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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Zubereiten einer vorbestimmten Menge eines zum Verzehr geeigneten Getränks unter der Verwendung eines extrahierbaren Produkts, umfassend eine austauschbare Kapsel und eine Vorrichtung, die ein Behältnis zum Halten der austauschbaren Kapsel und eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung zum Liefern einer Menge einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, unter Druck an die austauschbare Kapsel umfasst, wobei die austauschbare Kapsel eine umlaufende Wandung, einen die umlaufende Wandung an einem ersten Ende abschließenden Boden und einen Deckel umfasst, der die umlaufende Wandung an einem zweiten Ende gegenüber dem Boden abschließt, wobei die Wandung, der Boden und der Deckel einen Innenraum einschließen, der das extrahierbare Produkt enthält, wobei der Boden einen Eingangsbereich umfasst und das System dazu angeordnet ist, die Flüssigkeitsabgabevorrichtung in Flüssigkeitskommunikation mit dem Eingangsbereich zu bringen, um die Flüssigkeit an das extrahierbare Produkt zu liefern, um das Getränk zuzubereiten, und wobei der Deckel einen Ausgangsbereich umfasst und das System einen Auslass umfasst, der in der Verwendung in Flüssigkeitskommunikation mit dem Ausgangsbereich ist, um das zubereitete Getränk aus der Kapsel auslaufen zu lassen und das Getränk an einen Behälter, wie zum Beispiel eine Tasse, zu liefern.
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Solche Systeme sind an sich bekannt. Eine spezielle Klasse dieser bekannten Systeme wird zum Zubereiten des Getränks unter der Verwendung einer hermetisch abgedichteten Kapsel, die das extrahierbare Produkt enthält, verwendet. Während der Getränkezubereitung wird der Eingangsbereich einer derart hermetisch abgedichteten Kapsel durchstochen, wodurch zumindest eine Eingangsöffnung zum Liefern der Flüssigkeit unter Druck an das extrahierbare Produkt in dem Innenraum der Kapsel durch die Eingangsöffnung geschaffen wird. Ein Liefern der Flüssigkeit unter Druck an den Innenraum führt dazu, dass der Druck im Innenraum der Kapsel ansteigt. Hierdurch wird seinerseits der Ausgangsbereich der Kapsel gegen Deckeldurchstichmittel, das im Behältnis vorhanden ist, gedrückt. Wenn der Ausgangsbereich mit ausreichender Kraft gegen Deckeldurchstichmittel gedrückt wird, reißt der Ausgangsbereich an dem Deckeldurchstichmittel auf, wodurch mindestens eine Ausgangsöffnung geschaffen wird, durch die das Getränk aus der Kapsel auslaufen kann.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei den oben erwähnten bekannten Systemen bevorzugte Wege einer Flüssigkeitsströmung in dem extrahierbaren Produkt innerhalb der Kapsel auftreten können, so zum Beispiel von der mindestens einen Eingangsöffnung zu der mindestens einen Ausgangsöffnung, die zu einer unerwünschten Stärke des zubereiteten Getränks und/oder Variationen in der Stärke des zubereiteten Getränks von einer Kapsel zur anderen führen können.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das oben genannte System zu verbessern, und insbesondere, das oben genannte Problem mindestens teilweise zu lösen.
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Hierzu ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein System vorgesehen, bei dem das Behältnis Bodendurchstichmittel umfasst, das zum Durchstechen des Eingangsbereichs einer alternativen Kapsel, z. B. einer hermetisch abgedichteten Kapsel des bekannten Systems, gedacht ist, um mindestens eine Eingangsöffnung zum Liefern der Flüssigkeit an das extrahierbare Produkt durch die mindestens eine Eingangsöffnung zu schaffen, und wobei der Eingangsbereich der Kapsel des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung einen Eingangsfilter umfasst, um die Flüssigkeit hierdurch an das extrahierbare Produkt zu liefern, wobei der Eingangsfilter in der Verwendung in einem Abstand von dem Bodendurchstichmittel angeordnet ist, so dass die Kapsel des Systems nicht von dem Bodendurchstichmittel durchstochen wird und der Boden intakt bleibt.
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Es ist daher möglich, die Flüssigkeit in das extrahierbare Produkt innerhalb der Kapsel zu liefern, ohne die Kapsel zu durchstechen. Auf diese Weise bildet der Eingangsfilter einen wahlweise gleichförmigen Eingangsbereich, durch den die Flüssigkeit an die Kapsel geliefert werden kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass es möglich ist, dass das Getränk über einen größeren Bereich in die Kapsel eintreten kann, als wenn die Eingangsöffnungen in den bekannten Systemen durchgestochen werden, wodurch die Gefahr bevorzugter Flüssigkeitswege, die im extrahierbaren Produkt in der Kapsel auftreten, verringert wird und die Reproduzierbarkeit der Getränkestärke verbessert wird.
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Es hat sich ferner herausgestellt, dass das Vorsehen des Eingangsfilters die Gefahr verringert, dass das extrahierbare Produkt noch weiter aus der Kapsel ausläuft, wenn die Kapsel aus der Vorrichtung herausgenommen wird.
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Vorzugsweise umfasst die austauschbare Kapsel eine Menge extrahierbaren Produkts und ist auf diese Weise zum Zubereiten einer einzigen Portion des Getränks geeignet, vorzugsweise einer einzigen Tasse des Getränks, z. B. von 30–200 ml des zubereiteten Getränks. Die austauschbare Kapsel ist daher eine Einzelportionspackung. In einer Ausführungsform umfasst die Kapsel 4–8 g, vorzugsweise ungefähr 7 g extrahierbares Produkt, z. B. gerösteten und gemahlenen Kaffee.
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Vorzugsweise ist die austauschbare Kapsel nach der einmaligen Verwendung wegwerfbar.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein System vorgesehen, bei dem das Behältnis Deckeldurchstichmittel umfasst, das zum Durchstechen des Ausgangsbereichs einer alternativen Kapsel gedacht ist, so zum Beispiel einer hermetisch abgedichteten Kapsel des bekannten Systems, wenn der Ausgangsbereich unter dem Einfluss des Drucks der Flüssigkeit und/oder des Getränks in der Kapsel genügend gegen das Deckeldurchstichmittel drückt, um mindestens eine Ausgangsöffnung zu schaffen, durch die das Getränk aus der alternativen Kapsel auslaufen kann, und wobei der Ausgangsbereich der Kapsel des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung einen Ausgangsfilter umfasst, durch den das Getränk aus der Kapsel des erfindungsgemäßen Systems auslaufen kann, wobei das Deckeldurchstichmittel und der Ausgangsfilter aneinander angepasst sind, so dass die Kapsel des Systems in der Verwendung durch das Deckeldurchstichmittel nicht durchstochen wird und der Deckel intakt bleibt.
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Auf diese Weise bildet der Ausgangsfilter einen wahlweise gleichförmigen Ausgangsbereich, durch den das Getränk die Kapsel verlassen kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass es möglich ist, dass das Getränk die Kapsel über einen größeren Bereich verlassen kann, als wenn Ausgangsöffnungen durch ein Durchstechen des Deckels gebildet werden, wodurch die Gefahr verringert wird, dass vorgezogene Flüssigkeitswege in dem extrahierbaren Produkt in der Kapsel auftreten, und die Reproduzierbarkeit der Getränkestärke verbessert wird. Ferner ergibt sich dadurch, dass die Kapsel durch das Deckeldurchstichmittel nicht durchstochen wird und intakt bleibt, der Vorteil, dass eine vorbestimmte Poren- und/oder Ausgangslochgröße und -verteilung des Ausgangsfilters, durch die Ausgangsöffnungen des Ausgangsfilters definiert werden, intakt bleiben, so dass die Größe und Verteilung von Ausgangsöffnungen nicht dem Zufall überlassen wird, als wenn die Ausgangsöffnungen durch Durchstechen ausgebildet werden.
