DE602004001139T2

DE602004001139T2 - System und Verfahren zur Zubereitung von Getränken

Info

Publication number: DE602004001139T2
Application number: DE602004001139T
Authority: DE
Inventors: Andrew Banbury Halliday; Colin Ballard; Satwinder Panesar
Original assignee: Kraft Foods R&D Inc Deutschland; Kraft Foods R&D Inc USA
Current assignee: Kraft Foods R&D Inc Deutschland; Kraft Foods R&D Inc USA
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2024-01-24
Also published as: HK1065755A1; EP1440910B1; DE602004001139D1; EP1440910B2; GB2397505B; GB0301738D0; CN1761603A; ATE329855T1; EP1440910A1; DK1440910T3; DE602004001139T3; GB2397505A; CN100537369C; ES2266999T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren für die Zubereitung von Getränken und insbesondere für die Verwendung von versiegelten Kartuschen, die im Wesentlichen aus luft- und wasserundurchlässigen Materialien gebildet sind und welche eine Zutat oder mehrere Zutaten für die Zubereitung von Getränken beinhalten.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Getränkezubereitungszutaten in einzelnen, luftundurchlässigen Packungen für die Verwendung in Getränkevorrichtungen zu versiegeln. Zum Beispiel sind Kartuschen oder Kapseln, die verdichteten gemahlenen Kaffee beinhalten, für die Verwendung in bestimmten Kaffeezubereitungsvorrichtungen, die allgemein als Espressomaschinen bezeichnet werden, bekannt. Bei der Herstellung von Kaffee unter Verwendung dieser Zubereitungsvorrichtungen wird die Kaffeekartusche in einer Brühkammer angeordnet und heißes Wasser wird durch die Kartusche bei relativ hohen Drücken durchgeführt, wodurch die aromatischen Kaffeebestandteile aus dem gemahlenen Kaffee extrahiert werden, um das Kaffeegetränk herzustellen. Üblicherweise arbeiten solche Vorrichtungen bei einem Druck von mehr als 6 × 10⁵ Pa. Die Zubereitungsvorrichtungen des zuvor beschriebenen Typs sind bis heute relativ teuer, da Komponenten der Vorrichtungen, wie die Wasserpumpen und Dichtungen geeignet sein müssen, hohen Drücken standzuhalten.
EP 1153561 und WO 97/17006 beschreiben Getränkezubereitungsvorrichtungen, die Kartuschen aufnehmen können, welche pulverförmigen oder gerösteten und gemahlenen Kaffee beinhalten, um ein Kaffeegetränk auszugeben.
In WO 01/58786 ist eine Kartusche für die Zubereitung von Getränken beschrieben, welche bei einem Druck allgemein in dem Bereich von 0,7 bis 2,0 × 10⁵ Pa arbeitet. Jedoch ist die Kartusche ausgelegt für die Verwendung in einer Getränkezubereitungsvorrichtung für den kommerziellen oder industriellen Markt und ist relativ teuer.
Es ist bekannt, auf Milch basierende Getränkezutaten in Kartuschen in der Form eines Pulvers oder anderen dehydrierten Formen bereitzustellen. Jedoch zeigen die Verbraucher konsistent an, dass die Verwendung solcher pulverförmigen, auf Milch basierenden Produkte negativ den Geschmack, die Farbe und die Beschaffenheit des fertigen Getränks beeinflusst. Zusätzlich können pulverförmige Milchprodukte nicht verwendet werden, um einen authentisch aussehenden, schaumigen, auf Milch basierenden Schaum herzustellen, wie er von Verbrauchern für cappuccinoartige Getränke gewünscht wird. Eine Anzahl von Getränkezubereitungsvorrichtungen stellt einen Dampfstab oder Ähnliches zum Aufschäumen einer Menge an Milch bereit. Jedoch erhöht das Hinzufügen des Dampfstabs die Kosten der Vorrichtung und erfordert eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf. Die Betätigung des Dampfstabs muss manuell vorgenommen werden und erfordert Erfahrung, um erfolgreich zu sein. Zusätzlich besteht, da dort Dampf verwendet wird, die Möglichkeit, dass der Verbraucher sich entweder durch den Dampf oder heiße Bauteile der Vorrichtung verbrennt. Weiter muss der Verbraucher einen Vorrat an Milch, der getrennt von der Vorrichtung zugänglich ist, bereithalten und einen weiteren Arbeitsschritt eines unterschiedlichen Typs ausführen, um ein cappuccinoartiges Getränk zu erzeugen. Dieses erhöht die Komplexität und die erforderliche Zeit zur Herstellung solcher Getränke.
Deshalb besteht weiter ein Bedürfnis nach einem System für die Zubereitung von Getränken, bei denen die Kartuschen und die Getränkezubereitungsvorrichtung des Systems, insbesondere für den häuslichen Markt, hinsichtlich Kosten, Durchsatz und Zuverlässigkeit geeignet sind. Es besteht auch der Bedarf an einer Getränkezubereitungsvorrichtung für solch ein System, welches einfach zu bedienen und zuverlässig im Betrieb ist und einen großen Bereich an Getränketypen erzeugen kann.
Entsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bereiten eines Getränkes umfassend die Schritte:

a) Einsetzen einer ersten Getränkekartusche, die eine oder mehrere Getränkezutaten enthält, in eine Getränkezubereitungsvorrichtung,
b) Betreiben der Getränkezubereitungsvorrichtung, um ein wässriges Medium durch die erste Getränkekartusche zu führen, um einen ersten Teil des Getränks in ein Behältnis auszugeben,
c) Einsetzen einer zweiten Getränkekartusche, die eine oder mehrere Getränkezutaten enthält, in die Getränkezubereitungsvorrichtung, und
d) Betreiben der Getränkezubereitungsvorrichtung, um ein wässriges Medium durch die zweite Getränkekartusche zu führen, um einen zweiten Teil des Getränks in das Behältnis auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten oder zweiten Getränkekartuschen eine flüssige, auf Milch basierende Zutat enthält.

Es ist offensichtlich, dass durch den Begriff Kartusche, wie er hierin verwendet wird, jede Packung, jedes Behältnis, jede Portionspackung oder jedes Gefäß, welche ein oder mehrere Getränkezutaten in der beschriebenen Weise beinhalten, verstanden wird. Die Kartusche kann starr, halb starr oder flexibel sein.
Die Kartuschen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können ein oder mehrere Getränkezutaten enthalten, die zur Bildung eines Teils eines Getränkeprodukts geeignet sind. Das Getränkeproduktteil kann zum Beispiel ein Teil eines Kaffees, Tees, Kakaos oder eines auf Milch basierenden Getränks einschließlich Milch sein. Die Getränkezutaten können pulverisiert, gemahlen, auf Blättern basierend oder flüssig sein. Die Getränkezutaten können unlöslich oder löslich sein. Beispiele schließen einen gerösteten und gemahlenen Kaffee, einen Blättertee, pulverisierte Kakaofestkörper und Suppe, flüssige, auf Milch basierende Getränke, kohlensäurehaltige Getränke und konzentrierte Fruchtsäfte ein.
Durch Verwendung von zwei oder mehr Kartuschen zur Zubereitung eines Getränks kann eine große Vielzahl an Getränken durch die gleiche Getränkezubereitungsvorrichtung hergestellt werden. Zusätzlich kann jede Kartusche zum Ausgeben bestimmter Getränkezutaten optimiert werden. Insbesondere ermöglicht es die Fähigkeit, flüssige, auf Milch basierende Zutaten auszugeben, für die Bildung von Getränken mit einem authentischen Aussehen, Geschmack und Mundgefühl, welche vorher nur unter Verwendung von nicht auf Kartuschen basierenden Systemen, wie die Verwendung von einem separaten Dampfstab, um eine größere Menge an Milch aufzuschäumen, möglich waren. Das vorliegende Verfahren schafft ein zuverlässiges und leicht zu bedienendes System zum Bilden solcher Getränke.
Bevorzugt enthält einer der ersten oder zweiten Getränkekartuschen eine Zutat zum Bilden eines gebrühten Teils eines Getränks.
Bevorzugt umfasst das Verfahren weiter den Schritt des Entfernens der ersten Getränkekartusche vor dem Einsetzen der zweiten Getränkekartusche.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Getränkezutat in der ersten oder zweiten Getränkekartusche gerösteter und gemahlener Kaffee. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Getränkezutat in der ersten oder zweiten Getränkekartusche ein auf Blättern basierender Tee. In einem anderen ist die Getränkezutat in der ersten oder zweiten Getränkekartusche ein flüssiger Kaffeezusatz.
Bevorzugt ist die flüssige Getränkezutat ein konzentriertes, auf Milch basierendes Produkt. Vorteilhafterweise ist das konzentrierte, auf Milch basierende Produkt flüssige Kondensmilch. Bevorzugt enthält die flüssige Kondensmilch zwischen 25 und 40% an Festkörpern. Weiter bevorzugt enthält die flüssige Kondensmilch insgesamt 30% Festkörper. Zusätzlich enthält die flüssige Kondensmilch bevorzugt zwischen 0,1 und 12% Fett.
Bevorzugt umfasst das Verfahren weiter den Schritt des Aufschäumens der einen oder mehrerer flüssiger, auf Milch basierender Zutaten während des Ausgebens.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Getränkezubereitungssystem umfassend eine Getränkezubereitungsvorrichtung mit einer Einrichtung zum Aufnehmen einer Auswahl an Getränkekartuschen und einer Einrichtung zum Durchführen eines wässrigen Mediums durch die Getränkekartuschen, eine erste Getränkekartusche, die eine oder mehrere Getränkezutaten zum Bereiten eines ersten Teils eines Getränks enthält, und eine zweite Getränkekartusche, die eine oder mehrere Getränkezutaten zum Bereiten eines zweiten Teils dieses Getränkes enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten oder zweiten Getränkekartuschen eine flüssige, auf Milch basierende Zutat enthält.
In der folgenden Beschreibung werden die Begriffe "obere" und "untere" und ähnliche verwendet, um die relative Positionierung von Merkmalen der Erfindung zu beschreiben. Die Begriffe "obere" und "untere" und ähnliche sollten so verstanden werden, dass diese sich auf die Kartusche (oder andere Komponenten) in deren normaler Orientierung zum Einsetzen in eine Getränkezubereitungsvorrichtung und nachfolgendem Ausgeben, wie dargestellt, zum Beispiel in 4, beziehen. Insbesondere beziehen sich "obere" bzw. "untere" auf relative Positionen näher an oder weiter von einer oberen Oberfläche 11 der Kartusche. Zusätzlich werden die Begriffe "innere" und "äußere" und ähnliche verwendet, um die relative Positionierung von Merkmalen der Erfindung zu beschreiben. Die Begriffe "innere" und "äußere" und ähnliche sollten so verstanden werden, dass diese sich auf relative Positionen in der Kartusche (oder anderen Komponenten) beziehen, die entsprechend näher oder weiter von einem Zentrum oder einer Hauptachse X der Kartusche 1 (oder anderen Komponenten) angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun nur beispielsweise in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Querschnittszeichnung eines äußeren Elements eines ersten und zweiten Ausführungsbeispiels einer Kartusche zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine Querschnittszeichnung eines Details des äußeren Elements gemäß 1 ist, welches einen nach innen gerichteten zylindrischen Ansatz zeigt,
3 eine Querschnittansicht eines Details des äußeren Elements gemäß 1 ist, welches einen Schlitz zeigt,
4 eine perspektivische Ansicht von oben des äußeren Elements gemäß 1 ist,
5 eine perspektivische Ansicht von oben des äußeren Elements gemäß 1 in einer umgekehrten Orientierung ist,
6 eine Draufsicht von oben des äußeren Elements gemäß 1 ist,
7 eine Querschnittansichtszeichnung eines inneren Elements des ersten Ausführungsbeispiels der Kartusche ist,
8 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 7 ist,
9 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 7 in einer umgekehrten Orientierung ist,
10 eine Draufsicht von oben auf das innere Element gemäß 7 ist,
11 eine Querschnittszeichnung des ersten Ausführungsbeispiels der Kartusche in einem zusammengebauten Zustand ist,
12 eine Querschnittszeichnung eines inneren Elements des zweiten Ausführungsbeispiels der Kartusche ist,
13 eine Querschnittszeichnung eines Details des inneren Elements gemäß 12 ist, welche eine Öffnung zeigt,
14 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 12 ist,
15 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 12 in einer umgekehrten Orientierung ist,
16 eine andere Querschnittszeichnung des inneren Elements gemäß 12 ist,
17 eine Querschnittszeichnung eines anderen Details des inneren Elements gemäß 12 ist, welches einen Lufteinlass zeigt,
18 eine Querschnittszeichnung des zweiten Ausführungsbeispiels der Kartuschen in einem zusammengebauten Zustand ist,
19 eine Querschnittszeichnung eines äußeren Elements eines dritten und vierten Ausführungsbeispiels der Kartusche zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung ist,
20 eine Querschnittszeichnung eines Details des äußeren Elements gemäß 19 ist, welches einen nach innen gerichteten zylindrischen Ansatz zeigt,
21 eine Draufsicht von oben des äußeren Elements gemäß 19 ist,
22 eine perspektivische Ansicht von oben des äußeren Elements gemäß 19 ist,
23 eine perspektivische Ansicht von oben des äußeren Elements gemäß 19 in einer umgekehrten Orientierung ist,
24 eine Querschnittszeichnung eines inneren Elementes des dritten Ausführungsbeispiels der Kartusche ist,
25 eine Draufsicht von oben auf das innere Element gemäß 24 ist,
26 eine Querschnittszeichnung eines Details des inneren Elements gemäß 24 ist, welches einen nach innen gewendeten oberen Rand zeigt,
27 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 27 ist,
28 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 24 in einer umgekehrten Orientierung ist,
29 eine Querschnittszeichnung des dritten Ausführungsbeispiels der Kartusche in einem zusammengebauten Zustand ist,
30 eine Querschnittszeichnung eines inneren Elements des vierten Ausführungsbeispiels der Kartusche ist,
31 eine Draufsicht von oben des inneren Elements gemäß 30 ist,
32 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 30 ist,
33 eine perspektivische Ansicht von oben des inneren Elements gemäß 30 in einer umgekehrten Orientierung ist,
34 eine Querschnittszeichnung des vierten Ausführungsbeispiels der Kartusche in einem zusammengebauten Zustand ist,
35 eine vordere perspektivische Ansicht einer Getränkezubereitungsvorrichtung zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung ist,
36 eine perspektivische Ansicht von vorne der Vorrichtung gemäß 35 mit einem Kartuschenkopf in einer geöffneten Position ist,
37 eine perspektivische Ansicht von hinten der Vorrichtung gemäß 35 ist, wobei einige Teile zur Klarheit weggelassenen sind,
38 eine andere perspektivische Ansicht von hinten der Vorrichtung gemäß 35 ist, wobei einige Teile zur Klarheit weggelassenen sind,
39 eine perspektivische Ansicht des Kartuschenkopfs der Vorrichtung gemäß 35 ist, wobei einige Teile zur Klarheit weggelassenen sind,
40 eine andere perspektivische Ansicht des Kartuschenkopfs der Vorrichtung gemäß 35 ist, wobei einige Teile zur Klarheit weggelassenen sind,
41 eine Querschnittsansicht des Kartuschenkopfs in einer geschlossenen Position ist,
42 eine Querschnittsansicht des Kartuschenkopfs in einer geöffneten Position ist,
43 ein schematisches Layout der Vorrichtung gemäß 35 ist,
44a und 44b schematische Layouts der ersten und zweiten Kennungs-Erkennungseinrichtungen für die Maschine gemäß 35 sind,
45 eine Draufsicht eines Getränks der vorliegenden Erfindung ist, welches einen Barcode umfasst,
46a ein Graph einer Konzentration über eine Betriebszykluszeit ist,
46b ein Graph einer Aufschäumbarkeit über eine Betriebszykluszeit ist und
46c ein Graph einer Temperatur über eine Betriebszykluszeit ist.
