagertes Anlageelement (16) angeordnet ist und wobei das Perforierungsmittel (6) durch eine zentrale Öffnung (17) des Anlageelements (16) fest mit dem Grundkörper (14) verbunden ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (16) in Richtung des Aufnahmeelements (4), insbesondere mittels eines entlang einer Bewegungsrichtung (18) des Verschlusselements (4) zwischen dem Dichtelement (16) und dem Grundkörper (14) angeordneten Federelements, elastisch vorgespannt ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass senkrecht zur Bewegungsrichtung (18) zwischen dem Perforierungsmittel (6) und dem Anlageelement (16) eine umlaufende erste Dichtung (20) angeordnet ist, wobei die erste Dichtung (20) vorzugsweise in einer umlaufenden ersten Dichtungsnut (20') des Perforierungsmittels (6) angeordnet ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (16) eine dem Aufnahmeelement (4) zugewandte Anlagefläche (19) aufweist, welche das Perforierungsmittel (6) senkrecht zur Bewegungsrichtung (18) umschließt und zur Anlage an das Aufnahmeelement (4) und/oder einem Flansch der Portionskapsel in der Extraktionsstellung vorgesehen ist, wobei bevorzugt im Bereich der Anlagefläche (19) eine umlaufende zweite Dichtung (21) angeordnet ist, welche besonders bevorzugt in einer in der Anlagefläche (19) ausgebildeten umlaufenden zweiten Dichtungsnut (21') angeordnet ist.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Dichtung (21) senkrecht zur Bewegungsrichtung (18) wenigstens über 30%, bevorzugt über 50% und besonders bevorzugt über 70% der Anlagefläche (19) erstreckt.
Brühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper (14) und dem Anlageelement (16) eine umlaufende dritte Dichtung (22) angeordnet ist, wobei die dritte Dichtung (20) vorzugsweise in einer umlaufenden dritten Dichtungsnut (22') des Anlageelements (16) angeordnet ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (16) auf einer dem Aufnahmeelement (4) zugewandten Seite eine zentrale Vertiefung (16') aufweist, in welcher die Grundplatte (7) verschiebbar gelagert ist, wobei sich ein Schaft (23) des Perforierungsmittels (6) von der Grundplatte (7) aus durch die zentrale Öffnung (17) erstreckt, wobei der Schaft (23) an seinem der Grundplatte (7) abgewandten Ende mit einem mit dem Grundkörper (14) zumindest formschlüssig verbundenen Halterungselement (24) verbunden und insbesondere verschraubt ist.