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Darüber hinaus hat es sich herausgestellt, dass ein Vorsehen des Ausgangsfilters die Gefahr verringert, dass das extrahierbare Produkt weiterhin aus der Kapsel ausläuft, wenn die Kapsel aus der Vorrichtung entnommen wird.
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Ferner ergibt sich, wenn das extrahierbare Produkt gerösteter und gemahlener Kaffee ist, durch das Vorsehen des Ausgangsfilters der Vorteil, dass der Ausgangsfilter Öle aus dem Getränk, z. B. aus dem Kaffee, herausfiltern kann, bevor der Kaffee an den Behälter, wie zum Beispiel die Tasse, geliefert wird. Dies kann vorteilhaft sein, um Öle aus dem Kaffee zu entfernen, die den Geschmack und/oder die Qualität des Kaffees beeinträchtigen. Es ist insbesondere vorteilhaft, Cafestol aus dem Kaffee herauszufiltern, da Cafestol nach heutigem Wissen den Cholesterinspiegel im Blut anhebt. Deshalb kann ein Vorsehen des Ausgangsfilters die Qualität des Kaffees hinsichtlich der Gesundheit des Verbrauchers verbessern.
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Vorzugsweise ist der Ausgangsfilter an das Deckeldurchstichmittel angepasst, so dass die Kapsel des Systems in der Verwendung nicht durch das Deckeldurchstichmittel durchstochen wird und der Deckel intakt bleibt. Deshalb brauchen lediglich die Parameter des Ausgangsfilters gewählt zu werden. Vorzugsweise hat der Ausgangsfilter eine ausreichend hohe Reißfestigkeit und/oder bietet einen ausreichend geringen Strömungswiderstand, so dass die Kapsel des Systems in der Verwendung durch das Deckeldurchstichmittel nicht durchstochen wird und der Deckel intakt bleibt. Es hat sich herausgestellt, dass der Ausgangsfilter, der die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend niedrigen Strömungswiderstand bietet, nicht an dem Deckeldurchstichmittel aufreißt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung kann die Kapsel sowohl mit dem Eingangsfilter als auch dem Ausgangsfilter, wie sie oben beschrieben sind, versehen werden. Daher wird die Kapsel in der Verwendung weder von dem Bodendurchstichmittel noch dem Deckeldurchstichmittel durchstochen, so dass die Kapsel vollständig intakt bleibt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Gefahr verringert wird, dass sich bevorzugte Flüssigkeitswege in dem extrahierbaren Produkt in der Kapsel bilden, und die Reproduzierbarkeit der Getränkestärke noch weiter verbessert wird.
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Vorzugsweise wird der Eingangsfilter aus einem porösen Bahnmaterial, wie zum Beispiel Filterpapier, einer Folie, wie zum Beispiel einem Polymerfilm, der mit einer Vielzahl von Eingangsöffnungen versehen ist, oder einer Vielzahl von Eingangsöffnungen, die in den Boden der Kapsel des Systems vorgesehen sind, gebildet. Auf diese Weise kann der Eingangsfilter auf einfache Weise realisiert werden.
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In einer Ausführungsform ist die Vielzahl von Eingangsöffnungen über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Folie bzw. des Bodens verteilt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Flüssigkeit im Wesentlichen an den gesamten Querschnitt des Innenraums geliefert werden kann. Auf diese Weise wird das extrahierbare Produkt sehr homogen benetzt.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vielzahl von Eingangsöffnungen Seiteneingangsöffnungen, die in der umlaufenden Wandung angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das extrahierbare Produkt mindestens teilweise auch von der Seite benetzt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Flüssigkeit in einer sehr homogenen und gesteuerten Art und Weise an das extrahierbare Produkt geliefert werden kann.
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Vorzugsweise wird der Ausgangsfilter aus einem porösen Bahnmaterial, wie zum Beispiel Filterpapier, oder einer Folie, wie zum Beispiel einem Polymerfilm, der mit einer Vielzahl von Eingangsöffnungen versehen ist, oder aus einer Vielzahl von Eingangsöffnungen gebildet, die in dem Deckel vorgesehen sind. Auf diese Weise kann der Eingangsfilter in einer einfachen Art und Weise realisiert werden. Außerdem können Parameter des Ausgangsfilters einfach gewählt werden, so dass der Ausgangsfilter vorgesehen werden kann, der die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend niedrigen Strömungswiderstand bietet.
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Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der Ausgangsfilter durch ein Blatt Filterpapier gebildet werden. Das Filterpapier stellt einen kostengünstigen Ausgangsfilter dar. Darüber hinaus können Parameter des Filterpapiers, wie zum Beispiel die Dichte, Dicke und/oder PE-Gehalt, einfach gewählt werden, um den Ausgangsfilter so vorzusehen, dass er eine ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder einen ausreichend geringen Strömungswiderstand bietet. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann der Ausgangsfilter durch einen Polymerfilm gebildet werden, der mit einer Vielzahl von Ausgangsöffnungen versehen ist. Parameter der Polymerfolie, wie zum Beispiel eine Dichte, Dicke, Anzahl von Ausgangsöffnungen, Größe und/oder Form von Ausgangsöffnungen, können leicht gewählt werden, um den Ausgangsfilter so auszulegen, dass er die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend geringen Strömungswiderstand bietet.
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In einer Ausführungsform kann das Deckeldurchstichmittel eine stumpfe Durchstichoberfläche haben. In einer solchen Ausführungsform kann die alternative Kapsel trotzdem von dem stumpfen Durchstichmittel durchstochen werden, während die Kapsel des erfindungsgemäßen Systems den Ausgangsfilter hat, das die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend niedrigen Strömungswiderstand bietet, um nicht durchstochen oder zerrissen zu werden.
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Es ist möglich, dass das Deckeldurchstichmittel mindestens einen Grat umfasst, gegen den der Deckel in der Verwendung zur Anlage kommt. Der mindestens eine Grat kann mindestens 10%, möglicherweise mindestens 25%, des Teils der Oberfläche des Behältnisses bilden, der in der Verwendung mit dem Teil des Oberflächenbereichs des Deckels zusammenfällt, der über dem zweiten, offenen Ende liegt. In der Verwendung kann der Deckel von dem mindestens einen Grat über mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 25%, des Teils des Oberflächenbereichs des Deckels abgestützt werden, der über dem zweiten, offenen Ende liegt. Der Deckel der alternativen Kapsel kann von einem solchen Durchstichmittel durchstochen werden, während Parameter des Ausgangsfilters der Kapsel des erfindungsgemäßen Systems ganz einfach so gewählt werden können, dass der Ausgangsfilter die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend niedrigen Strömungswiderstand bietet, um nicht durchstochen oder zerrissen zu werden.
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Es ist möglich, dass das Deckeldurchstichmittel und/oder der mindestens eine Grat Kanten umfasst, wobei die Kanten nicht scharf sind. Möglicherweise haben die Kanten einen Krümmungsradius von mindestens 50 μm, vorzugsweise mindestens 100 μm. Der Deckel der alternativen Kapsel kann von einem solchen Durchstichmittel durchstochen werden, während Parameter des Ausgangsfilters der Kapsel des erfindungsgemäßen Systems ganz einfach so gewählt werden können, dass der Ausgangsfilter die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend niedrigen Strömungswiderstand bietet, um nicht durchstochen oder zerrissen zu werden.
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In einer Ausführungsform ist die Vielzahl von Ausgangsöffnungen über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche des Deckels verteilt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Getränk über im Wesentlichen den gesamten Querschnitt des Innenraums ausgelassen werden kann. Auf diese Weise kann das Getränk sehr homogen aus dem Innenraum herausfließen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der gesamte Innenraum von dem extrahierbaren Produkt eingenommen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich das extrahierbare Produkt innerhalb des Innenraums nicht verschieben kann, wenn die Flüssigkeit durch die Kapsel hindurchfließt, so dass keine vorgezogenen Wege gebildet werden können.
