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Die Erfindung betrifft eine Getränkezubereitungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Zubereiten von Getränken, insbesondere Kaltgetränken, mittels Getränkesubstratverpackungen, bevorzugt Substratkapseln, umfassend eine Injektionskammer zum Injizieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer mittels integralen Kühlmitteln der Getränkezubereitungsvorrichtung gekühlten Flüssigkeit und/oder einer mittels integralen Heizmitteln der Getränkezubereitungsvorrichtung erhitzter Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in eine in der Injektionskammer befindliche Getränkesubstratverpackung, weiter umfassend Fördermittel zum Fördern der Flüssigkeit zu der Injektionskammer, wobei die Injektionskammer von einem, insbesondere mehrteiligen, Gehäuse begrenzt ist und ein durch Injizieren der Flüssigkeit in die Getränkesubstratverpackung erhaltenes und durch eine Getränksubstratverpackungsöffnung in die Injektionskammer ausströmendes Getränk durch einen Auslasskanal aus der Injektionskammer, insbesondere in ein Trinkgefäß oder zur weiteren Verarbeitung in der Getränkezubereitungsvorrichtung ausleitbar ist. Durch Injizieren von Flüssigkeit in die Getränkesubstratverpackung kann darin befindliches Getränkesubstrat in der Flüssigkeit gelöst und/oder ausgelaugt werden, so dass Farb- und/oder Aromastoffe aus dem Substrat in die Flüssigkeit übergehen, insbesondere im Rahmen der Kaffee- oder Teezubereitung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Getränkezubereitungsvorrichtung gemäß Anspruch 12.
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Bei bekannten Kapselmaschinen zum Herstellen von Getränken besteht das Problem, dass der einteilig mit dem Injektionskammergehäuse ausgebildete Auslass aufgrund der beschränkten Zugänglichkeit nur schlecht reinigbar ist. In der Regel ist ein mechanisches Reinigen bei Verschmutzung und/oder Verstopfung des Auslasses nicht üblich.
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Insbesondere bei der Herstellung von Kaltgetränken besteht das zusätzliche Problem, dass der Auslasskanal nicht regelmäßig von heißer Flüssigkeit durchströmt wird, was zu einer erhöhten Keimbelastung und/oder zu stärkeren Ablagerungen von Getränkesubstratbestandteilen und/oder inhaltsstoffen führen kann.
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Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vereinfacht reinigbarere Getränkezubereitungsvorrichtung anzugeben, bei der Verschmutzungen und/oder Verstopfungen des Auslasskanals der Getränkezubereitungsvorrichtung zuverlässig und einfach beseitigt werden können. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Getränkezubereitungsvorrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Getränkezubereitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einer gattungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung dadurch, dass der Auslasskanal, zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig an einem Auslassbauteil ausgebildet ist, welches mittels Fixiermitteln der Getränkezubereitungsvorrichtung relativ zu dem Gehäuse der Injektionskammer fixierbar ist.
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Hinsichtlich des Betriebsverfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen zur Verarbeitung einer Vielzahl von Getränkesubstratverpackungen ausgebildeten, d.h. getränkezubereitungsvorrichtungsseitigen, bevorzugt zumindest abschnittsweise rohrförmigen, Auslass nicht mehr einteilig mit dem Injektionskammergehäuse auszubilden, sondern den Auslasskanal an einem Auslassbauteil auszubilden bzw. anzuordnen und diesem Fixiermittel zuzuordnen, mithilfe derer das Auslassbauteil, insbesondere manuell, lösbar ortsfest relativ zu dem Gehäuse, insbesondere durch unmittelbare Wechselwirkung mit dem Gehäuse der Injektionskammer fixierbar ist. Anders ausgedrückt ist der Auslasskanal bzw. das den Auslasskanal aufweisende Auslassbauteil nach Lösen der Fixiermittel von dem, bevorzugt zumindest abschnittsweise in einem Getränkesubstratvorrichtungsgehäuse angeordneten, Injektionskammergehäuse abnehmbar und kann im abgenommenen Zustand aufgrund der deutlich verbesserten Zugänglichkeit einfach gereinigt werden. Bei dem Auslassbauteil handelt es sich bevorzugt um ein nach der Reinigung wiederverwendbares Bauteil – denkbar ist auch eine Ausgestaltung des Auslassbauteils als Wegwerfteil, welches nach erfolgtem Ausbau durch ein baugleiches, unbenutztes, beispielsweise steril verpacktes Auslassbauteil ersetzt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Getränkezubereitungsvorrichtung ist, wie eingangs erwähnt, bevorzugt zur Herstellung von Kaltgetränken ausgebildet, da sich hier der zusätzliche Vorteil der Senkung einer bakteriellen Belastung ergibt. Für den Fall der Ausbildung der Getränkezubereitungsvorrichtung zur Herstellung von Kaltgetränken weist die Getränkezubereitungsvorrichtung bevorzugt Kühlmittel auf, um die Flüssigkeit vor der Injektion in die Getränkezubereitungsvorrichtung und/oder des Getränks nach und/oder während des Durchströmens der Getränkesubstratverpackung, insbesondere nach dem Verlassen der Injektionskammer durch den Auslass kühlbar ist. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Getränkezubereitungsvorrichtung kann zusätzlich oder alternativ auch zur Herstellung von Heißgetränken ausgebildet sein, wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung im letztgenannten Fall bevorzugt Heizmittel aufweist zum Aufheizen der der Injektionskammer zugeleiteten Flüssigkeit und/oder des Getränks nach Durchströmen der Getränkesubstratverpackung.
