EP2712824A1 - Portion package for espresso machines - Google Patents

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Publication number
EP2712824A1
EP2712824A1 EP13183919.3A EP13183919A EP2712824A1 EP 2712824 A1 EP2712824 A1 EP 2712824A1 EP 13183919 A EP13183919 A EP 13183919A EP 2712824 A1 EP2712824 A1 EP 2712824A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
seal
flange
circumferential
portion pack
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Withdrawn
Application number
EP13183919.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michele Orsi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alice Allison SA
Original Assignee
Alice Allison SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alice Allison SA filed Critical Alice Allison SA
Publication of EP2712824A1 publication Critical patent/EP2712824A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B65D85/8064—Sealing means for the interface with the processing machine

Definitions

  • the present invention relates to a suitable under pressure in espresso machines for extraction portion pack containing a substance for the preparation of a beverage, in particular roasted and ground coffee, consisting of a frusto-conical plastic capsule with a conical side wall, a smaller diameter molded headboard an integrally formed screen plate for non-punctiform feeding of an extraction liquid and a projecting from the conical side wall circumferential flange at the other end of the conical wall, said flange has an annular headboard side surface and an annular opposite membrane-side surface, to which a destructible membrane is welded and further provided the headboard side surface with a circumferential seal.
  • the capsules must be designed so that the machine-side hypodermic needles do not come into contact with the plastic sachet, since the hot hypodermic needles would cause the plastic capsules to melt, which would cause sticking of the hypodermic needles the outlet openings of these hypodermic needles would clog.
  • the heated by the hot water tips would soften the plastic and this would seal around the top and impede the correct entry of water.
  • the remaining plastic remains at the tips also lead to a blunting of the tips, which would no longer be functional over time.
  • these capsules are now usually less high than the original capsules from Nestle SA and during the extraction, much more water enters the brewing chamber of the machine and thus flows around the capsule. Only when the remaining space between the capsule and the brewing chamber is completely filled does the additional water necessarily reach the plastic capsule. Only then can a sufficient pressure be built up which leads to the desired destruction of the membrane.
  • This thus slightly modified mode of operation means that an increased sealing effect between the brewing chamber of the machine and the plastic capsule used is required.
  • the existing circumferential flange is used for the seal.
  • the flange has a flanged edge.
  • pressure is exerted on the flange deforms and adapts to the formal conditions.
  • this is done essentially by a plastic deformation of the silicone gasket.
  • a capsule is known in which in the corner between the conical side wall and the subsequent outwardly directed flange, a silicone gasket has been attached.
  • this necessitated the use of a second material and their production was correspondingly expensive and expensive.
  • the object of the present invention to improve a portion package according to the preamble of claim 1 so that the seal of a plastic capsule is improved not only on the headboard side, but also on the membrane side.
  • This object is achieved by the invention in that on the circumferential flange, a seal is also provided on the membrane side and the destructible membrane preferably has a smaller diameter than the outer diameter of the flange. In this way, the capsule according to the invention can be held much more densely on all sides in the brewing chamber of an espresso machine.
  • the inventive portion pack is designated overall by 1 and is in the Figures 1 and 2 shown in a perspective position.
  • the sachet 1 consists essentially of a frusto-conical capsule 1 '.
  • These Truncated cone-shaped capsule 1 ' is formed by a conical side wall 2 and has a head part 3.
  • a screen plate 4 is formed in the head part 3.
  • the screen plate 4 in the head part 3 has a number of water inlet openings 11.
  • the head part 3 is integrally formed with the side wall 2 at its end with the smaller diameter.
  • circumferential flange 5 is also integrally formed. This circumferential flange 5 has on the side facing away from the head part 3 (see FIGS.
  • the head part 3 is formed on the smaller-diameter end of the frusto-conical capsule 1 '.
  • This head part 3 has a relatively flat, conical edge 12.
  • This conical edge is part of a truncated cone with an opening angle of 120 ° to about 160 °.
  • the cut-off portion of this cone forms a plane which forms the screen plate 4.
  • the aforementioned water inlet openings 11 are formed.
  • the water inlet openings 11 may in principle be distributed approximately uniformly over the surface. In the preferred example shown here, however, these water inlet openings 11 are arranged distributed in a circle in the region of the periphery of the screen plate 4 at regular intervals.
  • the arrangement shown here is chosen in particular for flow-technical reasons in order to avoid a predominantly central flow through the heated water, but nevertheless to achieve an areal wettability of the ground material.
  • the regrind consists of ground bean coffee. It is also clear, especially in the FIG. 1 It can be seen that the screen plate 4 in the head part 3 is slightly offset in the direction of the circumferential flange 5 or the destructible membrane 6. This results in a cylindrical edge or a wall region 13. This cylindrical wall region 13 causes an increased strength of the capsule 1 '.
  • At least one circumferential conical support surface 14 is formed in the conical side wall 2 in the region near the head part.
  • This conical support surface can act sealingly together with a rubber sleeve provided for the espresso machine into which the capsule 1 'for extraction is inserted.
  • this conical support surface 14 is not mandatory and their purpose only arises if the corresponding espresso machine provides such a rubber boot seal.
  • peripheral flange 5 each showing a vertical section through the portion pack according to the invention in the region of the side wall and the flange.
  • FIGS. 3 and 4 each showing a vertical section through the portion pack according to the invention in the region of the side wall and the flange.
  • the invention are on both sides of this flange 5, that is, on the one hand on an annular headboard-side surface 9 and on the other hand on the annular membrane-side surface 7 per a circumferential seal 8,8 'attached.
  • the circumferential seals 8,8 ' can be designed arbitrarily.
  • This arrangement of recesses 20 and webs 21 essentially form a honeycomb-like structure.
  • the sealing function results, on the one hand, from the webs, which are substantially linear in both small-scale and large-area closed webs, which form a multiplicity of multiply in-and-out-lying, separately closed microchamber regions due to the plastic and elastic deformation of the plastic capsule, which at least propagate leakage currents in all directions greatly aggravate, and on the other hand, of course, from the wells or micro-chambers themselves, which are able to retain or store any occurring minor leakage currents.
  • the invention consists in that 5 seals 8, 8 'are mounted both on the headboard-side surface 9 of the flange 5 as well as on the membrane-side surface 7 of the flange.
  • These seals are usually designed as sealing lips, which run around in concentric circles around the capsule side wall 2. With such concentric sealing lips, there is always the danger that the sealing lips will be completely folded over due to the pressure with which the edge of the brewing chamber presses on the flange, in some cases even overlapping, so that the tightness is no longer achieved. Therefore, it is proposed here that the area between the centering bead 10 and the side wall 2 on the headboard-side surface 9 has a plurality of side-by-side recesses 20.
  • the depressions 20 can have different shapes.
  • the depressions as in the FIGS. 5 and 6 shown by two examples, for example, have a square or hexagonal plan and overall a concave-curved or have a concave pyramidal stump-like structure.
  • FIGS. 3 and 4 are the existing wells both headboard side and the diaphragm side only shown in principle.
  • both headboard side and the diaphragm side only shown in principle.
  • In addition to the basic forms shown here are also rectangular, rhomboid, trapezoidal or triangular plan shapes enclosed by the webs 21 in question.
  • the membrane-side seal 8 similar or the same as the headboard-side seal 8 of recesses 20 and intermediate webs 21 is formed.
  • FIG. 3 cover the recesses 20 and the webs 21, the entire membrane-side surface 7 of the flange 5 from.
  • the membrane 6 is thus welded directly onto the webs 21 here.
  • the webs 21 are softened and at least partially reduced in height.
  • the structure of the circumferential seals 8,8 'with recesses 20 and webs 21 is also advantageous in the case of ultrasonic welding, since in this case the substantially line-like web courses serve simultaneously as energy directing means, whereby an improved and temporally faster welding takes place.
  • the flange 5 of course due to the seals 8,8 'present on both sides has a thinned region 15.
  • the thickness of the flange 5 as well as the thickness of the thinned region 15 can of course be chosen so that the best possible sealing properties.
  • the membrane 6 has a thickness which corresponds at most to the thickness of the thinned region 15 of the flange 5.
  • FIG. 4 an example shown in the membrane side of the flange 5 is provided only in the peripheral region with a circumferential seal 8 ', while in the central region of the flange 5, a flat surface is present as actual welding surface 16 to which the membrane 6 are welded in a conventional manner can.
  • the circumferential seal 8 and the circumferential seal 8 'in the projection in the radial direction may at least partially overlap.
  • a bonded membrane is realized.
  • the tips of the webs 21 can project beyond the outer surface of the membrane 6, be the same height as this outer surface, or the underside of the membrane can easily extend beyond the webs.
  • the edge of the brewing chamber presses on the head-side surface 9 or on the peripheral seal 8 present there, and in addition a certain pressure is exerted on the centering bead 10 so that the membrane-side seal 8 'always opens the counter-pressure plate of the espresso machine is pressed.
  • the webs 21 of both seals 8,8 'always slightly deformed, but the tightness reached only to the advantage.
  • the seal 8 would be exposed to very high loads.
  • the seals and in particular the seal 8 must therefore be dimensioned so that the desired tightness is achieved in normal operation, but in case of failure, the safety of the espresso machine but still guaranteed.