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Vorzugsweise ist der Boden mit der umlaufenden Wandung untrennbar verbunden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Kapsel einfach aus einer allgemein napfförmigen Struktur gebildet werden kann, welche die umlaufende Wandung und den Boden bildet, sowie einem z. B. flachbahnförmigen, Deckel. Der Deckel kann z. B. mittels Kleben, Schweißen, Falten oder dergleichen mit der umlaufenden Wandung verbunden werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kapsel einen sich nach innen erstreckenden Rand an dem ersten Ende, wobei der Boden an dem sich nach innen erstreckenden Rand befestigt ist. Daher ist es möglich, den z. B. flachbahnförmigen Boden, der den Eingangsfilter umfasst, an dem Rand zu befestigen. Auf diese Weise kann eine einfache Konstruktion der Kapsel erreicht werden. Es ist auch möglich, dass die Kapsel an dem zweiten Ende einen sich nach innen erstreckenden Rand umfasst, wobei der Deckel an dem sich nach innen erstreckenden Rand befestigt ist.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kapsel einen sich nach außen erstreckenden Rand an dem zweiten Ende, wobei der Deckel an dem sich nach außen erstreckenden Rand befestigt ist. Daher ist es möglich, den z. B. flachbahnförmigen Deckel, der den Ausgangsfilter umfasst, an dem Rand zu befestigen. Auf diese Weise kann eine einfache Konstruktion der Kapsel erreicht werden. Es ist auch möglich, dass die Kapsel einen sich nach außen erstreckenden Rand an dem ersten Ende umfasst, wobei der Boden an dem sich nach außen erstreckenden Rand befestigt ist.
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In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Kapsel ferner ein Bodensiegel, die mindestens teilweise entfernbar ist, die an dem Boden befestigt ist, um den Eingangsfilter vor der Verwendung zu versiegeln. Auf diese Weise kann ein Eindringen von Luft in den Innenraum über den Eingangsfilter vor der Verwendung der Kapsel verhindert werden, wodurch die Haltbarkeit des innerhalb der Kapsel befindlichen Produkts verlängert wird.
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In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Kapsel ferner ein Deckelsiegel, das mindestens teilweise entfernbar ist, die an dem Deckel befestigt ist, um den Ausgangsfilter vor der Verwendung zu versiegeln. Auf diese Weise kann ein Eindringen von Luft in den Innenraum über den Ausgangsfilter vor der Verwendung der Kapsel verhindert werden, wodurch die Haltbarkeit des innerhalb der Kapsel befindlichen Produkts verlängert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Deckelsiegel so angeordnet, dass es unter dem Effekt des in dem Innenraum vorherrschenden Flüssigkeitsdrucks teilweise von dem Deckel gelöst werden kann, während sie mindestens an einer Position an dem Deckel befestigt bleibt. Auf diese Weise braucht das Deckelsiegel von einem Benutzer der Kapsel nicht von der Kapsel entfernt zu werden. Wenn die Flüssigkeit in den Innenraum eintritt, baut sich dann ein Druck auf, bis sich das Siegel teilweise vom Deckel löst, und kann das Getränk durch den Ausgangsfilter herausfließen. Die lösbare Verbindung kann z. B. als eine Abzieh-Versiegelung ausgebildet sein. Da das Deckelsiegel an mindestens einer Position permanent an dem Deckel befestigt ist, löst sich das Deckelsiegel nicht vollständig von der Kapsel. Dies hat den Vorteil, dass das Deckelsiegel automatisch aus der Vorrichtung entfernt wird, wenn die benützte Kapsel verworfen wird.
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Allgemein kann die umlaufende Wandung durch ein flexibles, optional poröses Bahnmaterial oder eine entsprechende Folie gebildet werden, wie zum Beispiel Filterpapier, vorzugsweise untrennbar mit dem Boden verbunden. Auf diese Weise kann eine sehr einfache und optional umweltfreundliche Kapsel vorgesehen werden.
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Alternativ dazu kann die umlaufende Wandung im Wesentlichen steif sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Kapsel vor der Verwendung nicht leicht verformbar ist, so dass die Kapsel ohne Probleme in das Behältnis passt. Vorzugsweise umfasst die Kapsel Versteifungsrippen, die mit der umlaufenden Wandung und/oder dem Boden einstückig ausgebildet sind, um die Steifigkeit der Kapsel zu erhöhen.
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Allgemein kann die umlaufende Wandung eine beliebige Form haben, so zum Beispiel zylindrisch, halbkugelförmig, kegelstumpfförmig oder polygonal, wie zum Beispiel hexagonal oder oktogonal, sein.
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Vorzugsweise umfasst das extrahierbare Produkt gerösteten und gemahlenen Kaffee. Auf diese Weise ist die Kapsel zum Zubereiten einer vorbestimmten Menge Kaffees geeignet, indem eine vorbestimmte Menge heißen Wassers unter Druck an die Kapsel geliefert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das extrahierbare Produkt in eine Tablette kompaktiert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Gefahr bevorzugter Fließwege, die in der Tablette aus dem kompaktierten extrahierbaren Produkt auftreten, verringert wird. Es ist ersichtlich, dass bei einer Verwendung der kompaktierten Tablette der Boden der Kapsel weggelassen werden kann, da die Gefahr eines Austretens des extrahierbaren Produkts wesentlich verringert ist.
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Vorzugsweise umfasst die Tablette mindestens eine Bohrung, die sich von der Seite der Tablette, die zum Eingangsbereich zeigt, in Richtung zum Deckel hin erstreckt. Die Bohrung stellt so ein Infusionsmittel zum Benetzen der Tablette in einer homogenen Art und Weise dar.
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Es ist außerdem möglich, dass das extrahierbare Produkt in eine Mehrzahl von Tabletten, vorzugsweise voneinander unterschiedlicher Packungsdichte kompaktiert wird. Zum Beispiel ist es möglich, dass das extrahierbare Produkt als ein einziger Stapel von Tabletten vorgesehen wird, die voneinander unterschiedliche Grade der Kompaktierung aufweisen. Zum Beispiel ist es möglich, dass der Grad der Kompaktierung pro Tablette in der Richtung vom Boden zum Deckel hin zunimmt. Auf diese Weise nimmt auch der Aufwand zum vollständigen Benetzen einer Tablette in der Richtung vom Boden zum Deckel hin zu, wodurch sichergestellt wird, dass jede stromaufwärts liegende Tablette vollständig benetzt wurde, bevor eine weiter stromabwärts liegende Tablette benetzt wird, wodurch eine sehr homogene Benetzung des Gesamtvolumens des extrahierbaren Produkts erreicht wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung ferner mittels nicht einschränkender Beispiele anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
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die 1a–1c ein bekanntes System zum Zubereiten eines Getränks;
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2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
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die 3a–3d Ausführungsformen von Kapseln gemäß der Erfindung;
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die 4a, 4b und 4c Beispiele weiterer Ausführungsformen einer Kapsel 2 gemäß der Erfindung; und
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die 5a und 5b Beispiele noch weiterer Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Kapsel.
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Die 1a–1c zeigen ein System 101 des Standes der Technik zum Zubereiten einer vorbestimmten Menge eines zum Verzehr geeigneten Getränks unter der Verwendung eines extrahierbaren Produkts. Das System 101 umfasst eine austauschbare Kapsel 102 und eine Vorrichtung 104. Die Vorrichtung 104 umfasst ein Behältnis 106 zum Halten der austauschbaren Kapsel 102. In den 1a–1c ist zwischen der Kapsel 102 und dem Behältnis 106 zur Verdeutlichung eine Lücke eingezeichnet. Es ist ersichtlich, dass in der Verwendung die Kapsel 102 in Kontakt an das Behältnis 106 anliegen kann. Üblicherweise hat das Behältnis 106 eine zur Form der Kapsel 102 komplementäre Form. Die Vorrichtung 104 umfasst ferner eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung 108 zum Liefern einer Menge einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, unter einem Druck, z. B. von 9 bar, an die austauschbare Kapsel 102.
