DE602004005248T2

DE602004005248T2 - Kartusche für die Zubereitung eines Getränkes

Info

Publication number: DE602004005248T2
Application number: DE602004005248T
Authority: DE
Inventors: Andrew Banbury Halliday; John Banbury Macmahon; Steven Carter
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: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2024-01-24
Also published as: EP1440906B1; DE602004005248D1; DK1440906T3; GB0301696D0; EP1440906A1; GB2397495B; ATE356761T1; ES2282804T3; GB2397495A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kartusche für die Zubereitung von Getränken, und insbesondere auf eine versiegelte Kartusche, die im Wesentlichen aus luft- und wasserdichten Materialien besteht und die einen oder mehrere Bestandteile für die Zubereitung von Getränken enthält.
Es wurde bereits an früherer Stelle vorgeschlagen, Bestandteile für die Zubereitung von Getränken in einzelnen, luftdichten Verpackungen zu versiegeln. So sind beispielsweise Kartuschen oder Kapseln, die verdichteten gemahlener Kaffee enthalten, bekannt für die Verwendung in bestimmten Kaffeezubereitungsmaschinen, die allgemein als "Espresso"-Maschinen bezeichnet werden. Bei der Erzeugung von Kaffee mit Hilfe dieser Zubereitungsmaschinen wird die Kaffeekartusche in einer Brühkammer platziert und heißes Wasser mit einem relativ hohen Druck durch die Kartusche geleitet, wodurch die aromatischen Kaffeebestandteile aus dem gemahlenen Kaffee gelöst werden, um das Kaffeegetränk zu erzeugen. Üblicherweise arbeiten solche Maschinen bei einem Druck von mehr als 6 × 10⁵ Pa. Die Zubereitungsmaschinen von der oben beschriebenen Art sind bis heute relativ teuer, da Bauteile der Maschinen, wie zum Beispiel Wasserpumpen und Dichtungen den hohen Druck aushalten können müssen.
In WO01/58786 ist eine Kartusche zur Zubereitung von Getränken beschrieben, die bei einem Druck arbeitet, der sich üblicherweise in dem Bereich von 0,7 bis 2,0 × 10⁵ Pa bewegt. Die Kartusche ist jedoch zur Verwendung in einer Getränkezubereitungsmaschine für den kommerziellen oder industriellen Markt bestimmt und ist relativ teuer. Infolgedessen besteht ein Bedarf an einer Kartusche für die Zubereitung von Getränken, wobei die Kartusche und die Getränkezubereitungsmaschine speziell für den Absatz in Haushalten geeignet sind, hinsichtlich Kosten, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit.
Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung eine Kartusche vor, die ein oder mehrere Getränkebestandteile enthält und im Wesentlichen aus luft- und wasserdichten Materialien besteht, wobei die Kartusche einen Abschnitt umfasst, der den einen oder mehrere Getränkebestandteile enthält, wobei der Abschnitt eine Vielzahl von Einlassöffnungen zum Einleiten eines wasserartigen Mediums in den Abschnitt sowie eine Vielzahl von Auslassöffnungen für ein aus dem einen oder mehreren Getränkbestandteilen hergestelltes Getränk umfasst, wobei zumindest ein Teil der Einlassöffnungen nichtfluchtend mit den Auslassöffnungen angeordnet ist, so dass zumindest ein Anteil des wasserartigen Mediums, welches durch die Einlassöffnungen in den Abschnitt eintritt, gezwungen wird, innerhalb des Abschnitts zu zirkulieren, bevor es den Abschnitt durch die Auslassöffnungen verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen rund um die Peripherie des Abschnitts angeordnet sind.
Es versteht sich, das der hier verwendete Begriff "Kartusche" für jede Art von Verpackung, Behälter, Siegelrandbeutel oder Gefäß gilt, das einen oder mehrere Getränkebestandteile in der beschriebenen Art und Weise enthält. Die Kartusche kann starr, halbstarr oder biegsam sein.
Die Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen oder mehrere Getränkebestandteile zur Erzeugung eines Getränkproduktes. Bei dem Getränkeprodukt kann es sich zum Beispiel um ein kaffee-, tee- oder schokoladehaltiges Getränk sowie um ein Milch-basiertes Getränk handeln, einschließlich Milch. Die Getränkebestandteile können in pulverisierter, gemahlener, blatt-basierter oder flüssiger Form vorliegen. Die Getränkebestandteile können löslich oder unlöslich sein. Zu den Beispielen zählen gerösteter und gemahlener Kaffee, Teeblätter, pulverisierter Kakao und Suppe, flüssige, milch- basierte Getränke, kohlensäurehaltige Getränke und konzentrierte Fruchtsäfte.
In vorteilhafter Weise umfasst die Kartusche der vorliegenden Erfindung Einlassöffnungen und Auslassöffnungen, wobei zumindest ein Teil der Öffnungen nichtfluchtend angeordnet ist. So wird sichergestellt, dass das wasserartige Medium, das in den Abschnitt eintritt, der die Getränkebestandteile enthält, nicht direkt von den Einlassöffnungen zu den Auslassöffnungen fließen kann. Stattdessen wird das wasserartige Medium gezwungen, erst in dem Abschnitt zu zirkulieren, bevor es über die Auslassöffnungen austritt. Auf diese Weise werden das wasserartige Medium und die Getränkebestandteile besser vermischt, da im Wesentlichen alle Anteile der Getränkebestandteile in dem Abschnitt mit dem Durchflussweg des wasserartigen Mediums in Berührung kommen. Die Einlassöffnungen können vorzugsweise in gleichem Abstand zueinander rund um die Peripherie des Abschnitts angeordnet sein. Die Auslassöffnungen sind vorzugsweise in Richtung eines Zentrums des Abschnitts relativ zu den Einlassöffnungen angeordnet. Die Auslassöffnungen können in gleichem Abstand zueinander rund um das Zentrum des Abschnitts angeordnet sein. Das Anordnen der Einlass- und Auslassöffnungen in gleichem Abstand zueinander sorgt für gleichmäßigere Durchflusseigenschaften in dem Abschnitt, wodurch die Getränkebestandteile und das wasserartige Medium gleichmäßiger vermischt werden.
Vorzugsweise umfasst die Kartusche 3 bis 10 Einlassöffnungen. In einer Ausführung sind 4 Einlassöffnungen vorgesehen. Vorzugsweise umfasst die Kartusche 3 bis 10 Auslassöffnungen. In einer Ausführung sind 5 Auslassöffnungen vorgesehen. Vorzugsweise ist eine ungleiche Anzahl an Einlass- und Auslassöffnungen vorhanden.
Vorzugsweise beruht die Anzahl der Einlassöffnungen und Auslassöffnungen auf folgender Formel: X0 = Xi + Cwobei

Xi: = die Anzahl der Einlassöffnungen
X₀: = die Anzahl der Auslassöffnungen
C: = die Menge der ganzen Zahlen ausschließlich 0 oder nXi
n: = eine beliebige ganze Zahl.

Vorzugsweise wird die Anzahl der Einlass- und Auslassöffnungen gemäß der obigen Formel gewählt.
Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Kartusche scheibenförmig ist und die Öffnungen in gleichem Abstand zueinander rund um die Scheibe angeordnet sind, da es dann bei der Montage nicht notwendig ist, die Komponenten der Kartusche, welche die Einlassöffnungen und Auslassöffnungen aufweisen, gewissenhaft aneinander auszurichten. Wie auch immer die Komponenten zueinander ausgerichtet werden, wird zumindest ein Teil der Einlassöffnungen und Auslassöffnungen nichtfluchtend sein. Wenn beispielsweise vier Einlassöffnungen und fünf Auslassöffnungen vorhanden sind, die jeweils in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, ist es unmöglich, mehr als eine Einlassöffnung fluchtend mit einer Auslassöffnung auszurichten, ganz egal welche Ausrichtung die Komponenten, welche die Einlassöffnungen und die Auslassöffnungen enthalten, zueinander haben. Dies ermöglicht ein viel schnelleres und einfacheres Montageverfahren. Alternativ kann die Kartusche eine gleiche Anzahl an Einlass- und Auslassöffnungen aufweisen, wobei jedoch deren Zwischenräume so angeordnet sein können, dass sichergestellt wird, dass zumindest ein Teil der Einlässe und Auslässe nichtfluchtend ist. Üblicherweise sind die Einlassöffnungen in einem äußeren Element der Kartusche und die Auslassöffnungen in einem inneren Element der Kartusche vorgesehen. Vorzugsweise umfasst das innere Element eine Auslasstülle, die mit den Auslassöffnungen in Verbindung steht.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Kartusche scheibenförmig. Vorzugsweise ist der Durchflussweg des wasserartigen Mediums durch die Einlassöffnungen in den Abschnitt radial einwärts in Richtung eines Zentrums der Kartusche ausgerichtet.
Die Kartusche ist besonders geeignet zur Anwendung bei Getränkebestandteilen in Form von zähflüssigen Flüssigkeiten oder Gelen. In einer Anwendung ist ein flüssiger Schokoladenbestandteil in der Kartusche 1 enthalten, mit einer Viskosität zwischen 1.700 und 3.900 mPa bei Raumtemperatur und zwischen 5.000 und 10.000 mPa bei 0°C und einem refraktiven Feststoffgehalt von 67 Brix ±3. In einer anderen Anwendung ist flüssiger Kaffee in der Kartusche 1 enthalten mit einer Viskosität zwischen 70 und 2.000 mPa bei Raumtemperatur und zwischen 80 und 5.000 mPa bei 0°C, wobei der Kaffee eine Gesamttrockenmasse zwischen 40 und 70% aufweist.