Abstract

The package (1) has a head part (3) integrally formed with small diameter and having a sieve plate (4) integrally formed as one-piece for piercing-free feed of extraction fluid. A circumferential flange (5) provided on a wider end of a conical side wall (2) projects from the side wall and includes an annular unit, a head-part-side surface and an oppositely lying annular membrane-side surface onto which a destructible membrane is welded, where the head-part-side surface is provided with a circumferential seal (8). Another circumferential seal is provided at a membrane side.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine unter Druck in Espressomaschinen zur Extraktion geeignete Portionspackung, die eine Substanz zur Zubereitung eines Getränkes, insbesondere aus geröstetem und gemahlenem Kaffee, enthält, bestehend aus einer kegelstumpfförmigen Kapsel aus Kunststoff mit einer konischen Seitenwand, einen am kleineren Durchmesser angeformten Kopfteil mit einer einstückig angeformten Siebplatte zur einstichfreien Zuführung einer Extraktionsflüssigkeit und einem von der konischen Seitenwand abstehenden, umlaufenden Flansch am weiteren Ende der konischen Wand aufweist, wobei der Flansch eine ringförmige kopfteilseitige Fläche und eine ringförmige gegenüberliegende membranseitige Fläche besitzt, auf die eine zerstörbare Membran angeschweisst ist, und das ferner die kopfteilseitige Fläche mit einer umlaufenden Dichtung versehen ist.The present invention relates to a suitable under pressure in espresso machines for extraction portion pack containing a substance for the preparation of a beverage, in particular roasted and ground coffee, consisting of a frusto-conical plastic capsule with a conical side wall, a smaller diameter molded headboard an integrally formed screen plate for non-punctiform feeding of an extraction liquid and a projecting from the conical side wall circumferential flange at the other end of the conical wall, said flange has an annular headboard side surface and an annular opposite membrane-side surface, to which a destructible membrane is welded and further provided the headboard side surface with a circumferential seal.