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Bei dem in den 1a–1c gezeigten System 101 umfasst die austauschbare Kapsel eine umlaufende Wandung 110, einen Boden 112, der die umlaufende Wandung 110 an einem ersten Ende 114 abschließt, und einen Deckel 116, der die umlaufende Wandung 110 an einem zweiten Ende 118 gegenüber dem Boden 112 abschließt. Die umlaufende Wandung 110, der Boden 112 und der Deckel 116 schließen einen Innenraum 120 ein, der das extrahierbare Produkt enthält.
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Das System 101 der 1a–1c umfasst ein Bodendurchstichmittel 122, das zum Durchstechen der Kapsel 102 gedacht ist. 1a zeigt das Bodendurchstichmittel 122 in einer zurückgezogenen Position. 1b zeigt das Bodendurchstichmittel 122 in einer ausgefahrenen Position zum Schaffen einer Eingangsöffnung 124 in dem Boden 112 zum Liefern der Flüssigkeit an das extrahierbare Produkt durch die Eingangsöffnung 124. In den 1a–1c umfasst das Durchstichmittel 122 eine Bohrung 126, durch welche die Flüssigkeit an das in dem Innenraum 120 enthaltene extrahierbare Produkt geliefert werden kann. Das System 101 der 1a bis 1c umfasst ferner ein Deckeldurchstichmittel 128, das hier als Fortsätze ausgebildet ist, die zum Durchstechen des Deckels 116 der Kapsel 102 gedacht sind.
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Das in den 1a–1c gezeigte System 101 wird zum Zubereiten einer Tasse Kaffee wie folgt betrieben, wobei das extrahierbare Produkt gerösteter und gemahlener Kaffee ist.
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Die Kapsel 102 wird in das Behältnis 106 eingelegt (siehe 1a). Das Bodendurchstichmittel wird aktiviert, um den Boden 112 der Kapsel 102 zu durchstechen (siehe 1b), um eine Eingangsöffnung 124 zu schaffen. Die Flüssigkeit, hier unter Druck gesetztes heißes Wasser, wird über die Eingangsöffnung 124 an das extrahierbare Produkt im Innenraum 120 geliefert.
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Das Wasser benetzt dann das Kaffeemahlgut und extrahiert die gewünschten Substanzen, um das Kaffeegetränk zu bilden.
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Während des Zuführens des unter Druck gesetzten Wassers in den Innenraum 120 steigt der Druck innerhalb der Kapsel 102 an. Der Druckanstieg verursacht, dass sich der Deckel 116 verformt und gegen das Deckeldurchstichmittel 128 gedrückt wird. Wenn dann der Druck ein bestimmtes Niveau erreicht, wird die Reißfestigkeit des Deckels 116 überstiegen und reißt dann der Deckel an dem Deckeldurchstichmittel 128 auf, wodurch Ausgangsöffnungen 130 gebildet werden (siehe 1c). Der zubereitete Kaffee läuft dann durch die Ausgangsöffnungen 130 und Auslässe 132 des Behältnisses 106 aus der Kapsel 102 aus und kann dann einem Behälter, wie zum Beispiel einer Tasse (nicht gezeigt) zugeführt werden.
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Während der Zubereitung des Getränks im System 101, das in den 1a–1c gezeigt ist, können in dem extrahierbaren Produkt innerhalb des Innenraums 120 der Kapsel 102 bevorzugte Strömungswege bestehen. Diese bevorzugten Wege können sich von der Eingangsöffnung 124 zu den Ausgangsöffnungen 130 erstrecken. Ein solcher möglicher bevorzugter Weg ist mit der Linie PP in 1c gezeigt.
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2 zeigt ein Beispiel einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1 zum Zubereiten einer vorbestimmten Menge eines für den Verzehr geeigneten Getränks unter der Verwendung eines extrahierbaren Produkts. Das System 1 umfasst eine austauschbare Kapsel 2 und eine Vorrichtung 104. Die Vorrichtung 104 umfasst ein Behältnis 106 zum Halten der austauschbaren Kapsel 2. Beim vorliegenden Beispiel hat das Behältnis 106 eine zur Form der Kapsel 2 komplementäre Form. In 2 ist zwischen der Kapsel 2 und dem Behältnis 106 aus Gründen der Deutlichkeit eine Lücke eingezeichnet. Es ist ersichtlich, dass die Kapsel 2 in der Verwendung in Kontakt an das Behältnis 106 anliegen kann. Die Vorrichtung 104 umfasst ferner eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung 108 zum Liefern einer Menge einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, unter Druck an die austauschbare Kapsel 2.
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Bei dem in 2 gezeigten System 1 umfasst die austauschbare Kapsel 2 eine umlaufende Wandung 10, einen Boden 12, der die umlaufende Wandung 10 an einem ersten Ende 14 abschließt, und einen Deckel 16, der die umlaufende Wandung 10 an einem zweiten Ende 18 gegenüber dem Boden 12 abschließt. Die umlaufende Wandung 10, der Boden 12 und der Deckel 16 schließen einen Innenraum 20 ein, der das extrahierbare Produkt enthält. In diesem Beispiel umfasst die austauschbare Kapsel 2 eine Menge an extrahierbarem Produkt, das zum Zubereiten einer einzelnen Portion des Getränks geeignet ist, vorzugsweise einer einzigen Tasse des Getränks, z. B. von 30–200 ml des zubereiteten Getränks. Die austauschbare Kapsel ist auf diese Weise eine Einzelportionspackung.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst das System 1 von 2 ein Bodendurchstichmittel 122, das zum Durchstechen der in den 1a–1c gezeigten Kapsel 102 des Standes der Technik gedacht ist. 2 zeigt das Bodendurchstichmittel in einer ausgefahrenen Position, die zum Schaffen der Eingangsöffnung 124 in den Boden 112 der Kapsel 102 des Standes der Technik gedacht ist. Erfindungsgemäß umfasst die Kapsel 2 einen Eingangsfilter 34, der in einem Abstand von dem Bodendurchstichmittel 12 angeordnet ist, so dass die Kapsel 2 von dem Bodendurchstichmittel 122 nicht durchstochen wird und der Boden 12 intakt bleibt, wenn das Bodendurchstichmittel in die ausgefahrene Position gebracht wird.
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In 2 umfasst das Durchstichmittel 122 eine Bohrung 126, durch die die Flüssigkeit an den Innenraum des Behältnisses 106 geliefert wird. Die Flüssigkeit, hier heißes, unter Druck gesetztes Wasser mit z. B. mehr als 6 bar, fließt dann durch den Eingangsfilter 34 in den Innenraum 20 der Kapsel 2 zum Extrahieren gewünschter Substanzen aus dem extrahierbaren Produkt, in diesem Beispiel ungefähr 7 g gerösteten und gemahlenen Kaffee, um in diesem Beispiel die einzelne Tasse des Getränks, hier Kaffee, zuzubereiten.
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Allgemein umfasst auf diese Weise bei dem Beispiel von 2 der Boden 12 einen Eingangsbereich, der durch den Eingangsfilter 34 gebildet wird, und ist das System 1 dazu angeordnet, die Flüssigkeitsabgabevorrichtung 108 in Flüssigkeitskommunikation mit dem Eingangsbereich zu bringen, um die Flüssigkeit dem extrahierbaren Produkt zuzuführen, um das Getränk zuzubereiten.