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Ganz besonders bevorzugt ist es nun, wenn das Auslassbauteil und die Fixiermittel derart ausgebildet sind, dass das Auslassbauteil von außen her an dem Gehäuse der Injektionskammer und/oder einem benachbart zur Injektionskammer angeordneten Bauteil lösbar fixierbar ist. Bevorzugt stützt sich das Auslassbauteil im mittels der Fixiermittel fixierten Zustand von außen an dem Injektionskammergehäuse oder einem injektionskammerfesten Bauteil ab und wird mithilfe der Fixiermittel von außen in Richtung Injektionskammergehäuse oder injektionskammergehäusefestem Bauteil fixierkraftbeaufschlagt.
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Auch im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung des Gehäuses der Injektionskammer gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bevorzugt handelt es sich um ein mehrteiliges Gehäuse, weiter bevorzugt um ein Gehäuse mit einem stationären Gehäuseteil und einem dazu manuell und/oder automatisch, insbesondere elektromotorisch verstellbarem Gehäuseteil zum Schließen der Injektionskammer nach dem Einführen einer Getränkesubstratverpackung. Wie später noch erläutert werden wird ist es besonders bevorzugt, wenn das Auslassbauteil von außen her an einem, insbesondere stationären (alternativ an einem manuell oder motorisch verstellbaren), insbesondere wannenförmigen Gehäuseteil formschlüssig festlegbar ist, insbesondere durch eine Drehbewegung, noch weiter bevorzugt durch eine kombinierte Steck-Drehbewegung. Besonders bevorzugt ist es, wenn an dem zusätzlich zu dem Gehäuseteil, an dem das Auslassbauteil lösbar fixierbar ist, vorgesehenen Gehäuseteil Öffnungsmittel zum Öffnen der Getränkesubstratverpackung auf einer Einlassseite der Getränkesubstratverpackung zugeordnet sind, um über die mindestens eine so in der Getränkesubstratverpackung hergestellte Öffnung Flüssigkeit, insbesondere Wasser in die Getränkesubstratverpackung einleiten zu können. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn, wie später noch erläutert werden wird, zusätzlich zu den einlassseitigen Öffnungsmittel auslassseitige Öffnungsmittel zum Herstellen mindestens einer Auslassöffnung in der Getränkesubstratverpackung als Bestandteil der Getränkezubereitungsvorrichtung vorgesehen sind.