Wie in 11 dargestellt, umfasst die Kartusche 1 zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen ein äußeres Element 2, ein inneres Element 3 und ein Laminat 5. Das äußere Element 2, das innere Element 3 und das Laminat 5 sind zusammengebaut, um die Kartusche 1 zu bilden, welche ein Inneres 120 zum Enthalten einer oder mehreren Getränkezutaten aufweist, einen Einlass 121, einen Auslass 122 und einen Getränkedurchflusspfad, der den Einlass 121 mit dem Auslass 122 verbindet, und welcher durch das Innere 120 verläuft. Der Einlass 121 und der Auslass 122 sind anfänglich versiegelt durch das Laminat 5 und werden bei Verwendung durch Stechen oder Schneiden des Laminats 5 geöffnet. Der Getränkedurchflusspfad wird durch ein räumliches Zusammenwirken zwischen dem äußeren Element 2, dem inneren Element 3 und dem Laminat 5, wie nachstehend erörtert, festgelegt. Andere Komponenten können optional in der Kartusche 1 umfasst sein, wie ein Filter 4, wie weiter unten beschrieben.
Eine erste Version einer Kartusche 1 zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist in 1 bis 11 dargestellt. Die erste Version der Kartusche 1 ist insbesondere zur Verwendung beim Ausgeben gefilterter Produkte, wie gerösteten oder gemahlenen Kaffee oder auf Blättern basierenden Tee ausgebildet. Jedoch können diese Version der Kartusche 1 und die anderen Versionen, die weiter unten beschrieben werden, mit anderen Produkten, wie Schokolade, Kaffee, Tee, Süßstoffen, Stärkungsmittel, Aromastoffen, alkoholischen Getränken, Milch mit Geschmack, Fruchtsäften, Ausgepresstem, Soßen und Nachtischen verwendet werden.
Wie anhand 5 gesehen werden kann, ist die gesamte Form der Kartusche 1 im Wesentlichen kreisförmig oder scheibenförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser der Kartusche 1 signifikant größer ist als dessen Höhe. Eine Hauptachse X verläuft durch das Zentrum des äußeren Elements, wie in 1 dargestellt. Üblicherweise liegt der Gesamtdurchmesser des äußeren Elements 2 bei 74,5mm +/– 6mm und die Gesamthöhe beträgt 16mm +/– 3mm. Üblicherweise beträgt das Volumen der Kartusche 1, wenn diese zusammengebaut ist, 30,2ml +/–-20%.
Das äußere Element 2 umfasst im Wesentlichen eine schalenförmige Hülle 10, mit einer gekrümmten, ringförmigen Wand 13, einen geschlossenen Deckenteil 11 und einen geöffneten Boden 12. Der Durchmesser des äußeren Elements 2 ist am Deckenteil 11, verglichen mit dem Durchmesser an dem Boden 12, kleiner, resultierend aus einer Erweiterung der ringförmigen Wand 13, wenn man quer von dem geschlossenen Deckenteil 11 zum geöffneten Boden 12 verläuft. Die ringförmige Wand 13 und der geschlossene Boden 12 legen zusammen ein Behältnis mit einem Inneren 34 fest.
Ein hohler, nach innen gerichteter, zylindrischer Ansatz 18 ist in dem geschlossenen Deckenteil 11 bereitgestellt, zentriert an der Hauptachse X. Wie deutlicher anhand 2 dargestellt ist, umfasst der zylindrische Ansatz 18 ein gestuftes Profil mit ersten, zweiten und dritten Teilen 19, 20 und 21. Der erste Teil 19 ist ein rechter, kreisförmiger Zylinder. Der zweite Teil 20 ist kegelstumpfförmig und verjüngt sich nach innen. Der dritte Teil 21 ist ein anderer rechter, kreisförmiger Zylinder und wird durch eine untere Seite 31 abgeschlossen. Der Durchmesser des ersten, zweiten und dritten Teils 19, 20 und 21 nimmt inkremental ab, so dass der Durchmesser des zylindrischen Ansatzes 18 abnimmt, wenn man von dem Deckenteil 11 zu der geschlossenen unteren Seite 31 des zylindrischen Ansatzes 18 traversiert. Eine im Wesentlichen horizontale Schulter 32 ist an dem zylindrischen Ansatz 18 an der Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Teil 20 und 21 ausgebildet.
Eine sich nach außen erstreckende Schulter 33 ist in dem äußeren Element 2 zu dem Boden 12 ausgebildet. Die sich nach außen erstreckende Schulter 33 bildet eine zweite wand 15, die koaxial zu der ringförmigen Wand 13 ist, um so eine ringförmige Spur festzulegen, welche ein Übergangsstück 16 zwischen der zweiten Wand 15 und der ringförmigen Wand 13 bildet. Das Übergangsstück 16 verläuft um den Umfang des äußeren Elements 2. Eine Reihe an Schlitzen 17 ist in der ringförmigen Wand 13 flach mit dem Übergangsstück 16 vorgesehen, um eine Gas- und Flüssigkeitskommunikation zwischen dem Übergangsstück 16 und dem Inneren 34 des äußeren Elements 2 bereitzustellen. Wie in 3 dargestellt, umfassen die Schlitze 17 vertikale Spalten in der ringförmigen Wand 13. Zwischen 20 und 40 Schlitze sind vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind siebenunddreißig Schlitze 17 ausgebildet, die im Wesentlichen gleich beabstandet um den Umfang des Übergangsstücks 16 ausgebildet sind. Die Schlitze 17 sind vorzugsweise zwischen 1,4 und 1,8mm lang. Üblicherweise beträgt die Länge jedes Schlitzes 1,6mm, welches 10% der gesamten Höhe des äußeren Elements 2 repräsentiert. Die Breite jedes Schlitzes liegt zwischen 0,25 und 0,35mm. Üblicherweise beträgt die Breite jedes Schlitzes 0,3mm. Die Breite der Schlitze 17 ist ausreichend eng, um zu verhindern, dass Getränkezutaten dadurch in das Übergangsstück 16 entweder während des Speicherns oder während der Verwendung gelangen.
Eine Einlasskammer 26 ist in dem äußeren Element 2 an dem Umfang des äußeren Elements 2 ausgebildet. Eine zylindrische Wand 27 ist vorgesehen, wie am deutlichsten in 5 dargestellt ist, welche die Einlasskammer 26 darin festlegt und welche die Einlasskammer 26 von dem Inneren 34 des äußeren Elements 2 abtrennt. Die zylindrische Wand 27 weist eine geschlossene, obere Seite 28 auf, welche in einer Ebene senkrecht zu der Hauptachse x ausgebildet ist, und ein geöffnetes unteres Ende 29, das koplanar zu dem Boden 12 des äußeren Elements 2 ausgebildet ist. Die Einlasskammer 26 kommuniziert mit dem Übergangsstück 16 über zwei Schlitze 30, wie in 1 dargestellt. Alternativ können zwischen einem Schlitz und vier Schlitze verwendet werden, um zwischen dem Übergangsstück 16 und Einlasskammer 26 zu kommunizieren.
Ein unteres Ende der sich nach außen erstreckenden Schulter 33 ist mit einem sich nach außen erstreckenden Flansch 35 ausgebildet, welche(r) sich senkrecht zu der Hauptachse X erstreckt. Üblicherweise weist der Flansch 35 eine Breite von zwischen 2 und 4mm auf. Ein Teil des Flansches 35 ist vergrößert, um einen Griff 24 zu bilden, mit dem das äußere Element 2 gehalten werden kann. Der Griff 24 ist mit einem nach oben gewendeten Rand 25 ausgebildet, um die Greifbarkeit zu verbessern.
Das äußere Element 2 ist als ein einzelnes, integrales Teil aus einem hoch dichten Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyester oder einem Laminat von zwei oder mehreren dieser Materialien ausgebildet. Ein geeignetes Polypropylen liegt in dem Angebot an Polymeren, die erhältlich sind von DMS UK Ltd. (Redditch, United Kingdom). Das äußere Element kann opak, transparent oder transluzent sein. Der Herstellungsprozess kann mittels Spritzgießen erfolgen.
Das innere Element 3, wie in 7 bis 10 gezeigt, umfasst einen ringförmigen Rahmen 41 und einen sich nach unten erstreckenden zylindrischen Trichter 40. Eine Hauptachse X verläuft durch das Zentrum des inneren Elements 3, wie in 7 dargestellt.
Wie am besten in 8 dargestellt, umfasst der ringförmige Rahmen 41 einen äußeren Rand 51 und eine innere Narbe 52, welche durch zehn gleich beabstandete radiale Speichen 53 verbunden sind. Die innere Narbe 52 ist integral mit dem zylindrischen Trichter 40 ausgebildet und erstreckt sich von diesem. Filtrieröffnungen 55 sind in dem ringförmigen Rahmen 41 zwischen den radialen Speichen 53 ausgebildet. Ein Filter 4 ist an dem ringförmigen Rahmen 41 so angeordnet, dass dieser die Filtrieröffnungen 55 abdeckt. Der Filter ist bevorzugt aus einem Material mit einer hohen Feuchtigkeitsstärke, zum Beispiel einem Fließstofffasermaterial aus Polyester, gebildet. Andere Materialien, welche verwendet werden können, umfassen ein wasserundurchlässiges, zelluloseartiges Material, wie ein zelluloseartiges Material umfassend gewebte Papierfasern. Die gewebten Papierfasern können vermengt werden mit Fasern aus Polypropylen, Polyvinylchlorid und/oder Polyethylen. Die Einbindung dieser Kunststoffmaterialien in das zelluloseartige Material macht das zelluloseartige Material wärmedichtend. Der Filter 4 kann auch behandelt oder beschichtet werden mit einem Material, welches durch Hitze und/oder Druck aktiviert wird, so dass dieses mit dem ringförmigen Rahmen 41 auf diese Weise abdichtend verbunden werden kann.
Wie in dem Querschnittsprofil gemäß 7 dargestellt, ist die innere Narbe 52 an einer untereren Position als der äußere Rand 51 angeordnet, was dazu führt, dass der ringförmige Rahmen 41 ein abfallendes unteres Profil aufweist.
Die obere Oberfläche jeder Speiche 53 ist mit einem aufrechten Steg 54 ausgebildet, welcher einen Hohlraum über dem ringförmigen Rahmen 41 in eine Vielzahl an Durchlässen 57 teilt. Jeder Durchlass 57 ist auf einer Seite durch einen Steg 54 und einer unteren Seite durch den Filter 4 verbunden. Die Durchlässe 57 erstrecken sich von dem äußeren Rand 51 nach unten und öffnen sich in den zylindrischen Trichter 40 an Öffnungen 56, die durch die inneren Extremitäten der Stege 54 festgelegt sind.
Der zylindrische Trichter 40 umfasst ein äußeres Rohr 42, welches einen inneren Auslassausfluss 43 umgibt. Das äußere Rohr 42 bildet das Äußere des zylindrischen Trichters 40. Der Auslassausfluss 43 ist mittels eines ringförmigen Flansches 47 mit dem äußeren Rohr 42 an einem oberen Ende des Auslassausflusses 43 verbunden. Der Auslassausfluss 43 umfasst einen Einlass 45 an einem oberen Ende, welcher mit den Öffnungen 56 der Durchlässe 57 kommuniziert, und einen Auslass 44 an einem unteren Ende, durch welches das bereitete Getränk in eine Tasse oder ein anderes Behältnis ausgelassen wird. Der Auslassausfluss 43 umfasst ein kegelstumpfförmiges Teil 48 an einem oberen Ende und einen zylindrischen Teil 58 an einem unteren Ende. Der zylindrische Teil 58 kann eine leichte Verjüngung aufweisen, so dass dieser sich zu dem Auslass 44 verengt. Der kegelstumpfförmige Teil 48 hilft, das Getränk von dem Durchfluss 57 nach unten zu dem Ausfluss 44 zu kanalisieren, ohne Turbolenzen des Getränkes hervorzurufen. Eine obere Oberfläche des kegelstumpfförmigen Teils 48 ist mit vier Stützstegen 49, die gleich beabstandet um den Umfang des zylindrischen Trichters 40 ausgebildet sind, ausgebildet. Die Stützstege 49 definieren Kanäle 50 zwischen ihnen. Die oberen Kanten der Stützstege 49 sind flach miteinander und senkrecht zu der Hauptachse X ausgebildet.
Das innere Element 3 kann als ein einzelnes integrales Stück aus Polypropylen oder einem ähnlichen Material, wie zuvor beschrieben und durch Spritzgießen in der gleichen Weise wie das äußere Element 2 ausgebildet sein.
Alternativ kann das innere Element 3 und/oder das äußere Element 2 aus einem biologisch abbaubaren Polymer ausgebildet sein. Beispiele für geeignete Materialien umfassen abbaubares Polyethylen (zum Beispiel SPITEK, geliefert durch Symphony Environmental, UK), biologisch abbaubare Polyesteramide (zum Beispiel BAK 1095, bereitgestellt durch geliefert durch Symphony Environmental), Polylacticsäuren (PLA, bereitgestellt durch Cargil, Minnesota, USA), auf Stärke basierende Polymere, Zellulose-Derivate und Polypeptide.
Das Laminat 5 ist aus zwei Schichten gebildet, einer ersten Schicht aus Aluminium und einer zweiten Schicht aus gegossenem Polypropylen. Die Aluminiumschicht ist zwischen 0,02 und 0,07mm dick. Die gegossene Polypropylenschicht ist zwischen 0,025 und 0,065mm dick. In einem Ausführungsbeispiel ist die Aluminiumschicht 0,06mm und die Polypropylenschicht 0,025 mm dick. Dieses Laminat ist insbesondere vorteilhaft, weil es einen hohen Widerstand gegen Aufwinden während des Zusammenbaus aufweist. Als ein Ergebnis davon kann das Laminat 5 auf die korrekte Größe und Form vorgeschnitten werden und nachfolgend zu der Zusammenbaustation in der Produktionslinie transferiert werden, ohne es einer Verformung zu unterziehen. Folglich ist das Laminat 5 insbesondere gut geeignet für Schweißen. Andere Laminatmaterialien können verwendet werden, einschließlich PET/Aluminium/PP, PE/EVOH/PP, PET/metallisiert/PP und Aluminium/PP Laminate. Ein aufgerollter Laminatvorrat kann an Stelle von einem geschnittenen Gussvorrat verwendet werden.
Die Kartusche 1 kann durch einen festen oder halbfesten Deckel an Stelle eines flexiblen Laminats verschlossen werden.
Der Zusammenbau der Kartusche 1 umfasst die folgenden Schritte:

a) das innere Element 3 wird in das äußere Element 2 eingesetzt,
b) der Filter wird in Form geschnitten und auf das innere Element 3 platziert, um so über dem zylindrischen Trichter 40 aufgenommen zu werden und an den ringförmigen Rahmen 41 anzuliegen,
c) das innere Element 3, das äußere Element 2 und der Filter 4 werden mittels Ultraschallschweißen verbunden,
d) die Kartusche 1 wird mit einer Getränkezutat oder mehrerer Getränkezutaten gefüllt,
e) das Laminat 5 wird an dem äußeren Element 2 fixiert.

Die Schritte werden detaillierter weiter unten erörtert.