Bei löslichen Getränkebestandteilen wie beispielsweise zähflüssigen Flüssigkeiten oder Gelen kann ein unvollständiges Vermischen der Getränkebestandteile mit dem wasserartigen Medium ein spezielles Problem darstellen. Insbesondere können sich in Kartuschen, die solche Produkte enthalten, aufgrund eines lokalen Auflösens des Getränkebestandteils sehr schnell Kanäle bilden, welche den Einlass und den Auslass der Kartusche miteinander verbinden. Die Kanäle formen dann einen Durchflussweg mit einem relativ geringen Widerstand für das verbleibende, wasserartige Medium, welches eher entlang dieser Kanäle anstatt durch den verbleibenden, unaufgelösten, zähflüssigen Getränkebestandteil in dem Abschnitt fließen wird. Die Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung löst dieses Problem weitgehend dadurch, dass das wasserartige Medium gezwungen wird, innerhalb des Abschnitts zu rezirkulieren, wodurch nicht nur ein größerer Anteil der Getränkebestandteile aufgelöst wird, sondern auch Turbulenzen innerhalb des Abschnitts erzeugt werden, die das Vermischen des verbleibenden Getränkebestandteils verbessern, wodurch wiederum die Entstehung oder Aufrechterhaltung von Durchflusswegen mit geringem Widerstand, welche die Einlassöffnungen mit den Auslassöffnungen verbinden, verhindert wird.
Das äußere Element und/oder das innere Element können aus Polypropylen geformt sein und im Spritzgussverfahren hergestellt werden. In einer Ausführung sind das äußeren Element und/oder das innere Element aus einem biologisch abbaubaren Polymer geformt.
In der folgenden Beschreibung werden die Begriffe "oben" und "unten" sowie deren Entsprechungen verwendet, um die relative Positionierung von Merkmalen der Erfindung zu beschreiben. Die Begriffe "oben" und "unten" sowie deren Entsprechungen beziehen sich auf die Kartusche (oder andere Komponenten) in der normalen Ausrichtung, um in eine Getränkezubereitungsmaschine zur anschließenden Dispensierung eingeführt zu werden, wie beispielsweise in 4 dargestellt. Insbesondere beziehen sich die Begriffe "oben" und "unten" jeweils auf relative Positionen näher oder weiter entfernt von einer oberen Fläche 11 der Kartusche. Des Weiteren werden die Begriffe "oben" und "unten" sowie deren Entsprechungen verwendet, um die relative Positionierung von Merkmalen der Erfindung zu beschreiben. Die Begriffe "innen" und "außen" sowie deren Entsprechungen beziehen sich auf relative Positionen in der Kartusche (oder anderen Komponenten), die sich näher oder weiter entfernt von einem Zentrum oder der Hauptachse X der Kartusche 1 (oder einer anderen Komponente) befinden.
Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei:
1a eine Querschnittsdarstellung eines äußeren Elements der ersten und zweiten Ausführung der Kartusche ist;
2 eine Querschnittsdarstellung eines Details des äußeren Elements aus 1 ist, das eine nach innen gerichtete, zylindrische Erweiterung aufweist;
3 eine Querschnittsdarstellung eines Details des äußeren Elements aus 1 ist, das einen Schlitz aufweist;
4 eine perspektivische Draufsicht des äußeren Elements aus 1 ist;
5 eine perspektivische Draufsicht des äußeren Elements aus 1 umgedrehter Ausrichtung ist;
6 eine Draufsicht des äußeren Elements aus 1 ist;
7 eine Querschnittsdarstellung eines inneren Elements der ersten Ausführung der Kartusche ist;
8 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 7 ist;
9 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 7 in umgedrehter Ausrichtung ist;
10 eine Draufsicht des inneren Elements aus 7 ist;
11 eine Querschnittsdarstellung der ersten Ausführung der Kartusche in montiertem Zustand ist;
12 eine Querschnittsdarstellung eines inneren Elements der zweiten Ausführung der Kartusche ist;
13 eine Querschnittsdarstellung eines Details des inneren Elements aus 12 ist, das eine Öffnung aufweist;
14 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 12 ist;
15 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 12 in umgedrehter Ausrichtung ist;
16 eine weitere Querschnittsdarstellung des inneren Elements aus 12 ist;
17 eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Details des inneren Elements aus 12 ist, das einen Lufteinlass aufweist;
18 eine Querschnittsdarstellung der zweiten Ausführung der Kartusche in montiertem Zustand ist;
19 eine Querschnittsdarstellung eines äußeren Elements der dritten und vierten Ausführung der Kartusche ist;
20 eine Querschnittsdarstellung eines Details des äußeren Elements aus 19 ist, das eine nach innen gerichtete, zylindrische Erweiterung aufweist;
21 eine Draufsicht des äußeren Elements aus 19 ist;
22 eine perspektivische Draufsicht des äußeren Elements aus 19 ist;
23 eine perspektivische Draufsicht des äußeren Elements aus 19 umgedrehter Ausrichtung ist;
24 eine Querschnittsdarstellung eines inneren Elements der dritten Ausführung der Kartusche ist;
25 eine Draufsicht des inneren Elements aus 24 ist;
26 eine Querschnittsdarstellung eines Details des inneren Elements aus 24 ist, das einen nach innen gewölbten oberen Rand aufweist;
27 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 24 ist;
28 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 24 in umgedrehter Ausrichtung ist;
29 eine Querschnittsdarstellung der dritten Ausführung der Kartusche in montiertem Zustand ist;
30 eine Querschnittsdarstellung eines inneren Elements der vierten Ausführung der Kartusche ist;
31 eine Draufsicht des inneren Elements aus 30 ist;
32 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 30 ist;
33 eine perspektivische Draufsicht des inneren Elements aus 30 in umgedrehter Ausrichtung ist;
34 eine Querschnittsdarstellung der vierten Ausführung der Kartusche in montiertem Zustand ist;
35a ein Diagramm der Konzentration gegenüber der Arbeitszyklusdauer darstellt;
35b ein Diagramm der Aufschäumbarkeit gegenüber der Arbeitszyklusdauer darstellt; und
35c ein Diagramm der Temperatur gegenüber der Arbeitszyklusdauer darstellt.
Wie in 11 dargestellt, umfasst die Kartusche 1 allgemein ein äußeres Element 2, ein inneres Element 3 und einen Schichtstoff 5. Das äußere Element 2, das innere Element 3 und der Schichtstoff 5 sind montiert, um die Kartusche 1 zu bilden, die einen Innenraum 120 aufweist, um einen oder mehrere Getränkebestandteile zu enthalten, einen Einlass 121, einen Auslass 122 und einen Getränkedurchflussweg, der den Einlass 121 mit dem Auslass 122 verbindet und durch den Innenraum 120 führt. Der Einlass 121 und der Auslass 122 sind anfänglich durch den Schichtstoff 5 versiegelt und werden bei Gebrauch durch Durchstechen oder Aufschneiden des Schichtstoffes 5 geöffnet. Der Getränkedurchflussweg wird durch die räumlichen Beziehungen zwischen äußerem Element 2, innerem Element 3 und Schichtstoff 5, wie unten erklärt, bestimmt. Optional können weitere Komponenten in der Kartusche 1 eingeschlossen werden, wie beispielsweise ein Filter 4, wie weiter unten erläutert werden wird.
Eine erste Version der Kartusche 1, die zum Zwecke der Hintergrundinformation beschrieben wird, ist in den 1 bis 11 dargestellt. Die erste Version der Kartusche 1 ist speziell zum Gebrauch für die Dispensierung von Filterprodukten wie beispielsweise geröstetem und gemahlenem Kaffe oder Teeblättern bestimmt. Allerdings kann diese Version der Kartusche 1 wie auch die anderen, unten beschriebenen Versionen, genauso für andere Produkte wie beispielsweise Schokolade, Kaffee, Tee, Süßungsmittel, Fruchtsirupe, Aromastoffe, alkoholische Getränke, aromatisierte Milch, Fruchtsäfte, Fruchtzubereitungen, Saucen und Süßspeisen verwendet werden. Wie in 5 zu sehen ist, hat die Kartusche 1 insgesamt eine runde oder scheibenförmige Form, wobei der Durchmesser der Kartusche 1 wesentlich größer als die Höhe der Kartusche ist. Eine Hauptachse X führt durch das Zentrum des äußeren Elements, wie in 1 dargestellt. Der Gesamtdurchmesser des äußeren Elements 2 beträgt üblicherweise 74,5 mm ±6 mm und die Gesamthöhe beträgt 16 mm ±3 mm. Das Volumen der Kartusche 1 in montiertem Zustand beträgt üblicherweise 30,2 ml ±20%.
Das äußere Element 2 umfasst gewöhnlich ein schalenförmiges Gehäuse 10, das eine gewölbte, ringförmige Wandung 13 aufweist, ein geschlossenes Oberteil 11 und einen offenen Boden 12. Der Durchmesser des äußeren Elements 2 ist an dem Oberteil 11 kleiner als an dem Boden 12, was auf ein Aufweiten der ringförmigen Wandung 13 zurückzuführen ist, wenn man den Weg von dem geschlossenen Oberteil 11 zu dem offenen Boden 12 nachverfolgt. Die ringförmige Wandung 13 und der geschlossene Boden 11 bilden zusammen einen Behälter mit einem Innenraum 34.
In dem geschlossenen Oberteil 11 ist eine hohle, nach innen gerichtete, zylindrische Erweiterung 18 vorgesehen, die um die Hauptachse X zentriert ist.