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Wie eingangs bereits angedeutet, müssen die Fixiermittel nicht zur unmittelbaren Wechselwirkung mit dem Gehäuse der Injektionskammer ausgebildet sein – wesentlich ist für den grundlegenden Gedanken zunächst, dass das Auslassbauteil mit Hilfe der Fixiermittel fest relativ zu dem Gehäuse positionierbar ist, was auch durch, insbesondere formschlüssige, Wechselwirkung mit einem an dem Gehäuse der Injektionskammer festgelegten Bauteil der Getränkesubstratvorrichtung realisierbar ist. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der das Auslassbauteil mithilfe der Fixiermittel durch unmittelbare Wechselwirkung der Fixiermittel mit dem Injektionskammergehäuse an diesem festlegbar ist, insbesondere durch formschlüssige und/oder reibschlüssige und/oder klemmende Fixierkraftbeaufschlagung. Wie später noch erläutert werden wird ist es besonders bevorzugt, wenn die Fixiermittel als Gewindeverbindung oder noch weiter bevorzugt als Bajonettverschluss ausgebildet sind, dass also im letztgenannten Fall das Auslassbauteil durch eine kombinierte Steck-Drehbewegung (entlang und um eine Fixiermitteldrehachse) an dem Gehäuse der Injektionskammer festlegbar ist.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Getränkezubereitungsvorrichtung zum Verarbeiten von Getränkesubstratkapseln ausgebildet ist. Unter einer Kapsel wird dabei eine Substratverpackung verstanden, die bevorzugt becherförmig ausgestaltet ist und die eine im Vergleich zu reinen Folienverpackungen verstärkte Umfangswand beispielsweise aus Kunststoff oder Aluminium sowie bevorzugt einen verstärkten Boden aufweist, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn die Getränkesubstratverpackung mit einer Deckelfolie verschlossen, insbesondere versiegelt ist. Insgesamt handelt es sich bei den zur Anwendung kommenden Getränkesubstratverpackungen bevorzugt um Einzel- oder Doppelportionsverpackungen zur Herstellung eines zur gleichzeitigen Herstellung eines einzigen oder alternativ von zwei Getränken. Alternativ zur Ausbildung der Getränkesubstratvorrichtung zur Verarbeitung von Getränkesubstratkapseln ist es denkbar, die Getränkezubereitungsvorrichtung zur Verarbeitung nicht kapselförmiger Getränkesubstratverpackungen, insbesondere Einzel- oder Doppelverpackungen auszubilden, insbesondere in der Art von sogenannten Pads oder aufstechbaren Folienverpackungen, die im Gegensatz zu Getränkesubstratverpackungen eine flexiblere Hülle aufweisen.
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Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Fixiermittel gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Besonders zweckmäßig ist es, die Fixiermittel mehrteilig auszubilden, derart, dass diese ein auslassbauteilseitiges erstes Fixierelement, insbesondere Formschlusselement aufweisen sowie ein weiteres, insbesondere injektionskammergehäuseseitiges, zweites Fixierelement, insbesondere Gegenformschlusselement zur fixierenden, insbesondere formschlüssigen Wechselwirkung mit dem ersten Fixierelement. Bei dem ersten Fixierelement kann es sich beispielsweise um ein Bajonettelement handeln, das mit einem als Gegenbajonettelement ausgebildeten zweiten Fixierelement einen Bajonettverschluss bildet, d.h. durch eine kombinierte Steck-Drehbewegung formschlüssig zusammenwirkt. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das erste Fixierelement als Gewindeelement und das zweite Fixierelement als Gegengewindeelement ausgebildet ist, wobei Gewindeelement und Gegengewindeelement miteinander verschraubbar sind. Auch sind andere Ausgestaltungsvarianten zur, insbesondere fixierenden, beispielsweise reibschlüssigen, klemmenden oder verrastenden Wechselwirkung eines ersten und eines zweiten Fixierelementes realisierbar.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Fixiermittel derart ausgebildet sind, dass das Auslassbauteil durch eine Fixier-Drehbewegung des Auslassbauteils um eine Drehachse, bevorzugt nach einer vorhergehenden Steckbewegung entlang der Drehachse, translatorisch entlang der Drehachse in Richtung der Injektionskammer verstellbar ist. Anders ausgedrückt sind die Fixiermittel derart ausgestaltet, dass durch die Drehbewegung eine translatorische Verstellkraftkomponente erzeugt wird bzw. auf das Auslassbauteil bewirkt, so dass dieses insbesondere von außen her, näher zur Injektionskammer hin verstellbar ist bzw. verstellt wird. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass die Fixiermittel mindestens eine Steigungsfläche aufweisen, die die Drehbewegung zumindest teilweise in eine translatorische Verstellbewegung entlang der Drehachse umwandelt.
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Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn das Auslassbauteil mit den Fixiermitteln in und/oder außerhalb einer, insbesondere umfangsgeschlossenen, Gehäuseöffnung des Injektorgehäuses, insbesondere eines wannenartigen Injektorgehäusebauteils lösbar fixierbar ist, wobei die freie Querschnittsfläche dieser Gehäuseöffnung größer ist als eine freie Querschnittsfläche des Auslasskanals, insbesondere an dessen engster Stelle.
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Zur Gewährleistung eines dichten Zusammenwirkens zwischen dem Auslass und dem Injektionskammergehäuse oder einem injektionskammergehäusefesten Bauteil der Getränkezubereitungsvorrichtung ist eine, bevorzugt am Auslassbauteil, oder alternativ an dem Injektionskammergehäuse oder dem injektionskammergehäusefesten Bauteil festgelegte Dichtung, insbesondere Ringdichtung, ganz besonders bevorzugt als Elastomerdichtung ausgebildete Dichtung derart angeordnet, dass diese durch das Fixieren des Auslassbauteils axial und/oder radial pressbar ist. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Dichtung mit dem Innenumfang und/oder einem Umfangsrand einer vorerwähnten Gehäuseöffnung des Injektionskammergehäuses dichtend zusammenwirkt. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Dichtung mit, insbesondere radialem Randabstand zu einer solchen Gehäuseöffnung mit dem Injektionskammergehäuse oder einem injektionskammergehäusefesten Bauteil zusammenwirkt. Bevorzugt liegt die Dichtung an der Außenseite des Injektionskammergehäuses oder des injektionskammergehäusefesten Bauteils und/oder in am Innenumfang der Gehäuseöffnung dichtend an.