Seit über 20 Jahren verkauft die Firma Nestlé SA erfolgreich Portionspackungen mit denen in Espressomaschinen unter Druck Kaffee extrahiert werden kann. Diese Portionspackungen sind zwar in einigen Formen bekannt, auf dem Markt aber besonders durchgesetzt haben sich jedoch konische Kapseln. Die dazu vorhandenen Maschinen weisen eine sogenannte Brühkammer auf, die der Form der Kapsel weitgehend entspricht. Die Kapseln werden in der Maschine klemmend und dichtend gehalten worauf mehrere Injektionsnadeln oder Aufreissspitzen in die Kapsel eindringen. Mittels Wasser als Extraktionsflüssigkeit, das unter Druck in die Kapsel und zu deren am weiteren Ende angebrachten Membran gelangt, wird die Membran unter Druck an mehreren Stellen entsprechend einer Gegendruckplatte in der Maschine gerastert zerstört und die Extraktionsflüssigkeit kann so praktisch durch ein Sieb austreten.For more than 20 years, Nestlé SA has been successfully selling sachets that can be used to extract coffee under pressure in espresso machines. Although these sachets are known in some forms, conical capsules have become particularly popular on the market. The existing machines have a so-called brewing chamber, which largely corresponds to the shape of the capsule. The capsules are clamped and sealed in the machine, whereupon several hypodermic needles or tears penetrate into the capsule. Using water as the extraction liquid, which passes under pressure into the capsule and attached to the other end of the membrane is destroyed membrane under pressure at several points according to a counter-pressure plate rasterized in the machine and the extraction liquid can thus practically emerge through a sieve.

Nachdem nun verschiedene auf diese Kapseln gerichtete Patente zwischenzeitlich abgelaufen sind kommen nun Konkurrenzkapseln auf den Markt, die so gestaltet sind, dass sie für die bereits vorhandenen Espressomaschinen kompatibel einsetzbar sind.Now that various patents directed to these capsules have expired, competitor capsules now come onto the market that are designed to be compatible with existing espresso machines.

Aus ökologischen Gründen ebenso wie aus ökonomischen Gründen bestehen die heute auf dem Markt vorhandenen kompatiblen Kapseln aus Kunststoff. Dies bedeutet, dass die Kapseln so gestaltet sein müssen, dass die maschinenseitigen Injektionsnadeln mit der Portionspackung aus Kunststoff nicht in Kontakt kommt, da die heissen Injektionsnadeln ein Anschmelzen der Kunststoffkapseln bewirken würden die zu einem Verkleben der Injektionsnadeln führen würde und somit zur Folge hätte, dass die Austrittsöffnungen dieser Injektionsnadeln verstopfen würden. Die vom heissen Wasser erhitzten Spitzen würden den Kunststoff erweichen und dieser würde sich verschliessend um die Spitze legen und den korrekten Wassereintritt behindern. Die an den Spitzen verbleibenden Kunststoffresten führen zudem zu einer Abstumpfung der Spitzen, die mit der Zeit nicht mehr funktionsfähig wären. Entsprechend sind nun diese Kapseln meist weniger hoch als die Originalkapseln der Firma Nestle SA und bei der Extraktion gelangt wesentlich mehr Wasser in die Brühkammer der Maschine und umströmt somit die Kapsel. Erst wenn der verbleibende Raum zwischen der Kapsel und der Brühkammer vollständig gefüllt ist gelangt das weitere Wasser zwingend in die Kunststoffkapsel. Erst dann kann ein genügender Druck aufgebaut werden der zur erwünschten Zerstörung der Membran führt.For ecological reasons, as well as for economic reasons, the existing today on the market compatible plastic capsules. This means that the capsules must be designed so that the machine-side hypodermic needles do not come into contact with the plastic sachet, since the hot hypodermic needles would cause the plastic capsules to melt, which would cause sticking of the hypodermic needles the outlet openings of these hypodermic needles would clog. The heated by the hot water tips would soften the plastic and this would seal around the top and impede the correct entry of water. The remaining plastic remains at the tips also lead to a blunting of the tips, which would no longer be functional over time. Accordingly, these capsules are now usually less high than the original capsules from Nestle SA and during the extraction, much more water enters the brewing chamber of the machine and thus flows around the capsule. Only when the remaining space between the capsule and the brewing chamber is completely filled does the additional water necessarily reach the plastic capsule. Only then can a sufficient pressure be built up which leads to the desired destruction of the membrane.

Diese somit leicht geänderte Funktionsweise führt dazu, dass eine erhöhte Dichtwirkung zwischen der Brühkammer der Maschine und der eingesetzten Kunststoffkapsel erforderlich ist.This thus slightly modified mode of operation means that an increased sealing effect between the brewing chamber of the machine and the plastic capsule used is required.

Da die Kapseln und der Brühraum weder in der Grösse noch in der Form exakt formlich übereinstimmen wird der vorhandene umlaufende Flansch zur Dichtung verwendet. Bei den bekannten Aluminiumkapseln der Firma Nestlé SA weist der Flansch einen gebördelten Rand auf. Beim Schliessen der Brühkammer wird Druck auf den Flansch ausgeübt dieser verformt sich und passt sich den formlichen Gegebenheiten an. Bei den Aluminiumkapseln erfolgt dies im Wesentlichen durch eine plastische Verformung der Silikondichtung. Auf dem Markt ist eine Kapsel bekannt, bei der im Eckbereich zwischen der konischen Seitenwand und dem daran anschliessenden nach aussen gerichteten Flansch eine Silikondichtung angebracht worden ist. Dies bedingte jedoch den Einsatz eines zweiten Materials und deren Herstellung war entsprechend teuer und aufwändig.Since the capsules and the brewing chamber do not exactly match in terms of size or shape, the existing circumferential flange is used for the seal. In the known aluminum capsules from Nestlé SA, the flange has a flanged edge. When closing the brewing chamber pressure is exerted on the flange deforms and adapts to the formal conditions. In the aluminum capsules, this is done essentially by a plastic deformation of the silicone gasket. On the market, a capsule is known in which in the corner between the conical side wall and the subsequent outwardly directed flange, a silicone gasket has been attached. However, this necessitated the use of a second material and their production was correspondingly expensive and expensive.

