DE202015008065U1

DE202015008065U1 - Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, Verwendung einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, System aus Kapsel und Vorrichtung sowie Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels

Info

Publication number: DE202015008065U1
Application number: DE202015008065.0U
Authority: DE
Original assignee: Ligalife & Co KG GmbH
Current assignee: Ligalife & Co KG GmbH
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2016-12-02
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: EP3344550A2; JP2018527267A; US20180242776A1; JP6930973B2; CN108290648B; WO2017036595A3; CN108290648A; DE102015011170A1; US10918236B2; WO2017036595A2

Abstract

Kapsel (1) für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen, wobei eine Kammer ein Perforationselement zum Perforieren des Kapselkörpers enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, eine Verwendung einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, sowie ein System aus einer Vorrichtung und einer Kapsel.
Kapseln für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, insbesondere Kaffee, sind bekannt. In der Kapsel ist eine Kammer zur Aufnahme einer Substanz, insbesondere Kaffee, ausgebildet. In die Kammer der Kapsel kann eine Flüssigkeit eingeleitet werden, sodass aus der Substanz und der eingeleiteten Flüssigkeit das gewünschte flüssige Lebensmittel, insbesondere Kaffee, mit einer entsprechenden Vorrichtung, beispielsweise einer Kaffeemaschine, gebildet wird.
EP 1 710 172 A1 offenbart eine Wegwerfkapsel mit einem Einlauf- als auch einem Auslaufverschluss, die durch hydraulische Einwirkung einer Flüssigkeit geöffnet werden. Hierzu wird die Flüssigkeit von einem Infusionsmodul unter einem vorbestimmten Druck zugeführt, wobei keine zusätzlichen Mittel zum Durchstechen der Wegwerfkapsel notwendig sind.
Die Ausgestaltung hinsichtlich einer zwei Kammern aufweisenden Kapsel ist aufwendig und führt im Sinne einer definierten und vorbestimmten Mischung von zwei in zwei unterschiedlichen Kammern der Kapsel vorliegenden Substanzen zu einem unbefriedigenden Ergebnis.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, eine Verwendung einer Kapsel, sowie ein System aus Kapsel und Vorrichtung zu schaffen, bei dem der Auslauf der Flüssigkeit aus einer Kapsel weitestgehend definiert erfolgen kann. Es kann zumindest einer der Nachteile überwunden werden: Kontamination der Vorrichtung, in die die Kapsel eingelegt wird, mit dem Kapselinhalt und/oder der sich ergebenden Flüssigkeit; unzureichende Ausspülung und/oder Mischung der in der Kapsel enthaltenen Substanzen; Verletzungsgefahr, insbesondere beim Reinigen der Vorrichtung, an spitzen Elementen innerhalb der Vorrichtung; fehlende Abstimmung des Elements zur Durchführung der Perforation mit der Kapsel; sowie undefinierter und/oder nicht definiert begrenzter Auslauf aus der Kapsel.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der entsprechenden abhängigen Patentansprüche und der hiernachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung geht in einem Aspekt von dem Grundgedanken aus, dass eine Kapsel gebildet werden kann, bei der ein Perforationselement zum Perforieren des Kapselkörpers innerhalb der Kapsel angeordnet ist. Die Kapsel nach diesem Aspekt der Erfindung enthält damit ein Perforationselement, mit dem der Kapselkörper, insbesondere an einer im Wesentlichen definierten Perforationsstelle, perforiert werden kann. Um die Perforation durchzuführen, kann an dem Perforationselement ein Amboss angeordnet sein, der mit einem Stempel einer Maschine, in die die Kapsel einlegbar ist, zusammenwirken kann. Zur Erzeugung des flüssigen Lebensmittels übt die Maschine mittels eines Stempels einen Druck auf den Amboss aus, wodurch das dann mit dem Amboss in Wirkverbindung stehende Perforationselement den Kapselkörper perforiert. Die Maschine, in die die Kapsel eingelegt ist, muss selbst kein Perforationselement aufweisen, mit dem der Kapselkörper der Kapsel perforiert wird. Damit entfällt eine Kontamination eines an der Maschine ausgebildeten Perforationselements. Ferner können an die Kapsel angepasste Perforationselemente, die bereits während der Herstellung der Kapsel in dieselbe eingesetzt werden können, verwendet werden. Eine Anpassung der Perforation der Kapsel kann somit innerhalb der in der Kapsel vorliegenden Elemente und Geometrie durchgeführt werden. Da die erfindungsgemäße Kapsel lediglich eine Interaktion mit einem an der Maschine vorgesehenen Stempel erfordert, kann einer Änderung der Geometrie und/oder Struktur der Kapsel Rechnung getragen werden, indem das innerhalb der Kapsel vorgesehene Perforationselement angepasst werden kann. Diese Ausgestaltung der Kapsel ist nicht nur hinsichtlich der Perforation derselben wünschenswert, sondern ermöglicht auch eine einfache Handhabung bei der Befüllung und einem anschließenden Auflegen und Verbinden mit einem die beiden Kammern trennenden Trenner und einem Deckel sowie eine einfache Verwendung in einer Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln. Das Perforationselement kann nach der Verwendung in der Kapsel verbleiben und entsorgt werden.
Der Begriff „Kapsel” umfasst erfindungsgemäß ein kleines, vorzugsweise in einer Achse symmetrisches, insbesondere verschlossenes Behältnis, das im Wesentlichen ellipsenförmig, kugelförmig, zylinderförmig oder umgekehrt kegelförmig zumindest in Teilabschnitten sein kann. Die Kapsel kann becher- oder schalenförmig ausgestaltet sein. Die Kapsel kann endseitig bzw. kopfseitig mit einem Deckel verschlossen sein. In der Kapsel kann ein Trenner vorhanden sein zur Ausbildung der Unterteilung für zwei Kammern. Deckel und Trenner können im Wesentlichen senkrecht oder unter einem kleinen Winkel zu einer Symmetrieachse der Kapsel angeordnet sein. Der Volumeninhalt der Kapsel kann insbesondere zwischen ungefähr 30 ml und ungefähr 200 ml, bevorzugt zwischen ungefähr 50 ml und ungefähr 150 ml, insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 60 ml und ungefähr 120 ml liegen.