Das äußere Element 2 ist mit dem geöffneten Boden 12 nach oben gerichtet orientiert. Das innere Element 3 wird dann in das äußere Element 2 eingefügt, wobei der äußeren Rand 51 in einer Spielpassung in einem axialen Ansatz 14 an dem Deckenteil 11 der Kartusche 1 aufgenommen wird. Der zylindrische Ansatz 18 des äußeren Elements 2 wird zur gleichen Zeit in dem oberen Teil des zylindrischen Trichters 40 des inneren Elements 3 aufgenommen. Der dritte Teil 21 des zylindrischen Ansatzes 18 sitzt in dem zylindrischen Trichter 40, wobei die geschlossene untere Seite 31 des zylindrischen Ansatzes 18 gegen die Stützstege 49 des inneren Elements 3 gelagert ist. Der Filter 4 wird dann über dem inneren Element 3 so platziert, dass das Filtermaterial den ringförmigen Rand 51 kontaktiert. Ein Ultraschallschweißprozess wird verwendet, um den Filter 4 mit dem inneren Element 3 und zur gleichen Zeit und im selben Vorgangsschritt das innere Element 3 mit dem äußeren Element 2 zu verbinden. Das innere Element 3 und der Filter 4 werden um den äußeren Rand 51 geschweißt. Das innere Element 3 und das äußere Element 2 werden mittels Schweißlinien um den äußeren Rand 51 und auch um die oberen Kanten des Stegs 54 verbunden.
Wie am deutlichsten in 11 dargestellt, definieren das äußere Element 2 und das innere Element 3, wenn diese zusammen verbunden sind, einen Hohlraum 130 in dem Inneren 120 unter dem ringförmigen Flansch 41 und einen außerhalb des zylindrischen Trichters 40, welcher eine Filtrationskammer 130 bildet. Die Filtrationskammer 130 und Durchlässe 57 über den ringförmigen Rahmen 41 werden durch das Filterpapier 4 getrennt. Die Filtrationskammer 130 enthält die eine oder mehrere Getränkezutaten 200. Die eine oder mehrere Getränkezutaten sind in die Filtrationskammer 130 gepackt. Für ein Getränk nach Art eines gefilterten Getränks ist die Zutat üblicherweise gerösteter und gemahlener Kaffee oder auf Blättern basierender Tee. Die Dichte der Packung der Getränkezutaten in der Filtrationskammer 130 kann gewünscht variiert werden. Üblicherweise enthält für ein gefiltertes Kaffeeprodukt die Filtrationskammer zwischen 5,0 und 10,2g an gerösteten und gemahlenen Kaffee im einem Filtrationsbett einer Dicke von üblicherweise 5 bis 14mm. Optional kann das Innere 120 ein oder mehrere Körper wie Kugeln enthalten, welche frei bewegbar in dem Inneren 120 sind, um das Mischen durch Induzieren von Turbulenzen und Abbrechen von Ablagerung der Getränkezutaten während des Auslassens des Getränkes zu unterstützen.
Das Laminat 5 wird dann an dem äußeren Element 2 durch Bilden einer Schweißnaht 126 um die Peripherie des Laminats 5 fixiert, um das Laminat 5 mit der unteren Oberfläche des sich nach außen erstreckenden Flansches 35 zu verbinden. Die Schweißnaht 126 erstreckt sich, um das Laminat 5 gegen die untere Kante der zylindrischen Wand 27 an der Einlasskammer 26 abzudichten. Und weiter ist eine Schweißnaht 125 zwischen dem Laminat 5 und der unteren Kante des äußeren Rohrs 42 des zylindrischen Trichters 40 ausgebildet. Das Laminat 5 bildet die untere Wand der Filtrationskammer 130 und dichtet auch die Einlasskammer 26 und den zylindrischen Trichter 40 ab. Jedoch besteht ein schmaler Spalt 123 vor dem Aufgießen zwischen dem Laminat 5 und der unteren Kante des Auslassausflusses 43. Eine Vielzahl an Schweißverfahren können verwendet werden, so wie Hitze und Ultraschallschweißen, abhängig von den Materialeigenschaften des Laminats.
Vorteilhafterweise dehnt das innere Element 3 sich zwischen dem äußeren Element 2 und dem Laminat 5 aus. Das innere Element 3 ist aus einem Material von relativer Steifigkeit gebildet, wie ein Polypropylen. Als solches bildet das innere Element 3 ein lasttragendes Element, das wirkt, um das Laminat 5 und das äußere Element 2 beabstandet voneinander zu halten, wenn die Kartusche 1 zusammengedrückt wird. Es ist bevorzugt, dass die Kartusche 1 einer zusammendrückenden Last von zwischen 130 und 280 N während der Verwendung ausgesetzt wird. Die zusammenpressende Kraft wirkt, um zu verhindern, dass die Kartusche unter interner Druckaufbringung versagt, und dient auch dazu, das innere Element 3 und das äußere Element 2 zusammenzupressen. Dieses sichert, dass die innere Abmessung der Durchlasswege und Öffnungen in der Kartusche 1 fixiert sind und unfähig sind, sich während der Druckbeaufschlagung der Kartusche 1 zu verändern.
Um die Kartusche 1 zu verwenden, wird diese zuerst in eine Getränkezubereitungsvorrichtung eingefügt (was detaillierter im Folgenden beschrieben wird) und der Einlass 121 und Auslass 122 werden durch ein Durchstoßelement der Getränkezubereitungsvorrichtung geöffnet, welches das Laminat 5 perforiert und nach hinten faltet. Ein wässriges Medium, üblicherweise Wasser, tritt unter Druck in die Kartusche 1 durch den Einlass 122 in die Einlasskammer 26 bei einem Druck von zwischen 0,1 bis 2,0 bar ein. von dort wird das Wasser gelenkt, um durch die Schlitze 30 und um die Übergangsstücke 16 und in die Filtrationskammer 130 der Kartusche 1 durch die Vielzahl an Schlitzen 17 zu fließen. Das Wasser wird radial nach innen durch die Filtrationskammer 130 gezwungen und vermischt sich mit den Getränkezutaten 200, die dort drin enthalten sind. Das Wasser wird zur gleichen Zeit nach oben durch die Getränkezutaten gezwungen. Das Getränk, das durch den Durchlass des Wassers durch die Getränkezutaten gebildet wird, läuft durch den Filter 4 und die Filtrationsöffnungen 55 in die Passagen 57, die über dem ringförmigen Rahmen 41 liegen. Das Abdichten des Filters 4 auf den Speichen 53 und die Schweißung des Randes 51 mit dem äußeren Element 2 sichert, dass dort keine Kurzschlüsse auftreten und das gesamte Getränk durch den Filter 4 verlaufen muss.
Das Getränk fließt dann nach unten entlang der radialen Durchlässe 57, die zwischen den Stegen 54 gebildet sind und durch die Öffnungen 56 und in den zylindrischen Trichter 40. Das Getränk läuft entlang der Kanäle 50 zwischen den Stützstegen 47 und nach unten zu dem Auslassausfluss 43 zu dem Auslass 44, wo das Getränk in ein Behältnis oder eine Tasse ausgegeben wird.
Bevorzugt umfasst die Getränkezubereitungsvorrichtung eine Luftsäuberungsmöglichkeit, in der komprimierte Luft durch die Kartusche 1 an dem Ende des Betriebszyklus gezwungen wird, um das verbleibende Getränk in das Behältnis auszuspülen.
Eine zweite Version der Kartusche 1 ist in 12 bis 18 dargestellt. Die zweite Version der Kartusche 1 ist insbesondere ausgelegt für die Verwendung zum Ausgeben von espressoartigen Produkten, wie geröstetem und gemahlenem Kaffee, bei der es erforderlich ist, ein Getränk mit einem Schaum an kleinen Blasen, bekannt als Crema, zu erzeugen. Viele der Eigenschaften der zweiten Version der Kartusche 1 sind die gleichen wie in der ersten Version und gleiche Bezugszeichen wurden verwendet, um gleiche Merkmale zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung werden die Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Version erörtert. Gemeinsame Eigenschaften, welche in der gleichen Weise funktionieren, werden nicht im Detail erörtert.
Das äußere Element 2 weist die gleiche Konstruktion wie in der ersten Version der Kartusche 1 auf und ist in 1 bis 6 dargestellt.
Der ringförmige Rahmen des inneren Elements 3 ist der gleiche, wie in der ersten Version. Auch ist ein Filter 4 an dem ringförmigen Rahmen 41 angeordnet, um so die Filtrationsöffnungen 55 abzudecken. Das äußere Rohr 42 des zylindrischen Trichters 40 ist ebenso wie zuvor ausgeführt. Jedoch sind dort eine Anzahl von Unterschieden in der Konstruktion des inneren Elements 2 der zweiten Version verglichen mit der ersten Version vorhanden. Wie in 16 dargestellt, ist der Auslassausfluss 43 ausgebildet mit einer Teilung 65, welche sich teilweise nach oben zu dem Auslassausfluss 43 von dem Auslass 44 erstreckt. Die Teilung 65 hilft dabei zu verhindern, dass das Getränk sprüht und/oder spritzt, wenn dieses den Auslassausfluss 43 verlässt. Das Profil des Auslassausflusses 43 ist ebenfalls unterschiedlich ausgebildet und umfasst ein abgestuftes Profil mit einem ausgeprägten Anschlagsabschnitt 66 nahe einem oberen Ende des Rohrs 43.
Ein Rand 67 ist aufrechtstehend von dem ringförmigen Flansch 47 ausgebildet, welcher das äußere Rohr 42 mit dem Auslassausfluss 43 verbindet. Der Rand 67 umgibt den Einlass 45 zu dem Auslassausfluss 43 und legt einen ringförmigen Kanal 69 zwischen dem Rand 67 und dem oberen Teil des äußeren Rohrs 42 fest. Der Rand 67 ist mit einer nach Innen gerichteten Schulter 68 ausgebildet. An einem Punkt um den Umfang des Randes 67 ist eine Öffnung 70 in Form eines Schlitzes ausgebildet, welche sich von einer oberen Kante des Randes 67 zu einem Punkt marginal unter dem Niveau der Schulter 68 erstreckt, was am deutlichsten in 12 und 13 dargestellt ist. Der Schlitz weist eine Breite von 0,64mm auf.
Ein Lufteinlass 71 ist in dem ringförmigen Flansch 47 ausgebildet, der umfänglich zu der Öffnung 70, wie in 16 und 17 dargestellt, ausgerichtet ist. Der Lufteinlass 71 umfasst eine Öffnung, die durch den Flansch 47 verläuft, um so eine Kommunikation zwischen einem Punkt über dem Flansch 47 und dem Hohlraum unter dem Flansch 47 zwischen dem äußeren Rohr 42 und dem Auslassausfluss 43 bereitzustellen. Bevorzugt, und wie dargestellt, umfasst der Lufteinlass 71 einen oberen kegelstumpfartigen Teil 73 und einen unteren zylindrischen Teil 72. Der Lufteinlass 71 ist üblicherweise mittels eines Formwerkzeugs, wie einem Stift ausgebildet. Das sich verjüngende Profil des Lufteinlasses 71 erlaubt es dem Formwerkzeug, leichter von der geformten Komponente entfernt zu werden. Die Wand des äußeren Rohrs 42 in der Nähe des Lufteinlasses 71 ist ausgeformt, um eine Rinne 75 zu bilden, die von dem Lufteinlass 71 zu dem Einlass 45 des Auslassausflusses 43 verläuft. Wie in 17 dargestellt, ist eine abgekartete Schulter 74 zwischen dem Lufteinlass 71 und der Rinne 75 ausgebildet, um zu sichern, dass der Getränkestrahl, der von dem Schlitz 70 ausstrahlt, nicht sofort auf der oberen Oberfläche des Flansches 47 in der unmittelbaren Nähe des Lufteinlasses 71 verschmutzt.
Der Zusammenbauvorgang für die zweite Version der Kartusche 1 ist ähnlich zu dem Zusammenbau der ersten Version. Jedoch bestehen bestimmte Unterschiede. Wie in 18 dargestellt, sitzt der dritte Teil 21 des zylindrischen Ansatzes 18 in dem Stützrand 67, anstatt dass dieser gegen die Stützstege sitzt. Die Schulter 32 des zylindrischen Ansatzes 18 zwischen dem zweiten Teil 20 und dem dritten Teil 21 trägt gegen die obere Kante des Stützrandes 67 des inneren Elementes 3. Ein Schnittstellenbereich 124 ist somit zwischen dem inneren Element 3 und dem äußeren Element 2 ausgebildet, umfassend eine Gleitringdichtung zwischen dem zylindrischen Ansatz 18 und dem Stützrand 67, welche sich um nahezu den gesamten Umfang der Kartusche 1 erstreckt. Die Dichtung zwischen dem zylindrischen Ansatz 18 und dem Stützrand 67 ist nicht fluiddicht, da der Schlitz 70 in dem Stützrand 67 sich durch den Stützrand 67 und nach unten zu einem Punkt marginal unter der Schulter 68 erstreckt. Folglich transformiert die Schnittstelle, die zwischen dem zylindrischen Ansatz 18 und dem Stützrand 67 eingepasst ist, den Schlitz 70 in eine Öffnung 128, wie am deutlichsten dargestellt in 18, welche eine Gas- und Flüssigkeitskommunikation zwischen dem ringförmigen Kanal 69 und dem Auslassausfluss 43 bereitstellt. Die Öffnung ist üblicherweise 0,64mm breit und 0,69mm lang.
Der Betrieb der zweiten Version der Kartusche 1 zum Ausgeben eines Getränkes ist ähnlich zu dem Betrieb der ersten Version, jedoch mit bestimmten Unterschieden. Das Getränk in den radialen Durchlässen 57 fließt nach unten entlang der Durchflüsse 57, die zwischen den Stegen 54 gebildet sind und durch die Öffnungen 56 und in den ringförmigen Kanal 69 des zylindrischen Trichters 40. Von dem ringförmigen Kanal 69 wird das Getränk unter Druck durch die Öffnung 128 durch den Gegendruck des Getränkesammelns in der Filtrationskammer 130 und Durchlässen 57 gezwängt. Das Getränk wird somit durch die Öffnung 128 als ein Strahl und in eine Extraktionskammer gezwungen, die durch das obere Ende des Auslassausflusses 43 gebildet wird. wie in 18 dargestellt, verläuft der Getränkestrahl direkt über dem Lufteinlass 71. Wenn das Getränk den Auslassausfluss 43 erreicht, sinkt der Druck des Getränkestrahls. Als Folge davon wird Luft in dem Getränkestrahl in Form einer Menge an kleinen Luftblasen mitgerissen, wenn die Luft nach oben durch die den Lufteinlass 71 gezogen wird. Der Getränkestrahl, der von der Öffnung 128 herausstrahlt, verläuft nach unten durch den Trichter zu dem Auslass 44, wo das Getränk in ein Behältnis wie eine Tasse ausgegeben wird, wo die Luftblasen die gewünschte Crema bilden. Somit bilden die Öffnungen 128 und der Lufteinlass 71 zusammen einen Ejektor, welcher wirkt, um Luft in dem Getränk mitzureißen. Der Fluss des Getränks in den Ejektor sollte so sanft wie möglich ausgeführt gehalten werden, um die Druckverluste zu verringern. Vorteilhafterweise sollten die Wände des Ejektors konkav ausgebildet werden, um Verluste aufgrund der "Wandeffekt"-Reibung zu verringern. Die Abmaßtoleranz der Öffnung 128 ist gering. Bevorzugt ist die Öffnungsgröße festgelegt auf plus oder minus 0,02mm². Haarrisse, Fibrillen oder andere Oberflächenirregularitäten können in oder an dem Ausgang des Ejektors vorgesehen sein, um die effektive Querschnittsfläche zu erhöhen, was den Grad an Luftmitreißen erhöht.