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Bei dem Beispiel von 2 ist die umlaufende Wandung im Wesentlichen steif. Die umlaufende Wandung kann z. B. ein Kunststoffmaterial umfassen und kann z. B. durch Spritzgießen, Vakuumformen, Thermoformen oder dergleichen ausgebildet werden. Bei dem Beispiel von 2 ist der Boden 12 untrennbar mit der umlaufenden Wandung verbunden. Bei diesem Beispiel ist der Eingangsfilter 34 durch eine Vielzahl von Eingangsöffnungen 24 in dem Boden 12 ausgebildet. Bei diesem Beispiel ist die Vielzahl von Eingangsöffnungen 24 über im Wesentlichen den ganzen Boden verteilt. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit über die Vielzahl von Eingangsöffnungen 24 an das extrahierbare Produkt geliefert, wodurch das extrahierbare Produkt über im Wesentlichen den gesamten Querschnitt der Kapsel 2 benetzt wird. Daher wird eine sehr homogene Zufuhr von Flüssigkeit an das extrahierbare Produkt erreicht. Auf diese Weise wird die Gefahr, dass bevorzugte Wege entstehen, über die die Flüssigkeit durch das extrahierbare Produkt fließt, wesentlich reduziert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, die zusätzlich zu dem oben beschriebenen ersten Aspekt oder getrennt davon praktiziert werden kann, umfasst das System 1 von 2 ein Deckeldurchstichmittel 128, das zum Durchstechen des Deckels 116 der Kapsel 102 des Standes der Technik gedacht ist, wenn der Deckel 116 unter dem Einfluss des Drucks der Flüssigkeit und/oder des Getränks in der Kapsel 102 genügend gegen das Deckeldurchstichmittel 128 gedrückt wird, um mindestens eine Ausgangsöffnung 130 zu schaffen, durch welche das Getränk aus der Kapsel 102 des Standes der Technik auslaufen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Kapsel 2 einen Ausgangsfilter 36, durch welchen das Getränk aus der Kapsel 2 auslaufen kann. Der Ausgangsfilter 36 ist so angeordnet, dass er eine ausreichend hohe Reißfestigkeit hat, so dass er unter dem Einfluss des Drucks innerhalb der Kapsel 2 von dem Deckeldurchstichmittel 128 nicht durchstochen wird. Alternativ oder zusätzlich dazu bietet der Ausgangsfilter 36 einen genügend geringen Strömungswiderstand für das aus der Kapsel 2 auslaufende Getränk, so dass der Ausgangsfilter 36 nicht mit ausreichender Kraft gegen das Deckeldurchstichmittel 128 gedrückt wird, um von dem Deckeldurchstichmittel 128 durchstochen zu werden, und bleibt der Deckel intakt. Auf diese Weise ist der Ausgangsfilter 36 so an das Deckeldurchstichmittel 128 angepasst, dass die Kapsel 2 in der Verwendung von dem Deckeldurchstichmittel 128 nicht durchstochen wird und der Deckel 16 intakt bleibt. Allgemein gilt, dass der Ausgangsfilter 36 und das Deckeldurchstichmittel 128 so aneinander angepasst sind, dass die Kapsel 2 in der Verwendung von dem Deckeldurchstichmittel 128 nicht durchstochen wird und der Deckel 16 intakt bleibt.
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Bei dem Beispiel von 2 ist der Ausgangsfilter 36, der einen Ausgangsbereich der Kapsel 2 bildet, durch den das Getränk, hier Kaffee, aus der Kapsel auslaufen kann, aus einem porösen Bahnmaterial, wie zum Beispiel Filterpapier, gebildet. Beim vorliegenden Beispiel ist der gesamte Deckel 16 als der Ausgangsfilter 36 ausgebildet. Bei dem Beispiel von 2 umfasst die Kapsel 2 einen sich nach außen erstreckenden Rand 38 am zweiten Ende 18, wobei der Deckel 16 z. B. durch Kleben, Schweißen oder dergleichen an dem sich nach außen erstreckenden Rand 38 befestigt ist. Daher wird bei diesem Beispiel der Ausgangsfilter 36, d. h. das poröse Bahnmaterial, an dem sich nach außen erstreckenden Rand 38 befestigt.
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Bei diesem Beispiel bildet der Ausgangsfilter 36 ein im Wesentlichen kontinuierliches flüssigkeitsdurchlässiges Bahnmaterial, das im Wesentlichen das gesamte zweite offene Ende 18 der Kapsel 2 überspannt. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit über eine große Fläche aus der Kapsel 2 auslaufen. Deshalb wird ein sehr homogenes Auslaufen des Getränks aus dem extrahierbaren Produkt erreicht. Auf diese Weise wird die Gefahr eines Auftretens von bevorzugten Wegen, durch welche die Flüssigkeit durch das extrahierbare Produkt fließt, wesentlich verringert.
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Im Allgemeinen können Parameter des Ausgangsfilters der Kapsel 2 des erfindungsgemäßen Systems 1 so gewählt werden, dass der Ausgangsfilter nicht reißt oder zerreißt, z. B. eine ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder einen genügend geringen Strömungswiderstand bietet, so dass er nicht durchstochen oder zerrissen wird. Es versteht sich, dass der Deckel und/oder der Ausgangsfilter sich gegen das Deckeldurchstichmittel verformen können, auch wenn er dabei weder reißt noch aufreißt. Wenn der Ausgangsfilter 36 z. B. aus Filterpapier hergestellt wird, können Parameter des Filterpapiers, wie zum Beispiel dessen Dichte, Dicke und/oder PE-Gehalt einfach so gewählt werden, dass der Ausgangsfilter bereitgestellt werden kann, der die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend geringen Strömungswiderstand bietet. Alternativ dazu können, wenn der Ausgangsfilter 36 z. B. aus einem Polymerfilm besteht, der mit einer Vielzahl von Ausgangsöffnungen versehen ist, Parameter der Polymerfolien, wie zum Beispiel deren Dichte, Dicke, Anzahl von Ausgangsöffnungen, Größe und/oder Form von Ausgangsöffnungen, einfach gewählt werden, so dass die dritte Wand bereitgestellt werden kann, die die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend geringen Strömungswiderstand bietet.
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Bei dem Beispiel von 2 ist das Deckeldurchstichmittel 128 als Zähne mit scharfen Spitzen gezeigt, die den Deckel durchstechen sollen. Es versteht sich, dass alternativ dazu das Deckeldurchstichmittel 128 auch stumpfe Durchstichoberflächen haben kann, z. B. wie mit den gestrichelten Linien in 2 gezeigt. Bei einer solchen Ausführungsform kann trotzdem die Kapsel 102 des Standes der Technik durch die stumpfen Durchstichmittel 128 durchstochen werden, z. B. wenn der Deckel 116 aus einer Aluminiumfolie besteht. Parameter des Ausgangsfilters der Kapsel 2 des erfindungsgemäßen Systems können so gewählt werden, dass der Ausgangsfilter eine ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den genügend niedrigen Strömungswiderstand bietet, so dass er weder durchstochen noch zerrissen wird. Es versteht sich, dass bei einem stumpfen Deckeldurchstichmittel die Parameter des Ausgangsfilters so gewählt werden können, dass sie zu diesem stumpfen Durchstichmittel passen. Wenn das Durchstichmittel stumpf ist, kann der Ausgangsfilter z. B. dünner sein als wenn das Durchstichmittel scharf ist, während sichergestellt bleibt, dass der Ausgangsfilter die ausreichend hohe Reißfestigkeit und/oder den genügend geringen Strömungswiderstand bietet, so dass er nicht durchstochen oder zerrissen wird.