Für Kapseln die zu den bestehenden Espressomaschinen kompatibel sind und aus Kunststoff gefertigt werden, wurde vorgeschlagen auf der kopfteilseitigen Fläche des Flansches mittels einstückig angeformten konzentrische Ringe eine Labyrinthdichtung anzubringen. Diese besitzt sowohl eine plastische Verformbarkeit als auch eine elastische Verformbarkeit und vermag so zu einer verbesserten Dichtung zu führen. Solche Lösungen sind beispielsweise aus der EP2284101 oder der W02010/137954 bekannt.For capsules which are compatible with the existing espresso machines and are made of plastic, it has been proposed to attach a labyrinth seal on the headboard-side surface of the flange by means of integrally formed concentric rings. This has both a plastic deformability and an elastic deformability and can thus lead to an improved seal. Such solutions are for example from the EP2284101 or the W02010 / 137954 known.

Die membranseitige Fläche des Flansches wurde bisher von der Membran selbst vollständig abgedeckt, so dass zwischen der Membran- und der Extraktionsplatte der Brühkammer keine Dichtung vorhanden war. Bei der Schweissung der Membran auf den Flansch treten aber zusätzliche Verformungen auf, die die Dichtung membranseitig wesentlich reduzieren. Dieses Problem wurde bisher nicht erkannt und zur vermeintlichen Lösung des Problems wurde versucht die Schliesskraft der Brühkammer zu erhöhen.The membrane-side surface of the flange has hitherto been completely covered by the membrane itself, so that there was no seal between the membrane and the extraction plate of the brewing chamber. When the membrane is welded to the flange, however, additional deformations occur which substantially reduce the seal on the membrane side. This problem has not been recognized and the alleged solution to the problem was trying to increase the closing force of the brewing chamber.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Portionspackung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 so zu verbessern, dass die Dichtung einer Kapsel aus Kunststoff nicht nur kopfteilseitig, sondern auch membranseitig verbessert wird. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, dass am umlaufenden Flansch auch membranseitig eine Dichtung angebracht ist und die zerstörbare Membran vorzugsweise einen kleineren Durchmesser als der äussere Durchmesser des Flansches hat. Auf diese Weise lässt sich die erfindungsgemässe Kapsel allseitig wesentlich dichter in der Brühkammer einer Espressomaschine halten.It is therefore the object of the present invention to improve a portion package according to the preamble of claim 1 so that the seal of a plastic capsule is improved not only on the headboard side, but also on the membrane side. This object is achieved by the invention in that on the circumferential flange, a seal is also provided on the membrane side and the destructible membrane preferably has a smaller diameter than the outer diameter of the flange. In this way, the capsule according to the invention can be held much more densely on all sides in the brewing chamber of an espresso machine.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Ausgestaltung und Funktion ist in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen dargelegt.Further advantageous embodiments of the subject invention will become apparent from the dependent claims and their configuration and function is set forth in the following description with reference to the accompanying drawings.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.In the drawings, embodiments of the subject invention are shown.

Es zeigt:

Fig. 1
zeigt eine Portionspackung der hier interessierenden Form in perspektivischer Darstellung im Wesentlichen von der Seite und
Fig. 2
dieselbe Portionspackung wiederum in perspektivischer Darstellung mehr von oben mit Blick auf die Siebplatte gesehen.
Fig. 3
zeigt einen Teilschnitt durch die erfindungsgemässe Portionspackung im Bereich der Seitenwand und dem Flansch bei einer ersten Ausführungsform.
Fig. 4
zeigt einen Teilschnitt durch die erfindungsgemässe Portionspackung im Bereich der Seitenwand und dem Flansch bei einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 5
zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teilausschnitt durch den umlaufenden Flansch im Bereich der Dichtungen mit rechteckigen Vertiefungen.
Fig. 6
zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teilausschnitt durch den umlaufenden Flansch im Bereich der Dichtungen mit sechseckigen Vertiefungen.
It shows:
Fig. 1
shows a portion pack of the form of interest here in perspective substantially from the side and
Fig. 2
the same portion pack in turn seen in perspective more from above with a view of the screen plate.
Fig. 3
shows a partial section through the inventive portion pack in the region of the side wall and the flange in a first embodiment.
Fig. 4
shows a partial section through the inventive portion pack in the region of the side wall and the flange in a second embodiment.
Fig. 5
shows a perspective view of a partial section through the peripheral flange in the region of the seals with rectangular recesses.
Fig. 6
shows a perspective view of a partial section through the peripheral flange in the region of the seals with hexagonal recesses.

Die erfindungsgemässe Portionspackung ist insgesamt mit 1 bezeichnet und ist in den Figuren 1 und 2 in perspektivischer Lage gezeigt. Die Portionspackung 1 besteht im Wesentlichen aus einer kegelstumpfförmigen Kapsel 1'. Diese kegelstumpfförmige Kapsel 1' wird durch eine konische Seitenwand 2 gebildet und besitzt einen Kopfteil 3. Im Kopfteil 3 ist eine Siebplatte 4 eingeformt. Die Siebplatte 4 im Kopfteil 3 besitzt eine Anzahl Wassereintrittsöffnungen 11. Der Kopfteil 3 ist einstückig mit der Seitenwand 2 an dessen Ende mit dem kleineren Durchmesser angeformt. An jenem Ende der konischen Seitenwand 2 mit dem grösseren Durchmesser ist ein nach aussen ragender, umlaufender Flansch 5 ebenfalls einstückig angeformt. Dieser umlaufende Flansch 5 weist auf der dem Kopfteil 3 abgelegenen Seite (siehe dazu Figuren 3 und 4) eine ringförmige Fläche auf, die als membranseitige Fläche 7 bezeichnet wird. Auf der membranseitigen Fläche 7 ist eine zerstörbare Membran 6 aufgeschweisst, wie dies ebenfalls in den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist. Nachfolgend werden nun die einzelnen Bereiche der kegelförmigen Kapsel 1' detailliert beschrieben.The inventive portion pack is designated overall by 1 and is in the Figures 1 and 2 shown in a perspective position. The sachet 1 consists essentially of a frusto-conical capsule 1 '. These Truncated cone-shaped capsule 1 'is formed by a conical side wall 2 and has a head part 3. In the head part 3, a screen plate 4 is formed. The screen plate 4 in the head part 3 has a number of water inlet openings 11. The head part 3 is integrally formed with the side wall 2 at its end with the smaller diameter. At that end of the conical side wall 2 with the larger diameter an outwardly projecting, circumferential flange 5 is also integrally formed. This circumferential flange 5 has on the side facing away from the head part 3 (see FIGS. 3 and 4 ) has an annular surface referred to as the membrane-side surface 7. On the membrane-side surface 7 a destructible membrane 6 is welded, as also in the FIGS. 3 and 4 is apparent. The individual regions of the conical capsule 1 'will now be described in detail below.