Eine dritte Version der Kartusche 1 ist in 19 bis 29 dargestellt. Die dritte Version der Kartusche 1 ist insbesondere ausgelegt für die Verwendung zum Ausgeben löslicher Produkte, welche in pulverförmiger, flüssiger, sirupartiger, als Gel oder in ähnlicher Form vorliegen. Das lösbare Produkt wird gelöst durch oder bildet eine Suspension in einem wässrigen Medium wie Wasser, wenn das wässrige Medium bei Verwendung durch die Kartusche 1 läuft. Getränkebeispiele umfassen Schokolade, Kaffee, Milch, Tee, Suppe oder andere rehydratisierbare oder wasserlösbare Produkte. Viele der Eigenschaften der dritten Version der Kartusche 1 sind die gleichen wie in den vorherigen Versionen und gleiche Bezugszeichen wurden verwendet, um sich auf gleiche Merkmale zu beziehen. In der folgenden Beschreibung werden die Unterschiede zwischen der dritten Version und den vorherigen Versionen erörtert. Gemeinsam Eigenschaften, welche in der gleichen Weise funktionieren, werden nicht im Detail erörtert.
Verglichen mit dem äußeren Element 2 der vorhergehenden Versionen, weist der hohle, nach innen gerichtete zylindrische Ansatz 18 des äußeren Elements 2 der dritten Version einen größeren Gesamtdurchmesser auf, wie in 20 dargestellt. Insbesondere liegt der Durchmesser des ersten Teils 19 üblicherweise zwischen 16 und 18mm, verglichen mit 13,2mm für das äußere Element 2 der vorhergehenden Versionen. Zusätzlich ist der erste Teil 19 mit einer konvexen äußeren Oberfläche 19a oder einer Aufwölbung ausgebildet, wie am deutlichsten in 20 sichtbar, wobei deren Funktion weiter unten beschrieben wird. Die Durchmesser der dritten Teile 20 der Kartuschen 1 sind jedoch die gleichen, die dazu führen, dass die Fläche der Schulter 32 hier, in der dritten Version der Kartusche 1, größer ist. Üblicherweise beträgt das Volumen der Kartusche 1, wenn diese zusammengebaut ist, 32,5mm +/– 20%.
Die Anzahl und Positionierung der Schlitze in dem unteren Ende der ringförmigen Wand 13 ist ebenfalls unterschiedlich. Zwischen drei und fünf Schlitze sind bereitgestellt. In dem Ausführungsbeispiel, wie in 23 dargestellt, sind vier Schlitze gleich beabstandet um den Umfang des Übergangsstücks 16 vorgesehen. Die Schlitze 36 sind leicht breiter als in den vorherigen Versionen der Kartusche 1 und sind zwischen 0,35 und 0,45mm, bevorzugt 0,4mm weit. In anderen Punkten sind die äußeren Elemente 2 der Kartuschen 1 die gleichen.
Die Konstruktion des zylindrischen Trichters 40 des inneren Elements 3 ist die gleiche wie in der ersten Version der Kartusche 1 mit einem äußeren Rohr 42, einem Auslassausfluss 45, einem ringförmigen Flansch 47 und Stützstegen, die vorgesehen sind. Der einzige Unterschied ist der, dass der Auslassausfluss 45 mit einem oberen kegelstumpfartigen Abschnitt 92 und einem unteren zylindrischen Abschnitt 93 ausgebildet ist.
Im Gegensatz zu den vorherigen Versionen und wie in 24 bis 28 dargestellt, wird der ringförmige Rahmen 41 durch einen Randleistenteil 80 ersetzt, welcher den zylindrischen Trichter 40 umgibt und der mit diesem mittels acht radialer Streben 87 verbunden ist, welche an den zylindrischen Trichter 40 an oder nahe dem ringförmigen Flansch 47 angrenzen. Ein zylindrischer Ansatz 81 des Randleistensteils 80 erstreckt sich nach oben von den Streben 87, um eine Kammer 90 mit einer offenen oberen Seite festzulegen. Ein oberer Rand 91 des zylindrischen Ansatzes 81 weist ein nach innen gewendetes Profil, wie in 26 dargestellt, auf. Eine ringförmige Wand 82 des Randleistenteils 80 erstreckt sich von den Streben 87 nach unten, um einen ringförmigen Kanal 86 zwischen dem Randleistenteil 80 und dem äußeren Rohr 42 festzulegen.
Die ringförmige Wand 82 umfasst an einem unteren Ende einen äußeren Flansch 83, welcher senkrecht zu der Hauptachse X liegt. Ein Rand 84 hängt von einer unteren Oberfläche des Flansches 83 nach unten herunter und enthält fünf Öffnungen 85, welche umfänglich gleich beabstandet um den Rand 84 angeordnet sind. Somit ist der Rand 84 mit einem kronenartigen unteren Profil ausgebildet.
Öffnungen 89 sind zwischen den Streben 87 vorgesehen, um eine Kommunikation zwischen der Kammer 90 und ringförmigen Kanal 86 zu ermöglichen.
Der Zusammenbauvorgang für die dritte Version der Kartusche 1 ist ähnlich zu dem Zusammenbau der ersten Version, jedoch mit bestimmten Unterschieden. Das äußere Element 2 und das innere Element 3 sind mittels Druck zusammengepresst, wie in 29 dargestellt, und verbleiben so mittels einer Schnapppassungsanordnung, anstelle dass diese zusammengeschweißt sind. Beim Verbinden der zwei Elemente wird der nach innen gerichtete zylindrische Ansatz 18 in den oberen zylindrischen Ansatz 81 des Randleistenteils 80 aufgenommen. Das innere Element 3 wird in dem äußeren Element 2 durch einen Reibungseingriff der konvexen äußeren Oberfläche 19a des ersten Teils 19 des zylindrischen Ansatzes 18 mit dem nach innen gewendeten Rand 91 des oberen zylindrischen Ansatzes 81 gehalten. Mit dem innere Element 3 angeordnet in dem äußeren Element 2 wird eine Mischkammer 134 festgelegt, die außerhalb des Randleistenteils 80 angeordnet ist. Die Mischkammer 134 enthält die Getränkezutaten 200 vor dem Ausgeben. Es ist zu bemerken, dass die vier Einlässe 36 und die fünf Öffnungen 85 umfänglich verschoben in Bezug aufeinander sind. Die radiale Anordnung der zwei Teile relativ zueinander muss nicht festgelegt oder fixiert werden während des Zusammenbaus, da die Verwendung von vier Einlässen 36 und fünf Öffnungen 85 sichert, dass ein Versatz zwischen den Einlässen und Öffnungen auftritt, wie auch immer die relative Rotationspositionierung der Komponenten ist.
Die eine Getränkezutat oder mehrere Getränkezutaten werden in die Mischkammer 134 der Kartusche gepackt. Die Packungsdichte der Packung der Getränkezutaten in der Mischkammer 134 kann wie gewünscht verändert werden.
Das Laminat 5 wird dann mit dem äußeren Element 2 und dem inneren Element 3 in der gleichen Weise wie zuvor in den vorstehenden Versionen ausgeführt fixiert.
Bei Verwendung tritt Wasser in die Mischkammer 134 durch die vier Schlitze 36 in der gleichen Weise wie bei den vorherigen Versionen der Kartusche ein. Das Wasser wird radial nach innen durch die Mischkammer gezwungen und vermischt sich mit den Getränkezutaten, die dort drinnen enthalten sind. Das Produkt wird in dem Wasser gelöst oder vermischt und bildet das Getränk in Mischkammer 134 und wird dann durch die Öffnungen 85 in den ringförmigen Kanal 86 mittels Gegendruck des Getränkes und des Wasser in der Mischkammer 134 getrieben. Die umfängliche Abstufung der vier Einlassschlitze 36 und fünf Öffnungen 85 gewährleistet, dass es Wasserstrahlen nicht möglich ist, direkt radial von den Einlassschlitzen 36 zu den Öffnungen 35 zu verlaufen, ohne zuerst in der Mischkammer 134 zu zirkulieren. Auf diese Weise ist der Grad und die Konsistenz an Lösungen oder Mischungen des Produktes signifikant verbessert. Das Getränk wird nach oben in den ringförmigen Kanal 86 durch die Öffnungen 89 zwischen den Streben 87 und in die Kammer 90 gezwungen. Das Getränk läuft von der Kammer 90 durch die Einlässe 45 zwischen den Stützstegen 49 in den Auslassausfluss 43 und zu dem Auslass 44, wo das Getränk in ein Behältnis wie eine Tasse ausgelassen wird. Die Kartusche findet insbesondere Anwendung bei Getränkezutaten in der Form von viskosen Flüssigkeiten oder Gelen. In einer Anwendung ist eine flüssige Schokoladenzutat in der Kartusche mit einer Viskosität von zwischen 1700 und 3900mPa bei einer Umgebungstemperatur und zwischen 5000 und 10000mPa bei 0°Celsius und einem Brechungsfestkörperwert von 67 Brix +/– 3 enthalten. In anderen Anwendungen ist flüssiger Kaffee in der Kartusche 1 enthalten, mit einer Viskosität von zwischen 70 und 2000mPa bei Umgebungstemperatur und zwischen 80 und 5000mPa bei 0°Celsius, wobei der Kaffee ein gesamtes Festkörperniveau von zwischen 40 und 70% aufweist. Die flüssige Kaffeezutat kann zwischen 0,1 und 2,0 Gewichtsprozent an Sodiumbikarbonat enthalten, bevorzugt zwischen 0,5 und 1,0 Gewichtsprozent. Das Sodiumbikarbonat wirkt, um den pH-Pegel des Kaffees bei oder unter 4,8 zu halten, was eine Lagerfähigkeit für kaffeegefüllte Kartuschen bis zu 12 Monaten ermöglicht.
Eine vierte Version der Kartusche 1 ist in 30 bis 34 dargestellt. Die vierte Version der Kartusche 1 ist insbesondere ausgelegt für die Verwendung beim Ausgeben flüssiger Produkte, wie flüssige Kondensmilch. Viele der Merkmale der vierten Version der Kartusche 1 sind die gleichen wie in den vorherigen Versionen und gleiche Bezugszeichen wurden verwendet, um sich auf gleich Merkmale zu beziehen. In der folgenden Beschreibung werden die Unterschiede zwischen der vierten Version und den vorherigen Versionen erörtert. Gemeinsame Merkmale, welche auf die gleichen Weise funktionieren, werden nicht detailliert erörtert.
Das äußere Element 2 ist das Gleiche wie in der dritten Version der Kartusche 1 und ist in 19 bis 23 dargestellt.
Der zylindrische Trichter 44 des inneren Elements 3 ist ähnlich zu dem, der in der zweiten Version der Kartusche 1 dargestellt ist, jedoch mit bestimmten Unterschieden. wie in 30 dargestellt, ist der Auslassausfluss 43 mit einem oberen kegelstumpfartigen Abschnitt 106 und einem unteren zylindrischen Abschnitt 107 ausgebildet. Drei axiale Rippen 105 sind an der inneren Oberfläche des Auslassausflusses 43 bereitgestellt, um das ausgegebene Getränk nach unten zu dem Auslass 44 zu lenken und um zu verhindern, dass das ausgegebene Getränk sich in dem Ausfluss dreht. Folglich fungieren die Rippen 105 als Leitbleche. Wie in der zweiten Version der Kartusche 1, ist ein Lufteinlass 71 durch den ringförmigen Flansch 47 bereitgestellt. Jedoch ist die Rinne 75 unter den Lufteinlass 71 länglicher als in der zweiten Version.
Ein Randleistenteil 80 ist ähnlich zu dem, der in der dritten Version der Kartusche 1 dargestellt ist, wie zuvor beschrieben, bereitgestellt. Zwischen fünf und zwölf Öffnungen 85 sind in dem Rand 84 bereitgestellt. Üblicherweise sind zehn Öffnungen statt der fünf in der dritten Version der Kartusche 1 bereitgestellt.
Eine ringförmige Schale 100 ist bereitgestellt, die sich von und integriert mit dem Flansch 83 des Randleistenteils 80 erstreckt. Die ringförmige Schale 100 umfasst einen glockenförmigen Körper 101 mit einer geöffneten, oberen Öffnung 104, welcher nach oben gerichtet ist. Vier Zuführöffnungen 103, dargestellt in 30 und 31, sind in dem Körper 101 nahe oder an dem unteren Ende der Schale 100 angeordnet, wo dieser mit dem Randleistenteil 80 verbunden ist. Bevorzugt sind die Zuführöffnungen gleich beabstandet um den Umfang der Schale 100 ausgebildet.
Das Laminat 5 ist von dem Typ, der in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde.
Der Zusammenbauvorgang für die vierte Version der Kartusche 1 ist der gleiche, wie der für die dritte Version.
Der Betrieb für die vierte Version der Kartusche ist ähnlich zu dem der dritten Version. Das Wasser tritt in die Kartusche 1 und die Mischkammer 134 auf die gleiche Weise wie zuvor ein. Dort mischt sich das Wasser mit dem und verdünnt das flüssige Produkt, welches dann unter der Schale 100 und durch die Öffnungen 85 zu dem Auslass 44, wie zuvor beschrieben, herausgezwungen wird. Der Anteil des flüssigen Produkts, das anfänglich in der ringförmigen Schale 100, wie in 34 gezeigt, enthalten ist, wird nicht direkt einer Verdünnung mit Wasser, welches die Mischkammer 134 erreicht, ausgesetzt. vielmehr neigt das verdünnte flüssige Produkt in dem unteren Teil der Mischkammer 134 dazu, durch Öffnungen 85, anstatt nach oben und in die ringförmige Schale 100 durch die obere Öffnung 104 gezwungen, herauszutreten. Folglich bleibt das flüssige Produkt in der ringförmigen Schale 100 relativ konzentriert während der anfänglichen Phasen des Betriebszyklusses, verglichen mit dem Produkt in dem unteren Teil der Mischkammer 134. Das flüssige Produkt in der ringförmigen Schale 100 tropft durch die Zuführöffnung 103 unter der Schwerkraft in den Produktstrahl, der die Mischkammer 134 durch die Öffnungen 85 und unter die Schale 100 verlässt. Die ringförmige Schale 100 wirkt, um die Konzentration des verdünnten flüssigen Produkts, welches den zylindrischen Trichter 40 erreicht, durch Zurückhalten eines Anteils des konzentrierten flüssigen Produktes und durch Auslassen desselben in den austretenden flüssigen Strahldurchflussweg stetig, auszugleichen, durchweg durch den Betriebszyklus, so wie in 46a dargestellt, wo die Konzentration der Milch, deren Prozentsatz gemessen an den gesamten vorhandenen Festkörpern ist, während eines Betriebszyklusses von etwa 15 Sekunden gezeigt ist. Linie a zeigt das Konzentrationsprofil mit der Schale 100, wohingegen Linie b eine Kartusche ohne die Schale 100 darstellt. Wie anhand des Konzentrationsprofils mit der Schale 100 gesehen werden kann, ist dieses ausgeglichener während des Betriebszyklusses und dort ist kein direkter großer Sprung in der Konzentration vorhanden, wie dies ohne die Schale 100 auftritt. Die anfängliche Konzentration der Milch beträgt üblicherweise 30 bis 35% SS und an dem Ende des Zyklusses 10% SS. Dieses führt zu einem Verdünnungsverhältnis von etwa 3 zu 1, obwohl Verdünnungsverhältnisse von zwischen 1 zu 1 und 6 zu 1 mit der vorliegenden Erfindung möglich sind. Für andere flüssige Getränkezutaten können die Konzentrationen variieren. Zum Beispiel kann für flüssige Schokolade die anfängliche Konzentration etwa 67% SS und an dem Ende des Zyklusses 12 bis 15% SS betragen. Dieses führt zu einem Verdünnungsverhältnis von wässrigem Medium zu Getränkezutat in dem ausgebenden Getränk von etwa 5 zu 1, obwohl Verdünnungsverhältnisse von zwischen 2 zu 1 und 10 zu 1 mit der vorliegenden Erfindung möglich sind. Für flüssigen Kaffee beträgt die anfängliche Konzentration zwischen 40 bis 67% und die Konzentration an dem Ende des Ausgebens 1 bis 2% SS. Dieses führt zu einem Verdünnungsverhältnis von zwischen 20 zu 1 und 70 zu 1, obwohl Verdünnungsverhältnisse von zwischen 10 zu 1 und 100 zu 1 mit der vorliegenden Erfindung möglich sind.