Der Begriff „Kapselkörper” umfasst erfindungsgemäß die Kapselschale bzw. den Kapselbecher, die bzw. der mit einem Deckel verschlossen werden kann. Der Begriff „Kapselkörper” umfasst damit erfindungsgemäß die Seitenwand und den Boden der Kapsel. Der Kapselkörper kann im Bereich der Seitenwand und des Bodens eine Außenkontur der Kapsel definieren. Der Verschluss des Kapselkörpers mit dem Deckel kann an einem am Kapselkörper ausgeformten Flansch mittels eines Versiegelns bzw. Thermosiegelns, Ultraschall-Schweißens oder Klebens, insbesondere eines eine stoffschlüssige Verbindung erzeugenden Verfahrens, zwischen Deckel und Flansch erfolgen. Der Begriff „Flansch” umfasst erfindungsgemäß einen bezüglich einer Fläche herausragenden Abschnitt, der insbesondere kopfseitig an dem Behältnis vorgesehen ist und einen Randabschnitt des Behältnisses bzw. der Kapsel bilden kann. Auf dem Flansch liegt randseitig der Deckel auf, der als Folie ausgestaltet sein kann. Der Kapselkörper kann insbesondere ein Polymer aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Der Kapselkörper kann mehrere Schichten aufweisen, beispielsweise ist es möglich, dass der Kapselkörper eine Schichtung aus PP/EVOH/PP (Polypropylen/Ethylen-Vinylalkohol/Polypropylen) aufweist. Der Kapselkörper kann auch einen biologisch abbaubaren Werkstoff aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Der Kapselkörper kann auch einen aus PLA hergestellten Thermoplast aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Der Kapselkörper kann auch ein Polypropylen aufweisen, welches mit einem Plasma (SiOx) beschichtet ist. Die Materialien erlauben ein einfaches Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen, Warmumformen, Schweißen, Tiefziehen und eine spanende Verarbeitung. Ferner sind die Materialien geruchlos, physiologisch unbedenklich und insbesondere für Anwendungen im Lebensmittelbereich und der Pharmazie geeignet.
Der Begriff „aufweisen” ist im Sinne der Erfindung weit zu verstehen und umfasst sowohl den Begriff „bestehen aus”, wobei übliche Verunreinigungen nicht ausgeschlossen sind, als auch das Vorhandensein weiterer Materialien.
Unter dem Begriff „Trenner” wird ein konstruktives Element der Kapsel verstanden, das zum Abtrennen der beiden Kammern an der Kapsel bzw. dem Behältnis vorhanden ist. Insbesondere kann der Trenner als Folie ausgestaltet sein, wobei der Begriff „Folie” erfindungsgemäß ein dünnes, flächiges Element umfasst, das vorzugsweise als ein dünnes Metall-, Papier- oder Kunststoffelement ausgestaltet sein kann, das sehr dünn ausgebildet sein kann. Der Trenner kann bevorzugt, eine Barriere aufweisen oder als solche ausgestaltet sein, die undurchlässig für ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, sein kann. Der Trenner kann für eine Kammer den Boden und für die andere Kammer den Deckel bilden, sodass mit einem Element zwei Funktionen bedient werden. Vorzugsweise ist der Trenner und/oder die Verbindung des Trenners mit einem Absatz am Kapselkörper derart ausgestaltet, dass beim Herstellen des flüssigen Lebensmittels eine Aufhebung der Trennfunktion des Trenners stattfindet und die beiden Kammern der Kapsel zumindest teilweise von einem Fluid durchströmt werden und sich die Substanzen mit dem Fluid zum flüssigen Lebensmittel vermischen. Insbesondere können Deckel und Trenner mit einem injektionsnadelartigen Element durchstochen werden, wobei in dem Element in Höhe der oberen Kammer ein seitliches Loch ausgebildet sein kann, durch welches ein in das Element mit Druck beaufschlagtes Fluid in die obere Kammer gespült werden und von dieser mittels des seitlichen Lochs in die zweite Kammer gelangen kann. Die obere Kammer wird somit ausgespült und über das injektionsnadelartige Element (nach Eintritt in das seitliche Loch und weiter im Längsverlauf des Elements) gelangt das Fluid mit der Substanz der oberen Kammer in die untere Kammer. Es kann somit eine Ausführungsform geschaffen werden, bei der das Fluid nicht durch Durchbrüche des Trenners strömt, sondern innerhalb des injektionsnadelartigen Elements von einer Kammer in die andere strömt. Das Fluid, mit den beiden Substanzen der beiden Kammern tritt aus der Kapsel an dem durch das Perforationselement erzeugten Auslass.
Der Trenner ist vorzugsweise mit einem am Kapselkörper ausgebildeten Absatz verbunden. Unter dem Begriff „Absatz” wird erfindungsgemäß ein sich in den Innenraum des Behältnisses bzw. der Kapsel erstreckender Zwischenabschnitt des Kapselkörpers verstanden, der winkelig zu einem innenseitigen Wandungsabschnitt des Behältnisses bzw. der Kapsel ausgebildet ist. Der Absatz kann einen Abschnitt einer Plattform bilden. Bevorzugt weist eine Wandung der Kapsel im Bereich des Absatzes und in den daran anschließenden Bereichen eine im Wesentlichen gleiche Dicke auf, sodass zumindest in den genannten Bereichen die Außenkontur der Kapsel der Innenkontur der Kapsel entspricht. Der Absatz kann auch winkelig zu einem außenseitigen Wandungsabschnitt der Kapsel ausgebildet sein. Der Absatz kann den sonst gleichförmigen Verlauf der Außenkontur einer Wandung der Kapsel unterbrechen. Auf dem Absatz ist randseitig der Trenner aufgelegt und mit diesem beispielsweise mittels Thermosiegelns, Ultraschall-Schweißen oder Kleben, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden.
Der Begriff „Lebensmittel” umfasst erfindungsgemäß als Oberbegriff sowohl eine Flüssigkeit, wie beispielweise das Trinkwasser, als auch jedwedes feste, pastöse oder fluidische Nahrungsmittel und Nahrungsergänzungsmittel. Die in den Kammern aufgenommenen Substanzen können insbesondere Mikronährstoffe, Makronährstoffe, diätetische Lebensmittel, hochkalorische Nahrungsergänzungsmittel, bilanzierbare Nahrungsergänzungsmittel, Fruchtsaft(-konzentrate), Gemüsesaft(-konzentrate), Fruchtpulver, Fruchtextrakte, Püreekonzentrate, Pulpkonzentrate und/oder Mischungen hiervon aufweisen. Die Substanzen können in der Konsistenz flüssig, nektarartig, sirupartig, honigartig, fest, halbfest, als Pulver, als Granulat, als lösbare Tablette oder als Brausetablette mit Gasentwicklung vorliegen. Pulverförmige Substanzen können gefriergetrocknete Substanzen sein. Die Konsistenz der Substanzen in den Kammern kann unterschiedlich oder gleich sein. Beispielsweise kann in einer Kammer eine pulverförmige Substanz vorliegen und in einer Kammer eine sirupartige Substanz oder in beiden Kammern liegt eine pulverförmige Substanz vor.
Mikronährstoffe, die wasserlöslich und fettlöslich sein können, umfassen Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente und sekundäre Pflanzenstoffe. Makronährstoffe umfassen Eiweiße, Fette und Kohlenhydrate.
Vorzugsweise können die in den Kammern vorhandenen Substanzen derart getrennt sein, dass gegenüber einer Mischung der Substanzen eine längere Lagerung möglich ist. Die Substanzen können erst kurz vor der Erzeugung und Verwendung bzw. oralen Einnahme des Lebensmittels gemischt bzw. in Verbindung gebracht werden.