Wie bereits erwähnt ist am im Durchmesser kleineren Ende der kegelstumpfförmigen Kapsel 1' der Kopfteil 3 angeformt. Dieser Kopfteil 3 besitzt einen relativ flachen, konischen Rand 12. Dieser konische Rand ist Teil eines abgeschnittenen Kegels mit einem Öffnungswinkel von 120° bis ca. 160°. Der abgeschnittene Bereich dieses Kegels bildet eine Ebene, welche die Siebplatte 4 bildet. In der Siebplatte 4 sind die erwähnten Wassereintrittsöffnungen 11 eingeformt. Die Wassereintrittsöffnungen 11 können im Prinzip in etwa gleichmässig über der Fläche verteilt angeordnet sein. Im hier dargestellten, bevorzugten Beispiel sind jedoch diese Wassereintrittsöffnungen 11 kreisförmig im Bereich der Peripherie der Siebplatte 4 in gleichmässigen Abständen verteilt angeordnet. Die hier gezeigte Anordnung ist insbesondere aus durchflusstechnischen Gründen gewählt um damit ein vorwiegend zentrales Durchströmen des erhitzten Wassers zu vermeiden, dennoch aber eine flächenmässige Benetzung des Mahlgutes zu erzielen. Das Mahlgut besteht aus gemahlenem Bohnenkaffee. Zudem ist deutlich, insbesondere in der Figur 1 ersichtlich, dass die Siebplatte 4 im Kopfteil 3 leicht in Richtung zum umlaufenden Flansch 5 beziehungsweise zur zerstörbaren Membran 6 hin versetzt angeordnet ist. Hierdurch entsteht ein zylindrischer Rand beziehungsweise ein Wandbereich 13. Dieser zylindrische Wandbereich 13 bewirkt eine erhöhte Festigkeit der Kapsel 1'.As already mentioned, the head part 3 is formed on the smaller-diameter end of the frusto-conical capsule 1 '. This head part 3 has a relatively flat, conical edge 12. This conical edge is part of a truncated cone with an opening angle of 120 ° to about 160 °. The cut-off portion of this cone forms a plane which forms the screen plate 4. In the screen plate 4, the aforementioned water inlet openings 11 are formed. The water inlet openings 11 may in principle be distributed approximately uniformly over the surface. In the preferred example shown here, however, these water inlet openings 11 are arranged distributed in a circle in the region of the periphery of the screen plate 4 at regular intervals. The arrangement shown here is chosen in particular for flow-technical reasons in order to avoid a predominantly central flow through the heated water, but nevertheless to achieve an areal wettability of the ground material. The regrind consists of ground bean coffee. It is also clear, especially in the FIG. 1 It can be seen that the screen plate 4 in the head part 3 is slightly offset in the direction of the circumferential flange 5 or the destructible membrane 6. This results in a cylindrical edge or a wall region 13. This cylindrical wall region 13 causes an increased strength of the capsule 1 '.

Kurz unterhalb des Kopfteils 3 ist in der konischen Seitenwand 2 im kopfteilnahen Bereich mindestens eine umlaufende konische Stützfläche 14 eingeformt. Diese konische Stützfläche kann mit einer zur Espressomaschine, in die die Kapsel 1' zur Extraktion eingesetzt wird, vorhandenen Gummimanschette dichtend zusammen wirken. Diese konische Stützfläche 14 ist jedoch nicht zwingend und deren Sinn ergibt sich nur, wenn die entsprechende Espressomaschine eine solche Gummimanschettendichtung vorsieht.Shortly below the head part 3 at least one circumferential conical support surface 14 is formed in the conical side wall 2 in the region near the head part. This conical support surface can act sealingly together with a rubber sleeve provided for the espresso machine into which the capsule 1 'for extraction is inserted. However, this conical support surface 14 is not mandatory and their purpose only arises if the corresponding espresso machine provides such a rubber boot seal.