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Es ist möglich, dass das Deckeldurchstichmittel Grate umfasst, gegen die der Deckel in der Verwendung zur Anlage kommt. Solche Grate können durch das stumpfe Durchstichmittel 128 gebildet werden, wie in 2 durch die gestrichelten Linien gezeigt. Die Grate können z. B. mindestens 10%, möglicherweise mindestens 25% des Teils der Oberfläche des Behältnisses 106 bilden, der in der Verwendung mit dem Teil des Oberflächenbereichs des Deckels 16 zusammenfällt, der über dem zweiten, offenen Ende 18 liegt. Auf diese Weise kann in der Verwendung der Deckel 16 durch die Grate über z. B. mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 25%, des Teils des Oberflächenbereichs des Deckels 16 abgestützt werden, der über dem zweiten, offenen Ende 18 liegt. Wie schon angezeigt, kann der Deckel 116 der Kapsel 102 des Standes der Technik durch solche Grate durchstochen werden, während Parameter des Ausgangsfilters 36 der Kapsel 2 des erfindungsgemäßen Systems 1 auf einfache Weise so gewählt werden können, dass der Ausgangsfilter die ausreichende Reißfestigkeit hat und/oder den genügend geringen Strömungswiderstand bietet, so dass er nicht durchstochen oder zerrissen wird. Es ist ersichtlich, dass wenn das Deckeldurchstichmittel Grate umfasst, die Parameter des Ausgangsfilters so gewählt werden können, dass sie zu dem Deckeldurchstichmittel passen.
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Bei dem Beispiel von 2 umfassen die Grate Kanten, die nicht scharf sind. Bei diesem Beispiel ist ein Krümmungsradius der Kanten ungefähr 50 μm, auch wenn andere Radien denkbar sind, wie zum Beispiel 100, 200 oder 500 μm. Die Kapsel 102 des Standes der Technik kann trotzdem durch das stumpfe Durchstichmittel 128 durchstochen werden, z. B. wenn der Deckel 116 aus Aluminiumfolie besteht. Es ist ersichtlich, dass wenn das Deckeldurchstichmittel keine scharfen Kanten umfasst, die Parameter des Ausgangsfilters so gewählt werden können, dass sie zu dem Deckeldurchstichmittel passen. Parameter des Ausgangsfilters der Kapsel 2 des erfindungsgemäßen Systems können so gewählt werden, dass der Ausgangsfilter die ausreichend hohe Reißfestigkeit hat und/oder den ausreichend geringen Strömungswiderstand bietet, um nicht durchstochen oder zerrissen zu werden.
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Es ist ebenfalls möglich, dass die Grate des Deckeldurchstichmittels 128 eine konvexe Oberseite haben, gegen die der Deckel 16 zur Anlage kommt. Wenn daher der Deckel in der Verwendung gegen die Grate gedrückt wird, wird der Oberflächenbereich, über den der Deckel von den Graten unterstützt wird, vergrößert, wodurch der von den Graten auf den Deckel ausgeübte lokale Druck verringert wird. Auf diese Weise ist es möglich, es auf einfache Weise vorzusehen, dass der Deckel in der Verwendung nicht reißt und/oder zerreißt und intakt bleibt.
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Die 3a bis 3d zeigen Ausführungsformen von Kapseln 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In 3a ist der Boden 12 mit der umlaufenden Wandung 10 wie in 2 untrennbar verbunden. Der Eingangsfilter 34 wird durch die Vielzahl von Eingangsöffnungen 24 im Boden 12 gebildet. Der Ausgangsfilter 36 wird durch eine Folie 40, z. B. eine flexible Polymerfolie, gebildet, die mit einer Vielzahl von Ausgangsöffnungen 30 versehen ist.
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In 3b ist der Ausgangsfilter 36 durch das flexible poröse Bahnmaterial, wie zum Beispiel Filterpapier, wie in 2, gebildet. In 3b ist auch der Ausgangsfilter 34 durch ein flexibles poröses Bahnmaterial, wie zum Beispiel Filterpapier, gebildet. In diesem Beispiel ist der Eingangsfilter auf einem sich nach innen erstreckenden Rand 42 befestigt. Bei diesem Beispiel ist der Eingangsfilter 34 auf der Innenseite des sich nach innen erstreckenden Rands 42 befestigt. Dies maximiert das Innenvolumen der Kapsel 12, da die Randdicke im Innenraum 20 der Kapsel 2 nicht vorhanden ist.
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In 3c ist der Ausgangsfilter 36 durch das flexible poröse Bahnmaterial, wie zum Beispiel Filterpapier, wie in den 2 und 3b gebildet. In 3c ist auch der Ausgangsfilter 34 aus einem flexiblen porösen Bahnmaterial, wie zum Beispiel Filterpapier gebildet. Bei diesem Beispiel ist der Eingangsfilter 34 an der Außenseite des sich nach innen erstreckenden Rands 42 befestigt. Auf diese Weise wird die Gefahr verringert, dass unter Druck stehende Flüssigkeit den Eingangsfilter 34 von dem sich nach innen erstreckenden Rand 42 abreißt. Es ist möglich, dass der Eingangsfilter 34 über eine umlaufende Kante des Bodens hinausragt. Auf diese Weise ist der zum Befestigen des Eingangsfilters 34 an dem Boden 12 und der umlaufenden Wandung 10 vorhandene Oberflächenbereich größer, was zu einer stärkeren Verbindung führt.
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In 3d ist der Ausgangsfilter 36 von einer Folie 40, z. B. einer flexiblen Polymerfolie, gebildet, die mit einer Vielzahl von Ausgangsöffnungen 30 versehen wird, wie auch in 3a. In 3d ist auch der Eingangsfilter 34 durch eine Folie 44 gebildet, die mit der Vielzahl von Eingangsöffnungen 24 versehen ist.
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In allen Ausführungsformen der 3a bis 3d ist der Ausgangsfilter durch ein flexibles flachbahnartiges Material ausgebildet. Insbesondere ist in allen Ausführungsformen der 3a bis 3d der Deckel ausschließlich durch das flexible flachbahnartige Material ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass allgemein keine Stützstruktur, wie zum Beispiel ein im Wesentlichen steifes Gitter, z. B. stromabwärts von der Ausgangsfolie, benötigt wird, um die Ausgangsfolie abzustützen, um zu verhindern, dass die Ausgangsfolie reißt und/oder zerreißt.
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In allen Ausführungsformen der 3b bis 3d ist der Eingangsfilter durch ein flexibles flachbahnartiges Material ausgebildet. Insbesondere ist in allen Ausführungsformen der 3b bis 3d der Eingangsbereich ausschließlich durch das flexible flachbahnartige Material ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass allgemein keine Stützstruktur, wie zum Beispiel ein im Wesentlichen steifes Gitter, zum Beispiel stromabwärts von der Eingangsfolie, benötigt wird, um die Eingangsfolie zu unterstützen, um zu verhindern, dass die Eingangsfolie reißt und/oder zerreißt.
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In allen Ausführungsformen der 3a bis 3d bildet der Ausgangsfilter die äußerste Abgrenzung der Kapsel in deren axialer Richtung.
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Es ist ersichtlich, dass die Kapsel 2 einen beliebigen Eingangsfilter gemäß einer der gezeigten Ausführungsformen in Kombination mit einem beliebigen Ausgangsfilter gemäß einer der gezeigten Ausführungsformen aufweisen kann. Auch wenn das hier nicht gezeigt ist, ist es möglich, dass der Deckel eine im Wesentlichen steife Wandung umfasst, die mit den Ausgangsöffnungen 30 versehen ist.
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Allgemein sind die Ausgangsöffnungen 30, bzw. Poren des porösen Bahnmaterials, so abgemessen, dass eine Abmessung der Öffnung 30 bzw. der Poren ausreichend klein ist, um das extrahierbare Produkt, wie zum Beispiel gemahlenen Kaffee, innerhalb der Kapsel 2 zurückzuhalten. Zusätzlich dazu sind im Allgemeinen die Eingangsöffnungen 24 bzw. Poren des porösen Bahnmaterials, so abgemessen, dass eine Abmessung der Öffnung 24 bzw. Poren genügend klein ist, um das extrahierbare Produkt, wie zum Beispiel gemahlenen Kaffee, innerhalb der Kapsel 2 zurückzuhalten.