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Wie eingangs bereits angedeutet ist es besonders zweckmäßig, wenn der Injektionskammer Öffnungsmittel, insbesondere Aufstechmittel, zum auslassseitigen Öffnen, insbesondere Aufstechen der Getränkesubstratverpackung zugeordnet sind, insbesondere derart, dass durch die Schließbewegung der Injektionskammer eine Relativverstellbewegung zwischen den Öffnungsmitteln und der Getränkesubstratverpackung resultiert.
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Besonders zweckmäßig ist es nun, wenn die bevorzugt als Aufstechmittel ausgebildeten Öffnungsmittel, insbesondere mindestens eine Aufstechnadel (Dorn) gemeinsam mit dem Auslasskanal von dem Injektionskammergehäuse lösbar sind. Dies kann in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Öffnungsmittel an dem Auslassbauteil angeordnet sind und auf diese Weise gemeinsam mit dem Auslassbauteil bzw. dessen Fixiermitteln lösbar ortsfest relativ zu dem Gehäuse der Injektionskammer arretierbar sind. Im Hinblick auf die konkrete Anordnung der Öffnungsmittel an dem Auslassbauteil gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Gemäß einer vergleichsweise konstruktiv einfachen Lösung kann vorgesehen werden, die Öffnungsmittel unverlierbar an dem Auslassbauteil anzuordnen, beispielsweise durch (teilweises) Umspritzen der von dem Auslassbauteil separaten, insbesondere aus einem von dem Auslassbauteilmaterial unterschiedlichen Material ausgebildeten Öffnungsmittel. Alternativ ist es denkbar, die Öffnungsmittel einteilig mit dem bevorzugt als Kunststoffspritzgussteil ausgebildeten Auslassbauteil auszubilden. Konstruktiv etwas aufwendiger ist eine bevorzugte Variante, wonach die Öffnungsmittel über Arretiermittel lösbar mit dem Auslassbauteil verbunden sind, insbesondere um die Öffnungsmittel austauschen und/oder separat von dem Ausbauteil reinigen zu können. Besonders bevorzugt ist es, wenn insbesondere bei Realisierung einer lösbaren Verbindung zwischen Auslassbauteil und Öffnungsmittel eine Dichtung, insbesondere eine Elastomerdichtung angeordnet ist. Die Variante mit lösbar an dem Auslassbauteil fixierbaren Öffnungsmittel hat den zusätzlichen Vorteil, dass das Öffnungsmittelmaterial und das Auslassbauteilmaterial voneinander unterschiedlich ausgebildet sein können, beispielsweise derart, dass die Öffnungsmittel auf einfache Weise zumindest abschnittsweise aus Metall und das Auslassbauteil als Kunststoffbauteil, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. Sollten die Öffnungsmittel, insbesondere Aufstechmittel verschleißen, so ist aufgrund der lösbaren Anordnung der Öffnungsmittel an den Arretiermitteln eine einfache Austauschmöglichkeit gegeben.
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Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltungsvariante, bei der zwischen dem Außenumfang der Öffnungsmittel und dem Auslassbauteil mindestens ein Getränkekanal ausgebildet ist, aus dem das Getränk seitlich, insbesondere mit Abstand zu einem injektionskammerseitigen Auslasskanalende und einem davon abgewandten äußeren Auslasskanalende in den Auslasskanal strömen kann. Der Getränkekanal kann zumindest abschnittsweise durch eine am Außenumfang der Öffnungsmittel vorgesehene, sich vorzugsweise in Richtung der Längserstreckung der Öffnungsmittel erstreckende Nut gebildet sein, wobei bevorzugt mehrere solcher in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Nuten vorgesehen sind. Zwischen Getränkekanal und Auslasskanalende besteht bevorzugt eine direkte, seitlich in den Auslasskanal mündende Öffnung, um ein selbsttätiges Leerlaufen des Getränkekanals über den Auslasskanal zu ermöglichen.