Wie in 2 noch deutlicher zu erkennen ist, umfasst die zylindrische Erweiterung 18 ein treppenförmiges Profil, das einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt 19, 20 und 21 aufweist. Der erste Abschnitt 19 ist genau kreiszylindrisch. Der zweite Abschnitt 20 ist kegelstumpfförmig und nach innen verjüngt. Der dritte Abschnitt 21 ist wieder genau kreiszylindrisch und wird von einer unteren Planfläche 31 abgeschlossen. Der Durchmesser des ersten, zweiten und dritten Abschnitts 19, 20 und 21 nimmt stufenweise ab, so das der Durchmesser der zylindrischen Erweiterung 18 abnimmt, wenn man den Weg von dem Oberteil 11 zu der geschlossenen, unteren Planfläche 31 der zylindrischen Erweiterung 18 nachverfolgt. Ein üblicherweise horizontaler Absatz 32 wird an der zylindrischen Erweiterung 18 an der Verbindungsstelle zwischen dem zweiten und dritten Abschnitt 20 und 21 geformt.
Ein nach außen vorstehender Absatz 33 bildet sich in dem äußeren Element 2 in Richtung des Bodens 12. Der nach außen vorstehende Absatz 33 formt eine zweite Wandung 15, koaxial zu der ringförmigen Wandung 13, so dass eine ringförmige Laufbahn definiert wird, die eine Sammelleitung 16 zwischen der zweiten Wandung 15 und der ringförmigen Wandung 13 bildet. Die Sammelleitung 16 verläuft rund um den Umfang des äußeren Elements 2. Eine Reihe von Schlitzen 17 sind in der ringförmigen Wandung 13 auf gleicher Höhe wie die Sammelleitung 16 vorgesehen, um einen Gas- und Flüssigkeitsaustausch zwischen der Sammelleitung 16 und dem Innenraum 34 des äußeren Elements 2 zu ermöglichen. Wie in 3 dargestellt, sind die Schlitze 17 in der ringförmigen Wandung 13 vertikal. Es sind zwischen 20 und 40 Schlitze vorgesehen. In der dargestellten Ausführung sind siebenunddreißig Schlitze 17 in üblicherweise gleichen Abständen rund um den Umfang der Sammelleitung 16 vorgesehen. Die Schlitze 17 sind vorzugsweise zwischen 1,4 und 1,8 mm lang. Üblicherweise beträgt die Länge eines jeden Schlitzes 1,6 mm und macht damit 10% der Gesamthöhe des äußeren Elements 2 aus. Die Breite eines jeden Schlitzes beträgt zwischen 0,25 und 0,35 mm.
Üblicherweise beträgt die Breite eines jeden Schlitzes 0,3 mm. Die Breite der Schlitze 17 ist ausreichend schmal, um zu verhindern, dass die Getränkebestandteile weder während der Lagerung noch bei Gebrauch hindurch in die Sammelleitung 16 gelangen.
Eine Einlasskammer 26 wird in dem äußeren Element 2 an der Peripherie des äußeren Elements 2 gebildet. Wie in 5 deutlich zu erkennen, ist eine zylindrische Wandung 27 vorgesehen, welche die Einlasskammer 26 in dem Innenraum 34 des äußeren Elements 2 definiert, und sie von diesem abtrennt. Die zylindrische Wandung 27 besitzt eine geschlossene Oberfläche 28, die auf einer Ebene lotrecht zu der Hauptachse X ausgebildet ist, sowie ein offenes unteres Ende 29, koplanar zu dem Boden 12 des äußeren Elements 2. Die Einlasskammer 26 steht mit der Sammelleitung 16 über zwei Schlitze 30 in Verbindung, wie in 1 dargestellt. Es können wahlweise zwischen ein und vier Schlitze verwendet werden, um eine Verbindung zwischen der Sammelleitung 16 und der Einlasskammer 26 herzustellen.
Ein unteres Ende des nach außen vorstehenden Absatzes 33 ist mit einem nach außen vorstehenden Flansch 35 versehen, der sich im rechten Winkel zu der Hauptachse X erstreckt. Üblicherweise besitzt der Flansch 35 eine Breite zwischen 2 und 4 mm. Ein Abschnitt des Flansches 35 ist verbreitert und formt einen Griff 24, an welchem das äußere Element 2 gehalten werden kann. Der Griff 24 ist mit einem nach oben gewölbten Rand 25 versehen, um den Halt zu verbessern. Das äußere Element 2 ist eine aus einem Stück geformte Einheit aus Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen, Polystyrol, Polyester oder einem Verbundstoff aus zwei oder mehr dieser Materialien. Für ein geeignetes Polypropylen bietet sich das Sortiment an Polymeren von DSM UK Limited (Redditch, United Kingdom) an. Das äußere Element kann opak, durchsichtig oder durchscheinend sein. Es kann im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
Das innere Element 3, dargestellt in den 7 bis 10, umfasst einen ringförmigen Rahmen 41 und einen sich nach unten erstreckenden, zylindrischen Trichter 40. Eine Hauptachse X führt durch das Zentrum des inneren Elements 3, wie in 7 dargestellt. Wie am besten in 8 zu erkennen, umfasst der ringförmige Rahmen 41 einen äußeren Rand 51 und eine innere Nabe 52, die durch zehn, in gleichem Abstand zueinander strahlenförmig angeordnete Speichen 53 miteinander verbunden sind. Die innere Nabe 52 bildet eine Einheit mit dem zylindrischen Trichter 40 und erstreckt sich von diesem. In dem ringförmigen Rahmen 41 sind zwischen den strahlenförmigen Speichen 53 Filteröffnungen 55 ausgebildet. Auf dem ringförmigen Rahmen 41 ist ein Filter 4 solcherart angeordnet, dass die Filteröffnungen 55 abgedeckt werden. Der Filter besteht vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Nassfestigkeit, wie zum Beispiel einem Faservlies aus Polyester. Zu anderen Materialien, die verwendet werden können, zählen ein wasserdichtes Zellulosematerial, wie beispielsweise ein Zellulosematerial, das gewebte Papierfasern umfasst. Den gewebten Papierfasern können Fasern aus Polypropylen, Polyvinylchlorid und/oder Polyethylen beigemengt sein. Durch Einbindung dieser Kunststoffmaterialien in das Zellulosematerial wird das Zellulosematerial heißsiegelfähig. Der Filter 4 kann auch mit einem Material behandelt oder beschichtet werden, das durch Wärme und/oder Druck aktiviert wird, so dass er auf diese Weise an den ringförmigen Rahmen 41 gesiegelt werden kann.
Wie aus dem Querschnittsprofil in 7 ersichtlich, ist die innere Nabe 52 in einer niedrigeren Position als der äußere Rand 51 angeordnet, so dass der ringförmige Rahmen 41 ein schräg abfallendes unteres Profil aufweist.
Die obere Oberfläche jeder Speiche 53 ist mit einem nach oben stehenden Steg 54 versehen, so dass ein Hohlraum oberhalb des ringförmigen Rahmens 41 in eine Vielzahl von Durchlässen 57 unterteilt wird. Jeder Durchlass 57 wird an den Seiten von einem Steg 54 und nach unten von dem Filter 4 begrenzt. Die Durchlässe 57 erstrecken sich von dem äußeren Rand 51 nach unten hin und öffnen sich an Öffnungen 56, die von den inneren Enden der Stege 54 definiert werden, in den zylindrischen Trichter 40.
Der zylindrische Trichter 40 umfasst ein äußeres Rohr 42, das eine innere Auslasstülle 43 umgibt. Das äußere Rohr 42 bildet die Außenwandung des zylindrischen Trichters 40. Die Auslasstülle 43 ist an einem oberen Ende der Auslasstülle 43 mit Hilfe eins ringförmigen Flansches 57 mit dem äußeren Rohr 42 verbunden. Die Auslasstülle 43 umfasst einen Einlass 45 an einem oberen Ende, der mit den Öffnungen 56 der Durchlässe 57 in Verbindung steht, sowie einen Auslass 44 an einem unteren Ende, durch den das zubereitete Getränk in eine Tasse oder ein anderes Gefäß ausgelassen wird. Die Auslasstülle 43 umfasst eine kegelstumpfförmigen Abschnitt 48 an einem oberen Ende und einen zylindrischen Abschnitt 58 an einem unteren Ende. Der zylindrische Abschnitt 58 kann eine leichte Verjüngung aufweisen, so dass er in Richtung des Auslasses 44 enger wird. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 48 hilft dabei, das Getränk von den Durchlässen 57 hinunter zu dem Auslass 44 zu leiten, ohne dass Turbulenzen in dem Getränk entstehen. Eine obere Oberfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 48 ist mit vier Stützstegen 49 versehen, die in gleichem Abstand zueinander rund um den Umfang des zylindrischen Trichters 40 angeordnet sind. Die Stützstege 49 definieren Kanäle 50 zwischen einander. Die Oberkanten der Stützstege 49 sind auf einer Ebene miteinander und lotrecht zu der Hauptachse X ausgebildet.
Das innere Element 3 kann eine aus einem Stück geformte Einheit aus Polypropylen oder einem ähnlichen Material, wie oben beschrieben, sein und auf gleiche Weise wie das äußere Element 2 im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
Alternativ können das innere Element 3 und/oder das äußere Element 2 aus einem biologisch abbaubaren Polymer bestehen. Zu Beispielen für geeignete Materialien zählen biologisch abbaubares Polyethylen (zum Beispiel SPITEK, bereitgestellt von Symphony Environmental, Borehamwood, United Kingdom), biologisch abbaubares Polyesteramid (zum Beispiel BAK 1095, bereitgestellt von Symphony Environmental), polylaktische Säuren (PLA, bereitgestellt von Cargil, Minnesota, USA), stärkebasierte Polymere, Zellulosederivate und Polypeptide.