Nachfolgend wird die spezielle Ausgestaltung des umlaufenden Flansches 5 beschrieben und dabei insbesondere auf die Figuren 3 und 4 verwiesen, die jeweils einen vertikalen Teilschnitt durch die erfindungsgemässe Portionspackung im Bereich der Seitenwand und des Flansches zeigen. Man erkennt die schräg nach oben verlaufende, konische Seitenwand 2, an der radial nach aussen gerichtet der umlaufende Flansch 5 angeformt ist. Erfindungsgemäss sind an diesem Flansch 5 beidseitig, das heisst einerseits auf einer ringförmigen kopfteilseitigen Fläche 9 und andererseits auf der ringförmigen membranseitigen Fläche 7 je eine umlaufende Dichtung 8,8' angebracht. Im Prinzip können die umlaufenden Dichtungen 8,8' beliebig gestaltet sein. Bevorzugterweise bestehen die Dichtungen 8,8' jedoch aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten nicht miteinander kommunizierender Vertiefungen 20, die durch Stege 21 von einander getrennt sind, wobei die Vertiefungen 20 Rückhalteräume und die Stege 21 Mehrfachdichtstellen bilden. Diese Anordnung von Vertiefungen 20 und Stegen 21 bilden im Wesentlichen eine wabenartige Struktur. Die Dichtungsfunktion ergibt sich einerseits aus den im Wesentlichen linienartig sowohl kleinräumig wie auch grossräumig geschlossen verlaufenden Stegen, die wegen der plastischen und elastischen Verformung der Kunststoffkapsel eine Vielzahl von mehrfach in- und hintereinanderliegenden getrennt geschlossenen Mikrokammerbereichen bilden, die eine Ausbreitung von Leckströmen in alle Richtungen zumindest stark erschweren, und andererseits natürlich auch aus den Vertiefungen bzw. Mikrokammern selbst, die allfällig auftretende geringfügige Leckströme zurückzuhalten bzw. zu speichern vermögen.The specific embodiment of the peripheral flange 5 will be described below, with particular reference to FIGS FIGS. 3 and 4 referenced, each showing a vertical section through the portion pack according to the invention in the region of the side wall and the flange. One recognizes the obliquely upwardly extending, conical side wall 2, directed radially outward of the circumferential flange 5 is formed. According to the invention are on both sides of this flange 5, that is, on the one hand on an annular headboard-side surface 9 and on the other hand on the annular membrane-side surface 7 per a circumferential seal 8,8 'attached. In principle, the circumferential seals 8,8 'can be designed arbitrarily. Preferably, however, the seals 8,8 'consist of a plurality of juxtaposed non-communicating recesses 20, which by webs 21 of are separated, wherein the recesses 20 retention spaces and the webs 21 form multiple sealing points. This arrangement of recesses 20 and webs 21 essentially form a honeycomb-like structure. The sealing function results, on the one hand, from the webs, which are substantially linear in both small-scale and large-area closed webs, which form a multiplicity of multiply in-and-out-lying, separately closed microchamber regions due to the plastic and elastic deformation of the plastic capsule, which at least propagate leakage currents in all directions greatly aggravate, and on the other hand, of course, from the wells or micro-chambers themselves, which are able to retain or store any occurring minor leakage currents.

Wie bereits eingangs erwähnt, besteht die Erfindung darin, dass sowohl auf der kopfteilseitigen Fläche 9 des Flansches 5 wie auch auf der membranseitigen Fläche 7 des Flansches 5 Dichtungen 8, 8' angebracht sind. Diese Dichtungen sind üblicherweise als Dichtlippen, die in konzentrischen Kreisen um die Kapselseitenwand 2 herumlaufen, ausgestaltet. Bei solchen konzentrischen Dichtlippen besteht immer die Gefahr, dass durch den Druck, mit dem der Rand der Brühkammer auf den Flansch drückt, die Dichtlippen vollständig umgeknickt werden, in der Folge zum Teil sogar überlappend zu liegen kommen und so die Dichtigkeit nicht mehr erreicht wird. Daher wird hier vorgeschlagen, dass der Bereich zwischen der Zentrierwulst 10 und der Seitenwand 2 auf der kopfteilseitigen Fläche 9 eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Vertiefungen 20 aufweist. Die Vertiefungen 20 können dabei verschiedene Formen aufweisen. So können die Vertiefungen, wie in den Figuren 5 und 6 anhand von zwei Beispielen gezeigt, einen beispielsweise quadratischen oder sechseckigen Grundriss haben und insgesamt eine konkav-gebogene oder konkav-pyramidenstumpfartige Struktur haben. In den Figuren 3 und 4 sind die vorhandenen Vertiefungen sowohl kopfteilseitig als auch membranseitig lediglich prinzipiell dargestellt. Neben den hier dargestellten Grundformen kommen auch rechteckige, rhomboide, trapez- oder dreieckförmige Grundrissformen die von den Stegen 21 umschlossen sind in Frage.As already mentioned, the invention consists in that 5 seals 8, 8 'are mounted both on the headboard-side surface 9 of the flange 5 as well as on the membrane-side surface 7 of the flange. These seals are usually designed as sealing lips, which run around in concentric circles around the capsule side wall 2. With such concentric sealing lips, there is always the danger that the sealing lips will be completely folded over due to the pressure with which the edge of the brewing chamber presses on the flange, in some cases even overlapping, so that the tightness is no longer achieved. Therefore, it is proposed here that the area between the centering bead 10 and the side wall 2 on the headboard-side surface 9 has a plurality of side-by-side recesses 20. The depressions 20 can have different shapes. So the depressions, as in the FIGS. 5 and 6 shown by two examples, for example, have a square or hexagonal plan and overall a concave-curved or have a concave pyramidal stump-like structure. In the FIGS. 3 and 4 are the existing wells both headboard side and the diaphragm side only shown in principle. In addition to the basic forms shown here are also rectangular, rhomboid, trapezoidal or triangular plan shapes enclosed by the webs 21 in question.

In den Beispielen gemäss den Figuren 3 und 4 ist auch die membranseitige Dichtung 8' ähnlich oder gleich wie die kopfteilseitige Dichtung 8 aus Vertiefungen 20 und zwischenliegenden Stegen 21 gebildet. Im Beispiel der Figur 3 decken die Vertiefungen 20 beziehungsweise die Stege 21 die gesamte membranseitige Fläche 7 des Flansches 5 ab. Die Membran 6 wird hier somit direkt auf die Stege 21 aufgeschweisst. Bei der Schweissung selbst werden dabei die Stege 21 erweicht und zumindest teilweise in der Höhe reduziert. Damit wird eine praktisch vollständige Dichtigkeit erzielt. Die Struktur der umlaufenden Dichtungen 8,8' mit Vertiefungen 20 und Stegen 21 ist auch im Falle von Ultraschallschweissung vorteilhaft, da hierbei die im Wesentlichen linienartigen Stegverläufe gleichzeitig als Energieleitmittel dienen, wodurch eine verbesserte und zeitlich schnellere Verschweissung erfolgt.In the examples according to the FIGS. 3 and 4 is also the membrane-side seal 8 'similar or the same as the headboard-side seal 8 of recesses 20 and intermediate webs 21 is formed. In the example of FIG. 3 cover the recesses 20 and the webs 21, the entire membrane-side surface 7 of the flange 5 from. The membrane 6 is thus welded directly onto the webs 21 here. In the welding itself, the webs 21 are softened and at least partially reduced in height. For a virtually complete tightness is achieved. The structure of the circumferential seals 8,8 'with recesses 20 and webs 21 is also advantageous in the case of ultrasonic welding, since in this case the substantially line-like web courses serve simultaneously as energy directing means, whereby an improved and temporally faster welding takes place.

