DE102010044945A1

DE102010044945A1 - Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel, Verfahren zum Betrieb einer Brühvorrichtung, Verfahren zur Herstellung einer Brühvorrichtung und Verwendung einer Brühvorrichtung

Info

Publication number: DE102010044945A1
Application number: DE102010044945A
Authority: DE
Inventors: Daniel Fischer; Marcel W. Hüppi; Christof Seger
Original assignee: Eugster Frismag AG
Current assignee: Eugster Frismag AG
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2011-12-01
Also published as: CN103200849B; WO2011147491A1; BR112012030361A2; AU2011257614B2; CN103200849A; EP2910155B1; RU2012157627A; EP2910155A1; JP2013529956A; CA2800915A1; KR20130098891A; US10244886B2; BR112012030361B1; RU2557491C2; US10039412B2; ZA201208940B; KR101993931B1; EP2575564A1; US20130084376A1; WO2011147491A8

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel mit einem ersten Brühkammerelement und einem zweiten Brühkammerelement, wobei das erste und/oder das zweite Brühkammerelement entlang einer axialen Richtung zwischen einer Ladestellung, in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement voneinander beabstandet sind, und einer Extraktionsstellung, in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement eine im Wesentlichen geschlossene Brühkammer bilden, bewegbar ist, und wobei das erste Brühkammerelement eine Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln zur Perforation der Portionskapsel aufweist, welche gegenüber einer sich entlang der axialen Richtung erstreckenden Ebene asymmetrisch verteilt angeordnet sind.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel mit einem ersten Brühkammerelement und einem zweiten Brühkammerelement, wobei das erste und/oder das zweite Brühkammerelement entlang einer axialen Richtung zwischen einer Ladestellung, in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement voneinander beabstandet sind, und einer Extraktionsstellung, in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement eine im Wesentlichen geschlossene Brühkammer bilden, bewegbar ist.
Solche Brühvorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift EP 2 077 087 A1 eine Brühvorrichtung für eine Portionskapsel bekannt, welche ein zweites Brühkammerelement in Form eines Aufnahmeelements mit einem Hohlraum zur Aufnahme der Portionskapsel und ein erstes Brühkammerelement in Form eines Verschlusselements zum Verschließen des Hohlraums umfasst. Das Verschlusselement umfasst dabei eine Injektionsanordnung zum Einleiten 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 Trinkgefäß 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 und daraufhin das Verschlusselement in Richtung des Aufnahmeelements entlang einer axialen Richtung verschoben, wodurch die Portionskapsel in den Hohlraum des Aufnahmeelements eingeführt wird. Das Aufnahmeelement und das Verschlusselement bilden in der Extraktionsstellung eine im Wesentlichen geschlossene Brühkammer zur Extraktion der Portionskapsel. Die Getränkesubstanz umfasst insbesondere zu extrahierenden Röst- oder Instant-Kaffee. Ferner ist bekannt, derartige Brühvorrichtungen mit Perforationsmitteln auszustatten, welche die Portionskapsel zum Einleiten der Extraktionsflüssigkeit oder zum Ableiten des Getränkeextrakts während oder nach dem Schließen der Brühkammer perforieren.
Nachteilig an solchen Brühvorrichtungen ist einerseits, dass bei einer gleichmäßigen Perforation der Portionskapsel im Bereich der Injektionsanordnung die Portionskapsel von der Extraktionsflüssigkeit auf kürzestem Weg, d. h. im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung, und mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit durchströmt wird, so dass nur eine geringe Wechselwirkung zwischen der Getränkesubstanz und der Extraktionsflüssigkeit erzielt wird. Darüberhinaus besteht durch die Perforationsmittel die Gefahr, dass beim Einführen der Portionskapsel zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement die Portionskapsel an den Perforationsmitteln des ersten Brühkammerelements hängen bleibt, so dass ein fehlerfreies Einführen der Portionskapsel nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und eine gegenüber dem Stand der Technik deutliche verbesserte Wechselwirkung zwischen der Getränkesubstanz und der Extraktionsflüssigkeit erzielt wird, wodurch die Geschmacksqualität des extrahierten Getränks verbessert wird. Darüberhinaus soll ein vergleichsweise sicheres und fehlerfreies Einführen der Portionskapsel ermöglicht werden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brühvorrichtung zum Extrahieren einer Portionskapsel mit einem ersten Brühkammerelement und einem zweiten Brühkammerelement gelöst, wobei das erste und/oder das zweite Brühkammerelement entlang einer axialen Richtung zwischen einer Ladestellung, in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement voneinander beabstandet sind, und einer Extraktionsstellung, in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement eine im Wesentlichen geschlossene Brühkammer bilden, bewegbar ist, und wobei das erste Brühkammerelement eine Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln zur Perforation der Portionskapsel aufweist, welche gegenüber einer sich entlang der axialen Richtung erstreckenden Ebene asymmetrisch verteilt angeordnet sind.
In vorteilhafter Weise werden beim Perforieren der Portionskapsel aufgrund der gegenüber der Ebene asymmetrisch angeordneten ersten Perforationsmittel insbesondere solche Perforationslöcher in der Portionskapsel erzeugt, welche gegenüber der Ebene ebenfalls eine asymmetrische Häufigkeitsverteilung aufweisen. Die Extraktionsflüssigkeit, welche beispielsweise durch diese Perforationslöcher in die Portionskapsel einfließt, wird die Portionskapsel daher nicht auf kürzestem Wege, d. h. insbesondere streng parallel zur axialen Richtung, durchströmen, sondern stattdessen wird sich die Fließrichtung der Extraktionsflüssigkeit im Inneren der Portionskapsel verändern bzw. auffächern. Die Extraktionsflüssigkeit strömt dabei in gegenüber der axialen Richtung geneigten Winkeln durch die Portionskapsel. Insbesondere wird die Extraktionsflüssigkeit beim Durchströmen der Portionskapsel stärker verwirbelt als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Brühvorrichtungen. Die Wechselwirkungstrecke und die Wechselwirkungszeit zwischen der im Inneren der Portionskapsel angeordneten Getränkesubstanz und der die Portionskapsel während des Extraktionsvorgangs durchströmenden Extraktionsflüssigkeit werden daher vergrößert, so dass sich die Geschmacksqualität des zu extrahierenden Getränks verbessert. Ferner ist es auf diese Weise in vorteilhafter Weise möglich, mit einer reduzierten Menge der in der Portionskapsel enthaltenen Getränkesubstanz die aus dem Stand der Technik bekannte Geschmacksqualität zu erzielen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Brühkammer ist, dass beim Einführen der Portionskapsel zwischen das erste und zweite Brühkammerelement ein Hängebleiben der Portionskapsel an den ersten Perforationsmitteln in einfacher Weise verhindert werden kann. Beispielsweise ist denkbar, dass das erste Brühkammerelement in der Ladestellung derart gegenüber dem zweiten Brühkammerelement geneigt ist, dass der Bereich der ersten Perforationsmittel stärker vom zweiten Brühkammerelement beabstandet ist und somit die Portionskapsel beim Einführen nicht mit den ersten Perforationsmitteln in Berührung kommt. Die Bewegung von der Ladestellung in die Extraktionsstellung umfasst in diesem Fall beispielsweise eine axiale Verschiebung des ersten Brühkammerelements entlang der axialen Richtung, als auch ein Verschwenken des ersten Brühkammerelements parallel zum zweiten Brühkammerelement. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass nach dem Befüllen der Brühkammer mit einer Portionskapsel und zum Einleitendes Brühvorgangs das erste Brühkammerelement von der Ladestellung zumindest entlang der axialen Richtung in Richtung des zweiten Brühkammerelements bewegt wird, um die Extraktionsstellung zu erreichen. Bevorzugt umfasst der Winkel zwischen der Ebene und dem Schwerefeld einen Winkel zwischen 50 und 130 Grad, besonders bevorzugt zwischen 70 und 110 Grad und ganz besonders bevorzugt zwischen 80 und 100 Grad.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Ebene eine sich im Wesentlichen senkrecht zum Schwerefeld der Erde erstreckende Horizontalebene umfasst und/oder dass in der Ladestellung ein Zuführen der Portionskapsel zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement entlang einer Laderichtung vorgesehen ist, wobei die Ebene senkrecht zur Laderichtung ausgerichtet ist. Vorzugsweise weist das erste Brühkammerelement oberhalb der Horizontalebene weniger oder mehr erste Perforationsmittel als unterhalb der Horizontalebene. In vorteilhafter Weise ist die Strömungsrichtung der Extraktionsflüssigkeit innerhalb der Portionskapsel somit im Hinblick auf die Schwerkrafteinwirkung optimierbar, welche ebenfalls zu einer Ablenkung der Strömungsrichtung von der axialen Richtung innerhalb der Portionskapsel führt. Besonders bevorzugt ist daher oberhalb der Horizontalebene eine größere Anzahl von ersten Perforationsmitteln angeordnet als unterhalb der Horizontalebene, so dass die vornehmlich oberhalb der Horizontalebene in die Portionskapsel einfließende Extraktionsflüssigkeit entlang des Weges durch die Portionskapsel parallel zum Schwerefeld abgelenkt wird und somit die Portionskapsel zumindest schräg gegenüber der axialen Richtung durchströmt. Beim Befüllen der Brühvorrichtung mit der Portionskapsel wird die Portionskapsel insbesondere seitlich eingeführt, so dass ein schräges Durchströmen der Portionskapsel auch dann gewährleistet ist, wenn die ersten Perforationsmittel zumindest gegenüber einer zur Laderichtung senkrechten Ebene asymmetrisch verteilt sind. Die Laderichtung muss in diesem Fall nicht zwangsläufig mit der Richtung des Schwerefelds parallel sein. Alternativ wäre auch denkbar, dass ausschließlich oberhalb oder ausschließlich unterhalb der Horizontalebene erste Perforationselementeangeordnet sind. Bevorzugt umfasst der Winkel zwischen der Ebene und dem Schwerefeld einen Winkel zwischen 50 und 130 Grad, besonders bevorzugt zwischen 70 und 110 Grad und ganz besonders bevorzugt zwischen 80 und 100 Grad.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Brühvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Portionskapsel beim Bewegen des ersten und/oder des zweiten Brühkammerelements von der Ladestellung in die Extraktionsstellung im Wesentlichen sequentiell von einer Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln des ersten Brühkammerelements perforiert wird. In vorteilhafter Weise ist somit eine Reduktion der benötigten Kraft, welche zur Perforierung der Portionskapsel mittels der ersten Perforationsmittel notwendig ist, zu erzielen, da nicht alle ersten Perforationsmittel gleichzeitig in die Portionskapsel eindringen.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Brühvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Portionskapsel beim Bewegen des ersten und/oder des zweiten Brühkammerelements von der Ladestellung in die Extraktionsstellung zunächst von ersten Perforationsmitteln des ersten Brühkammerelements und erst anschließend von wenigstens einem zweiten Perforationsmittel des zweiten Brühkammerelements perforiert wird. Vorteilhafterweise wird die Portionskapsel somit zuerst auf der Seite des ersten Brühkammerelements und erst anschließend auf der Seite des zweiten Brühkammerelements perforiert. Der insgesamt benötigte Kraftaufwand zur Perforation der Portionskapsel ist somit reduzierbar.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in der Ladestellung ein Zuführen der Portionskapsel zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement entlang einer Laderichtung vorgesehen ist, wobei das erste Brühkammerelement eine Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln zur Perforation der Portionskapsel aufweist und wobei die Schneidebene wenigstens eines ersten Perforationsmittels im Wesentlichen senkrecht zur Laderichtung ausgerichtet ist. In vorteilhafter Weise wird somit die Verletzungsgefahr für einen Benutzer der Brühvorrichtung erheblich reduziert. Ein Benutzer, welcher beispielsweise mit seinem Finger entlang der Laderichtung in den Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Brühkammerelement eingreift, bewegt seinen Finger senkrecht zur Schneidebene, so dass die Gefahr einer Schnittverletzung reduziert wird. Insbesondere wird der Gefahr eines direkten Kontaktes des Fingers mit der Schnittkante des insbesondere als Schneidmesser ausgeführten ersten Perforationsmittels verringert, da der Finger bei einer Bewegung entlang der Laderichtung hauptsächlich nur die stumpfe Seite des Schneidmessers. Der Wortlaut „im Wesentlichen senkrecht” bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass die Schneidebene sich wenigstens entlang einer zur axialen Richtung senkrechten Querrichtung senkrecht zur Laderichtung erstreckt. Bevorzugt umfasst der Winkel zwischen der Schneidebene und der Laderichtung einen Winkel zwischen 50 und 130 Grad, besonders bevorzugt zwischen 70 und 110 Grad und ganz besonders bevorzugt zwischen 80 und 100 Grad.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Brühvorrichtung eine Zuführöffnung aufweist, welche zum Zuführen der Portionskapsel zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement entlang einer Laderichtung vorgesehen ist, wobei wenigstens das erste Perforationsmittel mit dem kleinsten Abstand zur Zuführöffnung eine Schneidebene aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zur Laderichtung ausgerichtet ist. Eine Verletzungsgefahr für den Benutzer geht insbesondere von dem ersten Perforationsmittel aus, welches der Zuführöffnung zum Laden der Brühvorrichtung mit einer Portionskapsel im Vergleich zu den übrigen ersten Perforationsmitteln am nächsten liegt, so dass schon allein durch eine entsprechende Ausrichtung dieses wenigstens einen ersten Perforationsmittels die Verletzungsgefahr erheblich reduziert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ersten Perforationsmittel jeweils als Perforationsspitzen ausgebildet sind, welche von dem ersten Brühkammerelement im Wesentlichen in Richtung des zweiten Brühkammerelements abstehen. Die Perforationsspitzen weist vorzugsweise entlang der axialen Richtung einen im Wesentlichen linienförmigen Querschnitt auf, welcher vorzugsweise geradlinig oder gebogen ausgebildet ist. Insbesondere weisen die Perforationsspitzen senkrecht zur axialen Richtung ein im Wesentlichen dreieckiges Profil auf. Auf diese Weise ist eine vergleichsweise einfache Perforierung mit geringem Kraftaufwand möglich, da der Einstechwiderstand vergleichsweise gering ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Brühkammerelement auf einer dem zweiten Brühkammerelement zugewandten Endseite ein Perforationselement aufweist, welches einen zentralen Flächenbereich umfasst, der entlang seines Umfangs einstückig mit der Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln verbunden ist. Das Perforationselement wird insbesondere durch Knickbiegen der ersten Perforationsmittel gegenüber dem Flächenbereich hergestellt. Auf diese Weise sind eine besonders stabile Ausbildung und Befestigung der ersten Perforationsmittel und gleichzeitig eine kostengünstige Herstellung möglich.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Brühkammerelement und insbesondere das Perforationselement im Flächenbereich eine Mehrzahl von Wasseraustrittsöffnungen zum Zuführen von Flüssigkeit in die mittels der ersten Perforationsmittel perforierte Portionskapsel aufweist, wobei vorzugsweise jeweils eine Wasseraustrittsöffnung im Wesentlichen benachbart zu einem ersten Perforationsmittel angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird die Extraktionsflüssigkeit somit direkt in den Bereich der Perforationsöffnungen in die Brühkammer eingeleitet, so dass die Extraktionsflüssigkeit nahezu ohne Druckverlust in die Portionskapsel einfließen kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Brühkammerelement und insbesondere das Perforationselement eine dem zweiten Brühkammerelement zugewandte Grundfläche aufweist, wobei die ersten Perforationselemente jeweils mit einem im Wesentlichen konstanten Radius um einen zentralen Punkt der Grundfläche herum angeordnet sind. In vorteilhafter Weise wird die Portionskapsel dabei insbesondere im Randbereich ihrer dem ersten Brühkammerelement zugewandten Seite perforiert. Da die Portionskapsel im Randbereich, beispielsweise durch den Flansch der Portionskapsel und/oder durch die Verbindung mit den Seitenwänden der Portionskapsel, besonders stabil ist, weicht das Material der Portionskapsel, insbesondere der Portionskapseldeckel, an dieser Stelle während Perforierungsvorgangs nur unwesentlich zurück, so dass ein sicherer und einfacherer Perforierungsvorgang gewährleistet wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Brühkammerelement wenigstens ein zweites Perforationsmittel aufweist, welches asymmetrisch gegenüber der Ebene und insbesondere gegenüber der Horizontalebene angeordnet ist, wobei das zweite Perforationsmittel vorzugsweise unterhalb der Horizontalebene angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird somit insbesondere eine Öffnung zum Ableiten der Extraktionsflüssigkeit aus der Portionskapsel erzeugt. In vorteilhafter Weise liegt diese Öffnung unterhalb der Horizontaltebene, so dass das oben erwähnte schräge Durchströmen der Portionskapsel, d. h. die Strömungsrichtung der Extraktionsflüssigkeit ist innerhalb der Portionskapsel gegenüber der axialen Richtung geneigt, unterstützt wird und somit die Geschmackqualität des extrahierten Getränks gesteigert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Perforationsmittel eine vom zweiten Brühkammerelement im Wesentlichen in Richtung des ersten Brühkammerelements ragende Aufstechspitze umfasst, welche vorzugsweise zumindest über einen Teilbereich mit seitlichen Nuten versehen ist. In vorteilhafter Weise wird das Ableiten der Extraktionsflüssigkeit aus der Portionskapsel durch die seitlichen Nuten begünstigt, da die Extraktionsflüssigkeit innerhalb der Nuten zwischen dem zweiten Perforationsmittel und dem Kapselmaterial, insbesondere dem Material des Portionskapselbodens, aus der Portionskapsel heraus fließen kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Perforationsmittel lösbar und insbesondere über einen Rast- und/oder Schraubverschluss mit dem zweiten Brühkammerelement gekoppelt ist. In vorteilhafter Weise wird somit ein Ein- und Ausbauendes zweiten Perforierungsmittels, beispielsweise zu Reinigungs- und Servicezwecken, erleichtert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Brühkammerelement ein hohles Glockenelement zur Aufnahme der Portionskapsel umfasst, wobei ein Bodenbereich des Glockenelements wenigstens eine Vertiefung zum Ableiten von Extraktionsflüssigkeit aus der mittels des zweiten Perforationsmittels perforierten Portionskapsel umfasst, wobei das zweite Perforationsmittel vorzugsweise im Bereich der Vertiefung angeordnet ist und wobei die Vertiefung vorzugsweise in einen Ablaufkanal zum Abführen der Extraktionsflüssigkeit aus der Brühkammer mündet. Die Vertiefung umfasst vorzugsweise eine Stütz- und/oder Säulenstruktur, wodurch die Portionskapsel im Bereich der Vertiefung von dem zweiten Brühkammerelement sicher beabstandet wird. Auf diese Weise wird eine Verringerung des Querschnitts der Vertiefung durch den Kapselboden verhindert, so dass ein Ableiten der Extraktionsflüssigkeit zu jedem Zeitpunkt sichergestellt werden kann.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Brühkammerelement eine Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln zur Perforation der Portionskapsel aufweist und dass die Brühvorrichtung ein Beabstandungselement aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass beim Zuführen der Portionskapsel zwischen das erste und das zweite Brühkamerelement in der Ladestellung ein mechanischer Kontakt zwischen der Portionskapsel und den ersten Perforationsmitteln durch das Beabstandungselement verhindert wird. Beim Zuführen einer Portionskapsel zwischen das erste und zweite Brühkammerelement während der Ladestellung besteht bei Brühvorrichtungen nach dem Stand der Technik die Gefahr, dass die Portionskapsel an den Perforationsmitteln hängen bleibt und eine störungsfreie Zuführung der Portionskapsel verhindert wird. Bei der erfindungsgemäßen Brühvorrichtung wird in vorteilhafter Weise ein solches Hängebleiben der Portionskapsel an den Perforationsmitteln durch das Beabstandungselement wirksam verhindert, indem das Beabstandungselement während der Zuführung der Portionskapsel eine Beabstandung der Portionskapsel von dem ersten Brühkammerelement und vom den ersten Perforationsmitteln sicherstellt. In vorteilhafter Weise wird somit ein störungsfreies Zuführen von Portionskapseln gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ersten Perforationsmittel zwei Perforationsspitzen umfassen, wobei das Beabstandungselement zumindest teilweise zwischen den zwei Perforationsspitzen angeordnet ist und wobei in der Ladestellung das Beabstandungselement zumindest im Bereich zwischen den zwei Perforationsspitzen vom ersten Brühkammerelement beabstandet ist und wobei die zwei Perforationsspitzen vorzugsweise entlang des Schwerefelds unterhalb der Horizontalebene angeordnet sind. In vorteilhafter Weise wird somit die Gefahr des Hängebleibens der Portionskapsel an den ersten Perforationsspitzen weiter reduziert, da das Beabstandungselement insbesondere im Bereich der ersten Perforationsspitze von dem ersten Brühkammerelement beabstandet ist und somit die Portionskapsel vor einem unmittelbaren mechanischen Kontakt mit den ersten Perforationsspitzen geschützt wird. Zudem wird ein hierdurch ein wirksamer Fingerschutz realisiert, durch welchen ein in die Brühkammer greifender Benutzer vor einem Kontakt mit den scharfen ersten Perforationsmitteln geschützt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Beabstandungselement an dem ersten Brühkammerelement befestigt ist und zumindest teilweise elastisch in Richtung des zweiten Brühkammerelements vorgespannt ist und/oder dass das Beabstandungselement derart ausgebildet ist, dass es in der Extraktionsstellung im Wesentlichen vollständig am ersten Brühkammerelement anliegt. In vorteilhafter Weise ist das Beabstandungselement in der Ladestellung von dem ersten Brühkammerelement beabstandet, während es in der Extraktionsstellung am ersten Brühkammerelement anliegt, so dass der Extraktionsvorgang nicht durch das Beabstandungselement beeinträchtigt wird. Dies wird dadurch erzielt, dass das Beabstandungselement elastisch in Richtung zweites Brühkammerelement vorgespannt ist, sowie insbesondere flexibel ausgebildet ist. Beim Schließen der Brühkammer wird die Portionskapsel in Richtung des ersten Brühkammerelements gedrückt, so dass automatisch auch das Beabstandungselement in Anlage mit dem ersten Brühkammerelement gelangt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Beabstandungselement ein Metallstreifen umfasst, wobei der Metallstreifen ein am ersten Brühkammerelement befestigtes erstes Ende und ein freies zweites Ende aufweist, wobei das zweite Ende in der Ladestellung vorzugsweise vom ersten Brühkammerelement schräg in Richtung des zweiten Brühkammerelements absteht oder in der Ladestellung vorzugsweise an einer dem zweiten Brühkammerelement zugewandten Fläche des ersten Brühkammerelements anliegt. In vorteilhafter Weise steht in der Ladestellung das freie zweite Ende schräg in Richtung zweites Brühkammerelement ab, so dass das Beabstandungselement wie eine Blattfeder wirkt, welche die Portionskapsel in der Ladestellung auf Abstand zu den ersten Perforationsspitzen hält. Alternativ ist denkbar, dass der Metallstreifen zusätzlich eine Krümmung in Richtung des zweiten Brühkammerelements aufweist, wodurch sich die Federwirkung verstärkt. Das zweite Ende kann wieder in Richtung des zweiten Brühkammerelements schräg abstehen oder alternativ auch in der Ladestellung am ersten Brühkammerelement anliegen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Metallstreifen ein Durchgangsloch aufweist und/oder dass der Metallstreifen im Wesentlichen parallel zur Laderichtung ausgerichtet ist. Durch das Durchgangsloch strömt vorzugsweise die Extraktionsflüssigkeit in Richtung der Portionskapsel, wobei das Durchgangsloch vorzugsweise mit einer Extraktionsflüssigkeitszugangsöffnung im ersten Brühkammerelement fluchtet. Es ist denkbar, dass das Beabstandungselement alternativ zum Metallstreifen in gleicher Weise ausgebildet ist, aber aus einem Kunststoffmaterial gefertigt wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brühvorrichtung, wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine Portionskapsel zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement eingeführt wird und wobei in einem nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt das erste und/oder zweite Brühkammerelement im Wesentlichen entlang der axialen Richtung von der Ladestellung in die Extraktionsstellung bewegt wird und wobei während des zweiten Verfahrensschrittes die Portionskapsel zunächst von einer Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln des ersten Brühkammerelements perforiert wird und anschließend von wenigstens einem zweiten Perforationsmittel des zweiten Brühkammerelements perforiert wird. In vorteilhafter Weise wird somit der benötigte Kraftaufwand zur Perforierung der Portionskapsel und zum Schließen der Brühkammer verringert.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass während des zweiten Verfahrensschrittes die Portionskapsel sequentiell von ersten Perforationsmitteln des ersten Brühkammerelements perforiert wird. Auf diese Weise wird der benötigte Kraftaufwand zur Perforierung der Portionskapsel und zum Schließen der Brühkammer ebenfalls weiter verringert.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass während des zweiten Verfahrensschrittes die Portionskapsel gegenüber einer sich entlang der axialen Richtung erstreckenden Ebene asymmetrisch perforiert wird, so dass in vorteilhafter Weise das Durchströmverhalten der Extraktionsflüssigkeit durch die Portionskapsel während des Extraktionsvorgangs und somit die Wechselwirkung zwischen der Extraktionsflüssigkeit und der in der Portionskapsel enthaltenen Getränkesubstanz optimiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass von den ersten Perforationsmitteln ein Kapseldeckel der Portionskapsel perforiert wird und dass von dem zweiten Perforationsmittel ein Kapselboden der Portionskapsel perforiert wird.
Gemäß eines weiteren Gegenstands oder einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im ersten Verfahrensschritt die Portionskapsel beim Zuführen zwischen das erste und zweite Brühkammerelement zumindest teilweise von einem am ersten Brühkammerelement befestigten Beabstandungselement derart geführt wird, dass ein mechanischer Kontakt zwischen der Portionskapsel und den ersten Perforationsmitteln durch das Beabstandungselement verhindert wird. In vorteilhafter Weise wird die Portionskapsel beim Einführen zwischen das erste zweite Brühkammerelement durch das Beabstandungselement auf Abstand zum ersten Brühkammerelement und somit insbesondere auch zu den ersten Perforationsmitteln gehalten. Die Einführungsvorgang wird somit störunanfälliger, da ein Hängenbleiben der Portionskapsel an den ersten Perforationsmitteln wirksam verhindert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass während des ersten Verfahrensschrittes das Beabstandungselement zumindest teilweise von dem ersten Brühkammerelement in Richtung des zweiten Brühkammerelements absteht, wobei im zweiten Verfahrensschritt das Beabstandungselement in Anlage mit dem ersten Brühkammerelement gebracht wird. In vorteilhafter Weise wird beim Überführen des ersten Brühkammerelement von der Ladestellung in die Extraktionsstellung das Beabstandungselement automatisch in Richtung des ersten Brühkammerelements gedrückt, so dass der Extraktionsvorgang durch das Beabstandungselement nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere steht das Beabstandungselement somit in der Extraktionsstellung nicht in die Brühkammer vor. Das Beabstandungselement wird dabei insbesondere von einer zumindest teilweise gekrümmten Formgebung in einer geradlinige Form gebogen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Brühvorrichtung, wobei in einem ersten Herstellungsschritt ein Perforationselement mit einen zentralen Flächenbereich und einer Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln ausgestanzt wird, wobei in einem zweiten Herstellungsschritt die ersten Perforationselemente gegenüber dem Flächenbereich derart knickgebogen werden, dass die ersten Perforationsmittel senkrecht vom Flächenbereich abstehen, und wobei in einem dritten Herstellungsschritt das Perforationselement mit dem ersten Brühkammerelement verbunden wird. Auf diese Weise sind eine besonders stabile Ausbildung der ersten Perforationsmittel, sowie eine sichere Befestigung der ersten Perforationsmittel an dem ersten Brühkammerelement möglich. Ferner ist die Herstellung besonders kostengünstig. Vorzugsweise wird das Perforationselement mit dem ersten Brühkammerelement verschraubt. Das Perforationselement umfasst insbesondere ein Blechmaterial. Vorzugsweise wird im ersten Herstellungsschritt das Perforationselement im Flächenbereich mit einer Mehrzahl von Wasseraustrittsöffnungen versehen, wobei jede der Wasseraustrittsöffnungen dabei besonders bevorzugt benachbart zu einem ersten Perforationselement angeordnet wird. In einem vierten Herstellungsschritt wird wenigstens ein zweites Perforationsmittel mit dem zweiten Brühkammerelement verbunden, wobei insbesondere eine Rast- und/oder Schraubverbindung Verwendung findet.
Verwendung einer erfindungsgemäßen Brühvorrichtung zur Zubereitung von Heißgetränken, insbesondere von Kaffe-, Milch- und/oder Schokoladengetränken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen illustrieren lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
1a bis 1k zeigen schematische Schnittbildansichten einer Brühvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2a bis 2c zeigen schematische Ansichten eines ersten Brühkammerelements einer Brühvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines ersten Brühkammerelements einer Brühvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
4a bis 4d zeigen schematische Ansichten eines ersten Brühkammerelements einer Brühvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5a bis 5c zeigen schematische Ansichten eines ersten Brühkammerelements einer Brühvorrichtung gemäß einer fünften 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 bis 1k sind schematische Schnittbildansichten einer Brühvorrichtung 1 zum Extrahieren einer Portionskapsel 2 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Brühvorrichtung 1 umfasst dabei ein als Aufnahmeelement bzw. teilweise hohles Glockenelement 14 ausgebildetes erstes Brühkammerelement 3 und ein als Verschlusselement 21 bzw. Kolben ausgebildetes zweites Brühkammerelement 4. Das erste Brühkammerelement 3 ist relativ zum zweiten Brühkammerelement 4 entlang einer axialen Richtung 6 zwischen einer in 1a und 1k illustrierten Ladestellung 17 und einer in 1f illustrierten Extraktionsstellung 11 bewegbar.
Die Portionskapsel 2 umfasst einen aus Kunststoff gefertigten und topfförmig ausgebildeten Kegelstumpf 30. Der Kegelstumpf 30 wird mittels eines aus Kunststoff- oder Aluminiumfolie gefertigten Kapseldeckels 28 luftdicht verschlossen. Innerhalb der Portionskapsel 2 befindet sich eine Getränkesubstanz, insbesondere ein mittels einer Extrahierflüssigkeit extrahierbares Röstkaffeepulver. Optional weist die Portionskapsel 2 ein nicht abgebildetes Filterelement auf, welches vom Kapselboden 29 beabstandet zwischen dem Kapselboden 29 und der Getränkesubstanz angeordnet ist. Der Kapseldeckel 28 ist im Bereich eines Kapselflansches 27 mit dem Kegelstumpf 30 verklebt oder verschweißt.
Das erste Brühkammerelement 3 weist auf einer dem zweiten Brühkammerelement 4 zugewandten Seite ein Perforationselement 22 auf, welches eine kreisrunde Grundfläche 9 umfasst, an deren Peripheriebereich in Umfangsrichtung sechs erste Perforationsmittel 5 ausgebildet sind. Die ersten Perforationsmittel 5 umfassen jeweils eine Perforationsspitze 5', welche in Richtung des zweiten Brühkammerelements 4 von der Grundfläche 9 abstehen. Ferner sind in der Grundfläche 9 sechs Wasseraustrittsöffnungen 24 ausgebildet (aus perspektivischen Gründen in den 1a bis 1k nicht zu erkennen), wobei immer genau eine Wasseraustrittsöffnung 25 in der Nähe einer Perforationsspitze 5' angeordnet ist. Das erste Brühkammerelement 3 weist einen Wasserzuführkanal 31 auf, welcher in eine zwischen dem ersten Brühkammerelement 3 und dem Perforationselement 22 ausgebildete Ausbuchtung 32 mündet, so dass sich durch den Wasserzuführkanal 31 zugeführte Extraktionsflüssigkeit über die Ausbuchtung 32 auf die sechs Wasseraustrittsöffnungen 25 verteilen kann. Das Perforationselement 22 ist mittels einer Schraube 33 am ersten Brühkammerelement 3 befestigt. Das zweite Brühkammerelement 4 weist ein zweites Perforationsmittel 8 auf, welches eine in Richtung des ersten Brühkammerelements 3 weisende Aufstechspitze 8' umfasst, die innerhalb des Hohlraums angeordnet ist und über einen Rastverschluss lösbar mit dem zweiten Brühkammerelement 4 verbunden ist. Die Aufstechspitze 8' ist mit seitlichen Nuten 12 versehen, welche sich parallel zur axialen Richtung 6 erstrecken. Im Bereich der Aufstechspitze 8' weist das zweite Brühkammerelement 4 eine Vertiefung 16 im Bodenbereich 15 des Hohlraums auf, in welche ein Ablaufkanal 13 mündet.
In 1a ist das erste Brühkammerelement 3 in der Ladestellung 17 illustriert, d. h. das erste Brühkammerelement 3 ist entlang der axialen Richtung 6 von dem zweiten Brühkammerelement 4 beabstandet. In dieser Ausgangsposition wird nun entlang einer Laderichtung 18 die Portionskapsel 2 durch einen nicht abgebildeten Benutzer eingeführt. Ein als Teil des zweiten Brühkammerelements 4 ausgebildetes Gehäuse der Brühvorrichtung 1 weist dazu eine Zuführöffnung 20 auf, durch welche die Portionskapsel 2 eingeführt wird.
In 1b ist illustriert, dass die Portionskapsel 2 unter Schwerkrafteinwirkung seitlich in den Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Brühkammerelement 3, 4 fällt und dort mittels nicht näher beschriebenen Haltemitteln 25, welche an dem Kapselflansch 27 der Portionskapsel 2 am ersten Brühkammerelement 3 gehalten wird.
Im nächsten Schritt, illustriert anhand der 1c, wird das erste Brühkammerelement 3 über ein Kniehebelgelenk 26 zu einer Bewegung in Richtung des zweiten Brühkammerelements 4 angetrieben.
Anhand der 1d wird illustriert, dass kurz bevor der Kapselboden 29 die Aufstechspitze 8' berührt, das erste Brühkammerelement 3 derart aufgerichtet wird, dass die Grundfläche 9 nahezu exakt senkrecht zur axialen Richtung 6 ausgerichtet ist. Die Perforationsspitzen 8' berühren anschließend des Kapseldeckel 28.
Im nächsten Schritt, dargestellt in 1e, wird durch die andauernde Bewegung des ersten Brühkammerelements 3 in Richtung des zweiten Brühkammerelements 4 der Kapseldeckel 28 durch die als Perforationsspitzen 5' ausgebildeten ersten Perforationsmittel 5 perforiert. Der Kapselboden 29 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht perforiert.
In 1f ist das erste Brühkammerelement 3 bis zum zweiten Brühkammerelement 4 entlang der axialen Richtung 6 in die Extraktionsstellung 11 verschoben, so dass die Portionskapsel 2 nahezu vollständig in das hohle Glockenelement 14 eingeführt ist und der Kapselboden 29 nun durch das als Aufstechdorn 8' ausgebildete zweite Perforationsmittel 8 perforiert ist. Das erste und das zweite Brühkammerelement 3, 4 bilden somit eine hermetisch geschlossene Brühkammer 1', in welcher die Portionskapsel 2 angeordnet ist. Der Kapselflansch 27 ist dabei zwischen dem ersten und dem zweiten Brühkammerelement 3, 4 insbesondere mittels eines elastischen Dichtrings 34 fest eingeklemmt.
In dieser Stellung wird der Extraktionsvorgang eingeleitet, d. h. der Brühkammer 1' wird Extraktionsflüssigkeit in Form von druckbeaufschlagtem und erhitztem Wasser zugeführt. Die Extraktionsflüssigkeit wird dabei durch den Wasserzuführkanal 31 und die Ausbuchtung 32 zu den Wasseraustrittsöffnungen 24 gefördert und gelangt dort durch die mittels der Messerspitzen 5' erzeugten Perforationsöffnungen im Kapseldeckel 28 in die Portionskapsel 2. Die Getränkesubstanz wird von der Extraktionsflüssigkeit durchströmt, so dass sich ein Getränkeextrakt bildet, welcher die Portionskapsel 2 durch das mittels des Aufstechdorns 8' im Kapselboden 29 erzeugte Perforationsloch wieder verlässt und durch die Vertiefung 16 in den Ablaufkanal 13 gelangt. Mittels des Ablaufkanals 13 wird der Getränkeextrakt vorzugsweise direkt einem nicht abgebildeten Trinkgefäß, wie einer Kaffeetasse zugeführt. Die Extraktionsflüssigkeit durchströmt die Portionskapsel 2 dabei entlang einer vergleichsweise langen Wechselwirkungsstrecke, da die Häufigkeit der ersten Perforationsmittel 5 oberhalb der Horizontalebene 7' großer ist als unterhalb der Horizontalebene 7' und die Strömungsrichtung innerhalb der Portionskapsel 2 somit schräg verläuft. Zur Unterstützung dieses schrägen Durchströmens ist das zweite Perforationsmittel 8 ist in einer nicht dargestellten bevorzugten Ausführungsform vorzugsweise unterhalb der Horizontalebene 7' angeordnet.
Nach dem Extraktionsvorgang wird das erste Brühkammerelement 3 von der Extraktionsstellung 11 parallel zur axialen Richtung 6 wieder zurück in die Ladestellung 17 bewegt. Dies ist anhand von 1g bis 1j illustriert. Die verbrauchte Portionskapsel 2 wird dabei vom ersten Brühkammerelement 3 soweit wieder mit zurückgezogen bis der Kapselflansch 27 in Kontakt mit einem nicht näher beschriebenen Auswerfer 35 gelangt, wodurch die Portionskapsel 2 außer Eingriff mit den Haltemitteln 25 kommt und unter Schwerkrafteinwirkung selbstständig aus dem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Brühkammerelement 3, 4 fällt, beispielsweise in einen nicht gezeigten Auffangbehälter.
Anschließend befindet sich das erste Brühkammerelement 3, wie in 1k gezeigt, wieder in der Ladeposition 17, so dass eine erneute Befüllung der Brühvorrichtung 1 mit einer unverbrauchten Portionskapsel 2 gemäß 1a möglich ist.
In 2a bis 2c sind schematische Ansichten eines ersten Brühkammerelements 3 einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Brühvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen der in 1a bis 1k illustrierten Brühvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform gleicht. Die ersten Perforationsmittel 5 sind als Perforationsspitzen 5' ausgebildet, welche in der Projektion entlang der axialen Richtung 6 nahezu einen linienförmigen Querschnitt 36 aufweisen, welcher entlang des Umfangs der Grundfläche 9 gebogen ist. In einer zur axialen Richtung 6 parallelen Ebene weisen die Perforationsspitzen 5' jeweils ein dreieckiges Profil 37 auf, welches jeweils parallel zur Schneidebene 19 verläuft, da die Schneidkanten der Perforationsspitzen 5' jeweils durch die Schenkel 38 der Dreiecke gebildet werden. Die Perforationsspitzen 5' sind in einer zur axialen Richtung 6 senkrechten Ebene jeweils mit konstanten Radius um einen zentralen Punkt 10 auf der Grundfläche 9 angeordnet. Das Perforationselement 22 mit Grundfläche 9 und Perforierungsspitzen 5' wird dabei im Rahmen eines Stanzprozesses aus einem Blech gestanzt und die Perforierungsspitzen 5' werden anschließend derart gegenüber der Grundfläche 9 knickgebogen, dass die Perforierungsspitzen 5' senkrecht vom Peripheriebereich der Grundfläche 9 abstehen. Die Perforationsspitzen 5' sind dabei entlang des Peripheriebereichs derart verteilt, dass sie gegenüber einer sich entlang der axialen Richtung 6 erstreckenden Ebene 7 asymmetrisch verteilt sind, d. h. auf einer Seite der Ebene 7 sind mehr Perforationsspitzen 5' ausgebildet auf der anderen Seite der Ebene 7. Die Ebene 7 umfasst dabei insbesondere eine Horizontalebene 7', welche im Wesentlichen nahezu senkrecht zum Schwerefeld 39 und/oder zur Laderichtung 18 ausgebildet ist. In 2c ist anhand von Pfeilen 42 die Strömung der Extraktionsflüssigkeit in Richtung der Brühkammer 1' illustriert.
In 3 ist eine schematische Schnittbildansicht eines ersten Brühkammerelements 3 einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt, wobei die Brühvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform im Wesentlichen der in 2a bis 2c illustrierten Brühvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform gleicht, wobei die Brühvorrichtung 1 im Unterschied zur zweiten Ausführungsform wenigstens ein erstes Perforierungsmittel 3 umfasst, welches den geringsten Abstand zur Zuführöffnung 20 aufweist und welches eine Schneidebene 19 aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zur Laderichtung 18 und/oder zum Schwerefeld 39 ausgerichtet ist. Ein Finger 40 eines Benutzers, welcher von oben durch die Zuführöffnung 20 in die Brühvorrichtung 1 hineingreift, gelangt somit lediglich mit der stumpfen Seitenfläche 41 dieses ersten Perforierungsmittels 3 in Kontakt, so dass die Verletzungsgefahr erheblich reduziert ist.
In 4a bis 4d sind schematische Ansichten eines ersten Brühkammerelements 3 einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Brühvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform im Wesentlichen der in 2a bis 2c illustrierten Brühvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform gleicht, wobei die Brühvorrichtung 1 im Unterschied zur zweiten Ausführungsform lediglich zwei erste Perforationsspitzen 5' als erste Perforationsmittel 5 aufweist, welche entlang des Schwerefelds 39 unterhalb der Horizontalebene 50 angeordnet sind. Zwischen den Perforationsspitzen 5' ist ein Beabstandungselement 50 angeordent. Das Beabstandungselement 50 umfasst einen sich im Wesentlichen parallel zur Laderichtung 18. Das Beabstandungselement 50 umfasst einen Metallstreifen 51, welcher mit einem ersten Ende 51 am ersten Brühkammerelement 3 befestigt ist. Hierzu ist das erste Ende 52, wie in 4c zu sehen ist, in Richtung des ersten Brühkammerelements 3 abgewinkelt und fest in einer Ausnehmung 55 des ersten Brühkammerelements 3 eingespannt. Das zweite Ende 53 des Metallstreifens 51 ist ein freies Ende ohne Befestigung am ersten Brühkammerelement 3. Der Metallstreifen 51 weist zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 52, 53 eine Krümmung in Richtung des zweiten Brühkammerelements 4 auf. Diese Krümmung dient dazu, eine Portionskapsel 2, welche in der Ladestellung 17 zwischen das erste und zweite Brühkammerelement 3, 4 eingeführt wird, von dem ersten Brühkammerelement 3 zu beabstanden, so dass die Portionskapsel 2 während des Einführvorgangs nicht an den zwei Perforationsspitzen 5' hängen bleibt. Beim Schließen der Brühkammer wird der Metallstreifen 51 von der Portionskapsel 2 gegen das erste Brühkammerelement 3 gedrückt, so dass es in der Extraktionsstellung 11 mit dem ersten Brühkammerelement 3 in Anlage kommt (in den Figuren nicht dargestellt) und den Extraktionsvorgang nicht beeinträchtigt. Das freie zweite Ende 53 bewegt sich hierbei entlang des Schwerefelds 39. Das Beabstandungselement 50 weist ferner ein Durchgangsloch 54 auf, welches mit dem Wasserzuführkanal 31 des ersten Brühkammerelements 3 im Wesentlichen fluchtet und eine Zuführung der Extraktionsflüssigkeit zur Portionskapsel 2 ermöglicht.
In 5a bis 5c sind schematische Ansichten eines ersten Brühkammerelements 3 einer Brühvorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Brühvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform im Wesentlichen der in 4a bis 4d illustrierten Brühvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform gleicht, wobei die Brühvorrichtung 1 im Unterschied zur vierten Ausführungsform ein Beabstandungselement 50 aufweist, welches keine Krümmung aufweist, sondern bei welchem stattdessen das freie zweite Ende 53 in der Ladestellung 17 schräg in Richtung des zweiten Brühkammerelement 4 vom ersten Brühkammerelement 3 absteht. Beim Überführen des ersten Brühkammerelements 3 von der Ladestellung 17 in die Extraktionsstellung 11 wird das zweite Ende 53 in Richtung des ersten Brühkammerelements 3 verschwenkt, so dass das Beabstandungselement 50 im Wesentlichen entlang seiner gesamten Länge in Anlage mit dem ersten Brühkammerelement 3 gelangt (nicht dargestellt in den Figuren).
Bezugszeichenliste

1: Brühvorrichtung
1': Brühkammer
2: Portionskapsel
3: Erstes Brühkammerelement
4: Zweites Brühkammerelement
5: Ersten Perforationsmitteln
5': Perforationsspitzen
6: Axiale Richtung
7: Ebene
7': Horizontalebene
8: Zweite Perforationsmittel
8': Aufstechspitze
9: Grundfläche
10: Zentraler Punkt
11: Extraktionsstellung
12: Nuten
13: Ablaufkanal
14: Hohles Glockenelement, Aufnahmeelement
15: Bodenbereich
16: Vertiefung
17: Ladestellung
18: Laderichtung
19: Schneidebene
20: Zuführöffnung
21: Verschlusselement, Kolben
22: Perforationselement
23: Flächenbereich
24: Wasseraustrittsöffnungen
25: Haltemittel
26: Kniehebelgelenk
27: Kapselflansch
28: Kapseldeckel
29: Kapselboden
30: Kegelstumpf
31: Wasserzuführkanal
32: Ausbuchtung
33: Schraube
34: Dichtungsring
35: Auswerfer
36: Linienförmiger Querschnitt
37: Dreieckprofil
38: Schenkel
39: Schwerefeld
40: Finger
41: Seitenfläche
42: Strömungsrichtung
50: Beabstandungselement
51: Metallstreifen
52: Erstes Ende
53: Zweites Ende
54: Durchgangsloch
55: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2077087 A1 [0002]

Claims

Brühvorrichtung (1) zum Extrahieren einer Portionskapsel (2) mit einem ersten Brühkammerelement (3) und einem zweiten Brühkammerelement (4), wobei das erste und/oder das zweite Brühkammerelement (3, 4) entlang einer axialen Richtung (6) zwischen einer Ladestellung (17), in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement (3, 4) voneinander beabstandet sind, und einer Extraktionsstellung (11), in welcher das erste und das zweite Brühkammerelement (3, 4) eine im Wesentlichen geschlossene Brühkammer (1') bilden, bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brühkammerelement (3) eine Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln (5) zur Perforation der Portionskapsel (2) aufweist, welche gegenüber einer sich entlang der axialen Richtung (6) erstreckenden Ebene (7) asymmetrisch verteilt angeordnet sind.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (7) eine sich im Wesentlichen senkrecht zum Schwerefeld (39) der Erde erstreckende Horizontalebene (7') umfasst und/oder dass in der Ladestellung (17) ein Zuführen der Portionskapsel (2) zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement (3, 4) entlang einer Laderichtung (18) vorgesehen ist, wobei die Ebene (7) senkrecht zur Laderichtung (18) ausgerichtet ist.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brühkammerelement (3) oberhalb der Horizontalebene (7') eine höhere oder geringere Anzahl von ersten Perforationsmitteln (5) als unterhalb der Horizontalebene (7') aufweist.
Brühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brühvorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass die Portionskapsel (2) beim Bewegen des ersten und/oder des zweiten Brühkammerelements (3, 4) von der Ladestellung (17) in die Extraktionsstellung (11) im Wesentlichen sequentiell von einer Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln (5) des ersten Brühkammerelements (3) perforiert wird.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brühvorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass die Portionskapsel (2) beim Bewegen des ersten und/oder des zweiten Brühkammerelements (3, 4) von der Ladestellung (17) in die Extraktionsstellung (11) zunächst von ersten Perforationsmitteln (5) des ersten Brühkammerelements (3) und erst anschließend von wenigstens einem zweiten Perforationsmittel (8) des zweiten Brühkammerelements (4) perforiert wird.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ladestellung (17) ein Zuführen der Portionskapsel (2) zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement (3, 4) entlang einer Laderichtung (18) vorgesehen ist, wobei das erste Brühkammerelement (3) eine Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln (5) zur Perforation der Portionskapsel (2) aufweist und wobei die Schneidebene (19) wenigstens eines ersten Perforationsmittels (5) im Wesentlichen senkrecht zur Laderichtung (18) ausgerichtet ist.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brühvorrichtung (1) eine Zuführöffnung (20) aufweist, welche zum Zuführen der Portionskapsel (2) zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement (3, 4) entlang einer Laderichtung (18) vorgesehen ist, wobei wenigstens das erste Perforationsmittel (5) mit dem kleinsten Abstand zur Zuführöffnung (20) eine Schneidebene (10) aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zur Laderichtung (18) ausgerichtet ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Perforationsmittel (5) jeweils als Perforationsspitzen (5') ausgebildet sind, welche von dem ersten Brühkammerelement (3) im Wesentlichen in Richtung des zweiten Brühkammerelements (4) abstehen.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationsspitzen (5') entlang der axialen Richtung (6) einen im Wesentlichen linienförmigen Querschnitt (36) aufweisen, welcher vorzugsweise geradlinig oder gebogen ausgebildet ist, und/oder dass die Perforationsspitzen (5') senkrecht zur axialen Richtung (6) ein im Wesentlichen dreieckiges Profil (37) aufweisen.
Brühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brühkammerelement (3) auf einer dem zweiten Brühkammerelement (4) zugewandten Endseite ein Perforationselement (22) aufweist, welches einen zentralen Flächenbereich (23) umfasst, der entlang seines Umfangs einstückig mit der Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln (5) verbunden ist.
Brühvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforationselement (22) durch Knickbiegen der ersten Perforationsmittel (5) gegenüber dem Flächenbereich (23) hergestellt ist.
Brühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brühkammerelement (3) und insbesondere das Perforationselement (22) im Flächenbereich (23) eine Mehrzahl von Wasseraustrittsöffnungen (24) zum Zuführen von Extraktionsflüssigkeit in die mittels der ersten Perforationsmittel (5) perforierte Portionskapsel (2) aufweist, wobei vorzugsweise jeweils eine Wasseraustrittsöffnung (24) im Wesentlichen benachbart zu einem ersten Perforationsmittel (8) angeordnet ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brühkammerelement (3) und insbesondere das Perforationselement (22) eine dem zweiten Brühkammerelement (4) zugewandte Grundfläche (9) aufweist, wobei die ersten Perforationselemente (5) jeweils mit einem im Wesentlichen konstanten Radius (11) um einen zentralen Punkt (10) der Grundfläche (9) herum angeordnet sind.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Brühkammerelement (4) wenigstens ein zweites Perforationsmittel (8) aufweist, welches asymmetrisch gegenüber der Ebene (7) und insbesondere gegenüber der Horizontalebene (7') angeordnet ist, wobei das zweite Perforationsmittel (8) vorzugsweise unterhalb der Horizontalebene (7') angeordnet ist.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Perforationsmittel (8) eine vom zweiten Brühkammerelement (4) im Wesentlichen in Richtung des ersten Brühkammerelements (3) ragende Aufstechspitze (8') umfasst, welche vorzugsweise zumindest über einen Teilbereich mit seitlichen Nuten (12) versehen ist.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Perforationsmittel (8) lösbar und insbesondere über einen Rast- und/oder Schraubverschluss mit dem zweiten Brühkammerelement (4) gekoppelt ist.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Brühkammerelement (4) ein hohles Glockenelement (14) zur Aufnahme der Portionskapsel (2) umfasst, wobei ein Bodenbereich (15) des Glockenelements (14) wenigstens eine Vertiefung (16) zum Ableiten von Extraktionsflüssigkeit aus der mittels des zweiten Perforationsmittels (8) perforierten Portionskapsel (2) umfasst, wobei das zweite Perforationsmittel (8) vorzugsweise im Bereich der Vertiefung (16) angeordnet ist und wobei die Vertiefung (16) vorzugsweise in einen Ablaufkanal (13) zum Abführen der Extraktionsflüssigkeit aus der Brühkammer (1') mündet.
Brühvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brühkammerelement (3) eine Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln (5) zur Perforation der Portionskapsel (2) aufweist und dass die Brühvorrichtung (1) ein Beabstandungselement (50) aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass beim Zuführen der Portionskapsel (2) zwischen das erste und das zweite Brühkamerelement (3, 4) in der Ladestellung (17) ein mechanischer Kontakt zwischen der Portionskapsel (2) und den ersten Perforationsmitteln (5) durch das Beabstandungselement (50) verhindert wird.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Perforationsmittel (5) zwei Perforationsspitzen (5') umfassen, wobei das Beabstandungselement (50) zumindest teilweise zwischen den zwei Perforationsspitzen (5') angeordnet ist und wobei in der Ladestellung (17) das Beabstandungselement (50) zumindest im Bereich zwischen den zwei Perforationsspitzen (5') vom ersten Brühkammerelement (3) beabstandet ist und wobei die zwei Perforationsspitzen (5') vorzugsweise entlang des Schwerefelds (39) unterhalb der Horizontalebene (7') angeordnet sind.
Brühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Beabstandungselement (50) an dem ersten Brühkammerelement (3) befestigt ist und zumindest teilweise elastisch in Richtung des zweiten Brühkammerelements (4) vorgespannt ist und/oder dass das Beabstandungselement (50) derart ausgebildet ist, dass es in der Extraktionsstellung (11) im Wesentlichen vollständig am ersten Brühkammerelement (3) anliegt.
Brühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 18 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Beabstandungselement (50) ein Metallstreifen (51) umfasst, wobei der Metallstreifen (51) ein am ersten Brühkammerelement (3) befestigtes erstes Ende (52) und ein freies zweites Ende (53) aufweist, wobei das zweite Ende (53) in der Ladestellung (17) vorzugsweise vom ersten Brühkammerelement (3) schräg in Richtung des zweiten Brühkammerelements (4) absteht oder in der Ladestellung (17) vorzugsweise an einer dem zweiten Brühkammerelement (4) zugewandten Fläche des ersten Brühkammerelements (3) anliegt.
Brühvorrichtung (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen (51) eine Krümmung in Richtung des zweiten Brühkammerelements (4) aufweist und/oder dass der Metallstreifen (51) ein Durchgangsloch (54) aufweist und/oder dass der Metallstreifen (51) im Wesentlichen parallel zur Laderichtung (18) ausgerichtet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Brühvorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine Portionskapsel (2) zwischen das erste und das zweite Brühkammerelement (3, 4) eingeführt wird und wobei in einem nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt das erste und/oder zweite Brühkammerelement (3, 4) im Wesentlichen entlang der axialen Richtung (6) von der Ladestellung (17) in die Extraktionsstellung (11) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Verfahrensschrittes die Portionskapsel (2) zunächst von einer Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln (5) des ersten Brühkammerelements (3) perforiert wird und anschließend von wenigstens einem zweiten Perforationsmittel (8) des zweiten Brühkammerelements (4) perforiert wird.
Verfahren nach Anspruch 23 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Verfahrensschrittes die Portionskapsel (2) sequentiell von ersten Perforationsmitteln (5) des ersten Brühkammerelements (3) perforiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Verfahrensschrittes die Portionskapsel (2) gegenüber einer sich entlang der axialen Richtung (6) erstreckenden Ebene (7) asymmetrisch perforiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass von den ersten Perforationsmitteln (5) ein Kapseldeckel (28) der Portionskapsel (2) perforiert wird und dass von dem zweiten Perforationsmittel (8) ein Kapselboden (29) der Portionskapsel (2) perforiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt die Portionskapsel (2) beim Zuführen zwischen das erste und zweite Brühkammerelement (3, 4) zumindest teilweise von einem am ersten Brühkammerelement (3) befestigten Beabstandungselement (50) derart geführt wird, dass ein mechanischer Kontakt zwischen der Portionskapsel (2) und den ersten Perforationsmitteln (5) durch das Beabstandungselement (50) verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass während des ersten Verfahrensschrittes das Beabstandungselement (50) zumindest teilweise von dem ersten Brühkammerelement (3) in Richtung des zweiten Brühkammerelements (4) absteht, wobei im zweiten Verfahrensschritt das Beabstandungselement (1) in Anlage mit dem ersten Brühkammerelement (3) gebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer Brühvorrichtung (1) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Herstellungsschritt ein Perforationselement (22) mit einen zentralen Flächenbereich (23) und einer Mehrzahl von ersten Perforationsmitteln (5) ausgestanzt wird, dass in einem zweiten Herstellungsschritt die ersten Perforationselemente (5) gegenüber dem Flächenbereich (23) derart knickgebogen werden, dass die ersten Perforationsmittel (5) senkrecht vom Flächenbereich (23) abstehen, und dass im dritten Herstellungsschritt das Perforationselement (22) mit dem ersten Brühkammerelement (3) verbunden wird .
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Herstellungsschritt das Perforationselement (22) im Flächenbereich (23) mit einer Mehrzahl von Wasseraustrittsöffnungen (24) versehen wird, wobei jede der Wasseraustrittsöffnungen (24) dabei vorzugsweise benachbart zu einem ersten Perforationselement (5) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Herstellungsschritt wenigstens ein zweites Perforationsmittel (8) mit dem zweiten Brühkammerelement (4) verbunden wird.
Verwendung einer Brühvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 zur Zubereitung von Heißgetränken, insbesondere von Kaffe-, Milch- und/oder Schokoladengetränken.