Der Begriff „Perforationselement” bezeichnet ein Element, mit dem eine Durchlochung bzw. Schaffung eines Auslasses am Kapselkörper möglich ist. Im Kapselkörper kann mit dem Perforationselement ein Loch, insbesondere an einer im Wesentlichen vorbestimmten Perforationsstelle, ausgebildet werden, aus dem die aus der Kapsel ausgespülten Substanzen, die in den beiden Kammern vorliegen, austreten. Das Perforationselement kann mit der Kapsel zusammen entsorgt werden. Vorzugsweise ist das Perforationselement in der Kapsel beweglich. Das Perforationselement kann in der Kammer zusammen mit umgebender Substanz angeordnet sein. Der Begriff „umgeben” umfasst in diesem Zusammenhang die Anordnung von Substanz und zumindest eines Abschnitt des Perforationselements bezogen auf gleiche Höhe der Kapsel in Richtung einer Mittelachse der Kapsel. Das Perforationselement kann insbesondere langgestreckt ausgebildet sein, wobei das Verhältnis zwischen Längserstreckung und Querschnitt (Quererstreckung) quer zur Längserstreckung größer als 1,5, bevorzugt größer als 2, mehr bevorzugt größer als 2,5 und insbesondere bevorzugt größer als 3 ist. Das Perforationselement weist mindestens an einer endseitigen Stirnfläche eine Perforationsspitze auf. Die Perforationsspitze kann durch einen spitz zulaufenden Querschnitt des Perforationselements gebildet sein. Die Perforationsspitze kann Flächenbereiche umfassen, die einen Winkel zur Längsachse des Perforationselements aufweisen, der kleiner als 90° ist. Die Perforationsspitze kann an einer Stirnseite des Perforationselements spitz zulaufende, d. h. idealerweise auf einen Punkt zulaufende, Stirnfläche aufweisen. Die Perforationsspitze kann sich zu zumindest einer Stirnseite des Perforationselements hin verjüngen. Das Perforationselement kann insbesondere ein Polymer oder ein Polypropylen aufweisen. Das Perforationselement kann auch Polyamidfasern oder ein Hochleistungspolymer oder ein Polyphthalamid aufweisen bzw. aus diesem bestehen, beispielsweise können unter dem Handelsnamen „Grivory” oder „Grilon” erhältliche Materialien verwendet werden, ebenso kann PA 6.6 verwendet werden.
Das Perforationselement kann in einer Kammer der Kapsel angeordnet sein, ohne eine stoffschlüssige Verbindung zum Kapselkörper, dem Deckel oder dem Trenner aufzuweisen. Das Perforationselement kann damit frei bzw. lose, in der Kammer angeordnet sein, wobei das Perforationselement in der Kammer gehalten werden kann. Hierdurch kann das Herstellungsverfahren der Kapsel vereinfacht werden, indem das Perforationselement lediglich als separates Bauteil in die Kammer eingesetzt werden kann.
Die Perforationsstelle im Kapselkörper kann als Sollbruchstelle ausgestaltet sein, die bei Einwirken des Perforationselements bricht. Die Perforationsstelle kann als im Kapselkörper vorliegende Struktur ausgebildet sein. Die Perforationsstelle kann als lokaler Vorsprung oder als lokale Vertiefung im Kapselkörper ausgebildet sein. Vorsprung oder Vertiefung können insbesondere dreidimensional ausgebildet sein. Die Perforationsstelle kann insbesondere mittig im Kapselkörper angeordnet sein. Die Perforationsstelle kann eine Materialverringerung des Kapselkörpers aufweisen.
Das Perforationselement ist vorzugsweise in der unteren der beiden Kammern der Kapsel angeordnet, wobei bei einer sich zu einem Ende hin im Querschnitt verjüngenden Kapsel die dem verjüngten Ende nähere Kammer die untere Kammer ist. Zur Perforationsspitze des Perforationselements kann ein ambossseitiger Abschnitt des Perforationselements, insbesondere an der anderen Stirnseite, beabstandet sein. Das Perforationselement kann somit vorzugsweise an einem Ende eine Perforationsspitze und am anderen Ende den Ambossabschnitt aufweisen, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass der Ambossabschnitt selbst als (Perforations-)Spitze ausgebildet ist. Das Perforationselement ist vorzugsweise in Form eines langgestreckten Elements ausgebildet. Der Durchmesser des Perforationselements in Längsrichtung liegt im Bereich von ungefähr 3 mm bis ungefähr 18 mm, bevorzugt ungefähr 5 mm bis ungefähr 15 mm, besonders bevorzugt ungefähr 5 mm bis ungefähr 10 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Perforationselements ungefähr 8 mm. Die Länge des Perforationselements liegt im Bereich von ungefähr 15 mm bis ungefähr 35 mm, bevorzugt ungefähr 20 mm bis ungefähr 30 mm, besonders bevorzugt ungefähr 23 mm bis ungefähr 28 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge des Perforationselements ungefähr 25 mm. Insbesondere kann das Perforationselement als ein dornförmiges Element ausgebildet sein. Das Perforationselement ist vorzugsweise im Wesentlichen zentrisch zur Mittelachse der Kapsel angeordnet.
Der Begriff „Amboss” umfasst erfindungsgemäß ein mit dem Perforationselement mittelbar oder unmittelbar in Kontakt stehendes Element, welches mit einem vorrichtungsseitigen Stempel mittelbar oder unmittelbar in Kontakt treten kann. Der Amboss kann einstückig mit dem Perforationselement ausgebildet sein. Der Amboss kann getrennt von dem Perforationselement vorgesehen sein und den Ambossabschnitt des Perforationselements umgeben. Der Ambossabschnitt und der getrennt von dem Perforationselement ausgebildete Amboss können form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Eine einstückige Ausbildung des Perforationselements mit einem Amboss hat den Vorteil der Verringerung der für die Herstellung der Kapsel erforderlichen Elemente. Eine mehrstückige Ausbildung, bei der das Perforationselement und der Amboss getrennt voneinander hergestellt werden hat den Vorteil, dass mittels der Ausgestaltung des Ambosses eine Anpassung des Perforationselements an den vorrichtungsseitigen Stempel möglich ist, ohne das Perforationselement, welches auf die Ausgestaltung der Kapsel, bzw. des Kapselkörpers ausgerichtet ist, zu ändern. Ein erfindungsgemäßer Amboss kann auch als spitz zulaufendes Element, insbesondere als endseitig angeordnete weitere (Perforations-)Spitze, ausgestaltet sein.