Von dem ringförmigen Kanal 86 wird das Getränk unter Druck durch die Öffnung 128 durch den Gegendruck des Getränkes, welches sich in der Filtrierkammer 134 und in der Kammer 90 sammelt, gezwungen. Das Getränk wird somit durch die Öffnungen 128 als ein Strahl und in einen Expansionskammer, die durch das obere Ende des Auslassausflusses 43 gebildet ist, gezwungen. Wie in 34 dargestellt, verläuft der Getränkestrahl direkt über dem Lufteinlass 71. wenn das Getränk den Auslassausfluss 43 erreicht, sinkt der Druck des Getränkestrahls. Als Folge davon wird Luft in den Getränkestrom in der Form einer Vielzahl an kleinen Luftblasen mitgerissen, wenn die Luft durch den Lufteinlass 71 angesaugt wird. Der Getränkestrahl, der von der Öffnung 128 ausstrahlt, wird trichterförmig nach unten zu dem Auslass 44 gelenkt, wo das Getränk in ein Behältnis, wie ein Tasse ausgelassen wird, wobei die Luftblasen die gewünschte aufgeschäumte Erscheinung bilden.
Vorteilhafterweise können das innere Element 3, das äußere Element 2, das Laminat 5 und der Filter 4 alle fertig sterilisiert sein, da die Komponenten trennbar sind und nicht einzeln verschiedene Durchlasswege oder schmale Spalten umfassen. Vielmehr sind nur nach Verbinden der Komponenten, nach dem Sterilisieren, die erforderlichen Durchlasswege gebildet. Dies ist insbesondere dort wichtig, wo die Getränkezutat ein auf Milch basierendes Produkt ist, wie flüssige Kondensmilch.
Das vierte Ausführungsbeispiel der Getränkekartusche ist insbesondere vorteilhaft zum Ausgeben eines konzentrierten, auf Milch basierenden, flüssigen Produktes, wie flüssiger Milch. Früher wurden pulverisierte Milchprodukte in der Form von Portionspackungen bereitgestellt, um zu einem vorher zubereiteten Getränk zugefügt zu werden. Es ist jedoch für cappuccinoartige Getränke notwendig, diese Milch aufzuschäumen. Dieses wurde vorher durch Durchlaufen von Dampf durch ein flüssiges Milchprodukt erreicht. Jedoch erfordert dies das Bereitstellen einer Dampfversorgung, welche die Kosten und die Komplexität der Vorrichtung, die zum Ausgeben des Getränks verwendet wird, erhöht. Die Verwendung von Dampf erhöht auch das Risiko von Verletzungen während des Betriebs der Kartusche. Entsprechend ist die vorliegende Erfindung geeignet für eine Getränkekartusche mit einem konzentrierten, auf Milch basierenden, flüssigen Produkt darin. Es hat sich herausgestellt, dass durch Konzentrieren des Milchproduktes eine größere Menge an Schaum für ein bestimmtes Volumen an Milch erzeugt werden kann, im Vergleich zu frischer oder H-Milch. Dieses verringert die Größe, die für die Milchkartusche erforderlich ist. Frische, teilentrahmte Milch enthält etwa 1,6% Fett und 10% an Festkörper insgesamt. Die flüssigen Kondensmilchzubereitungen der vorliegenden Erfindung enthalten zwischen 0,1 und 12% Fett und 25 bis 40% Festkörper insgesamt. In einem typischen Beispiel enthält die Zubereitung 4% Fett und 30% Festkörper insgesamt. Die konzentrierten Milchzubereitungen sind zum Aufschäumen unter Verwendung einer Niedrigdruckzubereitungsvorrichtung geeignet, wie weiter unten beschrieben wird. Insbesondere wird das Schäumen der Milch bei Drücken unter 2 bar, bevorzugt etwa bei 1,5 bar unter Verwendung der Kartusche des vierten Ausführungsbeispiels, welches zuvor beschrieben wurde, erreicht.
Das Aufschäumen der konzentrierten Milch (Kondensmilch) ist insbesondere vorteilhaft für Getränke wie Cappuccinos und Milchshakes. Bevorzugt ermöglicht das Durchlaufen der Milch durch die Öffnung 128 und über den Lufteinlass 71 und die optionale Verwendung der Schale 100 Aufschäumlevel, die für Milch größer als 40%, bevorzugt größer als 70% sind. Für flüssige Schokolade sind Aufschäumlevel von über 70% sind möglich. Für flüssigen Kaffee sind Aufschäumlevel von über 70% möglich. Der Aufschäumlevel wird als das Verhältnis des Volumens des erzeugten Schaums zu dem Volumen der flüssigen Getränkezutat, die ausgeben wird, gemessen. Zum Beispiel wird, da wo 138,3ml des Getränks ausgeben werden, von dem 58,3ml Schaum sind, die Schäumbarkeit gemessen als [58,3/(138,3 – 58,3)]·100 = 72,9%. Die Schäumbarkeit der Milch (und anderer flüssiger Zutaten) wird durch das Bereitstellen der Schale 100, wie anhand 46b gesehen werden kann, erhöht. Die Schäumbarkeit der Milch, die mit vorhandener Schale 100 ausgeben wird (Linie a), ist größer als die der Milch, die ohne die Schale ausgeben wird (Linie b). Dieses ist so, da die Schäumbarkeit der Milch positiv korreliert ist mit der Konzentration der Milch und, wie in 46a gezeigt ist, behält die Schale 100 eine höhere Konzentration der Milch über einen größeren Teil des Betriebszyklusses bei. Es ist auch bekannt, dass die Schäumbarkeit der Milch positiv korreliert ist zu der Temperatur des wässrigen Mediums, wie in 46c gezeigt. Somit ist die Schale 100 von Vorteil, da mehr von der Milch in der Kartusche verbleibt, bis nahe dem Ende des Betriebszyklusses, wenn das wässrige Medium am wärmsten ist. Dieses verbessert ebenfalls die Schäumbarkeit.
Die Kartusche des vierten Ausführungsbeispiels ist ebenfalls vorteilhaft beim Ausgeben flüssiger Kaffeeprodukte.
Es hat sich herausgestellt, dass die Ausführungsbeispiele der Getränkekartusche der vorliegenden Erfindung vorteilhaft eine verbesserte Konsistenz des ausgegebenen Getränks schaffen, verglichen mit Kartuschen nach dem Stand der Technik. Es wird Bezug auf die unten stehende Tabelle 1 genommen, welche die Ergebnisse an gebrühten Erträgen für 20 Beispiele zeigen, wobei jede der Kartuschen A und B gerösteten und gemahlenen Kaffee enthalten. Kartusche A ist eine Getränkekartusche gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Kartusche B ist eine Getränkekartusche nach dem Stand der Technik, wie in dem Dokument WO 01/58786 des Anmelders beschrieben. Der Brechungsindex des gebrühten Getränks wird in Brix-Einheiten gemessen und in einen Prozentsatz an löslichen Festkörpern (soluble solids – %SS) konvertiert unter Verwendung von Standardtabellen und Formeln. In dem unten stehenden Beispiel gilt: %SS = 0,7774·(Brix-Wert) + 0,0569. – Ertrag = (%SS·Brühvolumen (g))/(100·Kaffeegewicht (g))
Tabelle 1 Kartusche A
Kartusche B
Das Durchführen einer statistischen Teetestanalyse der vorstehenden Daten ergibt die folgenden Ergebnisse: Tabelle 2 T-test: zwei Beispiele, die gleiche Varianten voraussetzen.
Die Analyse zeigt, dass die Konsistenz des %-Ertrags, welcher gleich ist zu der Brühstärke, für die Kartuschen der vorliegenden Erfindung signifikant besser ist (bei einer 95% Aussagewahrscheinlichkeit), als die Kartuschen gemäß dem Stand der Technik, mit einer Standardabweichung von 0,88% verglichen mit 2,24%. Diese bedeutet, dass die Getränke, die mit den Kartuschen der vorliegenden Erfindung ausgeben werden, eine besser wiederholbare und einheitliche Stärke aufweisen. Dieses ist bei Verbrauchern bevorzugt, die es mögen, dass ihre Getränke immer wieder gleich schmecken und die keine beliebigen Veränderungen in ihrer Getränkestärke wollen.
Die Getränkekartuschen, wie zuvor beschrieben, können in Kombination verwendet werden, um eine weite Vielzahl an Getränken zu erzeugen. Zum Beispiel kann eine erste Version einer Kartusche, wie zuvor beschrieben, verwendet werden, um einen gebrühten Teil eines gefilterten, gerösteten und gemahlenen Kaffees auszugeben, gefolgt von einer vierten Version der Kartusche, wie zuvor beschrieben, um einen aufgeschäumten Milchteil in dem Getränk auszugeben. Die Reihenfolge des Ausgebens kann, wenn gewünscht, umgekehrt werden, mit der Milch, die zuerst ausgegeben wird, gefolgt von dem Kaffee. Es können mehr als zwei Kartuschen verwendet werden, um das fertige Getränk zu bilden.
Die Materialien der Kartuschen, die zuvor beschrieben wurden, können mit einer Abdeckungsbeschichtung ausgestattet sein, um deren Widerstand gegen Sauerstoff und/oder Feuchtigkeit und/oder andere verschmutzende Eindringungen zu verbessern. Die Abdeckungsbeschichtung kann auch den Widerstand gegen Leckage der Getränkezutaten von innerhalb der Kartuschen und/oder den Grad an Versickerung von Extrakten aus dem Kartuschenmaterial verbessern, welches negativ die Getränkezutaten beeinflussen kann. Die Abdeckungsbeschichtung kann aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe an PET, Polyamid, EVOH, PVDC oder metallisiertem Material, hergestellt sein. Die Abdeckungsbeschichtung kann mit einer Anzahl an Mechanismen einschließlich, aber nicht begrenzend, Aufdampfen, Vakuumbedampfen, Plasmabeschichten, Koextrusion, Blasformetikettieren und Zwei-/Mehrstufenformen aufgebracht werden.
Eine Getränkezubereitungsvorrichtung 201 für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit den zuvor beschriebenen Getränkekartuschen ist in den 35 bis 45 gezeigt. Die Getränkezubereitungsvorrichtung 201 umfasst im Allgemeinen ein Gehäuse 210, das einen Wassertank 220, einen Wassererwärmer 225, eine Wasserpumpe 230, einen Luftkompressor 235, einen Steuerprozessor, eine Benutzerschnittstelle 240 und einen Kartuschenkopf 250. Der Kartuschenkopf 250 wiederum umfasst allgemein einen Kartuschenhalter 251, zum Halten der Getränkekartusche 1 während der Verwendung, eine Kartuschenerkennungseinrichtung 252 und Einlass- und Auslass-Lochstanzen 253, 254 zum Bilden des Einlasses 121 und des Auslasses 122 in der Getränkekartusche 1 während der Verwendung.
Das Gehäuse 210 enthält die anderen Komponenten der Vorrichtung 201 und hält diese in Position. Das Gehäuse 210 ist bevorzugt im Ganzen oder teilweise aus einem robusten Kunststoffmaterial wie ABS hergestellt. Alternativ kann das Gehäuse 210 im Ganzen oder teilweise aus einem metallischen Material wie einem rostfreien Stahl oder Aluminium hergestellt werden. Das Gehäuse 210 umfasst bevorzugt ein zweischaliges Design mit einer vorderen Hälfte 211 und einer hinteren Hälfte 212, welche einen Zugriff während des Zusammenbaus zum Einpassen der Komponenten der Vorrichtung 201 ermöglichen und welche nachträglich verbunden werden können, um ein Inneres 213 des Gehäuses 210 zu bilden. Die hintere Hälfte 212 stellt eine Ausnehmung 214 für die Befestigung des Wassertanks 220 bereit. Das Gehäuse 210 ist mit Einrichtungen ausgebildet, wie Arretierungen, Widerlagern, Anschlägen und Gewindeteilen, um die Komponenten der Vorrichtung 210 in Position zu halten, ohne die Erfordernis eines separaten Unterbaus. Dies reduziert die Gesamtkosten und das Gewicht der Vorrichtung 201. Eine Basis 215 des Gehäuses 210 ist bevorzugt mit Füßen ausgebildet, um darauf die Vorrichtung in einer stabilen Weise abzustellen. Alternativ kann die Basis 215 selbst eine Form aufweisen, die eine stabile Stützung bildet.
Die vordere Hälfte 211 des Gehäuses 210 umfasst eine Ausgabestation 270, wo das Ausgeben des Getränkes stattfindet. Die Ausgabestation 270 umfasst einen Behältnisstandplatz 271 mit einem hohlen Inneren, welches eine Tropfenrinne 272 bildet. Eine obere Oberfläche 273 des Behältnisstandplatzes ist mit einem Gitter 274 ausgebildet, auf welchem das Behältnis positioniert ist. Die Tropfenrinne 272 ist von dem Gehäuse 210 entfernbar, um das Leeren des gesammelten Wassers zu ermöglichen. Eine Ausnehmung 275 ist in der vorderen Hälfte des Gehäuses 210 über dem Behältnisstandplatz 271 ausgebildet, um die Abmaße des Behältnisses aufzunehmen.
Der Kartuschenkopf 250 ist zu dem Deckenteil des Gehäuses 210 über dem Behältnisstandplatz, wie in 35 und 36 dargestellt, angeordnet. Bevorzugt kann die Höhe des Gitters 274 relativ zu dem Kartuschenkopf 250 eingestellt werden, um unterschiedliche Größen an Behältnissen aufzunehmen. Es ist bevorzugt, dass das Behältnis so nah wie möglich zu dem Kartuschenkopf 250 angeordnet ist, wobei es immer noch ermöglicht ist, dass das Behältnis von der Ausgabestation 270 eingefügt und entfernt werden kann, um so die Höhe, die das ausgegebene Getränk herabzufallen hat, bevor es das Behältnis kontaktiert, zu minimieren. Dieses bewirkt ein Minimieren des Sprühen und Spritzen des Getränkes und minimiert Verluste an mitgerissenen Luftblasen, dort wo diese vorhanden sind. Bevorzugt können Behältnisse von zwischen 70mm und 110mm Höhe zwischen dem Gitter 274 und Kartuschenkopf 250 eingefügt werden.
Die Vorrichtungsbedienerschnittstelle 240 ist an der Front des Gehäuses 210 angeordnet und umfasst einen Start-/Stoppknopf 241 und eine Vielzahl an Statusindikatoren 243–246.
Die Statusindikatoren 243 bis 246 umfassen bevorzugt eine lichtemittierende Diode (LED) 243, um die Bereitschaft der Vorrichtung 201 anzuzeigen, eine LED 244, um anzuzeigen, wenn ein Fehler in dem Betrieb der Vorrichtung 201 aufgetreten ist, und ein oder mehrere LED 245–256, um anzuzeigen, ob die Vorrichtung 201 im manuellen oder automatischen Modus betrieben wird. Die LEDs 243–246 können angesteuert werden, um mit einer konstanten Intensität zu leuchten, unterbrechend zu blitzen oder beides, abhängig von dem Status der Vorrichtung 201. Die LEDs 243–246 können eine Vielzahl an Farben einschließlich grün, rot und gelb umfassen.