Weiterhin ist in der Figur 3 noch gezeigt, dass der Flansch 5 wegen der beidseits vorhandenen Dichtungen 8,8' natürlich einen verdünnten Bereich 15 aufweisen wird. Die Dicke des Flansches 5 wie auch die Dicke des verdünnten Bereiches 15 können dabei natürlich so gewählt werden, dass möglichst gute Dichteigenschaften entstehen. So kann es vorteilhaft sein, wenn die Membran 6 eine Dicke aufweist, die maximal der Dicke des verdünnten Bereiches 15 des Flansches 5 entspricht.Furthermore, in the FIG. 3 still shown that the flange 5 of course due to the seals 8,8 'present on both sides has a thinned region 15. The thickness of the flange 5 as well as the thickness of the thinned region 15 can of course be chosen so that the best possible sealing properties. Thus, it may be advantageous if the membrane 6 has a thickness which corresponds at most to the thickness of the thinned region 15 of the flange 5.

Alternativ ist in der Figur 4 ein Beispiel dargestellt, bei der membranseitig der Flansch 5 nur im peripheren Bereich mit einer umlaufenden Dichtung 8' versehen ist, während im zentrischen Bereich des Flansches 5 eine plane Fläche als eigentliche Schweissfläche 16 vorhanden ist, auf die die Membran 6 in herkömmlicher Art aufgeschweisst werden kann. Bei dieser Ausführungsform können sich die umlaufende Dichtung 8 und die umlaufenden Dichtung 8' in der Projektion in radialer Richtung zumindest teilweise überlappen. Bei einer solchen Ausführung ist auch eine verklebte Membran realisierbar. Die Spitzen der Stege 21 können dabei die äussere Oberfläche der Membran 6 überragen, gleich hoch wie diese äussere Oberfläche sein, oder die Unterseite der Membran kann auch die Stege leicht überragen. Wird die Kapsel in einer bekannten Maschine verwendet, so drückt einerseits der Rand der Brühkammer auf die kopfseitige Fläche 9 beziehungsweise auf die dort vorhandene umlaufende Dichtung 8 und zusätzlich erfolgt auch ein gewisser Druck auf die Zentrierwulst 10, so dass die membranseitige Dichtung 8' immer auf die Gegendruckplatte der Espressomaschine angedrückt wird. Hierbei werden die Stege 21 beider Dichtungen 8,8' immer auch leicht deformiert, was aber der Dichtigkeit nur zum Vorteil gereicht.Alternatively, in the FIG. 4 an example shown in the membrane side of the flange 5 is provided only in the peripheral region with a circumferential seal 8 ', while in the central region of the flange 5, a flat surface is present as actual welding surface 16 to which the membrane 6 are welded in a conventional manner can. In this embodiment, the circumferential seal 8 and the circumferential seal 8 'in the projection in the radial direction may at least partially overlap. In such an embodiment, a bonded membrane is realized. The tips of the webs 21 can project beyond the outer surface of the membrane 6, be the same height as this outer surface, or the underside of the membrane can easily extend beyond the webs. If the capsule is used in a known machine, then the edge of the brewing chamber presses on the head-side surface 9 or on the peripheral seal 8 present there, and in addition a certain pressure is exerted on the centering bead 10 so that the membrane-side seal 8 'always opens the counter-pressure plate of the espresso machine is pressed. In this case, the webs 21 of both seals 8,8 'always slightly deformed, but the tightness reached only to the advantage.

Wie eingangs beschrieben, sind viele der alternativ verwendbaren Kapseln geringfügig weniger hoch als die Brühkammer, in die sie eingesetzt werden und somit strömt entlang der Seitenwand immer auch ein Teil des Wassers nach unten. Damit dieses nicht durch die Kapsel fliessende Wasser austreten könnte, müsste es durch die kopfteilseitige Dichtung 8 zwischen der Kapsel und dem mit Druck anliegenden Brühkammerrand hindurch fliessen, und gelänge es soweit, so müsste es den Zentrierwulst 10 umfliessen und dann zusätzlich noch auf der Unterseite durch die umlaufende membranseitige Dichtung 8' hindurch gepresst werden, bevor es im Bereich der Membran 6 zum Maschinenausguss gelangen könnte. Dies wird im Normalfall jedoch nicht geschehen. Sollte aber aus irgendeinem Grunde die Kapsel jedoch ungenügend duchströmt oder die Durchflusswege durch die Kapsel ungenügend geöffnet sein, beispielsweise dadurch, dass die Wassereintrittsöffnungen 11 durch eine Kunststofffilmbildung bei der Herstellung teilweise oder ganz verschlossen sind, wäre insbesondere die Dichtung 8 sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Die Dichtungen und insbesondere die Dichtung 8 muss also so bemessen sein, dass im Normalbetrieb die gewünschte Dichtigkeit erreicht wird, im Störungsfall die Sicherheit der Espressomaschine aber trotzdem gewährleistet bleibt.As described above, many of the alternative capsules are slightly less high than the brewing chamber into which they are inserted, and thus, along the sidewall, a portion of the water always flows downwardly as well. In order for this water, which does not flow through the capsule, to escape, it would have to flow through the headpiece-side seal 8 between the capsule and the brewing chamber edge in contact with it, and if it were successful, it would have to flow around the centering bead 10 and then additionally on the underside the circumferential membrane-side seal 8 'pressed through be before it could get in the area of the diaphragm 6 to the machine spout. This will not happen normally. However, if for some reason the capsule is insufficiently flowed through or the flow paths through the capsule are insufficiently open, for example because the water inlet openings 11 are partially or completely closed by plastic film formation during production, then the seal 8 would be exposed to very high loads. The seals and in particular the seal 8 must therefore be dimensioned so that the desired tightness is achieved in normal operation, but in case of failure, the safety of the espresso machine but still guaranteed.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Portionspackungsachet
1'1'
Kapsel kegelstumpfförmigCapsule frustoconical
22
konische Seitenwandconical sidewall
33
Kopfteilheadboard
44
Siebplattesieve plate
55
umlaufener Flanschencircling flange
66
zerstörbare Membran als Deckeldestructible membrane as cover
77
ringförmige membranseitige Fläche des Flanschesannular membrane-side surface of the flange
88th
umlaufende Dichtung (kopfteilseitig)circumferential seal (headboard side)
8'8th'
umlaufende Dichtung (membranseitig)circumferential seal (on the membrane side)
99
ringförmige kopfteilseitige Fläche des Flanschesannular headboard-side surface of the flange
1010
Zentrierwulstcentering bead
1111
WassereintrittsöffnungWater inlet opening
1212
relativ flächiger konischer Randrelatively flat conical edge
1313
zylindrischer Rand/Wandbereichcylindrical edge / wall area
1414
konische Stützflächeconical support surface
1515
verdünnter Bereich des Randesdilute area of the edge
1616
Schweissflächewelding surface
2020
Vertiefungenwells
2121
StegeStege