Die erfindungsgemäße Kapsel weist zwei Kammern auf, wobei in der einen Kammer ein Sirup und in der anderen Kammer ein Pulver vorliegen kann. Die Kapsel kann mit kaltem Wasser durchflutet werden und die erste Kammer, beispielsweise die mit Pulver gefüllte Kammer, und die zweite Kammer, die beispielweise einen Sirup enthalten kann, auflösen und gelangt durch den Auslass aus der Kapsel in den bereitgestellten Behälter zur Aufnahme des erstellten, flüssigen Lebensmittels. Durch die komplette Durchflutung können die Inhalte der Kapsel komplett „ausgewaschen” werden, sodass nur noch eine gereinigte leere Kapsel übrig bleibt, die insbesondere problemlos im Kunststoffabfall und/oder Restmüll entsorgt werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kapsel recycelt wird.
Vorzugsweise ist das Perforationselement in der bodenseitigen Kammer der Kapsel angeordnet. Die Länge des Perforationselements und der Amboss können derart ausgestaltet sein, dass bei einer Anordnung des Perforationselements in der Kammer zusammen mit dem an dem Ambossabschnitt angeordneten Amboss, der Amboss endseitig – beabstandet von der Perforationsspitze – in Kontakt mit dem die beiden Kammern trennenden Trenner ist. Der Trenner kann das Perforationselement unmittelbar oder mittelbar über den Amboss zumindest an einem Ende stabilisieren. Die Länge des Perforationselements zusammen mit dem Amboss kann insbesondere im Wesentlichen der Höhe der unteren Kammer entsprechen.
Vorzugsweise ist das Perforationselement von einer innerhalb einer Kammer angeordneten Führungshülse, insbesondere in Richtung auf die Perforationsstelle, geführt, sodass eine definierte Perforation an einer vorbestimmten Stelle, insbesondere der Perforationsstelle, durchgeführt werden kann. Der Begriff „Führungshülse” umfasst eine zumindest abschnittsweise als ring- oder rohrförmiges Element ausgestaltete Führung, wobei die Führung im Wesentlichen durch einen, gegebenenfalls Durchbrechungen oder Schlitze aufweisendes, Rohrmantel gebildet sein kann. Der Rohrmantel bzw. das rohrförmige Element kann auch mittels Zapfen oder Vorsprüngen gebildet sein, die eine Innenkontur definieren, die das Perforationselement umgeben kann Die Innenkontur muss keinen geschlossenen Umfang aufweisen. Die Führungshülse kann derart ausgerichtet sein, dass das Perforationselement im Wesentlichen genau eine Stelle des Kapselkörpers perforieren kann. Vorzugsweise ist die Führungshülse in der Kapsel bodenseitig mit dem Kapselkörper verbunden. Insbesondere weist die Kapsel hierzu eine bodenseitige Abflachung auf, in deren Bereich die Führungshülse mit dem Kapselkörper verbunden ist. Die Führungshülse kann aus Polypropylen, einem teilkristallinen Thermoplast, bestehen, oder dieses Material aufweisen. Es ist möglich, dass die Führungshülse einstückig bzw. einteilig mit dem Kapselkörper ausgebildet ist. Der Kapselkörper kann zusammen mit der Führungshülse in einem Spritzverfahren hergestellt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Führungshülse separat hergestellt und mit dem Kapselkörper mittels Ultraschallschweißens verbunden ist. An der Führungshülse kann hierzu eine flanschartige Grundfläche ausgebildet sein, die mit dem Boden des Kapselkörpers verbunden werden kann. Die Hülse und die flanschartige Grundfläche können einen Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander einschließen. Das Ultraschallschweißen kann mittels einer Sonotrode, bei der hochfrequente mechanische Schwingungen in die Führungshülse, insbesondere den flanschartigen Basisbereich, und/oder den Boden des Kapselkörpers eingeleitet werden, verbunden werden. Die Führungshülse kann für das Perforationselement eine im Wesentlichen geradlinige Bewegungsrichtung definieren, beispielweise kann sich die Hülse von dem Kapselkörper in den Innenraum der Kammer erstrecken und das Perforationselement derart aufnehmen, dass die Hülse das Perforationselement umfangsseitig zumindest über einen, insbesondere endseitig angeordneten, Längsabschnitt umgibt.
Vorzugsweise ist der Kapselkörper, insbesondere zur Ausbildung einer Perforationsstelle, im Durchlass der Führungshülse derart ausgebildet, dass der Kapselkörper im Durchlass einen Abschnitt aufweist, der von der Kammer weg oder in die Kammer hinein gebogen ist. Hierdurch kann ein Abschnitt im Kapselkörper erzeugt werden, der für einen definierten Auslass vorteilhaft sein kann. Insbesondere kann im Durchlass der Führungshülse ein nasenförmiger Abschnitt des Kapselkörpers ausgebildet sein, der in das Innere der Kapsel ragt. Die Perforationsspitze des Perforationselements kann auf die Nase ausgerichtet sein und bei einer Perforation des Kapselkörpers im Bereich der Nase kann ein geformter und durchstochener Auslauf erzeugt werden.
Vorzugsweise weist die Führungshülse seitliche Schlitze auf, durch die das mit den in der Kapsel befindlichen Substanzen gebildete flüssige Lebensmittel aus der Kapsel austreten kann. Die Schlitze können als Austritt für das flüssige Lebensmittel verwendet werden und führen dazu, dass möglichst wenige Reste in der Kapsel vom erzeugten flüssigen Lebensmittel zurückbleiben. Die Schlitze können in Längsrichtung der Hülse oder kurvig zur Längsrichtung der Hülse ausgestaltet sein. Eine kurvige Ausgestaltung in Abweichung von der geradlinigen Ausgestaltung parallel zur Längserstreckung der Führungshülse kann zu einer Verbesserung des Auslasses des Lebensmittels führen, da ein größerer Umfangsbereich um die Führungshülse erfasst werden kann.