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Allgemein sind die Eingangsöffnungen 24 vorzugsweise über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Bodens oder der Folie 44, mindestens im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der durch den sich nach innen erstreckenden Rand 42 definierten Öffnung, verteilt. Optional sind die Eingangsöffnungen 24 auch in der umlaufenden Wandung 10, z. B. in dem Teil der umlaufenden Wandung 10 in der Nähe des erstes Endes 14, vorhanden. Hierdurch wird eine homogene Zufuhr der Flüssigkeit zu dem extrahierbaren Produkt innerhalb der Kapsel 2 erlaubt.
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Im Allgemeinen sind die Ausgangsöffnungen 30 vorzugsweise über im Wesentlichen die ganze Oberfläche des Deckels oder der Folie 40, mindestens im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der durch den sich nach außen erstreckenden Rand 38 definierten Öffnung vorhanden. Dies erlaubt ein homogenes Ablaufen des Getränks aus dem extrahierbaren Produkts innerhalb der Kapsel 2.
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Bei den Beispielen der 2, 3a–3d haben die Eingangsöffnungen 24 und Ausgangsöffnungen 30 einen kreisförmigen Querschnitt. Die Öffnungen 24, 30 mit kreisförmigem Querschnitt sind leicht herzustellen. Optional werden die Eingangsöffnungen 24 zum Innenraum 20 zu verjüngt (enger). Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Eingangsöffnungen als Düsen wirken, die verursachen, dass ein Flüssigkeitsstrahl in dem Innenraum 20 gelangt.
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Es ist ersichtlich, dass die Eingangsöffnungen 24 und/oder Ausgangsöffnungen 30 auch alternative Formen haben können. Die Öffnungen 24, 30 können zum Beispiel die Form länglicher Schlitze haben. Vorzugsweise ist die kleine Abmessung der Schlitze ausreichend klein, um das extrahierbare Produkt innerhalb der Kapsel 2 zurückzuhalten.
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In einer speziellen Ausführungsform können die Schlitze eine Form haben, die in der Ebene des Bodens eine Zunge definiert. Die Schlitze können im Wesentlichen U-förmig, wie zum Beispiel halbkreisförmig, hufeisenförmig, rechtwinklig oder V-förmig sein. Dies hat den Vorteil, dass die Zunge unter der Wirkung der Strömung der Flüssigkeit durch die von der Zunge definierten Öffnung aus der Ebene des Bodens ausgelenkt werden kann. Auf diese Weise kann ein größeres Volumen des Flüssigkeitsstroms erreicht werden. Wenn der Boden aus einem federelastischen Material hergestellt wird, kann die Zunge wieder in die Ebene des Bodens zurückfedern, nachdem der Flüssigkeitsstrom stoppt, wodurch ein Austreten des extrahierbaren Produkts (vor und) nach Zubereitung des Getränks verhindert wird. Es ist ersichtlich, dass die eine Zunge definierenden Schlitze mutatis mutandis angebracht werden können.
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4a zeigt ein Beispiel einer weiteren Ausführungsform einer Kapsel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. 4a zeigt eine Modifikation der in 3a gezeigten Kapsel. Es ist ersichtlich, dass diese Modifikation bei einer beliebigen Kapsel 2, die oben erwähnt wurde, angebracht werden kann. Bei dem Beispiel von 4a umfasst die Kapsel 2 ferner ein Bodensiegel 46. Das Bodensiegel 46 verschließt die Eingangsöffnungen 24 (oder das poröse Bahnmaterial) vor der Verwendung. Das Bodensiegel 46 ist mindestens teilweise entfernbar am Boden 12 befestigt. Beim vorliegenden Beispiel umfasst das Bodensiegel 46 eine Lippe 48, um ein leichtes Entfernen des Bodensiegels 46 durch einen Benutzer der Kapsel 2 zu ermöglichen. In 4a umfasst die Kapsel 2 ferner ein Deckelsiegel 50. Das Deckelsiegel 50 verschließt die Ausgangsöffnungen 30 (oder das poröse Bahnmaterial) vor der Verwendung. Das Deckelsiegel 50 ist mindestens teilweise entfernbar am Deckel 16 befestigt. Bei diesem Beispiel umfasst das Deckelsiegel 50 eine Lippe 52, um ein einfaches Entfernen des Deckelsiegels 50 durch einen Benutzer der Kapsel 2 zu ermöglichen. Das Bodensiegel 46 und das Deckelsiegel 50 verlängern die Haltbarkeit des Produkts innerhalb der Kapsel, indem sie verhindern, dass Luft über die Öffnungen 24, 30 oder das poröse Bahnmaterial in die Kapsel eindringt.
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In einer speziellen Ausführungsform (nicht gezeigt) ist die Lippe 48 des Bodensiegels 46 mit der Lippe 52 des Deckelsiegels 50 verbunden. Auf diese Weise können das Bodensiegel 46 und das Deckelsiegel 50 einstückig ausgebildet werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein Benutzer versehentlich vergisst, entweder das Bodensiegel oder das Deckelsiegel zu entfernen.
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Die 4b und 4c zeigen ein Beispiel eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Kapsel 2 gesehen von der Seite des Deckels 16. In den 4b und 4c umfasst die Kapsel das Deckelsiegel 50. Das Deckelsiegel 50 ist mit einer entfernbaren Versiegelung 54 am Deckel 16 befestigt. Bei diesem Beispiel bildet die entfernbare Versiegelung eine umlaufende Versiegelung neben einer umlaufenden Kante des Deckels 16. Die entfernbare Versiegelung 54 ist so angeordnet, dass sie unter der Wirkung eines Flüssigkeitsdrucks im Innenraum 20 vom Deckel 16 gelöst werden kann. Die lösbare Versiegelung kann z. B. eine Abziehversiegelung einer vorbestimmten Ablösefestigkeit sein. Auf diese Weise ist es nicht nötig, dass der Benutzer das Deckelsiegel 50 von der Kapsel 2 entfernt, da die Versiegelung während der Zubereitung des Getränks automatisch geöffnet wird.
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In den 4b und 4c ist das Deckelsiegel 50 ferner mit einer permanenten Verbindung 56 am Deckel 16 befestigt. Die permanente Verbindung kann z. B. eine geklebte oder geschweißte Verbindung sein. In 4b ist die permanente Verbindung in der Nähe der Mitte des Deckels angeordnet. In 4c ist die permanente Verbindung 56 in der Nähe des umlaufenden Rands des Deckels angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die lösbare Versiegelung unter der Wirkung des Drucks gelöst werden kann, um ein Ablaufen des Getränks aus der Kapsel zu ermöglichen, während das Deckelsiegel 50 mindestens an einer Position am Deckel 16 befestigt bleibt. Auf diese Weise muss das Deckelsiegel 50 nicht getrennt verworfen werden, wodurch die Handhabbarkeit verbessert wird, und kann nicht verloren gehen.
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Es ist ersichtlich, dass das Deckelsiegel 50 anstelle von oder zusätzlich zu einer Befestigung an dem Deckel auch an dem in der Nähe des zweiten Endes 18 angeordneten Rand und/oder der umlaufenden Wandung 14 befestigt sein kann.
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Außerdem ist ersichtlich, dass die Kapsel 2 in ähnlicher Weise alternativ oder zusätzlich mit dem Bodensiegel 46 versehen sein kann, z. B. auf der Innenseite des Bodens 12 angeordnet, von dem Boden 12 unter der Wirkung von Druck einer an die Kapsel 2 gelieferten Flüssigkeit zu lösen angeordnet und optional mit mindestens einer permanenten Verbindung zwischen dem Boden und dem Bodensiegel 46 versehen. Es ist ersichtlich, dass das Bodensiegel 46 anstelle von oder zusätzlich zu einer Befestigung an dem Boden 12 auch an dem in der Nähe des ersten Endes 14 angeordneten Rand und/oder an der umlaufenden Wandung 14 befestigt sein kann.