Der Start-/Stoppknopf 241 steuert den Beginn des Betriebszyklusses und ist ein manuell betätigbarer Druckknopf, Schalter oder ähnliches.
Eine Volumeneinstellsteuerung kann bereitgestellt werden, um es einem Benutzer der Vorrichtung 201 zu ermöglichen, manuell das Volumen des abgegebenen Getränkes einzustellen, ohne die anderen Betriebseigenschaften zu verändern. Bevorzugt ermöglicht die Volumeneinstellkontrolle eine Einstellung hinsichtlich des Volumens von plus oder minus 20%. Die Volumeneinstellkontrolle kann ein drehbarer Drehknopf, ein linearer Schieber, eine digitale Anzeige mit Steigerungs- und Absenkungstasten oder ähnliches sein. Üblicherweise wird das Volumen durch einen Benutzer, der den Start/Stoppknopf 241 betätigt, gesteuert.
Ein manueller Netzschalter (nicht dargestellt) kann an der Vorrichtung 201 vorgesehen werden. Alternativ kann die Leistungszufuhr einfach durch Einfügen oder Entfernen des Netzsteckers zu/von der Hauptstromversorgung kontrolliert werden.
Der Wassertank 220 ist an der Rückseite des Gehäuses 210 angeordnet und ist mit der hinteren Hälfte 212 des Gehäuses 210 verbunden. Der Wassertank 220 umfasst im Allgemeinen einen zylindrischen Körper 221, welcher entsprechend kreisförmig oder ein Kegelstumpf sein kann, wie es für ästhetische Gründe erforderlich ist. Der Tank umfasst einen Einlass zum Füllen des Tanks mit Wasser, welcher bei Verwendung durch einen manuell entfernbaren Deckel 222 geschlossen wird. Ein Auslass ist zu einem unteren Ende des Tankes vorgesehen, welcher mit der Wasserpumpe 230 kommuniziert. Der Wassertank 220 kann aus einem transparenten oder transluzenten Material hergestellt sein, um es einem Verbraucher zu ermöglichen, die Menge an Wasser, die in dem Tank verbleibt, zu betrachten. Alternativ kann der Wassertank 220 aus einem opaken Material hergestellt sein, der jedoch ein Betrachtungsfenster darin aufweist. Zusätzlich oder an Stelle des zuvor Beschriebenen kann der Wassertanks 220 mit einem unteren Pegelsensor ausgebildet sein, welcher den Betrieb der Wasserpumpe 230 verhindert und optional einen Warnindikator wie eine LED auslöst, wenn der Wasserpegel in dem Tank zu einem vorher ausgewählten Pegel absinkt. Der Wassertank 220 weist bevorzugt eine interne Kapazität von etwa 1,5 Litern auf.
Die Wasserpumpe 230 ist betriebsbereit verbunden zwischen dem Wassertank 220 und dem Wassererwärmer 225, wie schematisch in 43 gezeigt, und wird durch einen Steuerprozessor gesteuert. Die Pumpe stellt eine maximale Durchflussrate von 900 ml/min an Wasser bei einem maximalen Druck 2,5 bar bereit. Bevorzugt wird, bei normalem Gebrauch, der Druck auf 2 bar begrenzt. Die Durchflussrate an Wasser durch die Vorrichtung 201 kann durch den Steuerprozessor gesteuert werden, um einen Prozentsatz der maximalen Durchflussrate der Pumpe durch zyklisches Takten der elektrischen Versorgung der Pumpe aufzuweisen. Bevorzugt kann die Pumpe angetrieben werden bei jedem Prozentsatz von 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 100% der maximalen Durchflussrate. Die Genauigkeit des Volumens an Wasser, das gepumpt wird, ist bevorzugt plus oder minus 5%, was zu einer Genauigkeit von plus oder minus 5% des endgültigen Volumens des ausgebenden Getränkes führt. Eine geeignete Pumpe ist die Evolution EP8 Pumpe, die von Ulka S.r.l (Pavia, Italien) hergestellt wird. Ein volumetrischer Durchflusssensor (nicht dargestellt) ist bevorzugt in der Durchflusslinie entweder stromaufwärts oder stromabwärts der Wasserpumpe 230 ausgebildet. Bevorzugt ist der volumetrische Durchflusssensor ein Drehsensor.
Der Wassererwärmer 225 ist in dem Inneren des Gehäuses 210 angeordnet. Der Erwärmer 225 weist eine Nennleistung von 1550 W auf und ist geeignet, um Wasser, welches von der Wasserpumpe 230 empfangen wird, von einer Starttemperatur von etwa 20° Celsius auf eine Betriebstemperatur von etwa 85° Celsius unter einer Minute zu erwärmen. Bevorzugt beträgt die Haltezeit (dwell time) zwischen dem Ende eines Betriebszyklusses und des Erwärmers 225, die geeignet ist, um einen nachfolgenden Betriebszyklus zu starten, weniger als 10 Sekunden. Der Erwärmer hält die ausgewählte Temperatur innerhalb + oder – 2°Celsius während des Betriebszyklusses. Wie weiter unten erörtert, kann das Wasser für den Betriebszyklus zu dem Kartuschenkopf 250 bei 83°Celsius oder 93°Celsius zugeführt werden. Der Erwärmer 225 ist geeignet, um schnell die Abgabetemperatur auf entweder 83°Celsius oder 93°Celsius von einer nominalen Wassertemperatur von 85°Celsius einzustellen. Der Erwärmer 225 umfasst eine Übertemperaturabschaltung, welche den Erwärmer abschaltet, wenn die Temperatur 98°Celsius überschreitet. Die Wasserausgabe von dem Erwärmer 225 wird dem Kartuschenkopf 250 und der Kartusche 1 mittels eines Dreiwegeventils zugeführt. Wenn der Druck des Wasserfluss geeignet ist, verläuft das Wasser durch die Kartusche 1. Wenn der Druck unter oder über vorbestimmter Grenzen liegt, dann wird das Wasser mittels des Dreiwegeventils in das Tropfenrinnenauffangbehältnis 270 abgeteilt.
Der Luftkompressor 235 ist betriebsbereit mit dem Kartuschenkopf 250 mittels eines Einwegeventils verbunden und durch den Steuerprozessor gesteuert. Der Luftkompressor 235 stellt eine maximale Durchflussrate an Luft von 500ml pro Minute bei 1,0 bar bereit. In Verwendung wird ein Arbeitsvolumen von 35ml auf 2,0 bar druckbeaufschlagt. Bevorzugt kann der Luftkompressor 235 zwei Durchflussraten erzeugen: eine schnelle (oder maximale) Durchflussrate und eine langsame Durchflussrate.
Der Steuerprozessor der Getränkezubereitungsvorrichtung 201 umfasst ein Verarbeitungsmodul und einen Speicher. Der Steuerprozessor ist betriebsbereit verbunden mit und steuert den Betrieb von dem wassererwärmer 225, der Wasserpumpe 230, dem Luftkompressor 235 und der Benutzerschnittstelle 240.
Der Speicher des Steuerprozessors umfasst ein oder mehrere Variablen für einen oder mehrere Betriebsparameter für die Getränkezubereitungsvorrichtung 201. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Betriebsparameter die Temperatur des Wassers, das durch die Getränkekartusche 1 während der Betriebsphase verläuft, die Geschwindigkeit des Füllens der Getränkekartusche 1, das Vorhandensein oder sonstiges eines Tränkschrittes, das gesamte ausgegebene Volumen des Getränkes, die Durchflussrate des Wassers während der Auslassphase und die Durchflussrate und die Zeitdauer der Reinigungsstufe.
Die Variablen für die Betriebsparameter sind in dem Speicher gespeichert. Die Kartusche 1 umfasst einen Code, der an oder in der Kartusche 1 ausgebildet ist, welcher die Betriebsparameter, die für eine optimale Ausgabe des Getränkes in der Kartusche 1 erforderlich sind, repräsentiert. Der Code liegt in einem binären Format vor und umfasst eine Vielzahl an Datenbits, die zu den Variablen korrespondieren, die in dem Steuerprozessorspeicher gespeichert sind. Tabelle 3 zeigt, wie 13 Datenbits verwendet werden können, um die erforderlichen Variablen für die Betriebsparameter, die zuvor beschrieben sind, zu repräsentieren.
Tabelle 3
Der Code auf oder in der Kartusche 1 umfasst normalerweise ein Extradatenbit oder mehrere Extradatenbits für eine Fehlerprüfung. In einem Beispiel ist ein 16 Bitcode bereitgestellt. Zum Beispiel weist, bei Verwendung der Variablen, die in Tabelle 3 aufgelistet sind, eine Kartusche 1, die den Code „1000100011110" trägt, die folgenden Betriebsparameter auf:

10 Wassertemperatur von 83°Celsius
00 schnelles Laden mit Tränken
1000 ausgegebenes Getränkevolumen von 150ml
111 Durchflussrate gleich 100
10 schnelle Luftdurchflussreinigung/kurze Zeitdauer.

Somit speichert, im Unterschied zu vorherigen Getränkezubereitungsvorrichtungen, der Speicher des Steuerprozessors nicht Betriebsanweisungen für Getränkekartuschen, basierend auf dem Kartuschentyp, d. h. Instruktionen für einen Kaffeekartusche, Instruktionen für eine Schokoladenkartusche, Instruktionen für eine Teekartusche etc. Stattdessen speichert der Speicher des Steuerprozessors Variablen zum Einstellen der individuellen Betriebsparameter des Betriebszyklusses. Dieses weist eine Anzahl an Vorteilen auf. Zuerst kann ein größerer Grad an Steuerung des Ausgabezyklusses ausgeübt werden. Zum Beispiel können leicht unterschiedliche Betriebsparameter verwendet werden, für unterschiedlich Grade oder Mischungen an Kaffee, anstelle der Verwendung der gleichen Parameter für alle Arten an Kaffee. Codierungslösungen nach dem Stand der Technik, die sich auf das Speichern von Instruktionen je nach Kartuschentypen anstelle von individuellen Parametern verlassen, sind ungeeignet für solche subtilen Unterschiede im Betriebszyklus für ähnliche Getränkearten, da diese sehr schnell den verfügbaren Speicherplatz in dem Codiermedium und im Steuerprozessor verbrauchen. Als zweites ermöglicht es das Codierverfahren der vorliegenden Erfindung neue Getränkekartuschentypen in bereits existierenden Getränkezubereitungsvorrichtungen zu verwenden, selbst dort, wo die Betriebsparameter für den Betriebszyklus für die neue Getränkekartusche 1 nur nach dem Kauf der Getränkezubereitungsvorrichtung 201 bestimmt sind. Dieses ist so, da der Steuerprozessor der Getränkezubereitungsvorrichtung 201 nicht erkennen muss, dass das Getränk von einem neuen Typ ist. Vielmehr werden die Betriebsparameter des Betriebszyklusses ohne direkten Bezug auf den Getränketyp eingestellt. Damit stellt das Codierverfahren der vorliegenden Erfindung eine exzellente Abwärtskompatibilität für die Getränkezubereitungsvorrichtung für neue Getränketypen bereit. Im Gegensatz dazu, ist der Hersteller bei Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik auf das Ausgeben eines neuen Getränketyps unter Verwendung eines bereits existierenden Ausgabezyklusses, wie er durch die Vorrichtungen auf dem existierenden Markt bestimmt sind, begrenzt.
Der Kartuschenkopf 250 ist in 39 bis 42 dargestellt. Der Kartuschenhalter 251 des Kartuschenkopfes 250 umfasst einen fixierten unteren Teil 255, einen drehbaren oberen Teil 256 und einen gelenkigen Kartuschenträger 257, angeordnet zwischen dem fixierten unteren Teil 255 und dem drehbaren oberen Teil 256. Der obere Teil 256, der untere Teil 255 und der Kartuschenträger 257 werden um eine gemeinsame Gelenkachse 258 gedreht. 39 bis 42 zeigen den Kartuschenhalter 251, wobei einige Komponenten der Vorrichtung 201 aus Gründen der Klarheit weggelassen wurden.
Der drehbare obere Teil 256 und der schwenkbare Kartuschenträger 257 sind relativ zu dem fixierten unteren Teil 255 mittels eines Klemmmechanismus 280 fixiert. Der Klemmmechanismus 280 umfasst einen Klemmhebel mit ersten und zweiten Elementen oder Teilen 281 und 282. Der erste Teil 281 des Klemmhebels umfasst einen U-förmigen Arm, welcher schwenkbar an dem oberen Teil 256 an zwei ersten Gelenkpunkten 283 montiert ist, einen an jeder Seite des Kartuschenhalters 251.
Der zweite Teil des Klemmhebels umfasst zwei exzentrische Arme 282, einen an jeder Seite des Kartuschenhalters 251, welche jeweils schwenkbar an dem oberen Teil 256 an einem zweiten Gelenkpunkt 285, der an der Gelenkachse 258 angeordnet ist, welche den oberen Teil 256 mit dem fixierten unteren Teil 255 koppelt, montiert sind. Jeder exzentrische Arm 282 ist ein hin und her bewegbares Element, umfassend einen Zylinder 282a, einen Schaft 282b und eine elastische Buchse 282c. Der Zylinder 282 weist eine interne Bohrung auf und ist drehbar an einem Ende an der Gelenkachse 258 montiert. Ein erstes Endes des Schaftes 282b ist gleitbar in der Bohrung des Zylinders 282a aufgenommen. Das gegenüberliegende Ende des Schaftes 282b ist drehbar an dem U-förmigen Arm 281 an einem dritten Gelenkpunkt 286 montiert. Die dritten Gelenkpunkte 286 sind nicht verbunden mit und frei bewegbar relativ zu dem oberen Teil 256 und dem unteren Teil 255. Die elastische Buchse 282c ist extern an dem Schaft 282b montiert und erstreckt sich bei Verwendung zwischen Widerlageroberflächen an dem Zylinder 282a und dem Schaft 282b. Die elastische Buchse 282c nimmt eine Verkürzung des exzentrischen Arms 282 auf, aber spannt den exzentrischen Arm 282 in einer verlängerten Ausbildung vor. Eine Bewegung der dritten Gelenkpunkte 286 zu und weg von der Gelenkachse 258 ist somit durch eine Relativbewegung der Schafte 282b in den Zylindern 282a möglich. Die elastischen Buchsen 282c sind bevorzugt aus Silikon gebildet.
Der U-förmige Arm 282 erstreckt sich um die Front des Kartuschenhalters 251 und umfasst zwei herabhängende Hakenelemente 287, eines an jeder Seite des Kartuschenhalters 251, wobei jeder eine Nockenoberfläche 288 umfasst, welche zu der Gelenkachse 258 weist. Der fixierte untere Teil 255 des Kartuschenhalters 251 ist mit zwei Anschlägen 259 oder Arretierungen ausgebildet, wobei eine (r) an jeder Seite des unteren Teils 255 an oder nahe einer vorderen Kante 260 davon angeordnet ist, im Wesentlichen ausgerichtet zu den Hakenelementen 287.
Wie in 39 dargestellt, kann der U-förmige Arm 281 aus einer einteiligen Kunststoffausformung gebildet sein, umfassend einen ergonomischen Handgriff und die einteilig mit dem Arm ausgebildeten Hakenelemente 287.