In einer Ausführungsform können in der Führungshülse in Längsrichtung der Führungshülse sich erstreckende Führungselemente ausgebildet sein, die mit entsprechenden am Perforationselement ausgebildeten (geführten) Elementen zusammenwirken können. Die Führung des Perforationselements kann mittels der an der Führungshülse ausgebildeten Führungselemente erhöht werden. Beispielsweise können in die Führungshülse hineinragende Vorsprünge mit Vorsprüngen am Perforationselement zusammenwirken und eine Ausrichtung und/oder Führung des Perforationselements in der Führungshülse verbessern. Beispielsweise ist eine schienenförmige und/oder nockenförmige Ausbildung von Führungselementen in der Führungshülse möglich. Mittels einer nockenförmigen Führung oder einer schienenförmigen Führung kann ein länglich ausgebildetes, an dem Perforationselement vorgesehenes, in Längsrichtung des Perforationselements sich zumindest teilweise erstreckendes Element des Perforationselements entlang der nockenartigen und/oder schienenartigen Führungselemente geführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Perforationselement einen Längsabschnitt auf, der im Querschnitt sternförmig ausgebildet sein kann. Der Querschnitt kann ein n-Eck-förmiges Polygon, insbesondere ein 2n-Eck sein, dessen Kanten alle gleich lang sein können. Mit scharf ausgebildeten Kanten kann eine Perforationswirkung erhöht werden. Eine symmetrische Ausgestaltung, insbesondere punktsymmetrisch zum Querschnittsmittelpunkt ist bevorzugt, um eine gleichmäßige Perforationswirkung bezogen auf den Umfang zu erreichen. Ein n-spitziger Stern kann auf geradlinige Abschnitte reduziert sein, die eine Ecke des Polygons mit dem Mittelpunkt des Polygons bzw. Querschnitts verbinden. Der Querschnitt kann als Sternform auch kreuzförmig sein. Durch die Ecken des Querschnitts können sich in Längsrichtung erstreckende gerade Abschnitte ergeben, die auch für eine Führung mittels der in der Führungshülse möglicherweise vorgesehenen Führungselemente geführt werden können. Mittels einer zumindest teilweise ausgebildeten kreuzförmigen Ausgestaltung des Perforationselements ist eine Verringerung der Masse und des Materials des Perforationselements bezogen auf eine Einhüllende des Umfangs erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kapsel ein Presselement auf, das am Trenner in Wirkrichtung des Perforationselements angeordnet ist. Mittels des Presselements kann eine Verlängerung des Perforationselements in die andere Kammer der Kapsel erreicht werden, ohne dass sich das eigentliche Perforationselement und/oder das Presselement durch den Trenner zu erstrecken braucht. Das Perforationselement, welches in einer Kammer vorliegt, kann mit dem Presselement bei Einwirken des vorrichtungsseitigen Stempels derart zusammenwirken, dass ein Kraftfluss zwischen vorrichtungsseitigem Stempel, Presselement und Perforationselement vorliegt. Das Presselement liegt insbesondere mit einem Wirkelement in Richtung der Wirkverbindung von vorrichtungsseitigem Stempel und Perforationselement. Vorzugsweise weist das Presselement eine Höhe auf, die im Wesentlichen der Höhe der Kammer entspricht, in der das Presselement angeordnet ist. Das Presselement kann die in der Höhe der oberen Kammer vorliegende Strecke zur Ausbildung des Kraftflusses zwischen vorrichtungsseitigem Stempel und Perforationselement überbrücken. Vorzugsweise ist das Presselement in der oberen Kammer angeordnet. Das Presselement kann auf dem Trenner, insbesondere frei, d. h. ohne stoffschlüssige Verbindung, aufliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Presselement zentrisch in der Kapsel angeordnet und zentrisch auf das Perforationselement ausgerichtet. Das Vorsehen eines Presselements kann den von dem vorrichtungsseitigen Stempel zurückzulegenden Weg zum Einwirken auf das Perforationselement verringern.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Presselement ein Ausrichtelement, insbesondere Zentrierelement auf. Das Ausricht- bzw. Zentrierelement kann mit seinem Außenumfang an eine Innenkontur des Kapselkörpers zur Ausrichtung und/oder Zentrierung des Presselements in der Kapsel angepasst sein. Das Zentrierelement kann einen nicht geschlossenen Außenumfang aufweisen, wobei einzelne Abschnitte der Innenkontur des Kapselkörpers entsprechen. Das Zentrierelement kann beispielsweise Außenumfangselement aufweisen, die der Innenkontur des Absatzes am Kapselkörper entsprechen. Das Zentrierelement kann ringförmig, ellipsenförmig oder spiralförmig ausgestaltet sein und auf dem Absatz des Kapselkörpers, vorzugsweise mit zu dem Absatz ausgerichtetem Wirkelement, aufliegen. Die ringförmige Ausgestaltung kann zu einer vorbestimmten Anordnung und/oder Ausrichtung genutzt werden. Das Presselement kann mindestens einen oder mehrere Stege aufweisen. Der bzw. die Steg(e) verläuft bzw. verlaufen in der vom Zentrierelement aufgespannten Ebene. Der bzw. die Stege kann bzw. können mit einem sich in der Höhe der Kammer erstreckenden Wirkelement, das insbesondere in Wirkrichtung zwischen Perforationselement und vorrichtungsseitigem Stempel vorliegt, verbunden sein. Wirkelement und Steg(e) können einstückig miteinander ausgebildet sein. Durch eine Ausgestaltung mit Stegen kann Material und Gewicht eingespart werden gegenüber einer massiven Ausgestaltung. Die Wirkrichtung verläuft im Sinne der Erfindung insbesondere im Wesentlichen senkrecht zum Deckel der Kapsel und ist bevorzugt mittig zur Kapsel zentriert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Perforationselement an beiden Enden spitz ausgebildet, welches bei der Handhabung, insbesondere bei der Befüllung der Kapsel, zu Vorteilen führt. Beispielsweise kann so die Möglichkeit verringert werden, dass in die untere Kammer einzufüllendes Gut auf dem Perforationselement beim Befüllen gelangt, welches dann nicht mehr aus der Kapsel ausgetragen werden kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass mittels des Perforationselements neben der Perforierung des Kapselkörpers auch eine Perforierung des Trenners und/oder des Deckels durchführbar ist. Beispielsweise kann ein Presselement in Wirkrichtung zwischen dem vorrichtungsseitigen Stempel und dem Perforationselement eine topfartige Ausgestaltung aufweisen, die die weitere Perforationsspitze beim Einwirken des vorrichtungsseitigen Stempels aufnimmt und den zwischen der Perforationsspitze und dem Pressring angeordneten Trenner durchlocht.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels mit einem Kapselkörper und zwei mittels eines Trenners voneinander getrennten Kammern, die zur Aufnahme jeweils einer Substanz ausgestaltet sind, kann das Verfahren den Schritt des Einsetzens eines Perforationselements in eine Kammer umfassen; das Befüllen der Kammer mit einer Substanz; das Einsetzen des Trenners und Verbinden des Trenners mit dem Kapselkörper. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Befüllens der oberhalb des Trenners angeordneten zweiten Kammer und das Verschließen des Kapselkörpers mit dem Deckel, der insbesondere als eine Deckelfolie ausgestaltet sein kann.
Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, in die eine Kapsel, insbesondere eine oben beschriebene Kapsel, eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung weist ferner einen Stempel auf, der der von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der der Stempel teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werden kann.
Die Erfindung schafft auch eine Verwendung einer oben beschriebenen Kapsel zum Erzeugen eines flüssigen Lebensmittels, wobei insbesondere eine oben beschriebene Vorrichtung verwendet werden kann.
Die Erfindung schafft ferner ein System umfassend eine vorbeschriebene Kapsel und eine vorbeschriebene Vorrichtung, in die die Kapsel einlegbar ist.
