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Die Erfindung betrifft eine Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels.
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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.
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Aus
DE 10 2007 041 093 A1 ist eine Kapsel für eine Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln bekannt, die zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen aufweist, um eine größere Variabilität bei der Herstellung der flüssigen Lebensmittel zu erreichen. Die Konstruktion der konkreten Kapsel ist aufwendig und erfordert zudem entsprechend konstruierte Vorrichtungen zur Verwendung der Kapseln.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels zu schaffen, welches eine einfache Ausgestaltung der Kapsel, bzw. eine einfache Herstellung derselben ermöglicht und dabei gleichzeitig die Möglichkeit vorliegen kann, diese einfach zu befüllen und definierte Bedingungen zur Verwendung der Kapsel zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der entsprechenden abhängigen Patentansprüche.
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Kern der Erfindung ist es, dass eine Kapsel gebildet werden kann, bei der ein Flansch zur randseitigen Auflage eines Deckels und ein Absatz zur randseitigen Auflage eines Trenners zum Abtrennen der beiden Kammern an der Kapsel vorhanden sind. Diese Ausgestaltung ist nicht nur einfach in ihrer Art, sondern ermöglicht eine einfache Handhabung bei der Befüllung und einem anschließenden Auflegen und Verbinden mit dem Trenner und dem Deckel sowie eine einfache Verwendung in einer Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln.
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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 gefriertrocknete Substanzen sein.
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Mikronährstoffe, die wasserlöslich und fettlöslich sein können, umfassen Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente und sekundäre Pflanzenstoffe. Makronährstoffe umfassen Eiweiße, Fette und Kohlenhydrate.
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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.
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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. Das Behältnis bzw. der Kapselkörper kann becher- oder schalenförmig ausgestaltet sein. Das Behältnis bzw. der Kapselkörper kann endseitig bzw. kopfseitig mit dem Deckel verschlossen sein. In dem Behältnis kann der Trenner vorhanden sein zur Ausbildung der Unterteilung für die zwei Kammern. Deckel und Trenner können im Wesentlichen senkrecht oder unter einem kleinen Winkel zu einer Symmetrieachse des Behältnisses angeordnet sein. Die Kapsel bzw. der Kapselkörper kann mehrere Schichten aufweisen, beispielweise ist es möglich, dass die Kapsel eine Schichtung aus PP/EVOH/PP (Polypropylen/Ethylen-Vinylalkohol/Polypropylen) aufweist. Die Kapsel kann auch einen biologisch abbaubaren Werkstoff aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Die Kapsel kann auch einen aus PLA hergestellten Thermoplast aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Die Kapsel kann auch PP aufweisen, welches mit einer Plasmabeschichtung (SiOx) versehen 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.
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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. Deckel und Flansch sind miteinander verbunden. Der Deckel kann mit dem Flansch mittels Thermosiegelns, Ultraschall-Schweißens oder Klebens, insbesondere stoffschlüssig, verbunden werden.
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Unter dem Begriff „Absatz” wird erfindungsgemäß ein sich in den Innenraum des Behältnisses erstreckender Zwischenabschnitt 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 des Behältnisses im Bereich des Absatzes und in den daran anschließenden Bereichen eine im Wesentlichen gleiche Dicke auf, so dass zumindest in den genannten Bereichen die Außenkontur des Behältnisses der Innenkontur des Behältnisses entspricht. Der Absatz kann auch winkelig zu einem außenseitigen Wandungsabschnitt des Behältnisses bzw. der Kapsel ausgebildet sein. Der Absatz kann den sonst gleichförmigen Verlauf der Außenkontur einer Wandung des Behältnisses/der Kapsel unterbrechen. Auf dem Absatz ist randseitig ein Trenner aufgelegt und mit diesem beispielsweise mittels Thermosiegelns, Ultraschall-Schweißens oder Klebens, insbesondere stoffschlüssig, verbunden.