Der Kartuschenhalter 257 ist drehbar zwischen den oberen und unteren Teilen 255, 256 des Kartuschenhalters 251 montiert. Der Träger 257 ist mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Ausnehmung 290 ausgebildet, welche bei Verwendung die Getränkekartusche 1 aufnimmt. Die Ausnehmung 290 umfasst eine Abweichung 291 zum Aufnehmen des Griffteils 24 der Getränkekartusche 1, welche auch wirkt, um eine Rotation der Getränkekartusche 1 in dem Kartuschenhalter 251 zu verhindern. Der Kartuschenträger 257 ist relativ zu dem fixierten unteren Teil 255 versetzt, so dass in der geöffneten Position, wie in 41 dargestellt, der Kartuschenträger 257 ohne Kontakt mit dem fixierten, unteren Teil 255 vorgespannt ist, so dass der Kartuschenträger 257 aus dem Kontakt mit den Auslass- und Einlass-Lochstanzenelementen 254, 253 herausbewegt ist. Der Kartuschenträger 257 ist mit einer Öffnung 292 zum Aufnehmen der Einlass- und der Auslasslochstanzen 253, 254 und eines Kopf 300 der Kartuschenerkennungseinrichtung 252, wenn der Kartuschenträger 257 in die geschlossene Position bewegt wird, ausgebildet.
Der obere Teil 255 umfasst einen im Wesentlichen kreisförmigen Körper 310, der ein kreisförmiges Betrachtungsfenster 312 umgibt, durch welches ein Konsument die Getränkekartusche 1 während eines Betriebszyklusses beobachten kann und ebenfalls visuell bestätigen kann, ob eine Kartusche 1 in die Vorrichtung 201 eingelegt ist. Das Betrachtungsfenster 312 ist becherförmig mit einem nach unten gerichteten Rand 311 ausgebildet, welcher den Flansch 35 der Getränkekartusche 1 greift und mit diesem im Eingriff steht, gegen den unteren Teil 256, wenn der Kartuschenhalter 251 geschlossen ist. Zur gleichen Zeit kontaktiert das Fenster 312 das geschlossene Deckenteil 11 der Kartusche 1. Eine Wellfeder (nicht dargestellt) ist zwischen dem Betrachtungsfenster 312 und dem kreisförmigen Körper 310 angeordnet, um es zu ermöglichen, dass das Betrachtungsfenster 312 sich axial relativ zu dem kreisförmigen Körper 310 um wenige Grad bewegt. Der Druck, der durch den Rand 311 auf den Flansch 35 und durch das Fenster 312 auf das geschlossene Deckenteil 11 ausgeübt wird, sichert, dass eine fluiddichte Versiegelung zwischen der Kartusche 1 und dem Kartuschenhalter 251 ausgebildet ist.
Der untere Teil 255 umfasst die Einlass- und Auslasslochstanzen 253, 254 und den Kopf 300 der Kartuschenerkennungseinrichtung 252. Die Einlasslochstanze 253 umfasst ein hohles nadelförmiges Rohr 260 mit einem geschärften Ende 261, um das Laminat 5 der Getränkekartusche 1 bei Verwendung zu perforieren. Die Einlasslochstanze 253 ist in fluidischer Kommunikation mit einer Wasserleitung 262, wie in 42 dargestellt, welche durch den unteren Teil 255 verläuft, und ist mit einer Auslassleitung 263 des Wassererwärmers 225 verbunden. Die Auslasslochstanze 254 ist ähnlich hinsichtlich des Typs zu der Auslasslochstanze, der in den Europäischen Patenten EP 0 398 141 und EP 0 334 579 des Erfinders beschrieben ist und umfasst einen Zylinder 264 mit einem geöffneten Ende mit einem kreisförmigen oder D-förmigen Querschnitt mit Abmessungen, die größer sind als der Auslassausfluss 43. Ein gekrümmter Teil 256 des oberen Endes der Auslasslochstanze 254 ist gezackt, um das Laminat der Getränkekartusche 1 zu durchstoßen und ggf. zu schneiden. Der Rest des oberen Endes ist längs zu dem Zylinder von zumindest der Basis der Zähne 266 des gezackten Teils zurückgeschnitten, um das geschnittene Laminat 5 von der Auslassöffnung zu falten oder wegzuziehen, bevor das Getränk dadurch ausgeben wird. Die Auslasslochstanze 254 durchstößt das Laminat 5 extern von dem Auslassausfluss 43 und wenn der Kartuschenträger 257 in einer geschlossenen Position ist, ruht es in dem Außenrand zwischen dem Auslassausfluss 43 und der äußeren Wand 42 des Auslasstrichters 40. Die Auslasslochstanze 254 faltet das geschnittene Laminat 5 zurück in den Außenring. Dadurch werden sowohl die Auslasslochstanze 254 und das geschnittene Laminat 5 aus dem Weg des ausgebenden Getränks gehalten.
Die Auslasslochstanze 254 ist von einer Leiste 254a umgeben, welche relativ zu deren Umgebung um 0,5mm erhoben ist.
Vorzugsweise ist die Auslasslochstanze 254 von dem unteren Teil 255 entfernbar, um es zu ermöglichen, dass diese gründlich gereinigt wird, zum Beispiel in einer Geschirrspülmaschine. Die entfernbare Auslasslochstanze 254 wird in einer Ausnehmung 267 in dem unteren Teil 255 aufgenommen, wo diese sitzt. Die Einlasslochstanze 253 und/oder die Auslasslochstanze 254 können aus einem Metall wie einem rostfreien Stahl oder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden. Vorteilhafterweise wird die Verwendung von Plastikschneideelementen ermöglicht durch Verwendung eines Laminats 5, welches geeignet ist, von einem nichtmetallischen Material punktiert und geschnitten zu werden. Folglich können die Lochstanzen 253 und 254 weniger scharf ausgebildet werden, was das Risiko verringert, dass sich ein Verbraucher verletzt. Zusätzlich können Kunststoffdurchstoßelemente nicht zu Rost neigen. Vorzugsweise sind die Einlasslochstanze 253 und die Auslasslochstanze 254 als einzelne, integrale Einheit ausgebildet, welche von dem unteren Teil 255 entfernbar ist.
Während des Gebrauchs ist der obere Teil 256 des Kartuschenhalters 251 von einer geöffneten Position, in welcher dieser vertikal oder zu der Vertikalen orientiert ist, wie in 36 dargestellt, zu einer geschlossenen Position, in welcher dieser im Wesentlichen horizontal orientiert ist und im Eingriff steht mit dem fixierten unteren Teil 255 und dem Kartuschenträger 257, bewegbar. Der obere Teil 256 wird von der geöffneten zu der geschlossenen Position mittels Betätigung des Klemmhebels wegbewegt. Um den oberen Teil 256 zu schließen, ergreift der Benutzer den Klemmhebel an dem U-förmigen Arm 281 und zieht diesen nach unten. Folglich dreht sich der obere Teil 256, was zuerst den Rand 311 des Betrachtungsfensters 312 in Kontakt mit dem Flansch 35 der Getränkekartusche 1 in dem Kartuschenträger 257 und das Fenster 312 selbst in Kontakt mit dem geschlossenen Deckenteil 11 der Kartusche 1 bringt. Die fortgesetzte Rotation des oberen Teils 256 dreht den oberen Teil 256 und den Kartuschenträger 257 nach unten in Kontakt mit dem unteren Teil 255. Eine weitere Drehungen des U-förmigen Arms 281 bewirkt, dass der U-förmige Arm 281 sich relativ zu dem oberen Teil 256 und dem unteren Teil 255 dreht, was dazu führt, dass die Hakenelemente 287 des oberen Teils 256 im Eingriff stehen mit den Anschlägen 259 des unteren Teils 255, wobei die Nockenoberfläche 233 über die Anschläge 259 gleitet. Während dieser letzten Stufe der Drehung wird die Kartusche 1 zwischen dem Kartuschenträger 257 und dem Betrachtungsfenster 312 zusammengedrückt. Als Folge davon wird das Betrachtungsfenster 312 axial relativ zu dem kreisförmigen Körper 310 des oberen Teils 256 gegen die Vorspannung der Wellfeder gedrückt. Diese Bewegung ermöglicht eine Aufnahme von Toleranzen in der Getränkekartusche 1 und der Getränkezubereitungsvorrichtung und sichert, dass die Menge an zusammendrückender Kraft, die auf die Kartusche aufgebracht wird, in einem akzeptablen Bereich bleibt. Die Klemmkraft des Mechanismus, die durch die Wirkung der Wellfeder gemäßigt wird, sichert einen Klemmdruck auf die Kartusche von zwischen 130 und 280 N. Bevorzugt beträgt die Kraft etwa 200N. Eine Kraft weniger als etwa 130N ermöglicht keine adäquate Abdichtung, während eine Kraft größer als etwa 280N zu einem Kunststoffversagen der Komponenten der Kartusche 1 führt. Während des Schließens des Kartuschenkopfes wird das Laminat 5 der Kartusche 1 einer Spannung ausgesetzt, wenn diese in Kontakt mit der Leiste 254a, welche die Ausgangslochstanze 254 umgibt, gebracht wird, was bewirkt, dass das Laminat 5 sich aus der Ebene herausbiegt, wenn das distale Ende des äußeren Rohrs 42 des zylindrischen Trichters nach oben um 0,5mm relativ zu dem Flansch 35 bewegt wird. Diese Bewegung sichert auch, dass der große Hauptteil der zusammendrückenden Kraft, die auf die Kartusche aufgebracht wird, durch den zentralen Bereich der Kartusche 1 durch das lasttragende innere Element 3 wirkt. In der geschlossenen Position wird die Kartusche 1 somit um den Flansch 35 mittels des Randes 311 des Betrachtungsfensters 312 geklemmt und sicher zwischen dem geschlossenen Deckenteil 11 der Kartusche und dem äußeren Rohr 42 des inneren Elements mittels Kontakt mit dem Betrachtungsfenster 312 und der Leiste 254a geklemmt. Diese Klemmkräfte helfen dabei, zu verhindern, dass die Kartusche 1 während der Druckbeaufschlagung versagt und sichert auch, dass das innere Element 3 und das äußere Element 2 vollständig relativ zueinander sitzen, und somit, dass alle internen Durchflusswege und Öffnungen an deren vorgesehenen Abmaßen selbst während interner Druckbeaufschlagung verbleiben.
Eine imaginäre Bezugslinie kann zwischen den ersten und den zweiten Gelenkpunkten 283, 285 des Kartuschenhalters 251 gezogen werden. Wie anhand 41 gesehen werden kann, sind in der geöffneten Position die dritten Gelenkpunkte 286 an der Seite der Bezugslinie, die am nächsten zu dem fixierten unteren Teil 255 liegt, angeordnet. Wenn der obere Teil 256 die geschlossene Position erreicht, verlaufen die dritten Gelenkpunkte 286 des Klemmhebels durch die Bezugslinie, welche die ersten und zweiten Gelenkpunkte 283, 285 verbindet, auf die gegenüberliegende Seite der Linie, welche am weitesten von dem fixierten unteren Teil 255 entfernt liegt. Folglich "schnappt" der U-förmige Arm 281 durch von einer ersten stabilen Position zu einer zweiten stabilen Position durch. Die Durchschnappkraft wird durch Verkürzen der exzentrischen Arme 282 und folglich der Kompression der elastischen Buchsen 282c aufgenommen. Wenn die dritten Gelenkpunkte 286 einmal hinter der imaginären Bezugslinie liegen, dann wirkt die Wiederherstellung der elastischen Buchsen 282c, um die Bewegung der dritten Gelenkpunkte 286 weg von der imaginären Bezugslinie fortzuführen. Der Klemmhebel weist so einen bistabile Betätigung dadurch auf, dass der Hebel stabil in der geöffneten oder geschlossenen Position ist, aber instabil an dem Punkt, wenn die dritten Gelenkpunkte 286 auf der imaginären Bezugslinie liegen, welche die ersten und zweiten Gelenkpunkte 283, 285 verbindet. Somit stellt die Durchschnappkraft des Klemmhebels einen positiven Schließmechanismus bereit, welcher zu einer festgelegten Schließkraft führt, wobei in den letzten Stufen der Klemmhebeldrehung die Durchschnappkraft des U-förmigen Arms 281 und zweiter Arme 284 die Hakenelemente 287 fest in den Eingriff mit den Anschlägen 259 zwingt. Zusätzlich schaffen die elastischen Buchsen 282c einen Widerstand gegen das erneute Öffnen des oberen Teils 256, da eine minimale Kraft erforderlich ist, um die Buchsen 282 ausreichend zusammenzupressen, um die dritten Gelenkpunkte 286 zurück in Linie mit der Bezugslinie zu bewegen, welche die ersten und zweiten Gelenkpunkte 283, 285 verbindet. Vorteilhafterweise verhindert der Eingriff der Hakenelemente 287 und der Anschläge 259 die Trennung des oberen und unteren Teils im Gegensatz zu einer Drehung des Klemmhebels. Dieses ist nutzbar um ein Öffnen des Kartuschenkopfes 250 während des Betriebs zu verhindern, wenn der Kartuschenkopf 250 einer internen Druckbeaufschlagung ausgesetzt wird.
Der Zweck der Kartuschenerkennungseinrichtung 252 ist es, es zu ermöglichen, dass die Vorrichtung 201 den Typ an Getränkekartusche 1 erkennt, der eingefügt wurde, und ein oder mehrere Betriebsparameter entsprechend einzustellen. In einem typischen Ausführungsbeispiel umfasst die Kartuschenerkennungseinrichtung 252 einen optischen Barcodeleser, welcher einen gedruckten Barcode 320 liest, der auf dem Laminat 5 der Getränkekartusche 1, wie in 45 dargestellt, ausgebildet ist. Der Barcode 320 ist aus einer Vielzahl an Strichen von kontrastreicher Farbe ausgebildet. Bevorzugt sind die Striche schwarz auf einem weißen Hintergrund, um den Kontrast zu maximieren. Der Barcode 320 muss nicht einem veröffentlichten Standard entsprechen, jedoch ist ein Standardformat für Barcodes, wie EAN-13, UPC-A oder Interleaf 2 oder 5 verwendbar. Der optische Barcodeleser umfasst eine oder mehrere LEDs 321 um den Barcode 320 zu beleuchten, eine Fokuslinse 322, um ein Bild des Barcodes zu erhalten, eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD) 323 zum Erzeugen eines elektrischen Signals, welches repräsentativ für das erhaltene Bild ist, und eine Versorgungsschaltung für die LEDs und die CCD. Der Raum in dem unteren Teil zum Aufnehmen des Barcodelesers ist begrenzt. Ein Spiegel 324 oder mehrere Spiegel kann/können verwendet werden, um das Licht von den LEDS 321 zu einer Fokuslinse zu reflektieren, welche nicht in dem unteren Part 255 angeordnet ist. Schematische Anordnungen sind in 44a und 44b dargestellt. Der untere Teil 255 umfasst eine Öffnung 326, welche die gleiche Größe aufweist wie der Barcode 320 an der Getränkekartusche 1. Bei Verwendung werden die erzeugten elektrischen Signale durch Signalverarbeitungssoftware dekodiert und die Ergebnisse werden an den Steuerprozessor weitergeleitet. Die Software kann erkennen, ob das Lesen des Barcodes Fehler enthält. Der Barcode 320 kann einige Male erneut gescannt werden, bevor eine Fehlermeldung dem Verbraucher angezeigt wird. Wenn die Vorrichtung 201 nicht fähig ist, den Barcode zu lesen, ist der Verbraucher befähigt, die Getränkekartusche 1 unter Verwendung eines manuellen Betriebsmodus zu verwenden, um ein Getränk auszugeben.
Der Kartuschenkopf 250 umfasst auch einen Kartuschensensor zum Detektieren, ob eine Kartusche in dem Kartuschenhalter 251 vorhanden ist.
Der Kartuschenkopf 250 umfasst auch einen Verriegelungssensor, welcher ermittelt, ob der Kartuschenhalter 251 ordentlich geschlossen ist. Bevorzugt umfasst der Verriegelungssensor einen Mikroschalter, welcher ausgelöst wird, wenn der Kartuschenhalter 251 gelöst und verriegelt ist. Bevorzugt sind der Kartuschensensor und der Verriegelungssensor in Reihe verbunden, so dass die Ausgabe beider Sensoren ausreichend sein muss, d. h. Kartusche vorhanden und Mechanismus verriegelt, bevor der Betriebszyklus gestartet werden kann.