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Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung von Arretiermitteln zum lösbaren Fixieren der Öffnungsmittel an dem Auslassbauteil zur Gewährleistung einer gemeinsamen Entnahmemöglichkeit von Auslassbauteil und Öffnungsmittel gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So ist es auch hier möglich, die Arretiermittel als Bajonett- oder Gewindeverbindung auszugestalten. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei der die Arretiermittel einen Radialfortsatz an den Öffnungsmitteln umfassen, insbesondere in Form eines Umfangsbundes, der noch weiter bevorzugt in axialer Richtung mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist, wobei sich die Öffnungsmittel über den Radialfortsatz auf einer Auflagefläche des Auslasskanalbauteils abstützen und mit Axialabstand beabstandet zu der Auflagefläche an dem Auslassbauteil, insbesondere mittels eines Sicherungsrings gesichert sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, radial zwischen den bevorzugt als Aufstechmittel, insbesondere als Aufstechnadel ausgebildeten Öffnungsmitteln und dem Innenumfang einer die Öffnungsmittel aufnehmenden Öffnung des Auslassbauteils eine elastomere Ringdichtung, insbesondere in Form eines O-Rings anzuordnen.
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Um das Auslassbauteil einfach manuell mithilfe der Fixiermittel fixieren und wieder lösen zu können, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Auslassbauteil Griffmittel aufweist, die sich zu zwei einander gegenüberliegenden Radialseiten des Auslassbauteils bezogen auf eine Drehachse der Fixiermittel erstrecken, insbesondere um die Griffmittel zwischen Daumen und Zeigefinger greifen und dann um die diese Drehachse verdrehen zu können. Dabei können die Griffmittel auf beiden einander gegenüberliegenden Radialseiten der Drehachse gleichartig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei der die Griffmittel auf einer der Axialseiten von dem Auslasskanal gebildet sind oder diesen umfassen und auf der gegenüberliegenden Radialseite als Axialfortsatz. Die Griffmittel befinden sich bevorzugt unabhängig von deren konkreter Ausgestaltung außerhalb der Injektionskammer und noch weiter bevorzugt außerhalb des Injektionskammergehäuses und erstrecken sich axial entlang der vorerwähnten Drehachse der Fixiermittel von der Injektionskammer weg.
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Die Erfindung führt auch auf ein Verfahren zum Betreiben einer nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Getränkezubereitungsvorrichtung. Dieses Betriebsverfahren umfasst die Schritte des Lösens der Fixiermittel und Abnehmen des Auslassbauteils von dem Injektionskammergehäuse und/oder einem injektionskammergehäusefesten Bauteil sowie des lösbaren Festlegens des Auslassbauteils relativ zu dem Gehäuse der Injektionskammer mittels der Fixiermittel derart, dass ein Getränk durch den Auslasskanal des Auslassbauteils aus der Injektionskammer herausströmen kann, wobei bevorzugt der Auslasskanal vor dem (insbesondere erneuten) Festlegen des Auslassbauteils gereinigt wird.
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Besonders bevorzugt wird das Auslassbauteil, insbesondere von außen her derart an dem Injektionskammergehäuse und/oder einem injektionskammergehäusefesten Bauteil festgelegt, dass eine dem Auslassbauteil zugeordnete Dichtung axial und/oder radial zwischen dem Auslassbauteil und dem Injektionskammergehäuse oder dem injektionskammergehäusefesten Bauteil gepresst wird.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn durch das Abnehmen des Auslassbauteils eine, bevorzugt umfangsgeschlossene Injektionskammergehäuseöffnung, die im festgelegten Zustand des Auslassbauteils fluidleitend mit dem Auslass kommuniziert, geöffnet wird.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn nach dem Festlegen des Auslassbauteils eine Getränkesubstratverpackung, insbesondere eine Substratkapsel, beispielsweise eine Kaffeekapsel, eine Teekapsel oder eine Kaltgetränkesubstratkapsel in das Injektionskammergehäuse eingebracht und relativ zu dem Auslassbauteil positioniert wird, woraufhin in die Getränkesubstratverpackung mittels der Fördermittel der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, bevorzugt mit integralen Heizmitteln erhitztes oder bevorzugt mittels integralen Kühlmitteln gekühltes Wasser injiziert und ein auf diese Weise erhaltenes Getränk, insbesondere ein Kaltgetränk mit einer Temperatur von weniger als 20°C, noch weiter bevorzugt weniger als 10°C, oder alternativ ein Heißgetränk oder ein Umgebungstemperaturgetränk durch den Auslass aus der Injektionskammer ausgeleitet wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigen in:
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1: in einer stark schematisierten Darstellung einen möglichen Grundaufbau einer als Kapselmaschine ausgebildeten Getränkezubereitungsvorrichtung,
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2a bis 2d: eine erste, nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Ausgestaltungsvariante von Injektionskammer und Auslassbauteil, wobei hier Öffnungsmittel lösbar am Auslassbau festgelegt sind, und
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3a bis 3d: eine alternative Variante mit dauerhaft fest (d.h. nicht zerstörungsfrei lösbar) an dem Auslassbauteil festgelegten oder einteilig mit diesen ausgebildeten Öffnungsmitteln.