Der Schichtstoff 5 besteht aus zwei Schichten, einer ersten Schicht aus Aluminium und einer zweiten Schicht aus gegossenem Polypropylen. Die Aluminiumschicht ist zwischen 0,02 und 0,07 mm dick. Die Schicht aus gegossenem Polypropylen ist zwischen 0,025 und 0,065 mm dick. In einer Ausführung beträgt die Dicke der Aluminiumschicht 0,06 mm, und der Polypropylenschicht 0,025 mm. Dieser Schichtstoff ist besonders vorteilhaft, da er sich während der Montage kaum kräuselt. So kann der Schichtstoff 5 auf die korrekte Größe und Form vorgeschnitten und anschließend zur Montagestation am Fließband transportiert werden, ohne sich dabei zu verziehen. Infolgedessen ist der Schichtstoff 5 besonders gut zum Schweißen geeignet. Es können auch andere Schichtstoffe verwendet werden, darunter PET/Aluminium/PP, PE/EVOH/PP, PET/metallisiert/PP und Aluminium/PP-Schichtstoffe. Anstatt vorgestanztem Material kann Rollenschichtstoff verwendet werden.
Die Kartusche 1 kann mit einem starren oder halbstarren Deckel anstelle eines biegsamen Schichtstoffes verschlossen werden. Die Montage der Kartusche 1 umfasst folgende Schritte:

a) das innere Element 3 wird in das äußere Element 2 eingeführt;
b) der Filter 4 wird in Form geschnitten und so auf dem inneren Element 3 platziert, dass er über dem zylindrischen Trichter 40 auf dem ringförmigen Rahmen 41 zu liegen kommt;
c) das innere Element 3, das äußere Element 2 und der Filter 4 werden durch Ultraschallschweißen zusammengefügt;
d) die Kartusche 1 wird mit einem oder mehreren Getränkebestandteilen befüllt;
e) der Schichtstoff 5 wird an dem äußeren Element 2 befestigt. Diese Schritte werden unten detaillierter beschrieben.

Das äußere Element 2 wird so ausgerichtet, dass der offene Boden 12 nach oben zeigt. Anschließend wird das innere Element 3 so in das äußere Element 2 eingeführt, dass der äußere Rand 51 mit Spiel in eine axiale Verlängerung 14 an der Oberseite 11 der Kartusche 1 passt. Gleichzeitig passt die zylindrische Erweiterung 18 des äußeren Elements 2 in den oberen Abschnitt des zylindrischen Trichters 40 des inneren Elements 3. Der dritte Abschnitt 21 der zylindrischen Erweiterung 18 wird innen in den zylindrischen Trichter 40 eingesetzt, wobei die geschlossene untere Planfläche 31 der zylindrischen Erweiterung 18 auf den Stützstegen 49 des inneren Elements 3 aufsitzt. Anschließend wird der Filter 4 so über dem inneren Element 3 platziert, dass das Filtermaterial mit dem ringförmigen Rand 51 in Kontakt steht. Dann wird durch Ultraschallschweißen der Filter 4 mit dem inneren Element 3 zusammengefügt, und gleichzeitig, im gleichen Arbeitsschritt, das innere Element 3 mit dem äußeren Element 2 verbunden. Das innere Element 3 und der Filter 4 werden rund um den äußeren Rand 51 miteinander verschweißt. Das innere Element 3 und das äußere Element 2 werden mit Hilfe von Bindenähten rund um den äußeren Rand 51 und ebenso an den Oberkanten der Stege 54 miteinander verbunden.
Wie am besten in 11 zu erkennen, definieren das äußere Element 2 und das innere Element 3 in zusammengefügtem Zustand einen Hohlraum 130 in dem Innenraum 120 unterhalb des ringförmigen Flansch 41 und der Außenwandung des zylindrischen Trichters 40, der eine Filterkammer bildet. Die Filterkammer 130 und die Durchlässe 57 oberhalb des ringförmigen Rahmens 41 werden durch das Filterpapier 4 voneinander getrennt. Die Filterkammer 130 enthält den einen oder mehrere Getränkebestandteile 200. Der eine oder mehrere Getränkebestandteile werden in die Filterkammer 130 dichtgepackt. Bei Filtergetränken handelt es sich bei dem Getränkebestandteil üblicherweise um gerösteten und gemahlenen Kaffee oder Teeblätter. Die Dichte, mit der die Getränkebestandteile in die Filterkammer 130 gepackt werden, kann je nach Bedarf angepasst werden. Üblicherweise enthält die Filterkammer für ein gefiltertes Kaffeeprodukt zwischen 5,0 und 10,2 Gramm gerösteten und gemahlenen Kaffee in einem Filterbett mit der Dicke von normalerweise 5 bis 14 mm. Optional kann der Innenraum 120 einen oder mehrere Körper enthalten, wie beispielsweise kugelförmige Körper, die sich frei in dem Innenraum 120 bewegen können, um das Vermischen zu unterstützen indem Turbulenzen verursacht werden und Ablagerungen von Getränkebestandteilen gelöst werden, während das Getränk ausgelassen wird.
Der Schichtstoff 5 wird dann an dem äußeren Element 2 befestigt, indem eine Schweißnaht 126 rund um die Peripherie des Schichtstoffes 5 geformt wird, um den Schichtstoff 5 mit der unteren Oberfläche des nach außen vorstehenden Flansches 35 zu verbinden. Die Schweißnaht 126 wird verlängert, um den Schichtstoff 5 an die Unterkante der zylindrischen Wandung 27 der Einlasskammer 26 zu siegeln. Des Weiteren wird eine Schweißnaht 125 zwischen dem Schichtstoff 5 und der Unterkante des äußeren Rohrs 42 des zylindrischen Trichters 40 gebildet. Der Schichtstoff 5 bildet die untere Wand der Filterkammer 130 und versiegelt außerdem die Einlasskammer 26 und den zylindrischen Trichter 40. Vor der Zubereitung besteht jedoch ein schmaler Spalt 123 zwischen dem Schichtstoff 5 und der Unterkante der Auslasstülle 43. Es können eine Vielzahl von Schweißverfahren angewendet werden, wie zum Beispiel Heißelementschweißen oder Ultraschallschweißen, abhängig von den Materialeigenschaften des Schichtstoffes 5.
In vorteilhafter Weise erstreckt sich das innere Element 3 zwischen dem äußeren Element 2 und dem Schichtstoff 5. Das innere Element 3 besteht aus einem relativ starren Material wie beispielsweise Polypropylen. Somit stellt das innere Element 3 ein tragendes Element dar, welches den Schichtstoff 5 und das äußere Element auf Abstand voneinander hält, wenn die Kartusche 1 zusammengepresst wird. Die Kartusche 1 wird bei Gebrauch vorzugsweise einer Drucklast von zwischen 130 und 280N ausgesetzt. Die Druckkraft verhindert, dass die Kartusche unter dem inneren Druckaufbau nachgibt und dient außerdem dazu, das innere Element 3 und das äußere Element 2 zusammenzudrücken. So wird sichergestellt, dass die Innenabmessungen der Durchgänge und Öffnungen in der Kartusche 1 gleich bleiben und sich nicht während des Unterdrucksetzens der Kartusche 1 verändern können.
Um die Kartusche 1 zu verwenden, wird sie zunächst in eine Getränkezubereitungsmaschine eingelegt und der Einlass 121 und der Auslass 122 werden von Durchstoßelementen der Getränkezubereitungsmaschine geöffnet, die den Schichtstoff 5 perforieren und zurückklappen. Ein wasserartiges Medium, üblicherweise Wasser, tritt unter Druck durch den Einlass 121 in die Einlasskammer 26 der Kartusche 1 ein, wobei der Druck üblicherweise zwischen 0,1–2,0 Bar (10–200 KPa) beträgt. Von dort wird das Wasser durch die Schlitze 30 geleitet und fließt rund um die Sammelleitung 16 durch die Vielzahl der Schlitze 17 in die Filterkammer 130 der Kartusche 1. Das Wasser wird radial einwärts durch die Filterkammer 130 gezwungen und vermischt sich mit den dort enthaltenen Getränkebestandteilen 200. Gleichzeitig wird das Wasser durch die Getränkebestandteile hindurch nach oben gezwungen. Das durch das Durchfließen des Wassers durch die Getränkebestandteile gebildete Getränk gelangt durch den Filter 4 und die Filteröffnungen 55 in die Durchlässe 57, die oberhalb des ringförmigen Rahmens 41 liegen. Durch das Siegeln des Filters 4 an die Speichen 53 und das Verschweißen des Randes 51 mit dem äußeren Element 2 wird sichergestellt, dass es keine Abkürzungen gibt, und das gesamte Getränk durch den Filter 4 hindurchfließen muss. Das Getränk fließt anschließend entlang der strahlenförmig angeordneten Durchlässe 57, die zwischen den Stegen 54 gebildet werden, durch die Öffnungen 56 nach unten in den zylindrischen Trichter 40. Das Getränk gelangt durch die Kanäle 50 zwischen den Stützstegen 47 und durch die Auslasstülle 43 in den Auslass 44, wo das Getränk in ein Gefäß wie beispielsweise eine Tasse ausgelassen wird.
Die Getränkezubereitungsmaschine umfasst vorzugsweise eine Spüllufteinrichtung, bei der am Ende des Arbeitszyklus Druckluft durch die Kartusche 1 gepresst wird, um das restliche Getränk in das Gefäß zu spülen.
Eine zweite Version der Kartusche 1 wird im Folgenden zum Zwecke der Hintergrundinformation unter Bezug auf die 12 bis 18 beschrieben. Die zweite Version der Kartusche 1 ist speziell zur Verwendung bei der Dispensierung von Espresso-artigen Produkten gedacht, wie zum Beispiel geröstetem und gemahlenem Kaffee, wobei es wünschenswert ist, ein Getränk mit einem Schaum aus winzigen Bläschen zu erzeugen, der als Crema bekannt ist.