Der Betriebszyklus der Vorrichtung umfasst das Einfügen einer Getränkekartusche 1 in den Kartuschenkopf 250, Ausführen eines Betriebszyklus, in welchem das Getränk ausgegeben wird, und Entfernen der Kartusche 1 von der Vorrichtung.
Das Betriebsverhalten der Vorrichtung 201 ist durch die Software, die in den Steuerprozessor eingebettet ist, bestimmt. Der Betrieb der Vorrichtung kann anhand von „Zuständen" beschrieben werden, wobei die Vorrichtung 201 sich normalerweise in einem bestimmten Zustand befindet, bis ein Ereignis eintritt, um den Zustand zu verändern, ein Schritt der als Zustandsübergang bezeichnet wird. Tabelle 4 zeigt eine Zustandsübergangstabelle, welche die Zustände und die Zustandsübergänge für ein Ausführungsbeispiel der Getränkezubereitungsvorrichtung 201 dargestellt.
Tabelle 4
Das folgende Beispiel zeigt einen Betriebszyklus, um beispielhaft die Verwendung der Zustandsübergänge bei dem Steuerprozessor zu zeigen.
Es wird vorausgesetzt, dass die Vorrichtung 201 anfänglich ausgeschaltet ist und keine Kartusche 1 in den Kartuschenkopf 250 eingefügt ist. Wenn die Vorrichtung 201 angeschaltet wird, befindet sich der Steuerprozessor in einem Zustand 1. Der Wassererwärmer 225 wird angeschaltet. Wenn einmal die Temperatur 85°C erreicht, geht der Steuerprozessor in Zustand 2 über. Wenn zu einem Zeitpunkt während Zustand 1 oder 2 der Kartuschenhalter 251 geschlossen wird, wird der Verriegelungssensor ausgelöst, um ein Signal an den Steuerprozessor zu schicken, das kennzeichnet, dass der Kartuschenhalter 251 ordentlich geschlossen ist. Der Steuerprozessor fragt dann den Kartuschensensor durch Senden einer „readpod"-Anweisung ab. Der Kartuschensensor schickt ein Signal zu dem Steuerprozessor zurück, welches kennzeichnet, ob eine Kartusche in Position in dem Kartuschenhalter 251 ist. Wenn keine Kartusche vorhanden ist, geht der Steuerprozessor in Zustand 3 über, wo dieser in einem Bereitschaftsstatus verbleibt, bis der Kartuschenhalter 251 wieder geöffnet wird, wobei zu dem Punkt der Steuerprozessor zurück zum Status 2 übergeht. Wenn eine Kartusche im Zustand 2 vorhanden ist, dann geht der Steuerprozessor über in Zustand 4 und der Betrieb wird automatisch begonnen. Während der Zustände 4 bis 9 wird die Wassertemperatur im Hintergrund gesteuert, um innerhalb des erforderlichen Toleranzbereiches der gewünschten Temperatur, wie sie durch die Betriebsparameter eingestellt wird, die durch den Barcode an der Getränkekartusche 1 eingestellt werden, zu verbleiben. Wenn die Auslassstufe am Ausgeben abgeschlossen ist, wird eine Luftsäuberung in Zustand 8 begonnen. Wenn die Luftsäuberung einmal abgeschlossen ist, ist der Betriebszyklus abgeschlossen und die Vorrichtung erreicht den Standbymodus in Zustand 10.
Wenn während des Betriebs ein Fehler auftritt, dann geht der Prozessor in Zustand 11 über. Wenn ein niedriger Wasserpegel detektiert wird, dann geht der Prozessor in den Zustand 12 über.
Um die Kartusche 1 einzufügen, wird der Kartuschenhalter 251 wie zuvor beschrieben geöffnet, um den Kartuschenträger 257 freizulegen. Die Kartusche 1 wird dann auf dem Kartuschenträger 257 platziert, welcher in der Ausnehmung 290 so aufgenommen ist, dass der Griff 24 der Kartusche in der Irregularität 291 angeordnet ist. Der optische oder magnetische Barcode 320 der Kartusche 1 ist direkt über der Öffnung 326 in dem Kartuschenträger 257 angeordnet. Der Kartuschenhalter 251 wird dann mittels Betätigung des Klemmhebels, wie zuvor beschrieben, geschlossen. Während des Schließens durchstechen die Einlass- und Auslasslochstanzen 253, 254 das Laminat 5 der Kartusche 1, um den Kartuscheneinlass 121 und -auslass 122 zu bilden. Wie zuvor beschrieben, wird das Laminat 5, welches durch die Auslasslochstanze 254 geschnitten ist, in der Ringwand zusammengefaltet, welche den Auslassausfluss 43 umgibt. Wenn der Kartuschenhalter geschlossen ist, greift dieser die Kartusche 1 um den Rand 35 zwischen dem Kartuschenträger 257 und dem oberen Teil 256 und zwischen dem Sichtfenster 311 und dem Deckenteil 11 der Kartusche 1, um eine fluiddichte Abdichtung mit einer ausreichenden Unversehrtheit zu bilden, um dem Druck zu widerstehen, der sich während des Betriebszyklusses entwickelt.
Um den Betriebszyklus zu starten, betätigt der Benutzer den Start/Stoppknopf 241.
Der Betriebszyklus umfasst die Schritte der Kartuschenerkennung und des Auslasszyklus.
Die Kartuschenerkennung wird durch die optische Kartuschenerkennungseinrichtung 252, wie zuvor beschrieben, ausgeführt, vorausgesetzt, dass die Ausgaben von dem Kartuschensensor und dem Verriegelungssensor entsprechend sind. Wenn einmal der Barcode 320 dekodiert wurde, werden die Betriebsparameter der Vorrichtung 201 durch den Steuerprozessor eingestellt. Der Auslasszyklus wird dann automatisch begonnen.
Der Auslasszyklus weist vier Hauptstufen auf, wobei nicht alle für alle Getränkearten verwendet werden:

(I) Vorbefeuchten
(II) Pause
(III) Brühen/Mischen
(IV) Säubern

In der Vorbefeuchten-Stufe wird die Kartusche 1 mit Wasser von dem Wasserspeichertank 220 mittels der Wasserpumpe 230 befällt. Das Befüllen mit Wasser bewirkt, dass die Getränkezutaten 200 in der Filtrationskammer 130 befeuchtet werden. Das Befüllen kann mit einer „schnellen" Durchflussrate von 600ml pro Minute oder einer „langsamen" Durchflussrate von 325ml pro Minute stattfinden. Die langsame Füllrate ist insbesondere sinnvoll für Kartuschen, die viskoflüssige Getränkezutaten beinhalten, bei denen die Zutaten etwas an Lösung erfordern, bevor diese geeignet sind, um mit einer höheren Volumendurchflussrate gepumpt zu werden. Das Volumen an Wasser, das in die Kartusche 1 eingespritzt wird, ist ausgewählt, um zu sichern, dass Wasser oder das Getränk nicht aus dem Kartuschenauslass 122 während dieser Stufe heraustropfen.
Die Pausenstufe ermöglicht es, dass die Getränkezutaten 200 in dem Wasser, das eingespritzt wird, während der Vorbefeuchtenstufe für eine bestimmte Zeitdauer durchtränkt werden. Beide, die Vorbefeuchtenstufe und die Durchnässen-Stufe sind dafür bekannt, den Ertrag der Extrakte von den Getränkezutaten 200 zu erhöhen und das Endaroma des Getränkes zu verbessern. Das Vorbefeuchten und Durchnässen werden insbesondere dort verwendet, wo die Getränkezutaten gerösteter und gemahlener Kaffee sind.
In der Brüh/Mischstufe verläuft Wasser durch die Kartusche 1, um das Getränk aus den Getränkezutaten 200 zu erzeugen. Die Temperatur des Wassers ist durch den Steuerprozessor bestimmt, welcher Anweisung an den Wasserwärmer 225 schickt, um das Wasser, welches von dem Wassertank 220 zu dem Kartuschenkopf 250 verläuft, zu erwärmen. Wasser tritt in den unteren Teil 255 des Kartuschenhalters 251 durch die Leitung 262 über das Einlassventil und die Einlasslochstanze 253 in die Einlasskammer 126 der Getränkekartusche 1 ein. Brühen und/oder Mischen und nachfolgendes Ausgeben des Getränkes von der Getränkekartusche 1 werden, wie zuvor in Bezug auf die Versionen der Getränkekartusche 1 beschrieben, ausgeführt.
Die Luftsäuberung umfasst das Blasen von Druckluft durch die Getränkezubereitungsvorrichtung und die Getränkekartusche 1, um zu sichern, dass das gesamte Getränk ausgegeben ist und der Durchflussweg gereinigt ist, und fertig zum Ausgeben eines anderen Getränks ist. Die Luftreinigung startet nicht sofort bei Beendigung der Brüh/Mischstufe, um es für die Hauptzahl der Fluide zu ermöglichen, den Durchflusspfad zu verlassen. Dies verhindert eine unakzeptable Spitze an internem Druck bei Beginn der Luftreinigung.
Beim normalen Betrieb stoppt ein Benutzer manuell die Vorrichtung 201 durch Betätigen des Start-/Stoppknopfes 241.
Wenn der Betriebszyklus einmal abgeschlossen ist, entfernt der Benutzer die Kartusche 1 durch Öffnen des Kartuschenhalters 251 und manuelles Entfernen und Anordnen der Kartusche. Alternativ kann die Vorrichtung 201 mit einem automatischen Auswurfmechanismus zum automatischen Entfernen der Kartusche bei Öffnen des Kartuschenhalters 251 ausgebildet sein.
Wie zuvor beschrieben, werden zwei oder mehr Getränkekartuschen in Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine große Variation an Getränken zu erzeugen, einschließlich dem Einbinden der Vorteile beim Ausgeben eines flüssigen, auf Milch basierenden Getränketeils von einer Kartusche der gleichen Gesamtgröße, wie die der Kartuschen, die verwendet werden, um den Rest des Getränkes zu zubereiten. Somit kann eine einzelne Getränkezubereitungsvorrichtung mit allen Arten an Kartuschen verwendet werden, da die Schnittstelle zwischen den Kartuschen und der Vorrichtung die gleichen ist, unabhängig von den Getränkezutaten, die in den Kartuschen beinhaltet sind.
Die Lieferzeiten für Getränke bei Verwendung der Vorrichtung 201 und der Kartuschen 1 liegen üblicherweise zwischen 10 und 120 Sekunden, bevorzugt zwischen 30 und 40 Sekunden für gerösteten und gemahlenen Kaffee, zwischen 5 und 120 Sekunden, bevorzugt 10 bis 20 Sekunden für Schokolade und zwischen 5 und 120 Sekunden, bevorzugt zwischen 10 und 20 Sekunden für Milch.
Die Vorrichtung 201 kann auch vorteilhafterweise einen Speicher in betriebsbereiter Kommunikation mit dem Steuerprozessor umfassen, der Informationen über die Art des Getränkes, welches von einem Bediener auszugeben wird, zu speichern. Der Betriebszyklus der Vorrichtung 201 kann dann für die nächste Kartusche 1 eingestellt werden. Dieses ist besonders vorteilhaft dort, wo zwei oder mehrere Getränkekartuschen 1 nacheinander verwendet werden, um ein Getränk zu bilden. Zum Beispiel kann eine Kaffeekartusche ausgegeben werden, gefolgt von einer Milchkartusche, um ein Capuccinogetränk zu bilden. Alternativ kann eine Schokoladenkartusche verwendet werden, gefolgt von einer Milchkartusche, um ein cremig, heißes Schokoladegetränk zu erzeugen. Durch Verwenden eines Speichers, der Informationen von dem ersten ausgegebenen Getränk speichert, kann die Art die des Aufgebens von der zweiten Kartusche, zum Beispiel einer Milchkartusche, verändert werden, um ein optimales Getränk zu erhalten. In dem vorstehenden Beispiel kann die Milch, die für heiße Schokolade ausgegeben wird, üblicherweise weniger verdünnt werden als die Milch, die zu Kaffee hinzugefügt wird. Zusätzlich kann die Milch, die für Schokolade ausgeben wird, mit einer niedrigeren Durchflussrate ausgegeben werden, um den Anteil an Aufschäumung des Getränkes zu reduzieren. Viele Kombinationen an Kartuschen und Betriebsparameter sind möglich, wie für den Fachmann offensichtlich ist. Zusätzlich kann der Speicher verwendet werden, um es der Vorrichtung 201 zu ermöglichen, den Typ an Getränk "vorherzusagen", den ein Verwender als nächstes auszugeben wünscht. Zum Beispiel kann, wenn ein Benutzer hauptsächlich einen Getränketyp trinkt, die Vorrichtung den Wassererwärmer anweisen, bei einer optimalen Temperatur für diesen Getränketyp zu bleiben.

Claims

Getränkezubereitungssystem umfassend: eine Getränkezubereitungsvorrichtung (201) mit einer Einrichtung zum Aufnehmen einer Auswahl an Getränkekartuschen (1) und einer Einrichtung zum Durchführen eines wässrigen Mediums durch die Getränkekartuschen; eine erste Getränkekartusche (1), die eine oder mehrere Getränkezutaten (200) zum Bereiten eines ersten Teils eines Getränks enthält; und eine zweite Getränkekartusche (1), die eine oder mehrere Getränkezutaten (200) zum Bereiten eines zweiten Teils dieses Getränks enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten oder zweiten Getränkekartuschen eine flüssige auf Milch basierende Zutat enthält.
Verfahren zum Bereiten eines Getränks umfassend die Schritte: a) Einsetzen einer ersten Getränkekartusche (1), die eine oder mehrere Getränkezutaten (200) enthält, in eine Getränkezubereitungsvorrichtung (201); b) Betreiben der Getränkezubereitungsvorrichtung um ein wässriges Medium durch die erste Getränkekartusche zu führen, um einen ersten Teil des Getränks in ein Behältnis auszugeben; c) Einsetzen einer zweiten Getränkekartusche (1), die eine oder mehrere Getränkezutaten (200) enthält, in die Getränkezubereitungsvorrichtung; und d) Betreiben der Getränkezubereitungsvorrichtung, um ein wässriges Medium durch die zweite Getränkekartusche zu führen, um einen zweiten Teil des Getränks in das Behältnis auszugeben; dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten oder zweiten Getränkekartuschen eine flüssige auf Milch basierende Zutat enthält.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine der ersten oder zweiten Getränkekartuschen (1) eine Zutat enthält, um einen gebrühten Teil eines Getränks zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend den Schritt des Entfernens der ersten Getränkekartusche (1) vor dem Einsetzen der zweiten Getränkekartusche (1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Getränkezutat in der ersten oder zweiten Getränkekartusche gerösteter und gemahlener Kaffee ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Getränkezutat in der ersten oder zweiten Getränkekartusche auf Blättern basierender Tee ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Getränkezutat in der ersten oder zweiten Getränkekartusche eine flüssige Kaffeezutat ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die flüssige auf Milch basierende Zutat ein konzentriertes auf Milch basierendes Produkt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das konzentrierte auf Milch basierende Produkt flüssige Kondensmilch ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die flüssige Kondensmilch insgesamt zwischen 25 und 40% Festkörper enthält.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Kondensmilch insgesamt 30% Festkörper enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die flüssige Kondensmilch zwischen 0,1 und 12% Fett enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, ferner umfassend den Schritt des Aufschäumens der einen oder mehreren flüssigen auf Milch basierenden Zutaten während des Ausgebens.