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Ebenfalls ist ersichtlich, dass das Deckelsiegel 50 und/oder das Bodensiegel 46 auch zusammen mit alternativen Kapseln verwendet werden können, wobei der Deckel keine äußerste Grenze der Kapsel in deren axialer Richtung darstellt, z. B. eine Kapsel sein kann, die einen sich axial erstreckenden Rand hat, der sich über den Deckel hinaus erstreckt.
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Vorzugsweise ist die umlaufende Wandung im Wesentlichen steif. Daher wird die Kapsel während des Transports und/oder der Handhabung nicht zur Deformation neigen, so dass die Kapsel 2 immer in das Behältnis 106 passen wird. Zusätzlich ist die umlaufende Wandung vorzugsweise federelastisch, so dass eine mögliche Verformung der umlaufenden ersten Wandung rückgängig gemacht wird, nachdem die die Deformation verursachende Kraft entfernt wird. Um die Steifigkeit der Kapsel 2 zu erhöhen, kann die Kapsel 2 Versteifungsrippen haben, die an die umlaufende Wandung 10 angeformt sind. Die Versteifungsrippen können sich von dem ersten Ende 14 zum zweiten Ende 18 erstrecken. Alternativ oder zusätzlich können sich die Versteifungsrippen in einer Umfangsrichtung erstrecken. Wenn der Boden 12 einstückig mit der umlaufenden Wandung 10 ausgebildet ist, können die Versteifungsrippen auch einstückig mit dem Boden 12 ausgebildet sein.
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Trotzdem ist es möglich, dass die umlaufende Wandung auch aus einem flexiblen, z. B. porösen, Bahnmaterial oder einer entsprechenden Folie ausgebildet ist, die vorzugsweise untrennbar mit dem Boden verbunden ist. Auf diese Weise kann im Wesentlichen die gesamte Kapsel aus dem flexiblen Bahnmaterial hergestellt werden, wodurch die Werkstoffmenge verringert wird, die zum Bereitstellen der Kapsel benötigt wird. Optional kann der sich nach außen erstreckende Rand im Wesentlichen steif sein, um die Handhabbarkeit der Kapsel zu verbessern.
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In den Beispielen ist die umlaufende Wandung im Wesentlichen kegelstumpfförmig. Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Kapsel nicht auf diese Form eingeschränkt ist. Die umlaufende Wandung kann z. B. zylindrisch, halbkugelförmig oder polygonal zum Beispiel hexagonal, oktogonal usw. sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das in dem Innenraum 20 vorgesehene extrahierbare Produkt kompaktiert. 5a zeigt ein Beispiel, bei dem das extrahierte Produkt in eine Mehrzahl von, im vorliegenden Beispiel vier, Tabletten 58, 60, 62, 64 kompaktiert ist. In 5a sind die Tabletten innerhalb des Innenraums 20 aufgestapelt. In 5a erstreckt sich jede Tablette 58, 60, 62, 64 im Wesentlichen über den ganzen Querschnitt der Kapsel 2. Bei diesem Beispiel unterscheidet sich eine Dichte, d. h. ein Grad der Kompaktierung, der Tabletten für jede der Tabletten. Die Dichte der Tabletten 58, 60, 62, 64 wird in der Richtung von dem Boden 12 zum Deckel 16 größer. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Flüssigkeit eine Tablette einer niedrigeren Dichtigkeit leichter als eine Tablette einer höheren Dichtigkeit benetzt, so dass jede stromaufwärts gelegene Tablette genügend durchnässt wird, während das Wasser eine nachfolgende stromabwärts liegende Tablette benetzt. Auf diese Weise wird ein höchst homogenes Benetzen des extrahierbaren Produkts erzielt. Auch wenn in dem Beispiel vier aufeinandergestapelte Tabletten gezeigt sind, so ist doch ersichtlich, dass eine beliebige Anzahl von Tabletten verwendet werden könnte.
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5b zeigt ein Beispiel einer Kapsel 2, die eine einzige Tablette 66 eines kompaktierten extrahierbaren Produkts umfasst. Bei dem Beispiel von 5b umfasst die Tablette 66 Bohrungen 68, die sich von der Seite der Tablette 66, die zum Boden 12 hin zeigt, in Richtung zum Deckel 16 in die Tablette 66 hinein erstrecken. Die Länge der Bohrungen 68 ist kürzer als die Dicke der Tablette 66 in der Richtung entlang der Bohrung 68. Auf diese Weise bilden die Bohrungen 68 keine abkürzenden Durchgänge für die Flüssigkeit durch die Tablette 66, sondern bilden für die Flüssigkeit einen Zugang zum Kern der Tablette 66. Diese Bohrungen ermöglichen eine vorbestimmte Durchdringung der Tablette mit der Flüssigkeit. Auf diese Weise kann eine bevorzugte Benetzung des kompaktierten extrahierbaren Produkts erreicht werden.
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Bei den Beispielen der 5a und 5b sind der Eingangsfilter 34 und der Ausgangsfilter 36 der Kapsel im Wesentlichen wie in 3c dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Tablette 66 oder die mehreren Tabletten 58, 60, 62, 64 in Kombination mit einer beliebigen Kapsel 2 verwendet werden können, die oben genannt ist. Außerdem ist ersichtlich, dass bei einem Kompaktieren des extrahierbaren Produkts in die Tablette(n) der Boden 12 der Kapsel streng genommen nicht benötigt wird, da das extrahierbare Produkt nur mit geringer Wahrscheinlichkeit vor der Verwendung aus der Kapsel austreten wird.
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Es ist ersichtlich, dass die oben erwähnte Kapsel 12 auch in einer alternativen Vorrichtung zum Zubereiten des Getränks verwendet werden könnte, zum Beispiel in einer Vorrichtung, die nicht mit dem Bodendurchstichmittel und/oder nicht mit dem Deckeldurchstichmittel ausgestattet ist.
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In der vorhergehenden Beschreibung wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Abänderungen an ihr vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
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Zum Beispiel ist es möglich, dass die Kapsel 2 vor der Verwendung in einer luftdichten Verpackung enthalten ist, um die Haltbarkeit zu verlängern.
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Außerdem ist es möglich, dass der Boden einen vertieften Bereich umfasst, um das Bodendurchstichmittel aufzunehmen, ohne dass der Boden durchstochen wird, um das Kapselvolumen zu vergrößern.
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Bei den oben gegebenen Beispielen bildet der Ausgangsfilter den Deckel. Es ist auch möglich, dass der Ausgangsfilter einen Teil des Deckels bildet. Der Deckel kann zum Beispiel teilweise porös und/oder teilweise durchlocht sein.
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Bei den oben gegebenen Beispielen bildet der Eingangsfilter den Boden. Es ist auch möglich, dass der Eingangsfilter einen Teil des Bodens bildet. Der Boden kann zum Beispiel teilweise porös und/oder teilweise durchlocht sein.
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Es sind jedoch auch andere Modifikationen, Variationen und Alternativen möglich. Die Beschreibung, die Zeichnungen und Beispiele sind demnach als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu sehen.
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In den Ansprüchen sollen in Klammern angegebene Bezugszeichen nicht als den Anspruch einschränkend gelten. Der Begriff „umfassend” schließt das Vorhandensein anderer Merkmale oder Schritte als die in einem Anspruch aufgeführten nicht aus. Ferner soll das Wort „ein” nicht als auf „nur eins” einschränkend interpretiert werden, sondern soll „mindestens eins” heißen und eine Mehrzahl nicht ausschließen. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander unterschiedlichen Ansprüchen genannt werden, soll nicht heißen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhafterweise eingesetzt werden kann.
