EP1710173A1 - Portionskapsel - Google Patents
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- EP1710173A1 EP1710173A1 EP06000923A EP06000923A EP1710173A1 EP 1710173 A1 EP1710173 A1 EP 1710173A1 EP 06000923 A EP06000923 A EP 06000923A EP 06000923 A EP06000923 A EP 06000923A EP 1710173 A1 EP1710173 A1 EP 1710173A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- portion capsule
- capsule according
- support structure
- textile fabric
- microns
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
- B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
- B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
- B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
- B65D85/8061—Filters
Definitions
- the invention relates to a portion capsule, which is suitable in particular for brewing individual coffee portions (one cup or two cups of coffee) in a coffee machine intended for the use of portion capsules.
- a portion capsule is described with a capsule lid and a capsule bottom, which is closed on all sides in the delivery state and contains a particulate, extractable by water coffee substance.
- a distributor device is arranged between the capsule lid and the coffee substance and a collecting device is arranged between the coffee substance and the capsule bottom.
- the distribution device and the collection device each have a number of openings and embossments for the formation of liquid channels on.
- This portion capsule is used in a special coffee machine, wherein the capsule lid and the capsule bottom are perforated when inserting the portion capsule into the machine or during the brewing process.
- hot water reaches the distributor device through an opening in the capsule lid and is distributed substantially evenly therefrom, so that the coffee juice in the portioned capsule can be extracted substantially uniformly.
- the finished beverage is passed from the collection device to an opening in the capsule bottom, where it exits the portion capsule and can be collected by a vessel (eg a cup).
- coffee particles may be flushed out of the portion capsule through the openings in the collection device or in the manifold so that the coffee particles enter the vessel or capsule lid. This can be perceived by the consumer as disadvantageous.
- Claim 19 relates to a method for producing an embodiment of the portion capsule.
- the portion capsule according to the invention has a capsule lid and a capsule bottom, is closed on all sides in the delivery state and contains a particulate, extractable by water beverage substance.
- a distributor device is arranged, and / or between Beverage substance and capsule bottom is arranged a screening device.
- the distribution device and / or the screening device has a support structure which is provided with at least one recess which is covered by a textile fabric.
- a screening device in which the recesses of a supporting structure are covered with a textile fabric, largely prevents coffee particles from being washed out of the portion capsule if the pores in the textile fabric are smaller than a majority of the coffee particles.
- the screening device has a filtering function, although it does not consist of conventional filter paper.
- the screening device serves as a collecting device to allow the beverage to emerge from the portion capsule.
- the textile fabric (the distributor device and / or the screening device) comprises a woven fabric or a fleece.
- Mixed forms are also conceivable, e.g. multilayer structures in which e.g. a nonwoven layer is applied to a fabric layer.
- the fabric may be e.g. also be designed as knitted fabrics, crochet galloon or knitted fabrics.
- Suitable materials for the textile fabric are threads and / or fibers made of plastics and / or natural materials, but also of metals.
- Suitable plastics are, for example, polyolefins (in particular polypropylene and polyethylene) as well as polyamides.
- suitable natural substances is especially cellulose, but it can also be used eg regenerated celluloses (eg viscose).
- Stainless steel is particularly suitable for the metals. It is also conceivable to use mixtures of different materials, including mixtures of plastics and natural materials or with metal threads.
- the textile fabric preferably has pores with a size in the range of 10 microns to 500 microns. Preferred ranges are 10 ⁇ m to 200 ⁇ m or 30 ⁇ m to 150 ⁇ m. All other intervals whose lower limit is greater than or equal to 10 microns and whose upper limit is less than or equal to 500 microns, are hereby expressly disclosed as co-disclosed.
- the pores (meshes) can be round or angular.
- the textile fabric preferably contains threads whose thread thickness is in the range from 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, particularly preferably in the range from 10 ⁇ m to 200 ⁇ m or from 30 ⁇ m to 150 ⁇ m. Again, all intervals or ranges whose lower limit is greater than or equal to 10 ⁇ m and whose upper limit is less than or equal to 500 ⁇ m are expressly incorporated herein by reference.
- the threads can also be designed as double or multiple threads (plied or twisted).
- the support structure has radially extending ribs, or the support structure includes a substantially planar disc with openings. In this case, areas between the ribs or openings are covered with textile fabric. On a disc-like support structure and ribs can be arranged as reinforcements. Furthermore, it is advantageous if the support structure has on its periphery a reinforcing edge, for example an edge which protrudes from a disk-like structure.
- a reinforcing edge for example an edge which protrudes from a disk-like structure.
- the support structure in its central region on a protuberance, which is adapted to receive a mandrel (or a puncture means) on a coffee maker adapted to the portion capsule.
- a mandrel or a puncture means
- a coffee maker adapted to the portion capsule.
- Portion capsules with such protuberances are intended for coffee machines in which the portion capsule is perforated on the capsule lid and / or on the capsule bottom with the aid of a mandrel.
- the respective mandrel should penetrate only the capsule lid or the capsule bottom, but not damage the distributor device or the sieve device, for which reason the distributor device or the sieve device springs back inside the portion capsule where the mandrel penetrates, ie in the region of the respective protuberance.
- the support structure is made as a molded part made of plastic, which is precise and inexpensive.