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Unter einem „Trenner” wird erfindungsgemäß 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 Papier-, Metall- oder Kunststoffelement ausgestaltet sein kann, das sehr dünn ausgebildet sein kann. Der Trenner kann als mehrlagiges Element ausgestaltet sein, das eine Barriere, die insbesondere fluiddicht sein kann, umfassen kann. Der Trenner kann für eine Kammer den Boden und für die andere Kammer den Deckel bilden, so dass mit einem Element zwei Funktionen bedient werden. Vorzugsweise ist der Trenner und/oder die Verbindung des Trenners mit dem Absatz 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. Es kann vorgesehen sein, ein Perforationselement in der Kapsel anzuordnen, mit dem die Kapsel, insbesondere der Boden, durchstoßen und/oder durchstochen werden kann; es kann vorgesehen sein, dass in der Außenwand der Kapsel, insbesondere im Boden, eine Sollbruchstelle ausgebildet ist, die beispielweise von dem Perforationselement durchbrochen werden kann.
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Vorzugsweise sind Flansch und Absatz 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 des Behältnisses kann vorzugsweise eine im Wesentlichen gleiche Dicke über die gesamte Erstreckung der Wandung aufweisen, wobei der Flansch des Behältnisses geringfügig dicker ausgestaltet sein kann.
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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 das Behältnis 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.
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Vorzugsweise umfasst die Kapsel/das Behältnis einen teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt mit einer Abflachung auf, 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. Das Behältnis 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.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abflachung zum teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt rückversetzt und von einem wulstförmigen Randabschnitt umgeben. Es kann ein ringförmiger oder ellipsenförmiger Wulst um die Abflachung gebildet sein, wodurch die reale Aufstandsfläche verringert werden kann. Die bodenseitige Stabilität der Kapsel im Bereich der Abflachung kann über den Rückversatz und/oder die Ausbildung des Wulstes erhöht werden. Während nach außen ein Wulst gebildet sein kann, kann nach innen eine Sicke vorliegen, indem die Außenkontur des Behältnisses im Wesentlichen der Innenkontur des Behältnisses entspricht. Die Wandung des Behältnisses kann im Bereich der Abflachung und des Wulstes eine im Wesentlichen gleiche Dicke aufweisen. Besonders bevorzugt weist die Wandung des teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitts zumindest im Randbereich angrenzend zum Wulst, die den Wulst bildende Wandung und die Wandung der Abflachung eine im Wesentlichen gleiche Dicke auf. Die zurückgesetzte Wandung kann zur Herstellung des flüssigen Lebensmittels durchbohrt und Fluid/Flüssigkeit in die Kapsel eingebracht werden, wobei durch den Wulst ein besserer Durchtritt der stabilisierten rückversetzten Wandung beim Durchstoßen bzw. Durchbohren ermöglicht werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der teilkugelförmige oder teilellipsenförmige Abschnitt des Behältnis/der Kapsel 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 der Kapsel und/oder Verwenden der Kapsel in einer Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln vereinfacht ist; es muss keine bevorzugte Lage beachtet werden.
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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 Behältnisse 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 Behältnisses auf dem inneren Randbereich eines Flansches eines darunter liegenden Behältnisses aufliegt. Es wird somit sichergestellt, dass die Behältnisse der Kapseln nicht in einen festen Formschluss von seitlichen, umfangsseitigen Randbereichen der Behältnisse gelangen, sondern vielmehr im Wesentlichen Auflageflächen zueinander ausgebildet werden und die Behältnisse 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.
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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 schließendem Abschnitt verstärkt werden und eine schnell zu vereinzelnde Stapelung verbessert werden.
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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.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Deckel der Trenner und/oder das Behältnis ein Polypropylen oder ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer auf. Der Begriff „aufweisen” ist im Sinne der Erfindung weit zu verstehen und umfasst auch den Begriff „bestehen aus”. 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.
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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. 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.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Kapsel in einer Schnittdarstellung von der Seite;
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2 die Kapsel gemäß 1 in einer Ansicht von unten;
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3 die Kapsel gemäß 1 in einer isometrischen Explosionsansicht; und
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4 eine Detailansicht zweier ineinander gestapelter Behältnisse im Bereich eines Flansches und eines Absatzes.
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1 zeigt eine Kapsel 1 in einer Schnittdarstellung von der Seite. Die Kapsel 1 weist ein becherförmiges Behältnis 2, einen Deckel 3 und einen Trenner 4 auf.
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Das Behältnis 2 ist kopfseitig mit dem Deckel 3 verschlossen. Der Trenner 4 unterteilt den Innenraum des Behältnisses 2 in zwei Bereiche bzw. das verschlossene Behältnis 2 in zwei Kammern 5, 6. Der Trenner 4 bildet in dem verschlossenen Behältnis 2 eine obere Kammer 5 zwischen dem Deckel 3 und dem Trenner 4 und eine untere Kammer 6, die bodenseitig von dem Behältnis 2 begrenzt wird. Die obere Kammer 5 ist kleiner als die untere Kammer 6. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt das Volumen der oberen Kammer 5 ungefähr 20 ml und das Volumen der unteren Kammer 6 ungefähr 60 ml. Das Volumenverhältnis der oberen Kammer 5 zu der unteren Kammer 6 liegt damit im Bereich von 1:4 bis 1:2. In oberer und unterer Kammer 5, 6 sind nicht dargestellte Substanzen vorhanden.
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Das Behältnis 2 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu seiner Mittelachse. Die Dicke der Wandung des Behältnisses 2 ist im Wesentlichen überall gleich.
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Die obere Kammer 5 ist teilkegelförmig ausgebildet. Der umfangsseitige Rand der oberen Kammer 5 des Behältnisses 2 weist einen geradlinigen Abschnitt 11 auf. An den geradlinigen Abschnitt 11 schließt sich ein Absatz 7 an, der mit dem Abschnitt 11 einen Winkel von weniger als 90° einschließt. Der Absatz 7 umgibt die Öffnung der unteren Kammer 6 randseitig. Der Trenner 4 liegt auf dem Absatz 7 randseitig auf und ist mit diesem zumindest teilweise verbunden. Die Wandung des Behältnisses 2 ist im Bereich der unteren Kammer 6 in Form eines teilellipsenförmigen Abschnitts ausgestaltet.
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Kopfseitig ist an dem Behältnis 2 ein Flansch 8 ausgebildet, der die Öffnung der oberen Kammer 5 bzw. die Öffnung des gesamten Behältnisses 2 randseitig umgibt. Auf dem Flansch 8 liegt der Deckel 3 auf, der zumindest teilweise mit dem Flansch 8 befestigt ist.
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Die Kapsel 1 weist bodenseitig, beabstandet vom Deckel 3 im Bereich des teilellipsenförmigen Abschnitts eine Abflachung 9 auf, die rotationssymmetrisch in der Mitte des Behältnisses 2 ausgebildet ist. Die Abflachung 9 ist gegenüber dem teilellipsenförmigen Abschnitt zurückversetzt. Ringförmig um die zurückversetzte Abflachung 9 ist eine wulstförmige Erhebung 10 nach außen ausgebildet. Die Innenkontur des Behältnisses 2 folgt der Außenkontur in diesem Bereich, so dass sich im Innenraum eine sickenförmige Vertiefung um die Abflachung 9 ergibt (vgl. 2).
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In 3 ist eine Explosionsdarstellung der Kapsel 1 mit Behältnis 2, Trenner 4 und Deckel 3 dargestellt. Der Deckel 3 sowie der Trenner 4 sind als Folien ausgestaltet und mit dem Behältnis 2 jeweils verschweißt.
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4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung zwei ineinander gestapelte Behältnisse 2. Der umfangsseitige Rand zwischen dem Flansch 8 und dem Absatz 7 weist in Bezug auf den Flansch 8 einen Winkel von kleiner als 90° auf. Hierdurch ergibt sich zwischen dem Flansch 8 und dem umfangsseitigen, an den Flansch 8 anschließenden Abschnitt 11 des Behältnisses 2 eine Hinterschneidung. Der an den Flansch 8 anschließende Abschnitt 11 geht abgerundet in den Absatz 7 über. Flansch 8 und Absatz 7 weisen im Wesentlichen die gleiche Orientierung ihrer Oberflächennormalen auf. Flansch 8 und Absatz 7 verlaufen im Wesentlichen parallel versetzt zueinander.
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Durch den zwischen dem Flansch 8 und den umfangsseitigen Abschnitt 11 vorliegenden Winkel wird außenseitig zum Absatz 7 am Rand ein Auflagebereich gebildet, der auf dem Flansch 8 eines weiteren Behältnisses 2, in den ein weiteres Behältnis 2 eingesetzt wird, aufliegt. Die Behältnisse 2 können somit ineinander gestapelt werden, wobei im Wesentlichen horizontal oder in einem kleinen Winkel zur Horizontalen verlaufende Auflageflächen gebildet werden und kein Formschluss der teilellipsenförmigen Abschnitte zweier im Stapel aufeinanderfolgender Behältnisse 2 vorliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007041093 A1 [0003]