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In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist eine mögliche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Getränkezubereitungsvorrichtung 1 gezeigt. Diese umfasst ein nicht dargestelltes Getränkezubereitungsvorrichtungsgehäuse, in welchem eine Injektionskammer 2 ausgebildet ist, die von einem, hier zweiteiligen Injektionskammergehäuse 3 begrenzbar ist. Das Injektionskammergehäuse 3 besteht aus einem stationären Gehäuseteil 4 und einem translatorisch und einem relativ hierzu manuell oder mittels eines elektromotorischen Antriebs verstellbaren mobilen Gehäuseteil 5. Die, hier lediglich beispielhaft translatorische Verstellbarkeit (alternative Verstellwege, beispielsweise ein Verschwenken sind alternativ realisierbar) wird über die Pfeile 13 angedeutet.
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Hier ist beispielsweise das stationäre Gehäuseteil 4 wannenartig ausgebildet – zusätzlich oder alternativ ist es auch denkbar das mobile bzw. verstellbare Gehäuseteil 5 wannenartig auszugestalten.
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Die Injektionskammer 3 umfasst eine Einlassseite 6 sowie eine gegenüberliegende Auslassseite 7. In die Einlassseite 6 mündet eine Flüssigkeitsleitung, insbesondere eine Wasserleitung, durch die der Injektionskammer 2 mithilfe von eine Pumpe umfassenden Fördermitteln 9 eine Flüssigkeit 10, beispielsweise aus einem Flüssigkeitsvorratstank oder einem Frischwasseranschluss zugeführt werden kann, um eine nicht dargestellte, in der Injektionskammer 2 aufgenommene Getränkesubstratverpackung, insbesondere eine Substratkapsel zu durchströmen.
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Die Getränkesubstratverpackung wird über eine Zuführung 11 manuell oder automatisch zugeführt und kann durch eine Auswurföffnung 12 nach erfolgter Getränkeherstellung die Injektionskammer 2 wieder verlassen.
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Im Bereich der Auslassseite 7, hier stirnseitig an dem stationären, bevorzugt wannenartigen Gehäuseteil 4 ist ein Auslassbauteil 14 mithilfe von, hier beispielhaft als Bajonettverschluss ausgebildeten Fixiermitteln 15 von außen lösbar festlegbar. Das lediglich stark schematisiert dargestellte Auslassbauteil 14 umfasst einen Auslasskanal 16, der im montierten Zustand des Auslassbauteils 14 die Injektionskammer 2 mit der Umgebung verbindet. Ferner umfasst das Auslassbauteil 14 hier als Einstechnadel (Dorn) ausgebildete Öffnungsmittel 17 zum auslassseitigen Öffnen einer in der Injektionskammer 2 aufgenommenen Getränkesubstratverpackung bzw. zur Ausbildung einer Auslassöffnung in der Getränkesubstratverpackung, aus der dann ein durch Injektion von Flüssigkeit hergestelltes Getränk in die Injektionskammer 2 und aus dieser in den Auslasskanal 16 strömen bzw. über letzteren die Injektionskammer 2 verlassen kann. Zu erkennen ist in 1 weiterhin, dass im Bereich der Einlassseite 6 einlassseitige Öffnungsmittel 20, hier beispielhaft am mobilen Gehäuseteil 5 vorgesehen sind, um die Getränkesubstratverpackung einlassseitig zu öffnen bzw. mindestens eine Öffnung herzustellen, durch die die über die Fördermittel 9 zugeführte Flüssigkeit in die Getränkesubstratverpackung einströmen.
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Zu erkennen ist, dass dem Auslassbauteil 14 eine Gehäuseöffnung 18 zugeordnet ist, die im montierten Zustand von den Öffnungsmitteln 17 in die Injektionskammer 2 hinein durchsetzt wird.
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In 1 ist ein Getränkebehältnis 19 gezeigt, in das hinein ein Getränk aus dem Auslass 16 strömen kann. Alternativ ist es grundsätzlich denkbar, dass das Getränk vor dem Einleiten in ein Getränkebehältnis 19 in der Getränkezubereitungsvorrichtung 1 noch weiter verarbeitet wird.