Viele Merkmale der zweiten Version der Kartusche 1 sind die gleichen wie in der ersten Version, und bei Bezugnahme auf gleiche Merkmale wurden dieselben Ziffern verwendet. In der folgenden Beschreibung wird auf die Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Version eingegangen. Gemeinsame Merkmale, welche die gleiche Funktion innehaben, werden nicht detailliert behandelt.
Das äußere Element 2 weist die gleiche Konstruktion wie in der ersten Version der Kartusche 1 auf und wie in den 1 bis 6 dargestellt. Der ringförmige Rahmen 41 des inneren Elements 3 ist der gleiche wie in der ersten Version. Ebenso ist auf dem ringförmigen Rahmen 41 ein Filter 4 angeordnet, um die Filteröffnungen 55 abzudecken. Das äußere Rohr 42 des zylindrischen Trichters 40 ist wiederum wie zuvor ausgebildet. Es gibt jedoch eine Reihe von Unterschieden in der Konstruktion des inneren Elements 2 der zweiten Version, verglichen mit der ersten Version. Wie in 16 dargestellt, ist die Auslasstülle 43 mit einer Trennwand 65 versehen, die sich ein Stück weit von dem Auslass 44 die Auslasstülle 43 hinauf erstreckt. Die Trennwand 65 trägt dazu bei, dass ein Versprühen und/oder Verspritzen des Getränks beim Austreten aus der Auslasstülle 43 verhindert wird. Auch das Profil der Auslasstülle 43 ist anders und umfasst ein treppenförmiges Profil mit einem ausgeprägten Knick 66 nahe einem oberen Ende des Rohrs 43.
Ein nach oben stehender Rand 67 ist an dem ringförmigen Flansch 47 vorgesehen, der das äußere Rohr 42 mit der Auslasstülle 43 verbindet. Der Rand 67 umgibt den Einlass 45 zu der Auslasstülle 43 und definiert einen ringförmigen Kanal 69 zwischen dem Rand 67 und dem oberen Abschnitt des äußeren Rohrs 42. Der Rand 67 ist mit einem nach innen gerichteten Absatz 68 versehen. An einem Punkt an dem Umfang des Randes 67 ist eine Öffnung 70 in Form eines Schlitzes vorgesehen, die sich von einer oberen Kante des Randes 67 zu einem Punkt erstreckt, der nur geringfügig unterhalb der Höhe des Absatzes 68 liegt, wie deutlich in den 12 und 13 zu erkennen. Der Schlitz hat eine Breite von 0,64 mm.
In dem ringförmigen Flansch 47 ist ein Lufteinlass 71 vorgesehen, der sich den Umfang betreffend in einer Linie mit der Öffnung 70 befindet, wie in den 16 und 17 dargestellt. Der Lufteinlass 71 umfasst eine Öffnung, die durch den Flansch 47 hindurchfährt, um einen Austausch zwischen einem Punkt oberhalb des Flansches 47 und dem Hohlraum unter dem Flansch 47 zwischen dem äußeren Rohr 42 und der Auslasstülle 43 zu ermöglichen. Vorzugsweise umfasst der Lufteinlass 71, wie dargestellt, einen oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 73 und einen unteren zylindrischen Abschnitt 72. Üblicherweise wird der Lufteinlass 71 mit Hilfe eines Formwerkzeuges wie zum Beispiel einem Stift geformt. Das kegelförmige Profil des Lufteinlasses 71 ermöglicht ein einfacheres Entfernen des Formwerkzeuges aus der geformten Komponente. Die Wandung des äußeren Rohrs 42 um den Lufteinlass 71 herum ist in Form einer Rutsche 75 ausbildet, die von dem Lufteinlass 71 zu dem Einlass 45 der Auslasstülle 43 führt. Wie in 17 zu sehen, ist zwischen dem Lufteinlass 71 und der Rutsche 75 ein abgeschrägter Absatz 74 ausgebildet, um sicherzustellen, dass der aus dem Schlitz 70 austretende Getränkestrahl nicht unmittelbar auf die obere Oberfläche des Flansches 47 in unmittelbarer Nähe des Lufteinlasses 71 auftrifft. Das Montageverfahren für die zweite Version der Kartusche 1 ist ähnlich der Montage der ersten Version. Es gibt jedoch gewisse Unterschiede. Wie in 18 dargestellt, wird der dritte Abschnitt 21 der zylindrischen Erweiterung 18 innen in den Stützrand 67 eingesetzt und nicht auf die Stützstege. Der Absatz 32 der zylindrischen Erweiterung 18 zwischen dem zweiten Abschnitt 20 und dem dritten Abschnitt 21 liegt an der Oberkante des Stützrandes 67 des inneren Elements 3 an. Auf diese Weise wird eine Trennflächenzone 124 zwischen dem inneren Element 3 und dem äußeren Element 2 gebildet, umfassend eine Gleitringdichtung zwischen der zylindrischen Erweiterung 18 und dem Stützrand 67, die sich fast um den gesamten Umfang der Kartusche 1 erstreckt. Die Dichtung zwischen der zylindrischen Erweiterung 18 und dem Stützrand 67 ist jedoch nicht wasserdicht, da sich der Schlitz 70 in dem Stützrand 67 durch den Stützrand 67 hindurch bis zu einem Punkt knapp unterhalb des Absatzes 68 erstreckt. Infolgedessen wird der Schlitz 70 durch Trennflächenpassung zwischen der zylindrischen Erweiterung 18 und dem Stützrand 67 zu einer Öffnung 128 umfunktioniert – wie am besten in 18 zu erkennen – die einen Gas- und Flüssigkeitsaustausch zwischen dem ringförmigen Kanal 69 und der Auslasstülle 43 ermöglicht. Die Öffnung ist üblicherweise 0,64 mm breit und 0,69 mm lang.
Die Funktionsweise der zweiten Version der Kartusche 1 bei der Dispensierung eines Getränkes ist ähnlich wie die Funktionsweise der ersten Version, doch bestehen gewisse Unterschiede. Ein Getränk in den strahlenförmig angeordneten Durchlässen 57 fließt abwärts entlang den zwischen den Stegen 54 gebildeten Durchlässen 57 und durch die Öffnungen 56 in den ringförmigen Kanal 69 des zylindrischen Trichters 40. Von dem ringförmigen Kanal 69 wird das Getränk durch den Staudruck des Getränks, das sich in der Filterkammer 130 und den Durchlässen 57 ansammelt, unter Druck durch die Öffnung 128 gepresst. So wird das Getränk als Strahl durch die Öffnung 128 in einen Expansionsraum gepresst, der von dem oberen Ende der Auslasstülle 43 gebildet wird. Wie in 18 dargestellt, führt der Getränkestrahl direkt über den Lufteinlass 71. Sobald das Getränk in die Auslasstülle 43 eintritt, fällt der Druck des Getränkestrahls ab. Infolgedessen wird Luft in den Getränkestrom in Form von einer Vielzahl kleiner Luftblasen eingebunden, da die Luft durch den Lufteinlass 71 hinaufgesogen wird.
Der aus der Öffnung 128 austretende Getränkestrahl wird nach unten zu dem Auslass 44 geleitet, wo das Getränk in ein Gefäß wie beispielsweise eine Tasse ausgelassen wird, in der die Luftblasen die erwünschte Crema bilden. Die Öffnung 128 und der Lufteinlass 71 bilden also zusammen eine Ejektordüse, die dazu dient, Luft in das Getränk einzubinden. Der Getränkefluss in die Ejektordüse sollte so gleichmäßig wie möglich erfolgen, um Druckverluste zu verringern. Vorzugsweise sollten die Wandungen der Ejektordüse konkav ausgebildet sein, um Verluste durch Reibung aufgrund des "Wandeffekts" zu reduzieren. Die Maßtoleranz der Öffnung 128 ist gering. Die Öffnungsgröße ist vorzugsweise festgelegt, plus oder minus 0,02 mm². Härchen, Fibrillen oder andere Oberflächen-Unebenheiten können in oder an dem Ausgang der Ejektordüse vorgesehen sein, um die effektive Querschnittsfläche zu vergrößern, was sich als Steigerung des Grades der Lufteinbindung erwiesen hat.
In den 19 bis 29 ist eine dritte Version der Kartusche 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die dritte Version der Kartusche 1 ist speziell zum Gebrauch für die Dispensierung von löslichen Produkten bestimmt, die in Form von Pulver, Flüssigkeit, Sirup, Gel oder ähnlichem vorliegen können. Das lösliche Produkt wird mit Hilfe einer Suspension aufgelöst oder bildet eine solche in einem wasserartigen Medium wie beispielsweise Wasser, sobald bei Gebrauch das wasserartige Medium durch die Kartusche 1 geleitet wird. Getränkebeispiele umfassen Schokolade, Kaffee, Milch, Tee, Suppe oder andere rehydrierbare oder wasserlösliche Produkte. Viele Merkmale der dritten Version der Kartusche 1 sind die gleichen wie in den vorhergehenden Versionen und bei Bezugnahme auf gleiche Merkmale wurden dieselben Ziffern verwendet. In der folgenden Beschreibung wird auf die Unterschiede zwischen der dritten und den vorhergehenden Versionen eingegangen. Gemeinsame Merkmale, welche die gleiche Funktion innehaben, werden nicht detailliert behandelt.