Claims (8)

Unter Druck in Espressomaschinen zur Extraktion von Kaffee geeignete Portionspackung (1), die eine Substanz zur Zubreitung eines Getränkes, insbesondere aus geröstetem und gemahlenem Kaffee, enthält, bestehend aus einer kegelstumpfförmigen Kapsel (1') aus Kunststoff mit einer konischen Seitenwand (2), einen am kleinen Durchmesser angeformten Kopfteil (3) mit einer einstückig angeformten Siebplatte (4) zur einsteckfreien Zuführung einer Extraktionsflüssigkeit und einem von der konischen Seitenwand (2) abstehenden, umlaufenden Flansch (5) am weiteren Ende der konischen Seitenwand (2), wobei der Flansch (5) eine ringförmige kopfteilseitige Fläche (9) und eine gegenüberliegende ringförmige membranseitige Fläche (7) besitzt, auf die eine zerstörbare Membran (6) angeschweisst ist und dass ferner die kopfteilseitige Fläche (9) mit einer umlaufenden Dichtung (8) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass am umlaufenden Flansch (5) membranseitig eine weitere umlaufende Dichtung (8') angebracht ist.Portion pack (1) suitable under pressure in espresso machines for extracting coffee, containing a substance for the preparation of a beverage, in particular roasted and ground coffee, consisting of a frustoconical plastic capsule (1 ') with a conical side wall (2), a head part (3) formed on a small diameter with an integrally formed sieve plate (4) for insertless feeding of an extraction liquid and a peripheral flange (5) projecting from the conical side wall (2) at the further end of the conical side wall (2), wherein the Flange (5) has an annular head part side surface (9) and an opposite annular membrane-side surface (7), to which a destructible membrane (6) is welded and further that the head part side surface (9) is provided with a circumferential seal (8) , characterized in that on the circumferential flange (5) on the membrane side, a further peripheral seal (8 ') is attached. Portionspackung (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die kopfteilseitige Dichtung (8) als auch die membranseitige Dichtung (8') aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten nicht miteinander kommunizierender Vertiefungen (20) gebildet sind, die durch Stege (21) von einander getrennt sind, wobei die Vertiefungen (20) Rückhalteräume und die Stege (21) Mehrfachdichtstellen bilden.Portion pack (1) according to claim 1, characterized in that both the head part-side seal (8) and the membrane-side seal (8 ') from a plurality of juxtaposed not mutually communicating recesses (20) are formed by webs (21) are separated from each other, wherein the recesses (20) retention spaces and the webs (21) form multiple sealing points. Portionspackung (1) nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (21) und die Vertiefungen (20) der Dichtungen (8, 8') eine im Wesentlichen wabenartige Struktur bilden.Portion pack (1) according to claim 2, characterized in that the webs (21) and the recesses (20) of the seals (8, 8 ') form a substantially honeycomb-like structure. Portionspackung (1) nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (20) eine konkav-gebogene oder konkav-pyramidenstumpfartige Struktur haben.Portion pack (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the depressions (20) have a concave-curved or concave-pyramidal structure. Portionspackung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) mit einer peripheren Zentrierwulst (10) versehen ist und die umlaufende Dichtung (8) zumindest in einem Teilbereich zwischen der Zentrierwulst (10) und der Seitenwand (2) angeordnet ist.Portion pack (1) according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the flange (5) with a peripheral Zentrierwulst (10) is provided and the circumferential seal (8) at least in a partial region between the Zentrierwulst (10) and the side wall (2) is arranged. Portionspackung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) membranseitig nur im peripheren Bereich mit der umlaufenden Dichtung (8') versehen ist und der zentrumsnahe Bereich als dichtungsfreie Schweissfläche (16) dient.Portion pack (1) according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the flange (5) is provided on the membrane side only in the peripheral region with the circumferential seal (8 ') and the region near the center serves as a seal-free welding surface (16). Portionspackung (1) nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die kopfteilseitige umlaufende Dichtung (8) und die membranseitige umlaufenden Dichtung (8') in radialer Richtung in der Projektion zumindest teilweise überlappen.Portion pack (1) according to claim 6, characterized in that the head part-side circumferential seal (8) and the membrane-side circumferential seal (8 ') overlap in the radial direction in the projection at least partially. Portionspackung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege der umlaufenden membranseitigen Dichtung 8' als Energieleitmittel zur Ultraschallschweissung der zerstörbaren Membran (6) dienen.Portion pack (1) according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the webs of the circumferential membrane-side seal 8 'serve as energy-conducting means for ultrasonic welding of the destructible membrane (6).
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