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Im Folgenden werden mögliche alternative Ausgestaltungsvarianten von Auslassbauteilen 14 in Kombination mit dem stationären Gehäuseteil 4 des Injektionskammergehäuses 3 erläutert, die das in 1 gezeigte stationäre Gehäuseteil 4 sowie das in 1 gezeigte Auslassbauteil 14 ersetzen können.
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In den 2a bis 2d ist ein Injektionskammergehäuse 3, genauer ein stationäres Gehäuseteil 4 gezeigt, welches zur Aufnahme einer als Getränkekapsel ausgebildeten Getränkesubstratverpackung wannenförmig ausgestaltet ist. Zum Schließen der Injektionskammer 2 kann, wie anhand von 1 erläutert, ein mobiles Gehäuseteil zusammenwirken.
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Stirnseitig an dem stationären Gehäuseteil 4 ist ein Auslassbauteil 14 mithilfe von Fixiermitteln 15 lösbar formschlüssig festgelegt. Bei dem Auslassbauteil 14 handelt es sich um ein Kunststoffspritzgussteil, in das ein Auslasskanal 16 eingeformt ist, der die von dem Gehäuse 3 außen begrenzte Injektionskammer 2 im montierten Zustand mit der Umgebung getränkeleitend verbindet. Zu erkennen ist, dass sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Auslasskanal 16 unter einem Winkel von 8° zu einer Längsmittelachse L des Gehäuseteils 4 erstreckt, die zusammenfällt mit einer später noch zu erläuternden Drehachse D der Fixiermittel 15.
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Die Fixiermittel 15 sind in der Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet, so dass das Auslassbauteil 14 in einer kombinierten Dreh-Steckbewegung von außen her an dem Injektionskammergehäuse 3 festlegbar ist, wozu das Auslassbauteil 14 zunächst entlang der Längsachse L bzw. Drehachse D in Richtung Injektionskammer 2 bewegt wird und dabei die als Bajonettverschlusselemente, hier Radialfortsätze, ausgebildeten ersten Fixierelemente 21 der Fixiermittel 15 in axiale Aussparungen 22 des Gehäuseteils 4 eingeführt werden, woraufhin das Auslassbauteil 14 um die Drehachse D rotiert wird und somit die ersten Fixierelemente in Umfangsrichtung verdreht werden und somit als Gegenbajonettelemente, hier Radialfortsätze 21 ausgebildete zweite Fixierelemente 23 axial hintergreifen.
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Zum Lösen der Verbindung muss das Auslassbauteil 14 in entgegengesetzt Richtung um die Drehachse D rotiert und dann axial entgegen der Einsteckrichtung entlang der Drehachse D, quasi nach hinten bzw. von der Injektionskammer 2 weg, d.h. nach außen entnommen werden.
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Die Fixiermittel 15 sind derart ausgebildet, dass die ersten und zweiten Fixierelemente 21, 23 über mindestens eine Schrägfläche derart zusammenwirken, dass aus der Drehbewegung eine Axialbewegung des Auslassbauteils 14 in Richtung Injektionskammer 2 resultiert, wodurch eine, beispielhaft an dem Auslassbauteil 14 festgelegte, als Elastomerringdichtung ausgebildete Dichtung 24 gepresst wird. Die Dichtung 24 wird axial von außen gegen das stationäre Gehäuseteil 4 kraftbeaufschlagt und dadurch in axialer Richtung gepresst – aus dieser axialen Verpressung erfolgt gleichzeitig eine radiale Verpressung gegen den Innenumfang 25 einer hier gestuft ausgebildeten stirnseitigen Gehäuseöffnung 18 im Gehäuseteil 4.
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Hier beispielhaft zentrisch innerhalb einer Durchgangsöffnung 27 des Auslassbauteils 14 sind als Aufstechnadel ausgebildete Öffnungsmittel 17 lösbar festgelegt mithilfe von Arretiermitteln 26. Die Arretiermittel 26 umfassen einen als Umfangsbund ausgebildeten Radialfortsatz 28 der Öffnungsmittel 17, wobei der Radialfortsatz 28 sich axial abstützt an einer Auflagefläche 29 (Ringschulter) des Auslassbauteils 14. Axial beabstandet hierzu, in einem Bereich außerhalb des Auslassbauteils 14 befindet sich ein sicherer Heizring- bzw. Sperrring der Arretiermittel 26, der in einer Umfangsnut der Öffnungsmittel 17 gehalten ist und der die Öffnungsmittel 17 axial sichert. Zur Abdichtung der Öffnungsmittel 17 gegenüber dem Innenumfang der Durchgangsöffnung 27 ist eine als O-Ring ausgebildete Ringdichtung vorgesehen, radial zwischen dem Innenumfang der Durchgangsöffnung 27 und dem Außenumfang der Öffnungsmittel 17. Die Ringdichtung 30 befindet sich in einer Umfangsnut der Öffnungsmittel 17.
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Aus 2b ist zu erkennen, dass die Öffnungsmittel 17 die Gehäuseöffnung 18 nach innen um das Maß a von bevorzugt mehreren Millimetern überragen, um somit eine Auslassöffnung in eine Getränkesubstratverpackung einbringen zu können.
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Aus 2b ergibt sich weiterhin, dass in einem Bereich radial zwischen den Öffnungsmitteln 17, genauer der Aufstechnadel und dem Innenumfang der Durchgangsöffnung 27, welche alternativ beispielsweise auch als Sacklochöffnung ausgebildet sein kann ein Getränkekanal 31 gebildet ist, aus dem ein Getränk seitlich in den Auslasskanal 16 strömen kann. Hierdurch können aus einer axial von dem Radialfortsatz 28 begrenzten und getränkeleitend mit der Injektionskammer 2 verbundenen Kammer 32 Getränkereste abfließen.
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Aus einer Zusammenschau der 2a, 2b und 2d ist zu erkennen, dass das Auslassbauteil 14 Griffmittel 33 umfasst, die auf zwei einander gegenüberliegenden Radialseiten der Drehachse D angeordnet sind. Ein Griffabschnitt dieser Griffmittel 33 wird von dem Auslasskanal 16 gebildet, während ein radial gegenüberliegender Griffabschnitt von einem, hier beispielhaft blättchenförmigen Axialfortsatz 34 gebildet wird. Die Griffmittel 33 sind so ausgestaltet, dass sie zwischen Daumen und Zeigefinger aufgenommen werden können, um ein Drehmoment zum Festlegen oder Lösen der Fixiermittel 15 in das Auslassbauteil 14 einzubringen.
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Im Folgenden wird das Ausführungsbeispiel gemäß den 3 bis 3d erläutert, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem voranstehenden Ausführungsbeispiel eingegangen wird. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel verwiesen.
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Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2a bis 2d sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3a bis 3d die Öffnungsmittel 17 dauerhaft fest, nicht zerstörungsfrei lösbar mit dem Auslassbauteil 14, beispielsweise durch Umspritzen verbunden. Alternativ ist eine einteilige Ausführungsform möglich.
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Zu erkennen ist, dass aufgrund der einfacheren Gestaltung der Auslasskanal 16 zu der Drehachse D bzw. der Längsmittelachs L nur noch einen Winkel von 5° aufgespannt.
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Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3a bis 3d ist das Auslassbauteil 14 über als Bajonettverschlussmittel ausgebildete Fixiermittel 17 lösbar durch unmittelbare Wechselwirkung formschlüssig mit dem stationären Gehäuseteil 4 verbindbar, wobei es grundsätzlich auch denkbar ist eine lösbare Verbindung an einem mobilen, d.h. relativ zu einem stationären Gehäuseteil verstellbaren Gehäuseteil des Injektionskammergehäuses 3 zu realisieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getränkezubereitungsvorrichtung
- 2
- Injektionskammer
- 3
- Injektionskammergehäuse (Gehäuse)
- 4
- stationäres Gehäuseteil
- 5
- mobiles (verstellbares) Gehäuseteil
- 6
- Einlassende
- 7
- Auslassseite
- 8
- Flüssigkeitsleitung
- 9
- Fördermittel
- 10
- Flüssigkeitstank
- 11
- Zuführung (Zuführöffnung)
- 12
- Auslassöffnung
- 13
- Pfeile (symbolisieren Verstellbarkeit des Gehäuseteils 5)
- 14
- Auslassbauteil
- 15
- Fixiermittel
- 16
- Auslasskanal
- 17
- Öffnungsmittel
- 18
- Gehäuseöffnung
- 19
- Getränkebehältnis
- 20
- einlassseitige Öffnungmittel
- 21
- erste Fixierelemente
- 22
- Aussparungen
- 23
- zweite Fixierelemente
- 24
- Dichtung
- 25
- Innenumfang
- 26
- Arretiermittel
- 27
- Durchgangsöffnung
- 28
- Radialfortsatz
- 29
- Auflagefläche
- 30
- Ringdichtung
- 31
- Getränkekanal
- 32
- Kammer
- 33
- Griffmittel
- 34
- Axialfortsatz
- a
- Überstandsmaß
- D
- Drehachse der Fixiermittel
- L
- Längsmittelachse