Verglichen mit dem äußeren Element 2 der vorhergehenden Version besitzt die nach innen gerichtete, zylindrische Erweiterung 18 des äußeren Elements 2 der dritten Version einen größeren Gesamtdurchmesser, wie in 20 dargestellt. Insbesondere der Durchmesser des ersten Abschnitts 19 beträgt üblicherweise zwischen 16 und 18 mm, verglichen mit 13,2 mm bei dem äußeren Element 2 der vorhergehenden Versionen. Zudem ist der erste Abschnitt 19 mit einer konvexen Außenfläche 19a oder Ausbuchtung versehen, wie am besten in 20 zu erkennen, deren Funktion weiter unten beschrieben wird. Der Durchmesser des jeweils dritten Abschnitts 21 der Kartuschen 1 ist bei allen Versionen gleich, was dazu führt, dass die Fläche des Absatzes 32 in dieser, der dritten Version der Kartusche 1, größer ist. Das Volumen der Kartusche 1 in montiertem Zustand beträgt üblicherweise 32,5 ml ±20%.
Auch die Anzahl und Positionierung der Schlitze in dem unteren Ende der ringförmigen Wandung 13 ist anders. Es sind zwischen 3 und 5 Schlitze vorgesehen. In der Ausführung, die in 23 dargestellt ist, sind vier Schlitze 36 in gleichen Abständen rund um den Umfang der Sammelleitung 16 vorgesehen. Die Schlitze 36 sind geringfügig breiter als in den vorhergehenden Versionen der Kartusche 1 und sind zwischen 0,35 und 0,45 mm, vorzugsweise aber 0,4 mm breit.
In jeglicher anderer Hinsicht sind die äußeren Elemente 2 der Kartuschen 1 gleich.
Die Konstruktion des zylindrischen Trichters 40 des inneren Elements 3 ist die gleiche wie in der ersten Version der Kartusche 1 und es sind ein äußeres Rohr 42, eine Auslasstülle 45, ein ringförmiger Flansch sowie Stützstege 49 vorgesehen. Der einzige Unterschied ist, dass die Auslasstülle 45 mit einem oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 92 und einem unteren zylindrischen Abschnitt 93 ausgebildet ist.
Im Gegensatz zu den vorhergehenden Versionen und wie in den 24 bis 28 dargestellt, wird der ringförmige Rahmen 41 durch einen Randleistenabschnitt 80 ersetzt, der den zylindrischen Trichter 40 umgibt und mit diesem mit Hilfe von acht strahlenförmig angeordneten Streben 87 verbunden ist, die an den zylindrischen Trichter 40 an oder in der Nähe des ringförmigen Flansches 47 anstoßen. Eine zylindrische Verlängerung 81 des Randleistenabschnitts 80 erstreckt sich von den Streben 87 nach oben und definiert eine Kammer 90 mit einer offenen oberen Oberfläche. Wie in 26 dargestellt, hat ein oberer Rand 91 der zylindrischen Verlängerung 81 ein nach innen gekehrtes Profil. Eine ringförmige Wandung 82 des Randleistenabschnitts 80 erstreckt sich von den Streben 87 abwärts und definiert einen ringförmigen Kanal 86 zwischen dem Randleistenabschnitt 80 und dem äußeren Rohr 42.
Die ringförmige Wandung 82 umfasst an einem unteren Ende einen äußeren Flansch 83, der lotrecht zu der Hauptachse X angeordnet ist. Ein Rand 84 hängt von einer unteren Oberfläche des Flansches 83 nach unten herab und enthält fünf Öffnungen 85, die in gleichem Abstand zueinander rund um den Rand 84 angeordnet sind. Somit erhält der Rand 84 ein verzahntes Profil. Zwischen den Streben 87 sind Öffnungen 89 vorgesehen, welche einen Austausch zwischen der Kammer 90 und dem ringförmigen Kanal 86 ermöglichen.
Das Montageverfahren für die dritte Version der Kartusche 1 ist ähnlich der Montage der ersten Version, doch mit bestimmten Unterschieden. Das äußere Element 2 und das innere Element 3 werden, wie in 29 dargestellt, durch Zusammendrücken miteinander verbunden und mit Hilfe einer Schnappverschluss-Anordnung gesichert, anstatt verschweißt zu werden. Beim Verbinden der beiden Elemente wird die nach innen gerichtete, zylindrische Erweiterung 18 im Inneren der oberen zylindrischen Verlängerung 81 des Randleistenabschnitts 80 aufgenommen. Das innere Element 3 wird in dem äußeren Element 2 durch reibschlüssiges Eingreifen der konvexen Außenfläche 19a des ersten Abschnitts 19 der zylindrischen Erweiterung 18 in den nach innen gewölbten Rand 91 der oberen zylindrischen Erweiterung 81 gesichert. Durch die Anordnung des inneren Elements 3 in dem äußeren Element 2 wird eine Mischkammer 134 definiert, die sich außerhalb des Randleistenabschnitts 80 befindet. Die Mischkammer 134 enthält die Getränkebestandteile 200 vor der Dispensierung. Es sollte beachtet werden, dass die vier Einlässe 36 und die fünf Öffnungen 85 den Umfang betreffend gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die radiale Anordnung der beiden Teile gegenüber einander muss bei der Montage nicht genau ermittelt oder festgesetzt werden, da durch die Verwendung von vier Einlässen 36 und fünf Öffnungen 85 sichergestellt wird, dass Einlässe und Öffnungen nichtfluchtend angeordnet sind, ganz gleich wie die relative rotatorische Ausrichtung der Komponenten ausfällt. Auch andere Anzahlen von Einlass- und Auslassöffnungen können vorgesehen sein, beruhend auf folgender Formel: X0 = Xi + Cwobei

Xi: = die Anzahl der Einlassöffnungen
X₀: = die Anzahl der Auslassöffnungen
C: = die Menge der positiven oder negativen ganzen Zahlen ausschließlich 0 oder nXi
n: = eine beliebige ganze Zahl.

Alternativ kann die gleiche Anzahl an Einlass- und Auslassöffnungen in ungleichem Abstand zueinander vorgesehen sein, um sicherzustellen, dass die Einlässe und Auslässe nichtfluchtend sind. Der eine oder mehrere Getränkebestandteile werden in die Mischkammer 134 der Kartusche dichtgepackt. Die Dichte, mit der die Getränkebestandteile in die Mischkammer 134 gepackt werden, kann je nach Bedarf angepasst werden.
Anschließend wird der Schichtstoff 5 an dem äußeren Element 2 und dem inneren Element 3 in der gleichen Art und Weise befestigt, wie weiter oben in Bezug auf die vorhergehenden Versionen beschrieben. Bei Gebrauch tritt Wasser durch die vier Schlitze 36 in die Mischkammer 134 auf die gleiche Art und Weise wie bei den vorhergehenden Versionen der Kartusche ein. Das Wasser wird radial einwärts durch die Mischkammer gezwungen und vermischt sich mit den dort enthaltenen Getränkebestandteilen. Das Produkt wird in dem Wasser aufgelöst oder gemischt, bildet in der Mischkammer 134 das Getränk und wird anschließend durch den Staudruck des Getränks und des Wassers in der Mischkammer 134 durch die Öffnungen 85 in den ringförmigen Kanal 86 getrieben. Durch die den Umkreis betreffend gegeneinander versetzte Anordnung der vier Einlassschlitze 36 und der fünf Öffnungen 85 wird sichergestellt, dass der Wasserstrahl nicht in radialer Richtung direkt von den Einlassschlitzen 36 zu den Öffnungen 85 fließen kann, ohne zuerst in der Mischkammer 134 zu zirkulieren. Auf diese Weise werden der Grad und die Homogenität des Auflösens oder des Vermischens des Produktes wesentlich verbessert. Das Getränk wird nach oben in den ringförmigen Kanal 86, durch die Öffnungen 89 zwischen den Streben 87 hindurch in die Kammer 90 gepresst. Das Getränk gelangt von der Kammer 90 durch die Einlässe 45 zwischen den Stützstegen 49 in die Auslasstülle 43 und in Richtung des Auslasses 44, wo das Getränk in ein Gefäß wie beispielsweise eine Tasse ausgelassen wird. Die Kartusche ist besonders geeignet zur Anwendung bei Getränkebestandteilen in Form von zähflüssigen Flüssigkeiten oder Gelen. In einer Anwendung ist ein flüssiger Schokoladenbestandteil in der Kartusche 1 enthalten, mit einer Viskosität zwischen 1.700 und 3.900 mPa bei Raumtemperatur und zwischen 5.000 und 10.000 mPa bei 0°C und einem refraktiven Feststoffgehalt von 67 Brix ±3. In einer anderen Anwendung ist flüssiger Kaffee in der Kartusche 1 enthalten mit einer Viskosität zwischen 70 und 2.000 mPa bei Raumtemperatur und zwischen 80 und 5.000 mPa bei 0°C, wobei der Kaffee eine Gesamttrockenmasse zwischen 40 und 70% aufweist. Der flüssige Kaffeebestandteil kann zwischen 0,1 und 2,0% Massenanteil Natriumhydrogencarbonat enthalten, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,0% Massenanteil. Durch das Natriumhydrogencarbonat kann der pH-Wert des Kaffees auf oder unter 4,8 gehalten werden, so dass Kaffee-gefüllte Kartuschen bis zu 12 Monate lagerfähig sind.
Eine vierte Version der Kartusche 1 ist in den 30 bis 34 dargestellt. Die vierte Version der Kartusche 1 ist speziell zur Verwendung bei der Dispensierung flüssiger Produkte bestimmt, wie beispielsweise einem flüssigen Milchkonzentrat. Viele Merkmale der vierten Version der Kartusche 1 sind die gleichen wie in den vorhergehenden Versionen und bei Bezugnahme auf gleiche Merkmale wurden dieselben Ziffern verwendet. In der folgenden Beschreibung wird auf die Unterschiede zwischen der vierten und den vorhergehenden Versionen eingegangen. Gemeinsame Merkmale, welche die gleiche Funktion innehaben, werden nicht detailliert behandelt.
Das äußere Element 2 ist das gleiche wie in der dritten Version der Kartusche 1 und wie in den 19 bis 23 dargestellt.
Der zylindrische Trichter 40 des inneren Elements 3 ist ähnlich dem in der zweiten Version der Kartusche 1 dargestellten, weist jedoch bestimmte Unterschiede auf. Wie in 30 dargestellt, ist die Auslasstülle 43 mit einem oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 106 und einem unteren zylindrischen Abschnitt 107 ausgebildet. Drei in Richtung der Achse angeordnete Rippen 105 sind an der inneren Oberfläche der Auslasstülle 43 vorgesehen, um das zubereitete Getränk nach unten in Richtung Auslass 44 zu lenken und zu verhindern, dass das ausgelassene Getränk innerhalb der Tülle verwirbelt. Die Rippen 105 dienen also als Prallbleche. So wie in der zweiten Version der Kartusche 1 ist ein Lufteinlass 71 durch den ringförmigen Flansch 47 vorgesehen. Die Rutsche 75 unterhalb des Lufteinlasses 71 ist jedoch länger als in der zweiten Version.
Ein Randleistenabschnitt 80 ist vorgesehen, ähnlich dem in der dritten Version der Kartusche 1 dargestellten.
Zwischen 5 und 12 Öffnungen 85 sind in dem Rand 84 vorgesehen. Üblicherweise sind zehn Öffnungen vorgesehen, anstelle der fünf in der dritten Version der Kartusche 1 vorgesehenen Öffnungen.
Eine ringförmige Schale 100 erstreckt sich von und bildet eine Einheit mit dem Flansch 83 des Randleistenabschnitts 80. Die ringförmige Schale 100 umfasst einen aufgeweiteten Körper 101 mit einer offenen, oberen Öffnung 104, die nach oben gerichtet ist. Wie in den 30 und 31 dargestellt, befinden sich vier Zulauföffnungen 103 in dem Körper 101 an oder nahe bei dem unteren Ende der Schale 100, wo diese an den Randleistenabschnitt 80 anschließt. Die Zulauföffnungen sind vorzugsweise in gleichem Abstand zueinander rund um den Umfang der Schale 100 angeordnet. Der Schichtstoff 5 ist von der oben in den vorhergehenden Ausführungen beschriebenen Art.
Das Montageverfahren für die vierte Version der Kartusche 1 ist das gleiche wie das für die dritte Version.
Die Funktionsweise der vierten Version der Kartusche ist ähnlich der in der dritten Version beschriebenen. Das Wasser tritt in die Kartusche 1 und die Mischkammer 134 auf die gleiche Weise wie zuvor ein. Das Wasser vermischt sich mit dem flüssigen Produkt und verdünnt dieses, und wird anschließend unterhalb der Schale 100 hinausgepresst und durch die Öffnungen 85 in Richtung Auslass 44 gezwungen, wie oben beschrieben. Der Anteil des flüssigen Produkts, der zu Beginn in der ringförmigen Schale 100 enthalten ist, wie in 34 dargestellt, ist keiner schlagartigen Verdünnung durch das in die Mischkammer 134 eintretende Wasser ausgesetzt. Vielmehr wird das verdünnte, flüssige Produkt in dem unteren Teil der Mischkammer 134 dazu neigen, durch die Öffnungen 85 auszutreten, anstatt nach oben durch die obere Öffnung 104 in die ringförmige Schale 100 gezwungen zu werden. Somit bleibt das flüssige Produkt in der ringförmigen Schale 100 während der anfänglichen Stadien des Arbeitszyklus relativ konzentriert im Verhältnis zu dem Produkt in dem unteren Teil der Mischkammer 134. Das flüssige Produkt in der ringförmigen Schale 100 tröpfelt durch die Zulauföffnungen 103 unter dem Einfluss der Schwerkraft in den Strom des Produkts, das aus der Mischkammer 134 durch die Öffnungen 85 und unterhalb der Schale 100 austritt. Die ringförmige Schale 100 dient dazu, die Konzentration des verdünnten, flüssigen Produkts, das in den zylindrischen Trichter 40 eintritt, auszugleichen indem ein Anteil des konzentrierten, flüssigen Produkts zurückgehalten und über den ganzen Arbeitszyklus hinweg gleichmäßig in den Durchflussweg der austretenden Flüssigkeit ausgelassen wird, wie in 35a dargestellt, wobei die Konzentration der Milch, gemessen als ein Prozentsatz der vorhandenen Gesamttrockenmasse, über einen Arbeitszyklus von ca. 15 Sekunden hinweg dargestellt ist. Linie a illustriert das Konzentrationsprofil mit der Schale 100, wogegen Linie b eine Kartusche ohne die Schale 100 zeigt.
Wie zu sehen ist, ist das Konzentrationsprofil mit dem Gefäß 100 auf den Arbeitszyklus betrachtet gleichmäßiger und es tritt kein plötzlicher, starker Konzentrationsabfall auf wie etwa ohne die Schale 100. Die Anfangskonzentration der Milch beträgt üblicherweise 30-35% SS und am Ende des Zyklus 10% SS. Dies führt zu einem Verdünnungsverhältnis von etwa 3 zu 1, obwohl auch Verdünnungsverhältnisse zwischen 1 zu 1 und 6 zu 1 mit der vorliegenden Erfindung möglich sind. Die Konzentrationen für andere flüssige Getränkebestandteile können variieren. So beträgt beispielsweise die Anfangskonzentration für flüssige Schokolade etwa 67% SS und am Ende des Zyklus 12-15% SS. Das führt zu einem Verdünnungsverhältnis (Verhältnis von wasserartigem Medium zu Getränkebestandteil in zubereitetem Getränk) von etwa 5 zu 1, obwohl mit der vorliegenden Erfindung auch Verdünnungsverhältnisse zwischen 2 zu 1 und 10 zu 1 möglich sind. Bei flüssigem Kaffee beträgt die Anfangskonzentration zwischen 40–67% und die Konzentration am Ende der Dispensierung 1–2% SS. Dies führt zu einem Verdünnungsverhältnis zwischen 20 zu 1 und 70 zu 1, obwohl auch Verdünnungsverhältnisse zwischen 10 zu 1 und 100 zu 1 mit der vorliegenden Erfindung möglich sind.
Von dem ringförmigen Kanal 86 wird das Getränk durch den Staudruck des Getränks, das sich in der Filterkammer 134 und der Kammer 90 ansammelt, unter Druck durch die Öffnung 128 gepresst. So wird das Getränk als Strahl durch die Öffnung 128 in einen Expansionsraum gepresst, der von dem oberen Ende der Auslasstülle 43 gebildet wird. Wie in 34 dargestellt, führt der Getränkestrahl direkt über den Lufteinlass 71. Sobald das Getränk in die Auslasstülle 43 eintritt, fällt der Druck des Getränkestrahls ab. Infolgedessen wird Luft in den Getränkestrom in Form von einer Vielzahl kleiner Luftblasen eingebunden, da die Luft durch den Lufteinlass 71 hinaufgesogen wird. Der aus der Öffnung 128 austretende Getränkestrahl wird nach unten zu dem Auslass 44 geleitet, wo das Getränk in ein Gefäß wie beispielsweise eine Tasse ausgelassen wird, in der die Luftblasen das erwünschte schaumige Aussehen bilden. In vorteilhafter Weise können das innere Element 3, das äußere Element 2, der Schichtstoff 5 und der Filter 4 problemlos sterilisiert werden, da die Komponenten voneinander getrennt werden können und für sich genommen keine gewundenen Durchgänge oder enge Spalten umfassen. Vielmehr werden die notwendigen Durchgänge erst nach dem Zusammensetzten der Komponenten nach der Sterilisation geformt. Dies ist von ganz besonderer Bedeutung, wenn es sich bei dem Getränkebestandteil um ein Milch-basiertes Produkt wie beispielsweise flüssiges Milchkonzentrat handelt. Die vierte Ausführung der Getränkekartusche ist besonders vorteilhaft bei der Dispensierung eines konzentrierten, Milch-basierten, flüssigen Produkts wie zum Beispiel flüssiger Milch. Bisher wurden pulverisierte Milchprodukte in Form von Siegelrandbeuteln zum Hinzufügen zu einem zuvor vorbereiteten Getränk bereitgestellt. Bei Cappucinoartigen Getränken ist es jedoch notwendig, die Milch aufzuschäumen. Dies wurde bisher erreicht, indem Dampf durch ein flüssiges Milchprodukt geleitet wurde. Dies bedarf jedoch der Bereitstellung einer Dampfeinrichtung, wodurch die für die Getränkezubereitung verwendete Maschine kostenintensiver und komplexer wird. Durch den Einsatz von Dampf steigt auch das Verletzungsrisiko bei der Verwendung der Kartusche. Infolgedessen stellt die vorliegende Erfindung eine Getränkekartusche bereit, welche ein konzentriertes, Milch-basiertes, flüssiges Produkt enthält. Es hat sich gezeigt, dass durch Konzentration des Milchprodukts mehr Schaum pro einem bestimmten Volumen an Milch erzeugt werden kann im Vergleich zu frischer Milch oder H-Milch. Somit kann die für die Milchkartusche erforderliche Größe reduziert werden. Frische, halbfette Milch enthält etwa 1,6% Fett und 10% Gesamttrockenmasse. Die Zubereitungen an konzentrierter, flüssiger Milch gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten zwischen 0,1 und 12% Fett und 25 bis 40% Gesamttrockenmasse. In einem typischen Beispiel enthält die Zubereitung 4% Fett und 30% Gesamttrockenmasse. Die Milchkonzentratzubereitungen eigenen sich zum Aufschäumen in einer Niederdruck-Zubereitungsmaschine, wie unten beschrieben. Vornehmlich wird das Aufschäumen der Milch bei einem Druck unter 2 Bar erreicht, vorzugsweise bei etwa 1,5 Bar, wobei die Kartusche der vierten Ausführung, wie oben beschrieben, verwendet wird.
Das Aufschäumen der konzentrierten Milch ist besonders vorteilhaft bei Getränken wie beispielsweise Cappucino und Milchshakes. In vorteilhafter Weise ermöglicht das Leiten der Milch durch die Öffnung 128 und über den Lufteinlass 71 sowie die optionale Verwendung der Schale 100 ein Aufschäumen von mehr als 40%, vorzugsweise mehr als 70% bei Milch. Bei flüssiger Schokolade ist ein Aufschäumgrad von über 70% möglich. Bei flüssigem Kaffee ist ein Aufschäumgrad von über 70% möglich. Der Aufschäumbarkeitsgrad wird gemessen als das Verhältnis des Volumens an erzeugtem Schaum gegenüber dem Volumen des dispensierten, flüssigen Getränkbestandteils. Wenn zum Beispiel 138,3 ml Getränk dispensiert werden, wovon 58,3 ml Schaum sind, wird die Aufschäumbarkeit berechnet als [58,3/(138,3 – 58,3)]·100 = 72.9%. Die Aufschäumbarkeit der Milch (und anderer flüssiger Bestandteile) wird verbessert durch die Einrichtung der Schale 100, wie in 35b zu erkennen. Die Aufschäumbarkeit der Milch, die bei vorhandener Schale 100 dispensiert wird (Linie a) ist größer als die der Milch, die ohne Schale dispensiert wird (Linie b). Dies liegt daran, dass die Aufschäumbarkeit der Milch positiv mit der Konzentration der Milch korreliert, und wie in 35a dargestellt, wird durch die Schale 100 eine höhere Milchkonzentration über einen längeren Zeitraum des Arbeitszyklus hinweg aufrecht erhalten. Weiterhin ist bekannt, dass die Aufschäumbarkeit der Milch positiv mit der Temperatur des wasserartigen Mediums korreliert, wie in 35c dargestellt. Somit ist die Schale 100 von Vorteil, da mehr Milch in der Kartusche bleibt, und zwar fast bis zum Ende des Arbeitzyklus, wenn das wasserartige Medium am heißesten ist. Dies verbessert wiederum die Aufschäumbarkeit.
Die Kartusche der vierten Ausführung ist auch vorteilhaft bei der Dispensierung flüssiger Kaffeeprodukte.
Es hat sich gezeigt, dass die Ausführungen der Getränkekartusche gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise eine verbesserte Konsistenz des zubereiteten Getränks bereitstellen, verglichen mit Kartuschen nach Stand der Technik. Es sei auf Tabelle 1 unten verwiesen, in der die Ergebnisse der Brüherträge für zwanzig Proben von jeweils Kartusche A und B dargestellt sind, die gerösteten und gemahlenen Kaffee enthielten. Kartusche A ist eine Getränkekartusche gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Kartusche B ist eine Getränkekartusche nach Stand der Technik, wie in Dokument WO01/58786 des Anmelders beschrieben. Der Brechungsindex des Brühgetränks wird in Brix-Einheiten berechnet und in einen Prozentsatz an löslicher Trockenmasse (%SS) konvertiert, wobei Standardtabellen und -formeln verwendet werden.
In den Beispielen unten 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 T-Test-Analyse der obigen Daten ergibt die folgenden Resultate: Tabelle 2 T-Test: Zwei Proben unter Annahme gleicher Varianzen
Die Analyse zeigt, dass die Kontinuität des % Ertrags, der gleich der Brühstärke ist, bei den Kartuschen der vorliegenden Erfindung signifikant besser (bei einem Vertrauenskoeffizient von 95%) als die bei den Kartuschen nach Stand der Technik ist, mit einer Standardabweichung von 0,88% gegenüber 2,24%. Dies bedeutet, dass Getränke, die mit den Kartuschen der vorliegenden Erfindung zubereitet wurden, eine besser reproduzierbare und gleichmäßigere Stärke aufweisen. Dies kommt Verbrauchern entgegen, die es bevorzugen, wenn ihre Getränke jedes Mal gleich schmecken und die keine willkürlichen Schwankungen der Getränkestärke wünschen.
Die Materialien der oben beschriebenen Kartuschen können mit einer Schutzbeschichtung versehen werden, um die Resistenz gegenüber Sauerstoff und/oder Feuchtigkeit und/oder anderen Verunreinigungssubstanzen zu verbessern.
Die Schutzbeschichtung kann außerdem die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Austreten der Getränkebestandteile aus der Kartusche verbessern und/oder das Aussickern von extrahierbaren Stoffen aus den Kartuschenmaterialien verhindern, welche die Getränkebestandteile negativ beeinflussen könnten. Die Schutzbeschichtung kann aus einem Material aus der Gruppe von PET, Polyamid, EVOH, PVDC oder aus einem metallisierten Material bestehen. Die Schutzbeschichtung kann durch eine Vielzahl von Verfahren aufgebracht werden, einschließlich, jedoch nicht nur durch Bedampfung, Vakuumbedampfung, Plasmabeschichtung, Koextrusion, Blasformetikettieren und Zwei-/Mehrschichtformen.

Claims

Eine Kartusche (1), die ein oder mehrere Getränkebestandteile (200) enthält und im Wesentlichen aus luft- und wasserdichten Materialien besteht, wobei die Kartusche einen Abschnitt (134) umfasst, der den einen oder mehrere Getränkebestandteile enthält, wobei der Abschnitt eine Vielzahl von Einlassöffnungen (36) zum Einleiten eines wasserartigen Mediums in den Abschnitt sowie eine Vielzahl von Auslassöffnungen (85) für ein aus dem einen oder mehreren Getränkbestandteilen hergestelltes Getränk umfasst, wobei zumindest ein Teil der Einlassöffnungen nichtfluchtend mit den Auslassöffnungen angeordnet ist, so dass zumindest ein Anteil des wasserartigen Mediums, welches durch die Einlassöffnungen in den Abschnitt eintritt, gezwungen wird, innerhalb des Abschnitts zu zirkulieren, bevor es den Abschnitt durch die Auslassöffnungen verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (36) rund um die Peripherie des Abschnitts angeordnet sind.
Kartusche (1) nach Anspruch 1, wobei die Einlassöffnungen (36) in gleichem Abstand zueinander rund um die Peripherie des Abschnitts angeordnet sind.
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Auslassöffnungen (85) in Richtung eines Zentrums des Abschnitts relativ zu den Einlassöffnungen angeordnet sind.
Kartusche (1) nach Anspruch 3, wobei die Auslassöffnungen (85) in gleichem Abstand zueinander rund um das Zentrum des Abschnitts angeordnet sind.
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend 3 bis 10 Einlassöffnungen (36).
Kartusche (1) nach Anspruch 5, umfassend 4 Einlassöffnungen (36).
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend 3 bis 10 Auslassöffnungen (85).
Kartusche (1) nach Anspruch 7, umfassend 5 Auslassöffnungen (85).
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine ungleiche Anzahl an Einlassöffnungen (36) und Auslassöffnungen (85).
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Anzahl der Einlassöffnungen (36) und Auslassöffnungen (85) auf folgender Formel beruht: X0 = Xi + Cwobei Xi = die Anzahl der Einlassöffnungen X₀ = die Anzahl der Auslassöffnungen C = die Menge der ganzen Zahlen ausschließlich 0 oder nXi n = eine beliebige ganze Zahl.
Kartusche (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend eine gleiche Anzahl von Einlassöffnungen (36) und Auslassöffnungen (85).
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Einlassöffnungen (36) in einem äußeren Element (2) der Kartusche und die Auslassöffnungen (85) in einem inneren Element (3) der Kartusche vorgesehen sind.
Kartusche (1) nach Anspruch 12, wobei das innere Element (3) eine Auslasstülle (43) umfasst, die mit den Auslassöffnungen (85) in Verbindung steht.
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kartusche scheibenförmig ist.
Kartusche (1) nach Anspruch 14, wobei der Durchfluss des wasserartigen Mediums durch die Einlassöffnungen (36) in den Abschnitt (134) radial einwärts in Richtung eines Zentrums der Kartusche ausgerichtet ist.
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der eine oder mehrere Getränkbestandteile (200) in dem wasserartigen Medium löslich sind.
Kartusche (1) nach Anspruch 16, wobei der eine oder mehrere Getränkebestandteile (200) ein flüssiger Schokoladen- oder Kaffeebestandteil ist.
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der eine oder mehrere Getränkbestandteile (200) ein Flüssigkeitskonzentrat oder Gel ist.
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der flüssige Getränkebestandteil (200) eine Viskosität zwischen 70 und 900 mPa bei Raumtemperatur aufweist.
Kartusche (1) nach Anspruch 19, wobei der flüssige Getränkebestandteil (200) eine Viskosität zwischen 1.700 und 3.900 mPa bei Raumtemperatur aufweist.
Kartusche (1) nach Anspruch 12, wobei das äußere Element (2) und/oder das innere Element (3) aus Polypropylen geformt sind.
Kartusche (1) nach Anspruch 21, wobei das äußere Element (2) und/oder das innere Element (3) mit Hilfe des Spritzgussverfahrens geformt werden.
Kartusche (1) nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das äußere Element (2) und/oder das innere Element (3) aus einem biologisch abbaubaren Polymer geformt sind.