Ferner schafft die Erfindung ein System aus einer Vorrichtung mit einem Perforationselement zur Perforierung einer in einen Aufnahmeraum der Vorrichtung einlegbaren Kapsel, wobei die Kapsel im Bereich des Kapselkörpers perforiert wird und das Perforationselement von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der das Perforationselement teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werden kann und einer Kapsel mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen. Hierdurch ist es möglich, dass die Vorrichtung selbst ein Perforationselement aufweist, sodass das Perforationselement mehrfach zur Perforierung von Kapselkörpern verwendet werden kann. Das Perforationselement in der Vorrichtung kann als ein Austauschelement ausgestaltet sein, welches nach einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen, bzw. Perforierungen ausgetauscht werden kann. Gemäß dem Aspekt der Erfindung, eine Vorrichtung mit einem Perforationselement zur Perforierung einer in einen Aufnahmeraum der Vorrichtung einlegbaren Kapsel zu schaffen, kann die Kapsel auch eine Kammer aufweisen; das Vorsehen einer zweiten Kammer, die mittels eines Trenners im Kapselkörper ausgebildet ist, ist nicht notwendig, aber auch nicht ausgeschlossen.
In bevorzugter Ausführungsform weist die Vorrichtung des Systems ein Perforationselement auf, das einen Frontabschnitt aufweist, der dafür vorgesehen ist, sich in der zweiten Position in der Kapsel zu befinden. Dieser Frontabschnitt ist vorzugsweise so ausgestaltet, wie das oder eine der bevorzugten Ausführungsformen des zuvor beschriebene Perforationselement(s), das sich gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt der Erfindung in der Kapsel befindet.
Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels aus einer Kapsel kann ein Injektionselement auf weisen, mit dem Flüssigkeit in die Kapsel eingetragen werden kann. Ein derartiges Injektionselement kann eine Perforationsspitze aufweisen, mit der es eine Kapselschale oder einen Deckel oder einen Trenner perforieren kann. Ein derartiges Injektionselement kann von einer hinteren Position in eine vordere Position verschoben werden und dabei die Kapselschale, bzw. den Deckel, bzw. den Trenner perforieren. Das Injektionselement weist insbesondere bevorzugt zumindest für einen Teil seiner Längserstreckung einen geschlossenen Kanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung auf, durch den die in die Kapsel einzubringende Flüssigkeit strömen kann. Die Austrittsöffnung kann im Bereich der Perforationsspitze vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Perforationselement der Vorrichtung kein Injektionselement. Insbesondere bevorzugt weist das Perforationselement der Vorrichtung keinen sich über einen Teil seiner Längserstreckung erstreckenden, geschlossenen Kanal und insbesondere bevorzugt keinen sich über einen Teil seiner Längserstreckung erstreckenden, geschlossenen Kanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung auf.
Vorzugsweise sind Flansch und Absatz des Kapselkörpers einstückig miteinander verbunden, was die Herstellung vereinfacht und ermöglichen kann, dass definierte Bedingungen erhalten werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Behältnis der Kapsel einstückig ausgebildet, was die Konstruktion und die Herstellung weiter vereinfacht. Beispielsweise kann das Behältnis tiefgezogen oder spritzgegossen werden. Eine Wandung der Kapsel bzw. des Kapselkörpers kann vorzugsweise eine im Wesentlichen gleiche Dicke über die gesamte Erstreckung der Wandung aufweisen, wobei der Flansch des Behältnisses geringfügig dicker ausgestaltet sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen Flansch und Absatz eine im Wesentlichen gleiche Orientierung ihrer Oberflächennormalen auf, wodurch das Befüllen und Auflegen und/oder Befestigen des Deckels und des Trenners in nachfolgenden Verfahrensschritten ein und derselben Vorrichtung durchgeführt werden kann und/oder die Kapsel zum Auflegen und/oder Befestigen von Deckel und Trenner nicht bewegt oder unterschiedlich orientiert oder gar zu unterschiedlichen Stationen verbracht werden muss. Besonders bevorzugt sind Flansch und Absatz konzentrisch zueinander ausgebildet. Erste und zweite Kammer können über dieselbe Öffnung des Behältnisses gefüllt werden. Es können sich definierte Bedingungen für die beiden Kammern ergeben. Die über dem Trenner angeordnete Kammer kann mit dem Trenner einen Boden aufweisen, der im Wesentlichen parallel zum Deckel verlaufen kann.
Vorzugsweise umfasst der Kapselkörper einen teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt mit einer Abflachung, die eine im Wesentlichen gleiche Orientierung wie eine Oberflächennormale des Flansches und/oder des Absatzes aufweist, wodurch definierte Bedingungen für die untere und/oder obere Kammer gebildet werden können. Der Kapselkörper kann hinsichtlich einer Flächennormalen der Abflachung rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Die Handhabung kann vereinfacht werden; mittels der Abflachung und dem teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt wird eine Geometrie geschaffen, die eine Vorgabe hinsichtlich des Einsetzens in eine Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln erlaubt. Die gleiche Orientierung der Abflachung zum Flansch und/oder des Absatzes ermöglicht zudem eine Standfläche, auf der die Kapsel aufliegen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abflachung zum teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt rückversetzt oder gegenüber diesem nach vorne verschoben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der teilkugelförmige oder teilellipsenförmige Abschnitt des Kapselkörpers glatt ausgestaltet, wobei der Begriff „glatt” im Sinne der Erfindung eine stufenfreie, kantenfreie und/oder eckenfreie Ausgestaltung umfasst. Insbesondere kann der teilkugelförmige und/oder teilellipsenförmige Abschnitt rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse des Abschnitts und/oder einer Mittelflächennormalen der Abflachung sein, sodass eine einfache Handhabung der Kapsel möglich ist, die sowohl beim Befüllen des Kapselkörpers und/oder Verwenden der Kapsel in einer Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln vereinfacht ist; es muss keine bevorzugte Lage beachtet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich zwischen Flansch und Absatz ein Randabschnitt der Wandung, der mit dem Flansch einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist. Damit kann sowohl eine Stapelung der Kapselkörper nach der Herstellung derselben als auch gleichzeitig eine schnelle Vereinzelung der gestapelten Behältnisse ermöglicht werden. Mit dem Winkel kann eine Hinterschneidung gestaltet werden. Die ohne Trenner und Deckel versehenen Behältnisse können durch die Ausbildung des Winkels von kleiner als 90° sicher derart ineinander gestellt werden, dass die Unterseite eines Absatzes eines Kapselkörpers auf dem inneren Randbereich eines Flansches eines darunter liegenden Kapselkörpers aufliegt. Es wird somit sichergestellt, dass die Kapselkörper nicht in einen festen Formschluss von seitlichen, umfangsseitigen Randbereichen der Kapselkörper gelangen, sondern vielmehr im Wesentlichen Auflageflächen zueinander ausgebildet werden und die Kapselkörper lose aufeinander aufliegen. Durch eine Stapelung kann das Transportvolumen verringert und eine Automatisierung erreicht werden, die komplikationsfreier ausgestaltet werden kann, da eine vereinfachte Vereinzelung möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform schließt sich an den Absatz zur Auflage des Trenners eine mit dem Absatz einen Winkel von größer 90° einschließende Wandung an, die Teil des teilellipsenförmigen oder teilkugelförmigen Abschnitts ist oder in diesen übergeht. Hierdurch kann der Effekt einer Hinterschneidung zwischen Flansch und sich daran anschließendem Abschnitt verstärkt werden und eine schnell zu vereinzelnde Stapelung verbessert werden.