- the support structure can also be made as a deep-drawn part or stamped part, preferably made of plastic.
- the fabric can be placed on the support structure (from above or from below) and attached thereto, for example by gluing, welding or stamping, whereby combinations of different types of fastening are conceivable.
- a textile fabric is inserted into an injection mold for the support structure of the distribution device or the screening device in a process step and injected into the distribution device or injection molding by injecting plastic material into the injection mold Integrated screening device.
- This process step can be well integrated into the manufacturing process, and in the resulting distribution or screening device, the fabric is securely connected to the respective support structure, without leaving scratches or gaps through which particles of the beverage substance could escape.
- the capsule bottom has a desired weak point.
- Under capsule bottom is the side of the portion capsule to understand, from which the beverage exits from the portion capsule, that is, regardless of whether the capsule bottom is in an inserted in a coffee machine portion capsule eg up or down.
- the weak point of weakness facilitates the piercing of the capsule bottom in the coffee machine. This is especially true for constructions in which the capsule lid is penetrated by a mandrel when inserting the portion capsule into the coffee machine, but the capsule bottom not yet. Subsequently, while the brewing water in the capsule interior builds up a pressure, the capsule bottom bulges outwards until it is perforated by a mandrel or other piercing device.
- the capsule bottom deforms only relatively slightly and would not be readily pierced without the presence of a weak point of weakness.
- the target weak point has a piece of film which is arranged where the mandrel or the piercing means of the coffee machine is located, that is, for example, in the central region of the capsule bottom.
- ground coffee e.g. is selected for brewing filter coffee, caffé crema or espresso.
- the portion capsule can be optimized for the particular coffee beverage by the configuration of the distributor device and / or the screening device, in particular if it is used in a coffee machine which operates in a pressure range optimized for the coffee beverage.
- the typical pressure build-up in the portion capsule is in the range of about 3 bar to 9 bar
- Caffé Crema typically pressure build-up in the portion capsule in the range of about 9 bar to 13 bar
- This can be controlled not only by the pressure used in the brewing, but also by the shape of the distributor device or the sieve device.
- the pressure is traditionally high (typical pressure build-up in the portion capsule in the range of about 13 bar to 18 bar).
- the beverage substance may also comprise substances other than ground coffee, e.g. Tea, chocolate, instant soup, milk powder, liquid milk (as an additive), etc. or mixtures of such substances, including ground coffee.
- substances other than ground coffee e.g. Tea, chocolate, instant soup, milk powder, liquid milk (as an additive), etc. or mixtures of such substances, including ground coffee.
- FIG. 1 illustrates an embodiment of a portion capsule 1 in an exploded view.
- the portion capsule 1 has a cylinder-like basic body 2 with a wall 3 and a capsule bottom 4.
- a capsule lid 6 is formed as a separate part and after filling the portion capsule 1 with a particulate beverage substance at its periphery on a flange, outwardly projecting and Sealed from the wall 3 outgoing edge.
- a distributor device 8 is arranged in the vicinity of the capsule lid 6 and a sieve device 9 in the vicinity of the capsule bottom 4, see also FIGS. 2 to 5.
- the space between the distributor device 8 and the sieve device 9 is with the particulate beverage substance filled, which preferably consists of ground coffee, but may also contain additives.
- the screening device 9 has a support structure 10, which in the exemplary embodiment contains four radially extending ribs 12 and a peripheral reinforcing edge 14. There are four recesses 16 between the ribs 12 and the reinforcing edge 14. The central region of the support structure 10 forms a conical protuberance 18, see also Figures 2 to 5. The recesses 16 are covered with a fabric, which in the embodiment designed as a fabric is.
- the distribution device 8 has a support structure 20 which has a flat disc 22, from the outer periphery of which a reinforcing edge 24 projects.
- the disc 22 is provided with recesses in the form of apertures 26 and has also in its central region a conical protuberance, here designated 28.
- the openings 26 are covered by a tissue.
- FIG. 2 shows a variant of the embodiment from FIG. 1 in longitudinal section.
- the distributor device designated here by 8 ', does not have the structure according to FIG. 1, but is designed in a conventional manner, as in FIG EP 1 344 722 A1 described.
- FIG. 2 shows how the recesses 16 of the support structure 10 of the screening device 9 are covered with a fabric 30.
- the fabric 30 is in one piece and has a ring shape with a central recess that receives the protuberance 18.
- the fabric 30 is fastened to the support structure 10 by means of spot welds 32, in such a way that the fabric 30 rests tightly against the support structure 10 and no particles of the beverage substance can be flushed out at the seams.
- the reinforcing edge 14 of the support structure 10 is close to the peripheral region of the capsule bottom 4 and the lower zone of the wall 3, as shown in Figure 2 can be seen.
- FIG. 3 shows the embodiment according to FIG. 1 in longitudinal section.
- the apertures 26 in the disc 22 of the support structure 20 are covered with a fabric 34, which is preferably also made in a ring of one piece and is connected to welds 36 with the disc 22.
- the reinforcing edge 24 is close to a projection of the wall 3 at.
- the capsule lid 6 is sealed on a flange 38 projecting outwardly from the wall 3.
- Figures 4 and 5 show further embodiments of the portion capsule, which are designed substantially the same as the embodiments according to Figures 2 and 3, for which reason the same reference numerals are used for the sake of simplicity.
- the capsule bottom 4 is provided in each case with an opening 40, which is covered with a film piece 42.
- the film piece 42 is sealed from above, but it can also be attached from below to the respective capsule bottom.
- the main body of the portion capsules are made of plastic, while the capsule lid made of a composite foil with aluminum and plastic.
- the support structures of the distribution device and the screening device are molded parts made of plastic. Like the recesses
- the covering structure of the respective support structure can be designed, has already been explained at the outset, as well as alternatives to a fabric, such as nonwovens.
- the pores in the tissue should be so small that as far as possible no particles of the beverage substance can pass through the sieve device during the brewing of the beverage.
- the fabric or the fabric designed in another form may also be glued or embossed, namely from the top of the respective support structure, but also from the underside.
- the textile fabric can be embedded in an injection molding process in the respective support structure, as explained above.
- the portion capsule 1 is used in a coffee machine, which is specially designed for the use of portion capsules.
- the portion capsule 1 is placed in a separate capsule holder, which is then inserted and locked in the coffee machine.
- a mandrel punctcture means
- Below the capsule bottom 4 is also a mandrel (piercing means), but in the example in this stage, the capsule soil is not damaged or just scribed.
- pressurized water is passed through the opening in the capsule cover 6 and largely uniformly distributed by the distributor device 8, so that the water can extract the beverage substance present in the portion capsule 1.
- the pressure in the portion capsule 1 increases, so that the capsule bottom 4 bulges outwards and is perforated by the mandrel located below the capsule bottom 4. If the pressure increase is not particularly great, the embodiments according to FIGS 4 and 5 are used so that the mandrel can penetrate the film as a weak point serving piece of film 42.
- This mandrel is configured as a hollow mandrel and enters the protuberance 18 without damaging the sieve device 9. Extracted drink can therefore only pass through the intact tissue of the screening device 9 from the portion capsule 1 in the hollow mandrel so that beverage particles can not leave the portion capsule 1 in an undesirable manner.
- FIG. 6 shows in the parts (a) to (i) further embodiments for the distributor device or the sieve device, here denoted by 50 in each case, in plan view.
- the embodiments according to the parts (a), (b), (d) and (e) are of similar construction and will be explained below with reference to FIG.
- the embodiment according to part (c) will be described with reference to FIG.
- the embodiments according to parts (f), (g) and (h) are also constructed similarly and will be explained with reference to FIG.
- FIG. 10 shows the embodiment according to part (i). In all cases, a preferably present peripheral reinforcing ring is not shown.
- the support structure of Figure 7 has a central disc 60 with a protuberance 62, from the four radial ribs 64 go out.
- the four recesses between the ribs 64 are covered with tissue 66.
- FIG. 9 shows a support structure with a disc 80 and a central protuberance 82.
- the disc 80 has openings 84 which are covered with tissue 86.
- This embodiment corresponds essentially to the distributor device 8 in FIG. 1.
- the embodiment according to FIG. 10 has a supporting mesh 90 with a large mesh width, in the center of which there is a protuberance 92 made of a plastic injection-molded part.
- the support fabric 90 is covered with a finer fabric (not shown in Figure 10) to prevent the passage of particles of the beverage substance.
- a finer fabric not shown in Figure 10.
- larger pores can be used in principle, so that in this case an occupancy with a finer tissue is unnecessary.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatus For Making Beverages (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Portionskapsel, die insbesondere zum Brühen einzelner Kaffeeportionen (eine Tasse oder zwei Tassen Kaffee) in einer für die Verwendung von Portionskapseln bestimmten Kaffeemaschine geeignet ist.
- In der
EP 1 344 722 A1 ist eine Portionskapsel mit einem Kapseldeckel und einem Kapselboden beschrieben, die im Lieferzustand allseitig geschlossen ist und eine partikelförmige, mittels Wasser extrahierbare Kaffeesubstanz enthält. Dabei ist zwischen dem Kapseldeckel und der Kaffeesubstanz eine Verteilereinrichtung und zwischen der Kaffeesubstanz und dem Kapselboden eine Sammeleinrichtung angeordnet. Die Verteilereinrichtung sowie die Sammeleinrichtung weisen jeweils eine Anzahl von Öffnungen und Prägungen zur Bildung von Flüssigkeitskanälen auf. Diese Portionskapsel wird in einer speziellen Kaffeemaschine verwendet, wobei der Kapseldeckel und der Kapselboden beim Einsetzen der Portionskapsel in die Maschine oder während des Brühvorgangs perforiert werden. So gelangt durch eine Öffnung im Kapseldeckel heißes Wasser auf die Verteilereinrichtung und wird davon im Wesentlichen gleichmäßig verteilt, sodass die Kaffeesusbstanz in der Portionskapsel weitgehend gleichmäßig extrahiert werden kann. Das fertige Getränk wird von der Sammeleinrichtung zu einer Öffnung im Kapselboden geleitet, wo es aus der Portionskapsel austritt und von einem Gefäß (z.B. einer Tasse) aufgefangen werden kann. - Bei der vorbekannten Portionskapsel können Kaffeepartikel durch' die Öffnungen in der Sammeleinrichtung oder in der Verteilereinrichtung aus der Portionskapsel ausgespült werden, sodass die Kaffeepartikel in das Gefäß oder auf den Kapseldekkel gelangen. Dies kann vom Verbraucher als nachteilig empfunden werden.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorbekannte Portionskapsel zu verbessern, sodass z.B. das Austreten von Partikeln der Getränkesubstanz aus der Portionskapsel weitestgehend minimiert wird.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Portionskapsel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Anspruch 19 betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Ausführungsform der Portionskapsel.
- Die erfindungsgemäße Portionskapsel hat einen Kapseldeckel und einen Kapselboden, ist im Lieferzustand allseitig geschlossen und enthält eine partikelförmige, mittels Wasser extrahierbare Getränkesubstanz. Zwischen Kapseldeckel und Getränkesubstanz ist eine Verteilereinrichtung angeordnet, und/oder zwischen Getränkesubstanz und Kapselboden ist eine Siebeinrichtung angeordnet. Die Verteilereinrichtung und/oder die Siebeinrichtung weist eine Tragstruktur auf, die mit mindestens einer Aussparung versehen ist, die mit einem textilen Flächengebilde überdeckt ist.
- Eine Verteilereinrichtung mit einer Tragstruktur, deren Aussparungen mit einem textilen Flächengebilde überdeckt sind, verteilt in die Portionskapsel eintretendes Brühwasser, indem das Brühwasser durch Poren in dem textilen Flächengebilde tritt und dabei über eine relativ große Eintrittsfläche in die Getränkesubstanz der Portionskapsel eindringt.
- Eine Siebeinrichtung, bei der die Aussparungen einer Tragstruktur mit einem textilen Flächengebilde überdeckt sind, verhindert weitestgehend, dass Kaffeepartikel aus der Portionskapsel ausgeschwemmt werden, wenn die Poren in dem textilen Flächengebilde kleiner sind als ein Großteil der Kaffeepartikel. In diesem Fall hat die Siebeinrichtung eine Filterfunktion, obwohl sie nicht aus herkömmlichem Filterpapier besteht. Gleichzeitig dient die Siebeinrichtung als Sammeleinrichtung, um das Getränk aus der Portionskapsel austreten zu lassen.
- Vorzugsweise weist das textile Flächengebilde (der Verteilereinrichtung und/oder der Siebeinrichtung) ein Gewebe oder ein Vlies auf. Mischformen sind ebenfalls denkbar, z.B. mehrlagige Gebilde, bei denen z.B. eine Vlieslage auf eine Gewebelage aufgebracht ist. Ferner kann das textile Flächengebilde z.B. auch als Gewirke, Häkelgalonware oder Gestricke ausgestaltet sein.
- Als Materialien für das textile Flächengebilde kommen Fäden und/oder Fasern aus Kunststoffen und/oder Naturstoffen in Betracht, aber auch aus Metallen. Geeignete Kunststoffe sind z.B. Polyolefine (insbesondere Polypropylen und Polyethylen) sowie Polyamide. Zu den geeigneten Naturstoffen zählt vor allem Zellulose, es können aber z.B. auch regenerierte Zellulosen (z.B. Viskose) verwendet werden. Bei den Metallen ist Edelstahl besonders geeignet. Auch ist es denkbar, Mischungen verschiedener Materialien einzusetzen, auch Mischungen von Kunststoffen und Naturstoffen oder mit Metallfäden.
- Das textile Flächengebilde hat vorzugsweise Poren mit einer Größe im Bereich von 10 µm bis 500 µm. Bevorzugte Bereiche liege bei 10 µm bis 200 µm oder bei 30 µm bis 150 µm. Alle übrigen Intervalle, deren untere Grenze größer oder gleich 10 µm und deren obere Grenze kleiner oder gleich 500 µm ist, gelten hier ausdrücklich als mitoffenbart. Die Poren (Maschen) können rund oder eckig sein.
- Das textile Flächengebilde enthält vorzugsweise Fäden, deren Fadenstärke im Bereich von 10 µm bis 500 µm liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 10 µm bis 200 µm oder von 30 µm bis 150 µm. Auch hier gelten alle Intervalle oder Bereiche, deren untere Grenze größer oder gleich 10 µm und deren obere Grenze kleiner oder gleich 500 µm ist, ausdrücklich als mitoffenbart. Die Fäden können auch als Doppel- oder Mehrfachfäden (gefacht oder verzwirnt) gestaltet sein.
- Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung weist die Tragstruktur radial verlaufende Rippen auf, oder die Tragstruktur enthält eine im Wesentlichen ebene Scheibe mit Durchbrechungen. Dabei sind Bereiche zwischen den Rippen bzw. Durchbrechungen mit textilem Flächengebilde überdeckt. An einer scheibenartigen Tragstruktur können auch Rippen als Verstärkungen angeordnet sein. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Tragstruktur an ihrer Peripherie einen Verstärkungsrand aufweist, z.B. einen Rand, der von einer scheibenartigen Struktur absteht. Für die Tragstruktur sind viele und ganz verschiedenartige Ausgestaltungen denkbar, wie weiter unten anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Tragstruktur in ihrem zentralen Bereich eine Ausstülpung auf, die zur Aufnahme eines Dorns (oder eines Einstichmittels) an einer auf die Portionskapsel abgestimmten Kaffeemaschine eingerichtet ist. Dies gilt sowohl für eine Tragstruktur der Verteilereinrichtung als auch für eine Tragstruktur der Siebeinrichtung.
Portionskapseln mit derartigen Ausstülpungen sind für Kaffeemaschinen bestimmt, bei denen die Portionskapsel am Kapseldekkel und/oder am Kapselboden mit Hilfe eines Dorns perforiert wird. Der jeweilige Dorn soll nur den Kapseldeckel bzw. den Kapselboden durchdringen, aber nicht die Verteilereinrichtung bzw. die Siebeinrichtung beschädigen, weshalb die Verteilereinrichtung bzw. die Siebeinrichtung dort ins Innere der Portionskapsel zurückspringt, wo der Dorn eindringt, also im Bereich der jeweiligen Ausstülpung. - Vorzugsweise ist die Tragstruktur als Spritzteil aus Kunststoff gefertigt, was präzise und preisgünstig ist. Insbesondere ist es auf diese Weise auch möglich, eine Ausstülpung als Teil der Tragstruktur auszubilden, sodass die Aussparungen in ebenen Zonen der Tragstruktur verlaufen können und so problemlos mit einem textilen Flächengebilde überdeckt werden können, ohne dass das textile Flächengebilde ins Dreidimensionale verformt werden muss. Die Tragstruktur kann auch als Tiefziehteil oder Stanzteil gefertigt sein, vorzugsweise aus Kunststoff.
- Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das textile Flächengebilde mit einer Tragstruktur zu verbinden. So kann das textile Flächengebilde auf die Tragstruktur aufgelegt (von oben oder von unten) und daran befestigt sein, z.B. durch Festkleben, Festschweißen oder Aufprägen, wobei auch Kombinationen verschiedener Befestigungsarten denkbar sind.
- Eine andere Möglichkeit besteht darin, das textile Flächengebilde in die Tragstruktur einzubetten. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen einer Portionskapsel mit einem in eine Tragstruktur eingebetteten textilen Flächengebilde wird in einem Verfahrensschritt ein textiles Flächengebilde in eine Spritzform für die Tragstruktur der Verteilereinrichtung bzw. der Siebeinrichtung eingelegt und durch Einspritzen von Kunststoffmasse in die Spritzform in die Verteilereinrichtung bzw. die Siebeinrichtung integriert. Dieser Verfahrensschritt lässt sich gut in den Fertigungsprozess einfügen, und in der resultierenden Verteiler- bzw. Siebeinrichtung ist das textile Flächengebilde sicher mit der jeweiligen Tragstruktur verbunden, ohne dass Ritzen oder Spalte verbleiben, durch die Partikel der Getränkesubstanz austreten könnten.
- Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kapselboden eine Sollschwachstelle auf. Unter Kapselboden ist die Seite der Portionskapsel zu verstehen, aus der das Getränk aus der Portionskapsel austritt, also unabhängig davon, ob sich der Kapselboden bei einer in eine Kaffeemaschine eingelegten Portionskapsel z.B. oben oder unten befindet. Die Sollschwachstelle erleichtert das Anstechen des Kapselbodens in der Kaffeemaschine. Dies gilt insbesondere für Konstruktionen, bei denen der Kapseldeckel beim Einlegen der Portionskapsel in die Kaffeemaschine von einem Dorn durchdrungen wird, der Kapselboden aber zunächst noch nicht. Während anschließend das Brühwasser im Kapselinneren einen Druck aufbaut, wölbt sich der Kapselboden nach außen, bis er von einem Dorn oder einer anderen Einsticheinrichtung perforiert wird. Wenn der Druckanstieg relativ gering ist, z.B. wie zum Brühen von Filterkaffee erwünscht, verformt sich der Kapselboden nur relativ geringfügig und würde ohne das Vorliegen einer Sollschwachstelle nicht ohne weiteres durchstochen. Vorzugsweise weist die Sollschwachstelle ein Folienstück auf, das dort angeordnet ist, wo sich der Dorn bzw. das Einstichmittel der Kaffeemaschine befindet, also z.B. im zentralen Bereich des Kapselbodens.
- Es sind viele Arten von Getränkesubstanzen denkbar. Bevorzugt ist gemahlener Kaffee, der z.B. zum Brühen von Filterkaffee, Caffé Crema oder Espresso ausgewählt ist. Ferner kann die Portionskapsel auf das jeweilige Kaffeegetränk durch die Ausgestaltung der Verteilereinrichtung und/oder der Siebeinrichtung optimiert werden, insbesondere wenn sie in einer Kaffeemaschine benutzt wird, die in einem auf das Kaffeegetränk optimierten Druckbereich arbeitet. So ist bei Filterkaffee, bei dem der typische Druckaufbau in der Portionskapsel im Bereich von etwa 3 bar bis 9 bar liegt, eine Schaumkrone unerwünscht, während bei Caffé Crema (typischer Druckaufbau in der Portionskapsel im Bereich von etwa 9 bar bis 13 bar) beim Brühen eine Schaumkrone erzeugt werden soll. Dies lässt sich nicht nur durch den beim Brühen verwendeten Druck, sonder auch über die Form der Verteilereinrichtung bzw. der Siebeinrichtung steuern. Beim Brühen von Espresso ist der Druck traditionell hoch (typischer Druckaufbau in der Portionskapsel im Bereich von etwa 13 bar bis 18 bar).
- Die Getränkesubstanz kann auch andere Substanzen als gemahlenen Kaffee aufweisen, z.B. Tee, Schokolade, Instantsuppe, Milchpulver, flüssige Milch (als Zusatz), usw. oder Mischungen derartiger Substanzen, auch mit gemahlenem Kaffee.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
- Figur 1
- eine Explosionsansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel,
- Figur 2
- einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel,
- Figur 3
- einen Längsschnitt durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel gemäß Figur 1,
- Figur 4
- einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel,
- Figur 5
- einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel,
- Figur 6
- in den Teilen (a) bis (i) Draufsichten auf verschiedene Ausführungsformen einer Verteilereinrichtung bzw. einer Siebeinrichtung bei der erfindungsgemäßen Portionskapsel,
- Figur 7
- eine vergrößerte Ansicht gemäß Figur 6(c),
- Figur 8
- eine vergrößerte Ansicht gemäß Figur 6(d),
- Figur 9
- eine vergrößerte Ansicht gemäß Figur 6(h) und
- Figur 10
- eine vergrößerte Ansicht gemäß Figur 6(i).
- Die Figur 1 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Portionskapsel 1 in Explosionsansicht.
- Die Portionskapsel 1 hat im Ausführungsbeispiel einen zylinderartigen Grundkörper 2 mit einer Wandung 3 und einem Kapselboden 4. Ein Kapseldeckel 6 ist als separates Teil ausgebildet und wird nach dem Befüllen der Portionskapsel 1 mit einer partikelförmigen Getränkesubstanz an seiner Peripherie auf einen flanschartigen, nach außen vorspringenden und von der Wandung 3 ausgehenden Rand aufgesiegelt.
- Im Innenraum der Portionskapsel 1 ist in der Nähe des Kapseldeckels 6 eine Verteilereinrichtung 8 und in der Nähe des Kapselbodens 4 eine Siebeinrichtung 9 angeordnet, siehe auch die Figuren 2 bis 5. Der Zwischenraum zwischen der Verteilereinrichtung 8 und der Siebeinrichtung 9 ist mit der partikelförmigen Getränkesubstanz gefüllt, die vorzugsweise aus gemahlenem Kaffee besteht, aber auch Zusatzstoffe enthalten kann.
- Die Siebeinrichtung 9 weist eine Tragstruktur 10 auf, die im Ausführungsbeispiel vier radial verlaufende Rippen 12 und einen peripheren Verstärkungsrand 14 enthält. Zwischen den Rippen 12 und dem Verstärkungsrand 14 befinden sich vier Aussparungen 16. Den zentralen Bereich der Tragstruktur 10 bildet eine kegelartige Ausstülpung 18, siehe auch die Figuren 2 bis 5. Die Aussparungen 16 sind mit einem textilen Flächengebilde überdeckt, das im Ausführungsbeispiel als Gewebe gestaltet ist.
- Die Verteilereinrichtung 8 hat eine Tragstruktur 20, die eine ebene Scheibe 22 aufweist, von deren äußerer Peripherie ein Vertärkungsrand 24 vorsteht. Die Scheibe 22 ist mit Aussparungen in Form von Durchbrechungen 26 versehen und hat in ihrem zentralen Bereich ebenfalls eine kegelartige Ausstülpung, hier mit 28 bezeichnet. Die Durchbrechungen 26 sind von einem Gewebe überspannt.
- Die Figur 2 zeigt eine Variante der Ausführungsform aus Figur 1 im Längsschnitt. Die Verteilereinrichtung, hier mit 8' bezeichnet, hat nicht den Aufbau gemäß Figur 1, sondern ist in herkömmlicher Weise gestaltet, wie in
EP 1 344 722 A1 beschrieben. - In Figur 2 ist zu erkennen, wie die Aussparungen 16 der Tragstruktur 10 der Siebeinrichtung 9 mit einem Gewebe 30 überdeckt sind. Im Ausführungsbeispiel ist das Gewebe 30 einstückig und hat eine Ringform mit einer zentralen Aussparung, die die Ausstülpung 18 aufnimmt. Das Gewebe 30 ist im Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Schweißpunkten 32 an der Tragstruktur 10 befestigt, und zwar so, dass das Gewebe 30 dicht an der Tragstruktur 10 anliegt und an den Nahtstellen keine Partikel der Getränkesubstanz ausgeschwemmt werden können. Der Verstärkungsrand 14 der Tragstruktur 10 liegt dicht am peripheren Bereich des Kapselbodens 4 und der unteren Zone der Wandung 3 an, wie in Figur 2 ersichtlich.
- Die Figur 3 zeigt die Ausführungsform gemäß Figur 1 im Längsschnitt. Hierin sind die Durchbrechungen 26 in der Scheibe 22 der Tragstruktur 20 mit einem Gewebe 34 überdeckt, das vorzugsweise ebenfalls ringartig aus einem Stück gefertigt ist und an Schweißstellen 36 mit der Scheibe 22 verbunden ist. Der Verstärkungsrand 24 liegt dicht an einem Vorsprung der Wandung 3 an. Der Kapseldeckel 6 ist an einem nach außen von der Wandung 3 vorspringenden Flansch 38 aufgesiegelt.
- Die Figuren 4 und 5 zeigen weitere Ausführungsformen der Portionskapsel, die im Wesentlichen so gestaltet sind wie die Ausführungsformen gemäß den Figuren 2 bzw. 3, weshalb der Einfachheit halber auch dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den Figuren 2 und 3 ist gemäß den Figuren 4 und 5 der Kapselboden 4 jeweils mit einer Öffnung 40 versehen, die mit einem Folienstück 42 abgedeckt ist. In den Figuren 4 und 5 ist das Folienstück 42 von oben aufgesiegelt, es kann aber auch von unten an dem jeweiligen Kapselboden befestigt sein.
- In den Ausführungsbeispielen sind die Grundkörper der Portionskapseln aus Kunststoff gefertigt, während die Kapseldeckel aus einer Verbundfolie mit Aluminium und Kunststoff bestehen. Die Tragstrukturen der Verteilereinrichtung und der Siebeinrichtung sind Spritzteile aus Kunststoff. Wie das die Aussparungen der jeweiligen Tragstruktur überdeckende Gewebe gestaltet werden kann, wurde bereits eingangs erläutert, ebenso wie Alternativen zu einem Gewebe, z.B. Vliese. In der Siebeinrichtung sollten die Poren in dem Gewebe so klein sein, dass beim Aufbrühen des Getränks weitestgehend keine Partikel der Getränkesubstanz durch die Siebeinrichtung hindurchtreten können.
- Anstelle durch Schweißen kann das Gewebe bzw. das in anderer Form gestaltete textile Flächengebilde auch aufgeklebt oder aufgeprägt sein, und zwar von der Oberseite der jeweiligen Tragstruktur her, aber auch von der Unterseite her. Ferner kann das textile Flächengebilde in einem Spritzgießverfahren in die jeweilige Tragstruktur eingebettet werden, wie eingangs erläutert.
- Die Portionskapsel 1 wird in einer Kaffeemaschine benutzt, die speziell für die Verwendung von Portionskapseln konstruiert ist. Bei einem Beispiel für eine derartige Kaffeemaschine wird die Portionskapsel 1 in einen separaten Kapselhalter eingelegt, der anschließend in die Kaffeemaschine eingesetzt und verriegelt wird. Dabei dringt ein Dorn (Einstichmittel) durch den zentralen Bereich des Kapseldeckels 6 in die Ausstülpung 28 ein, ohne die Verteilereinrichtung 8 zu beschädigen. Unterhalb des Kapselbodens 4 befindet sich ebenfalls ein Dorn (Einstichmittel), der aber im Beispiel in diesem Stadium den Kapselboden noch nicht beschädigt oder nur anritzt. Anschließend wird Druckwasser durch die Öffnung im Kapseldeckel 6 geleitet und von der Verteilereinrichtung 8 weitgehend gleichmäßig verteilt, sodass das Wasser die in der Portionskapsel 1 befindliche Getränkesubstanz extrahieren kann. Dabei steigt der Druck in der Portionskapsel 1 an, sodass sich der Kapselboden 4 nach außen wölbt und von dem unterhalb des Kapselbodens 4 befindlichen Dorn perforiert wird. Wenn der Druckanstieg nicht besonders groß ist, sollten die Ausführungsformen gemäß den Figuren 4 und 5 zum Einsatz kommen, damit der Dorn das als Sollschwachstelle dienende Folienstück 42 durchdringen kann. Dieser Dorn ist als Hohldorn ausgestaltet und tritt in die Ausstülpung 18 ein, ohne die Siebeinrichtung 9 zu beschädigen. Extrahiertes Getränk kann daher nur über das intakte Gewebe der Siebeinrichtung 9 aus der Portionskapsel 1 in den Hohldorn gelangen, sodass Getränkepartikel die Portionskapsel 1 nicht in unerwünschter Weise verlassen können.
- Die Figur 6 zeigt in den Teilen (a) bis (i) weitere Ausführungsformen für die Verteilereinrichtung bzw. die Siebeinrichtung, hier jeweils mit 50 bezeichnet, in Draufsicht. Die Ausführungsformen gemäß den Teilen (a), (b), (d) und (e) sind ähnlich aufgebaut und werden im Folgenden anhand von Figur 8 erläutert. Die Ausführungsform nach Teil (c) wird anhand von Figur 7 beschrieben. Die Ausführungsformen gemäß den Teilen (f), (g) und (h) sind ebenfalls ähnlich konstruiert und werden anhand von Figur 9 erläutert. Die Figur 10 zeigt die Ausführungsform nach Teil (i). In allen Fällen ist ein vorzugsweise vorhandener peripherer Verstärkungsring nicht eingezeichnet.
- Die Tragstruktur nach Figur 7 hat eine zentrale Scheibe 60 mit einer Ausstülpung 62, von der vier radiale Rippen 64 ausgehen. Die vier Aussparungen zwischen den Rippen 64 sind mit Gewebe 66 überdeckt.
- Bei der Ausführungsform in Figur 8 fehlt eine zentrale Scheibe. Von einer Ausstülpung 70 gehen drei Rippen 72 aus, deren Zwischenräume mit Gewebe 74 überdeckt sind. Diese Ausführungsform ist ähnlich gestaltet wie die Siebeinrichtung 9 nach Figur 1.
- Die Figur 9 zeigt eine Tragstruktur mit einer Scheibe 80 und einer zentralen Ausstülpung 82. Die Scheibe 80 besitzt Durchbrechungen 84, die mit Gewebe 86 überdeckt sind. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Verteilereinrichtung 8 in Figur 1.
- Die Ausführungsform gemäß Figur 10 hat als Tragstruktur ein Stützgewebe 90 mit großer Maschenweite, in dessen Zentrum sich eine Ausstülpung 92 aus einem Kunststoff-Spritzteil befindet. Wenn diese Ausführungsform als Siebeinrichtung verwendet wird, ist das Stützgewebe 90 mit einem feineren Gewebe belegt (in Figur 10 nicht eingezeichnet), um den Durchtritt von Partikeln der Getränkesubstanz zu verhindern. Bei einer Anwendung als Verteilereinrichtung können grundsätzlich auch größere Poren benutzt werden, so dass in diesem Fall eine Belegung mit einem feineren Gewebe entbehrlich ist.
Claims (19)
- Portionskapsel,
mit einem Kapseldeckel (6) und einem Kapselboden (4), die im Lieferzustand allseitig geschlossen ist und eine partikelförmige, mittels Wasser extrahierbare Getränkesubstanz enthält,
wobei zwischen Kapseldeckel (6) und Getränkesubstanz eine Verteilereinrichtung (8;,50) und/oder zwischen Getränkesubstanz und Kapselboden (4) eine Siebeinrichtung (9; 50) angeordnet ist,
wobei die Verteilereinrichtung (8; 50) und/oder die Siebeinrichtung (9; 50) eine Tragstruktur (20, 10) aufweist, die mit mindestens einer Aussparung (26, 16; 84) versehen ist, die mit einem textilen Flächengebilde (34, 30; 66; 74; 86) überdeckt ist. - Portionskapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde ein Gewebe (34, 30; 66; 74; 86) aufweist.
- Portionskapsel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde ein Vlies aufweist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde (34, 30; 66; 74; 86) Fasern und/oder Fäden enthält, die mindestens eines der aus der folgenden Liste ausgewählten Materialien aufweisen: Polyolefine, Polypropylen, Polyethylen, Polyamide, Zellulose, regenerierte Zellulosen, Viskose, Metalle, Edelstähle.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde (34, 30; 66; 74; 86) Poren mit einer Größe im Bereich von 10 µm bis 500 µm aufweist, vorzugsweise im Bereich von 10 µm bis 200 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 30 µm bis 150 µm.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde (34, 30; 66; 74; 86) Fäden enthält, deren Fadenstärke im Bereich von 10 µm bis 500 µm liegt, vorzugsweise im Bereich von 10 µm bis 200 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 30 µm bis 150 µm.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde (34, 30; 66; 74; 86) Fäden enthält, die als Doppel- oder Mehrfachfäden gestaltet sind.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (10) radial verlaufende Rippen (12; 64; 72) aufweist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (20) eine im wesentlichen ebene Scheibe (22; 80) mit Durchbrechungen (26; 84) aufweist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (20, 10) in ihrem zentralen Bereich eine Ausstülpung (28; 18; 62; 70; 82; 92) aufweist, die' zur Aufnahme eines Dorns an einer auf die Portionskapsel abgestimmten Kaffeemaschine eingerichtet ist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (20, 10) an ihrer Peripherie einen Verstärkungsrand (24, 14) aufweist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (20, 10) als Spritzteil, Tiefziehteil oder Stanzteil aus Kunststoff gefertigt ist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde (34, 30; 66; 74; 86) auf die Tragstruktur (20, 10) aufgelegt und daran befestigt ist, vorzugsweise festgeklebt und/oder festgeschweißt und/oder aufgeprägt.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde (66; 74; 86) in die Tragstruktur eingebettet ist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapselboden (4) eine Sollschwachstelle (42) aufweist.
- Portionskapsel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollschwachstelle ein Folienstück (42) aufweist, das vorzugsweise im zentralen Bereich des Kapselbodens (4) angeordnet ist.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Getränkesubstanz gemahlenen Kaffee aufweist, vorzugsweise gemahlenen Kaffee zum Brühen von Filterkaffee, Caffè Crema oder Espresso.
- Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Getränkesubstanz mindestens eine der folgenden Substanzen aufweist: Tee, Schokolade, Instantsuppe, Milchpulver, flüssige Milch.
- Verfahren zum Herstellen einer Portionskapsel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt ein textiles Flächengebilde (66; 74; 86) in eine Spritzform für die Tragstruktur der Verteilereinrichtung (50) der Portionskapsel oder in eine Spritzform für die Tragstruktur der Siebeinrichtung (50) der Portionskapsel eingelegt und durch Einspritzen von Kunststoffmasse in die Spritzform in die Verteilereinrichtung (50) bzw. die Siebeinrichtung (50) integriert wird.
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