Besonders bevorzugt verläuft der Randabschnitt zwischen Flansch und Absatz im Wesentlichen geradlinig, wodurch eine einfache Geometrie mit einer vereinfachten Herstellung des Behältnisses möglich ist. Vorzugsweise kann der Randabschnitt, der nicht geradlinig verlaufen muss, einen abgerundeten Winkel von kleiner als 90° mit dem Absatz einschließen.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Volumenverhältnis von oberer und unterer Kammer im Bereich von 1:4 bis 1:10, weiter bevorzugt im Bereich von 1:5 bis 1:9, insbesondere bevorzugt im Bereich von 1:6 bis 1:8 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:6,5 bis 1,75. Vorzugsweise kann die obere Kammer mit einem Volumen von ungefähr 10 ml bis ungefähr 25 ml, bevorzugt ungefähr 15 ml bis ungefähr 20 ml, ganz besonders bevorzugt ungefähr 18 ml befüllt werden. Vorzugsweise kann die untere Kammer mit einem Volumen von ungefähr 30 ml bis ungefähr 50 ml, bevorzugt ungefähr 35 ml bis ungefähr 45 ml, ganz besonders bevorzugt ungefähr 40 ml befüllt werden. Die unterschiedlich groß gestalteten Kammern können an die Erfordernisse zur Herstellung des flüssigen Lebensmittels angepasst werden und insbesondere nur so groß gestaltet werden, wie sie benötigt werden. Beispielsweise können Mikro-, Makronährstoffe, diätetische Lebensmittel, hochkalorische Nahrungsergänzungsmittel und bilanzierbare Nahrungsergänzungsmittel in der kleineren der beiden Kammern vorhanden sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Kapsel in einer teilgeschnittenen Darstellung von der Seite;
2 die Kapsel gemäß 1 in einer Ansicht von oben ohne Trenner und Deckel;
3 die Kapsel gemäß 2 in einer Ansicht schräg von oben;
4 einen Kapselkörper für die Kapsel gemäß 1;
5a eine Ansicht eines Perforationselements von der Seite;
5b eine Ansicht des Perforationselements von 5a in einer Querschnittsdarstellung;
6a eine Ansicht eines Presselements von oben;
6b eine Ansicht des Presselements von 6a in einer teilweise geschnittenen Darstellung;
7 eine Ansicht einer Führungshülse von der Seite;
8 ein Zusammenwirken einer Kapsel mit einer Vorrichtung;
9 ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel in einer weiteren Ausführungsform;
10 ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel in einer weiteren Ausführungsform; und
11 ein Ablaufdiagramm für das Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel.
1 zeigt eine Kapsel 1 in einer Schnittdarstellung von der Seite. Die Kapsel 1 weist einen Kapselkörper 2, einen Deckel 3 und einen Trenner 4 auf.
Die Kapsel 1 bzw. der Kapselkörper 2 ist kopfseitig mit dem Deckel 3 verschlossen. Der Trenner 4 unterteilt den Innenraum der Kapsel 1 in zwei Bereiche bzw. den verschlossenen Kapselkörper 2 in zwei Kammern 5, 6. Der Trenner 4 bildet eine obere Kammer 5 zwischen dem Deckel 3 und dem Trenner 4 und eine untere Kammer 6, die bodenseitig und seitlich von dem Kapselkörper 2 begrenzt wird. Die Kapsel 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Mittelachse.
In den beiden Kammern 5, 6 ist jeweils eine nicht dargestellte Substanz vorhanden.
Am Boden des Kapselkörpers 2 ist eine Perforationsstelle 7 ausgebildet, die mittels eines Perforationselements 8 durchstochen werden kann. Das Perforationselement 8 ist als langgestreckter Dorn ausgebildet, der am stirnseitigen Ende, auf die Perforationsstelle 7 gerichtet spitz zuläuft. Das Perforationselement 8 weist am stirnseitigen Ende eine Perforationsspitze 9 auf.
Das Perforationselement 8 liegt lose in der Kammer 5 vor und wird von einer Führungshülse 10 umgeben. Das Perforationselement 8 ist mittels der Führungshülse 10 auf die Perforationsstelle 7 ausgerichtet und hinsichtlich der Bewegung des Perforationselements 8 mittels der Führungshülse 10 geführt.
An dem der Perforationsspitze 9 beabstandeten Ende weist das Perforationselement 8 einen Amboss 11 auf, der in Wirkrichtung auf einen Stempel einer Vorrichtung, in die die Kapsel 1 einsetzbar ist, ausgerichtet ist, wenn die Kapsel in die Vorrichtung eingesetzt wurde. Der Amboss 11 des Perforationselements 8 liegt frei am Trenner 4 an.
Auf den Trenner 4 ist ein Presselement 12 aufgelegt, das bei der Auflage mittels seiner Außenkontur, die im Wesentlichen der Innenkontur des Kapselkörpers 2 im Bereich der Auflage entspricht, im Kapselkörper 2 ausgerichtet ist.
Das in den 2, 3, 6a und 6b näher dargestellte Presselement 12 weist ein zentrales Wirkelement 13 auf, das zum Perforationselement 8 mittig ausgerichtet ist. Von dem Wirkelement 13 erstrecken sich für die Ausrichtung des Wirkelements 13 zum Kapselkörper 2 Stege 15, die das Wirkelement 13 zum Kapselkörper 2 und zum Perforationselement 8 zentrieren. Die Stege 15 sind endseitig, beabstandet zum Wirkelement 13 mittels eine Zentrierrings 16 verbunden.
Im Folgenden wird der in 4 dargestellte Kapselkörper näher beschrieben. Die obere Kammer 6 ist teilkegelförmig ausgebildet. Der umfangsseitige Rand der oberen Kammer 6 des Kapselkörpers 2 weist einen geradlinigen Abschnitt 17 auf. An den geradlinigen Abschnitt 17 schließt sich ein Absatz 18 an, der mit dem Abschnitt 17 einen Winkel von weniger als 90° einschließt. Der Absatz 18 umgibt die Öffnung der unteren Kammer 5 randseitig. Der Trenner 4 liegt auf dem Absatz 18 randseitig auf und ist mit diesem zumindest teilweise verbunden. Die Wandung des Kapselkörpers 2 ist im Bereich der unteren Kammer 5 in Form eines teilellipsenförmigen Abschnitts ausgestaltet.
Kopfseitig ist an dem Kapselkörper 2 ein Flansch 19 ausgebildet, der die Öffnung der oberen Kammer 6 bzw. die Öffnung des Kapselkörpers 2 randseitig umgibt. Auf dem Flansch 19 liegt der Deckel 3 auf, der zumindest teilweise an dem Flansch 19 befestigt ist.
Die Kapsel 1 weist bodenseitig, beabstandet vom Deckel 3 im Bereich des teilellipsenförmigen Abschnitts eine Abflachung 20 auf, die rotationssymmetrisch in der Mitte des Kapselkörpers 2 ausgebildet ist. Die Abflachung 20 ist gegenüber dem teilellipsenförmigen Abschnitt vorgeschoben.
5a und 5b zeigen eine Ausführungsform eines Perforationselements 8. Das Perforationselement 8 weist eine Perforationsspitze 9 und einen Amboss 11 auf. Die Perforationsspitze 9 weist Flächen 21 auf, die einen Winkel von 90° zueinander einschließen. Wie der 5b zu entnehmen ist, ist der Querschnitt des Perforationselements 8 zumindest teilweise kreuzförmig ausgebildet. Die Kreuzform wird beginnend am Amboss 11 bis zur Perforationsspitze 9 beibehalten.
7 zeigt eine Ausführungsform einer Führungshülse 10, die einen rohrförmigen Führungskörper 22 und eine flanschartige Grundfläche 23 aufweist. Führungskörper 22 und Grundfläche 23 weisen einen Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander auf. Im Führungskörper 22 sind Schlitze 24 ausgebildet, durch die eine am Boden der Kammer 5 befindliche Flüssigkeit in die Führungshülse 22 und durch das mittels des Perforationselements 8 erzeugten Lochs an der Perforationsstelle 7 austreten kann. Die Schlitze 24 sind kurvig ausgestaltet. Jeder Schlitz 24 weist mindestens zwei voneinander weg gerichtete Ellipsen- bzw. Kreisabschnitte auf. Mittels des Grundkörpers 23 kann die Führungshülse 10 mit dem innenseitigen Boden des Kapselkörpers 2 verbunden werden.
8 zeigt schematisch ein Zusammenwirken einer Kapsel 1 mit einer Vorrichtung, in die die Kapsel eingesetzt ist. Die Vorrichtung weist einen Stempel 25 auf, der in Richtung des Perforationselements 8 deckelseitig auf die Kapsel 1 zu bewegt wird. Es kann ein Kraftfluss von dem Stempel 25 auf das Presselement 12 und das Perforationselement 8 erfolgen, sodass der Kapselkörper 2 an der Perforationsstelle 7 vom Perforationselement 8 durchlocht wird. Der Trenner 4 wird zwischen Amboss 11 des Perforationselements 8 und Presselement 12 nicht perforiert, da der Amboss 11 des Perforationselements 8 im Wesentlichen eben ausgebildet ist. Mit einer Flüssigkeit beaufschlagbare Injektionselemente 26 können neben dem Stempel 25 – zusammen mit diesem – auf die Kapsel 1 zu bewegt werden und den Deckel 3 und gegebenenfalls den Trenner 4 durchstoßen. Flüssigkeit kann zugeführt werden, mit der in den Kammern 5, 6 befindliche Substanz aus der Perforationsstelle 7 ausgespült werden kann.
9 zeigt ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel 1, bei der das Perforationselement 8 beidseitig spitz ausgebildet ist. Das Perforationselement 8 weist stirnseitig jeweils eine Perforationsspitze 9 auf, die den Kapselkörper 2 an der Perforationsstelle 7 und den Trenner 4 im Bereich des Wirkelements 13 des Presselements 12 durchlocht. Das Presselement 12 bzw. das Wirkelement 13 des Presselements 12 weist hierzu eine Aufnahme auf, in die die kopfseitige Perforationsspitze 9 eintauchen kann. Die Aufnahme kann auch als Flüssigkeitskanal von der Vorrichtung in die Kapsel 1 ausgestaltet sein.
10 zeigt ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel 1, wobei an der Vorrichtung ein Perforationselement 8a ausgebildet ist, mit dem der Kapselkörper 2, der Trenner 4 und/oder der Deckel 3 durchlocht werden können. Das Perforationselement 8a ist im Wesentlichen wie das Perforationselement 8 ausgebildet, kann aber auch einen Flüssigkeitszulauf aufweisen, sodass mittels des Perforationselements 8a Flüssigkeit in die Kammern 5, 6 geführt werden kann.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Zusammenwirken einer Kapsel in einer Vorrichtung, in der Wasser bevorratet ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Pumpe auf, die das Wasser mit Druck beaufschlagen kann. In der Vorrichtung ist eine Durchflutungseinheit ausgebildet, in die die Kapsel eingelegt werden kann. Die Durchflutungseinheit kann den Aufnahmeraum für die Kapsel und Injektionselemente, die das druckbeaufschlagte Wasser in die Kapsel injizieren können, beinhalten. Das Wasser spült die in der Kapsel vorhandenen Substanzen aus und tritt an einem Auslass der Vorrichtung aus und füllt ein unter dem Auslass befindliches Behältnis mit dem flüssigen Lebensmittel als Getränk.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1710172 A1 [0003]

Claims

Kapsel (1) für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen, wobei eine Kammer ein Perforationselement zum Perforieren des Kapselkörpers enthält.
Kapsel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Amboss am Perforationselement mit einem die Kammern trennenden Trenner in Kontakt ist.
Kapsel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforationselement von einer innerhalb einer Kammer angeordneten Führungshülse geführt ist.
Kapsel (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse mit dem Kapselkörper verbunden ist.
Kapsel (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapselkörper im Durchlass der Führungshülse einen Abschnitt aufweist, der (a) in die Kammer hinein oder (b) aus der Kammer heraus gebogen ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse seitliche Schlitze aufweist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforationselement einen Längsabschnitt aufweist, der im Querschnitt sternförmig ausgebildet ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am die Kammern trennenden Trenner ein Presselement in Wirkrichtung des Perforationselements angeordnet ist.
Kapsel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Presselement ein Ausrichtelement aufweist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Endes des Perforationselements eine Perforationsspitze ausgebildet ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Perforationselement ein Amboss für das Zusammenwirken mit einem Stempel einer Vorrichtung, in die die Kapsel einlegbar ist, angeordnet ist.
Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, in die eine Kapsel, insbesondere eine Kapsel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, in einen Aufnahmeraum einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Stempel aufweist, der von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der der Stempel teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werden kann.
Verwenden einer Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Erzeugen eines flüssigen Lebensmittels, insbesondere in einer Vorrichtung nach Patentanspruch 12.
System aus Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und Vorrichtung nach 12.
System aus einer Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, in die eine einen Kapselkörper aufweisende Kapsel in einen Aufnahmeraum einsetzbar ist, und die Vorrichtung ein Perforationselement zur Perforierung des Kapselkörpers im Aufnahmeraum aufweist, wobei das Perforationselement von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der das Perforationselement teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werden kann, und einer Kapsel mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen.