EP2957524A1 - Kapsel für getränkzubereitung - Google Patents
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- EP2957524A1 EP2957524A1 EP15170220.6A EP15170220A EP2957524A1 EP 2957524 A1 EP2957524 A1 EP 2957524A1 EP 15170220 A EP15170220 A EP 15170220A EP 2957524 A1 EP2957524 A1 EP 2957524A1
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- 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
Definitions
- the present invention relates to a capsule for the preparation of a drink, in particular a hot drink such as coffee, tea or drinking chocolate according to the preamble of claim 1.
- Plastic capsules have the problem that, due to the different material properties of aluminum and plastic, they can not easily be pierced with the mandrel elements of the aforementioned preparation devices suitable for aluminum capsules.
- a capsule for coffee preparation which has a frusto-conical wall with a bottom portion.
- the bottom section is provided with a recessed structure with locally reduced material thickness, that is with flat material weakenings, which makes it possible to penetrate the mandrel elements.
- this capsule has the disadvantage that the material is weakened in the range of lower material thickness. This weakening is unfavorable both structurally and with respect to the effect as an oxygen barrier. Moreover, these depressions are disadvantageous because objects can get caught on the edges. In addition, see these structures optically not good and there is a risk that the mandrel elements outside of the weakened areas on the capsule push, so this does not rise.
- a capsule for preparing a beverage which comprises a wall with a lateral wall section circulating about an axis and a bottom section which intersects this axis in the proximal region of the capsule.
- the lateral wall portion and the bottom portion define a chamber.
- the wall has a weakening pattern with at least one tear line and comprises at least a first section and at least one second section adjoining the first section, the tear-open line running at least in sections between this first section and the second section.
- This reinforcing structure is in this case designed such that a movement of the wall in the region of the weakening pattern against the chamber causes the first section to sink less strongly against the chamber than the second section due to the selective support by the reinforcing structure.
- the first section is therefore more strongly supported than the second. This leads to a relative movement between the first and second sections, whereupon the wall at least in sections breaks up along the tear line for the purpose of introducing fluid.
- the proximal side is the side of the fluid supply from the preparation device, the distal side that of the beverage discharge.
- the axial direction, the L direction runs along the axis of symmetry of the wall, from the proximal side to the distal side.
- the lateral or radial direction runs perpendicular to the axial direction.
- the term “line of weakness” is meant a line weakening in an (inner and / or outer) surface of the wall, such as a slot, notch or notch, which is substantially perpendicular to the supporting one Surface is introduced, meant.
- the weakening line can therefore be mounted on an outside and / or on an inner side of the wall facing the chamber.
- the weakening line can be chamfered laterally to allow or improve a predefined kinking movement.
- the weakening lines are therefore essentially linear objects which only minimally impair the function of an oxygen barrier and guide a movement pattern of the wall when pressurized, so that predetermined areas of the wall open for the purpose of introducing fluid.
- the weakening pattern at least or sufficiently weakens the capsule such that said pressure from outside a pressure typically exerted by a preparation device is sufficient to cause the capsule to open.
- the "tear line” is a line of weakness in the above sense, with the wall breaking up along the tear line in the above described movement.
- the tear line is so greatly weakened that it breaks up when used as intended.
- the weakening pattern thus allows the material to be prepared, before the movement of the wall in the above sense, i. Pressurization of the wall for the purpose of opening can not escape from the filled, closed capsule and at the same time ensures that the capsule reliably opens as intended.
- the basic idea of the invention is that, by means of a suitable weakening pattern on the wall of the capsule (inside and / or outside, laterally and / or at the proximal bottom section), the capsule can already be pressed onto the capsule by pressure from outside or by movement of the wall region of the weakening pattern against the chamber is open. In this case, this pressure can only move the region of the weakening pattern against the chamber and does not have to act at a certain point, whereby a proper opening of the wall can be made more reliable with the preparation device.
- the weakening pattern comprises at least one or more preferably line-shaped predetermined breaking points (tear lines) and preferably also Predetermined bending lines (weakening lines).
- the predetermined bending lines advantageously guide the deformation or buckling of the wall in the region of the weakening pattern.
- the pressure from the outside which thus presses the wall of the capsule against the chamber, in this case can be generated mechanically, hydrostatically or in another way.
- the preparation device may have a projection for pressing or piercing the capsule. However, such a projection does not have to exist.
- the term "protrusion” is to be understood as meaning truncated or sharp-pointed mandrel elements. Thus, no sharp points are necessary for the present invention, since the sections of the wall which are acted upon by said pressure can, but do not have to be, perforated in the region of the weakening pattern; they can also be touched from the outside, pushed and / or pressurized from the outside. A hydrostatic pressure build-up would be conceivable.
- the capsule thus has the advantage that, for example, preparation devices with blunt or sharp tips or tips designed for metal capsules are able to reliably open the capsule. It is thus possible to use materials for the capsules according to the invention which, because of their nature, for example their strength, can not be pierced by projections of preparation machines oriented on aluminum capsule, since even the direct or indirect pressure of the projections on the weakening pattern is sufficient for opening and the capsule material does not have to be pierced.
- the weakening pattern can be provided on the capsule wall such that at least a first portion of the affected capsule portion of the reinforcing structure, an additional structural element, preferably a rib or a bead against this pressure or movement is supported from the outside against the chamber, while another second portion of the capsule wall, which is separated from the first portion via at least one tear line of the weakening pattern is not or less supported, so that the pressure from the outside can move the second portion more than the first Section.
- a direction of the notch or slots may be directed perpendicular to the respective surface portion of the wall. It is also possible to provide this direction inclined to the surface normal of the wall. In the latter case, the inner surface of the sections is then preferably smaller than its outer surface, so that the slot or Kerbides, seen from the outside inward, tapers to a center of the chamber.
- the notch or the slot can be chamfered, that is bevelled laterally, in order to facilitate or guide the buckling or fracture movement of the section of the wall affected by the weakening pattern.
- the chamber of the capsule is in particular a bulk material chamber for coffee powder, tea or tea powder, chocolate or milk powder or similar good.
- Liquids such as gels or viscous liquids are also usable.
- the capsule according to the invention improves the process of opening for fluid introduction, in particular if the opening is made by a preparation device with projections.
- the reinforcing structure is preferably designed as a rib or bead extending at least in sections substantially in the direction of the axis L on the wall.
- a reinforcing structure which is designed as a festmastress on the lateral wall portion rib.
- the rib can protrude 1 to 3 millimeters over the wall and be 5 to 20 millimeters long. This design is simple and easy to manufacture by injection molding, so the rib or bead can be formed directly in one piece with the wall (either inside or outside).
- the tear line preferably runs at least in sections between the first and the second section, so that the wall ruptures along this line due to the said relative movement.
- the tear line runs at least partially in the proximal bottom section, in particular the tear line runs essentially radially relative to the axis in the proximal bottom section.
- at least one radially extending slot can be used as an opening for the fluid entry per weakening line.
- the at least one reinforcing structure more strongly supports the first portion against the external pressure effect of supporting the second portion.
- the reinforcing structure is formed as at least partially extending in the axial direction of the capsule rib and engages supporting the first section.
- the weakening pattern may be at least one more first weakening line which is substantially transverse to the tear line, wherein the tear line and the first line of weakness contact or intersect kinkingly.
- the first weakening line can act as a predetermined bending line and facilitate buckling of the wall region of the weakening pattern when pressure is applied from the outside.
- buckling effect is to be understood in this case as meaning that, when the capsule is pressurized as intended, which leads to the buckling movement of the wall along the tear line, this pressurization also leads to a bending movement along the first weakening line.
- the first weakening line (s) may extend in sections along a closed first path, in particular a circular path around a midpoint of the proximal bottom section, and bound the bottom section radially outward with respect to the axis L.
- the weakening pattern may advantageously comprise at least one second weakening line which is substantially parallel to the first weakening line and provides a second, inner crease line.
- the tear line and the second weakening line also touch or intersect kinkingly.
- the second weakening line thus leads as a predetermined bending line the bending movement of the bottom section. This can be pressed onto the plane lying within the second line of weakness against the axis L surface to open the capsule.
- the first line of weakness and, if present, the second line of weakness around a center of the proximal bottom portion define concentric, preferably substantially circular, tracks which may be interrupted in places.
- the bending movement is limited and guided by a pressurization from the proximal direction substantially to the bottom portion.
- a proximal end section of the reinforcing structure is fastened or engages on an end section of the first section of the bottom section that is preferably radial with respect to the axis L.
- the reinforcing structure is preferably shaped so that the first portion is supported at the radially outer end portion and yields less when pressurized from outside than second portions of the wall which are not supported by the reinforcing structure.
- the first sections may extend from the first weakening line to the possibly existing second weakening line or in the absence of the second weakening line all the way to the axis L.
- proximal bottom portion is curved convexly outwards, wherein the reinforcing structure protrudes with the proximal end portion proximally to or above this first line of weakness against the proximal bottom portion and is preferably connected there to the proximal bottom portion.
- the particular rib-shaped reinforcing structure is secured in the chamber.
- the outer shape of the capsule is not changed by these elements and it fits into conventional capsule cages.
- a capsule with a plurality of tear lines and / or with a plurality of reinforcing structures, in particular extending in the L direction reinforcing ribs.
- These ribs may be circumferentially distributed regularly spaced and each a first portion, which is associated with a tear line, respectively.
- plurality may mean two, three, four, five, six, seven, eight, ten, or more.
- the weakening pattern may be formed on the proximal bottom portion such that the first portions preferably form substantially radially with respect to the axis L extending and spaced apart strips or ring sections or segments.
- the second sections may be circumferentially interposed between these first sections and preferably of strip or ring section or circular segment shape.
- the first and second sections may form a ring or circle segmented by the tear lines.
- the first lines of weakness may radially outwardly bound the ring or circle with respect to the axis L.
- the second lines of weakness may limit the ring radially inward.
- the tear lines act as substantially radially directed predetermined breaking lines; the first and second weakening lines act as predetermined bending lines which direct the bending movement of the bottom section to pressure from the outside.
- the first portions are thinner in the circumferential direction than the second portions, preferably 3 to 12 times thinner.
- This has the advantage that when pressure is applied with projections, the probability of hitting a first section directly is minimized.
- the first sections are formed as strips that are substantially as wide as the ribs are thick along the circumference (eg, 1 to 2 millimeters). As a result, the strip is attached over its entire width on the proximal end of the rib and supported against the pressure from the outside.
- the wall together with the reinforcing structure is produced in one piece and / or of a substantially frusto-conical shape.
- the outer shape of the cup-shaped capsule is dictated by the shape of the capsule cage of the preparation device used.
- the bottom section can be straight, curved inwards or outwards. If the capsule itself is not sufficiently oxygen-tight, the capsule can be packed in an oxygen-tight envelope or foil, for example a bag.
- the capsule may preferably be made of injectable materials such as polypropylene, polyethylene, PLA or other injection moldable, sinterable and / or moldable materials having similar properties.
- injectable materials such as polypropylene, polyethylene, PLA or other injection moldable, sinterable and / or moldable materials having similar properties.
- a preferred material thickness is about 0.4 to 1 millimeter. This allows a cost-effective production of the capsule.
- the bottom portion has a height in the L direction of about 1 to 3 millimeters, in particular about 2 millimeters and a maximum outside diameter of about 17 to 25 millimeters, in particular about 21 millimeters.
- the first conical section has a height in the L direction of about 4 to 6 millimeters, in particular about 5 millimeters and a maximum outside diameter of about 28 to 26 millimeters, in particular about 22 millimeters.
- the second conical section 15 has a height in the L direction of 10 to 20 millimeters, in particular about 15 millimeters and a maximum outside diameter of about 15 to 20 millimeters, in particular about 17 millimeters.
- the third conical section 16 has a height in the L direction of about 4 to 6 millimeters, in particular about 5 millimeters and a maximum outside diameter of about 29 to 33 millimeters, in particular about 31 millimeters.
- An overall height of the capsule in the L direction is 27 to 31 millimeters, in particular about 29 millimeters.
- the capsule has a distal outlet opening.
- This distal outlet opening may be surrounded by a flange-like edge.
- the closed distal exit opening with a distal protective film, wherein the protective film is preferably attached to this edge.
- This distal (as well as a possibly provided proximal, provided in the capsule interior over the weakening pattern) protective film is the aroma protection; it is preferably correspondingly oxygen-tight.
- the protective film may in particular be made of metal, preferably aluminum or plastic or another material, in particular of a multilayer and oxygen-tight film, or may comprise such materials. It is preferably pierced for fluid discharge.
- proximal protective film for improved aroma protection on the inside or outside of the weakening pattern so that the weakening pattern is covered towards the chamber.
- the present invention also relates to a capsule system comprising a preparation device or extraction device and a capsule as described herein for preparing a beverage.
- the preparation device has a first number of projections and the proximal bottom portion of the capsule has a second number of first portions, wherein the first number of projections is not equal to the second number of first portions.
- the weakening pattern comprises two, three, four, five, six, seven, eight or more first sections each having an associated second section.
- the preparation device comprises a plurality of protrusions extending along a second imaginary path for piercing the proximal bottom portion, the first and second trajectories being concentric or intersecting such that, when used as intended, the above-described capsule in the preparation device the predetermined pressure is applied to the weakening pattern of the capsule.
- the first path extends substantially circularly around the center of the proximal bottom portion as the center.
- the preparation device comprises a first number of projections and the wall of the capsule a second number of first portions, wherein the first number of projections is not equal to, preferably smaller, in particular exactly one smaller than the second number of first portions.
- FIG. 1 shows in a perspective view obliquely from above a first embodiment of the inventive capsule 1.
- the capsule 1 comprises a wall 10 with a capsule 1 proximal limiting proximal bottom portion 100, a truncated cone, the capsule 1 laterally delimiting wall portion 12 with a rim 2 which projects outwards in a flange-like manner, delimiting the capsule 1 distally, which has a distal outlet opening 4 of the capsule 1 (see FIG. Fig. 3 ) surrounds.
- the lateral wall portion 12 surrounds the axis L of the capsule 1.
- the bottom portion 100 is transverse to the axis L and is curved in the proximal direction.
- the outlet opening 4 is closed with a distal, preferably made of aluminum or plastic or another material, in particular a multi-layered and oxygen-tight protective film 6 (s. Fig. 9 ). With 7 symbolically an aroma protective cover is indicated.
- a distal preferably made of aluminum or plastic or another material, in particular a multi-layered and oxygen-tight protective film 6 (s. Fig. 9 ).
- an aroma protective cover is indicated.
- FIG. 2 is the capsule 1 after Fig. 1 in a plan view from the top on the proximal bottom portion 100 shown.
- the wall 10 is manufactured in one piece by an injection molding process and consists of materials suitable for injection molding, in particular of a polymer such as polypropylene, polyethylene, polylactides or other sinterable and / or mouldable materials with similar properties.
- a preferred material thickness of the wall is at least in the region of the planar structures about 0.4 to 1 millimeter.
- FIG. 3 shows in longitudinal cross-section through the capsule 1, the lateral wall portion 12, which extends around an axis L.
- the lateral wall section 12 has a first conical section 13 which adjoins the proximal bottom section 100 that is curved outwards.
- the first conical section 13 is adjoined in the distal direction L (ie towards the opening 4) by a step section 14 which enlarges the diameter of the capsule 1 and to which the second conical section 15 adjoins.
- the third conical section 16 adjoins the second section 15 distally, wherein the edge 2 is located at the distal end of the third section 16.
- the bottom portion 100 has a height of the curvature in the L direction of about 1 to 3 millimeters, in particular about 2 millimeters and a maximum outside diameter of about 15 to 20 millimeters, in particular about 17 millimeters.
- the first conical section 13 has a height in the L direction of about 4 to 6 millimeters, in particular about 5 millimeters and a maximum outside diameter of about 20 to 24 millimeters, in particular about 22 millimeters.
- the second conical section 15 has a height in the L direction of 10 to 20 millimeters, in particular about 15 millimeters and a maximum outside diameter of about 15 to 20 millimeters, in particular about 17 millimeters.
- the third conical section 16 has a height in the L direction of about 4 to 6 millimeters, in particular about 5 millimeters and a maximum outside diameter of about 29 to 33 millimeters, in particular about 31 millimeters.
- An overall height of Capsule 1 in the L direction is 27 to 31 millimeters, in particular about 29 millimeters.
- the frusto-conical capsule 1 forms a chamber 3 delimited by the wall 10 and substantially conically enlarged in the distal direction.
- This chamber 3 is suitable for bulk material such as coffee powder, tea powder, milk powder, chocolate powder or other types of powder or beverage ingredients and for example to absorb viscous liquids or gels.
- a weakening pattern 11 applied to the bottom portion 100 includes tear lines 111-118, first weakening lines 121-124, and second weakening lines 125-128 (see FIG. Figures 1 and 2 ).
- the bottom portion 100 is bounded radially outward with respect to L by a number of four first weakening lines 121-124 revolving around a center 120 of the bottom portion 100 substantially in a quarter circle. These first lines of weakness 121-124 define a first circle. Between two adjacent first weakening lines 121-124, a first distance for the connection of strips 101-104 forming the first sections with the lateral wall section 12 is circumferentially left in each case. Lateral or radially outside this first circle is the first conical section 13, within the proximal bottom portion 100; the wall 10 drops radially outside this first circle in the distal direction more than at this first circle. The transition region between the bottom portion 100 and the first conical portion 13 is rounded.
- substantially quarter-circular lines of weakness 125-128 extend along a second circle concentrically within the first circle about the center 120.
- the diameter of the second circle is about 5 millimeters to 7 millimeters, more preferably about 6 millimeters.
- the diameter of the first circle is about 3 to 4 times the diameter of the second circle.
- the four third distances between second weakening lines 125-128 and the four approximately equal second distances between first weakening lines 121-124 are 1 to 2 millimeters and are distributed in each case arranged the first and second circle, that each second distance, a first distance is assigned, wherein these two distances are on a radius of the first circle.
- the strips 101-104 extend substantially radially between in each case one of the first and one of the second distances.
- the tear lines 111-118 extend substantially radially from ends of the first weakening lines 121-124 to ends of the second weakening lines 125-128 and define the tabs 101-104.
- the tear lines 111-118 are thus arranged in four pairs 111-112, 113-114, 115-116, 117-118, wherein the four strip-shaped first portions 101-104 and four annular portion-shaped second portions 106-109 are formed.
- the width of the first sections 101-104 is the same as the first or second distance.
- the second portions 106-109 are disposed between the first portions 101-104 so that the first and second portions 106-109 together form the ring between the first and second circles.
- the strips 101-104 are about 1 to 2 millimeters wide and 4 to 5 millimeters long.
- the strips 101-104 are arranged so that a middle straight passes through the center 120 between the respective pair of weakening lines 111-112, 113-114, 115-116, 117-118.
- the strips 101-104 are circumferentially arranged regularly spaced from each other.
- first weakening lines 121-124 nor the second weakening lines 125-128 delimit the tabs 101-104 in the radial direction.
- the strips 101-104 thus connect the lateral wall section 12 with a circular surface 129 defined by the second weakening lines 121-128 about the center 120, the strips 101-104, the wall section 12 and the circular surface 129 being formed without interruption by weakening lines, ie contiguously are.
- the weakening pattern 11 thus defines four ring segments 106-109 delimited by the weakening lines, which are formed between the first and the second circle around the center 120.
- the first and second weakening lines 121-128 are peripherally spaced in pairs over the strip width between the ring segments 106-109.
- Radial outer end portions 1010, 1020, 1030, 1040 of the strips 101-104 are respectively connected to one of four reinforcing ribs 131-134 (see FIG. Figures 3 . 6 ).
- the reinforcing ribs 131-134 are attached to the inside of the lateral wall 12 and extend in the L direction over approximately half the capsule height in the L direction.
- the reinforcing ribs 131-134 are each formed to be proximal in the L direction extend to or over the first lines of weakness 121-124 and the first circle, respectively. Preferably, they protrude with proximal end portions 1310, 1320, 1330, 1340 in the radial direction beyond the first circle against the axis L.
- the proximal end portions 1310, 1320, 1330, 1340 are connected to the radially outer end portions 1010, 1020, 1030, 1040 of the strips 101-104 or integrally formed.
- the convexly outwardly arched proximal bottom portion 100 is out of this convex position Fig. 3 can be brought into a concave position, ie pressed against the chamber 3, so that the bottom portion 100 buckles along the first lines of weakness 121-124 and bulges concavely against the center of the capsule.
- the reinforcing ribs 131-134 are now formed and connected to the bottom portion 100 such that the first portions 101-104, due to the support of the reinforcing ribs 131-134, only partially participate in the buckling movement of the bottom portion 100 upon displacement from the convex sheet to the concave sheet. while the second sections 106-109 sink completely.
- the strips 101-104 are supported across their width by the equally wide ribs 131-134. This results in a relative movement between the first sections 101-104 and second sections 106-109, whereupon the first sections 101-104 and second sections 106-109 separate radially inwardly along the tear lines 111-118; This results in a slot 14, which is suitable for fluid entry into the capsule 1.
- the proximal bottom portion 100 buckles along the first lines of weakness 121-124 and ruptures along the tear lines 111-118, since only the first portions 101-104 and not the second portions 106-109 are supported by the reinforcing ribs 131-134.
- the bottom portion 100 merges from a convexly outwardly arched shape into a concave shape inwardly toward the chamber 3.
- the proximal end portions 1310, 1320, 1330, 1340 of the reinforcing structures 131-134 only prevent the tabs 101-104 from being depressed but not supporting the second portions 106-108, the second portions 106-108 are moving relative to the strips 101-104, whereupon the bottom section 100 ruptures along the tear line 111-118.
- the strips 101-104 are torn from the bottom portion 100.
- the resulting openings are the fluid entry for the purpose of producing the Drink used in the capsule 1.
- the capsule 1 is easy to open by pressure on the bottom portion 100.
- the bottom portion 100 does not have to be pierced.
- the lines of weakness 111-118, 121-128 are mounted on the inner surface of the proximal bottom portion 100 and chamfered, which improves the buckling movement along the first and second weakening lines 121-128 when pressurized from outside the capsule 1 and also a tearing of the bottom portion 100 along the tear lines 111-118 improved.
- FIG. 4 shows in a perspective view from the side another embodiment of the weakening pattern 11, which differs from the aforementioned in that the second weakening lines are omitted.
- FIG. 5 shows the capsule 1 after Fig. 4 in a plan view of the proximal bottom portion 100 from the outside, FIG. 6 a view into the chamber 3 of this capsule 1 and the bottom portion 100 and FIG. 7 a perspective view from below into the chamber 3 of the capsule. 1
- the attenuation pattern 11 after Figures 4-7 also has strips 101-104 which extend radially outward with respect to the L-axis.
- the proximal bottom portion 100 in the concave position the reinforcing ribs 131-134 support with end portions of the strips 101-104, the latter are then correspondingly only partially buckled.
- the radially outer end portions of the strips 101-104 protrude from the ribs 131-134 over the concave surface of the bottom portion 100 in the proximal direction so that slots 14 are open as openings in the proximal bottom portion 100 for fluid entry.
- FIG. 8 shows in an enlarged longitudinal section FIG. 5 the proximal bottom portion 100 concave with open slots 14. In Fig. 8 it can be seen how the ribs 131-134 are attached to the strips 101-104.
- FIG. 9 shows a section of the preparation device 5 with the capsule cage 50, in which the capsule 1 is inserted with a distal aroma protection film 6 for extraction.
- the preparation device 5 has a closing element 53, which closes capsule cage 50 shaped in a manner complementary to the capsule 1.
- the closing element 53 has distally emerging channels 54, through which the prepared, after fluid entry from the capsule 1 flowing beverage can escape to the outside.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatus For Making Beverages (AREA)
- Packages (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kapsel für die Zubereitung eines Getränks, insbesondere eines Heissgetränks wie Kaffee, Tee oder Trinkschokolade nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus dem Stand der Technik sind kegelstumpfförmige Aluminiumkapseln zur Kaffeezubereitung mit Zubereitungsvorrichtungen bekannt. Diese Aluminiumkapseln werden in die Zubereitungsvorrichtung eingelegt und dann mittels von Dornelementen zum Fluideintrag aufgestochen.
- Bei Kapseln aus Kunststoff besteht das Problem, dass diese aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften von Aluminium und Kunststoff nicht ohne Weiteres mit den Dornelementen der erwähnten, für Aluminiumkapseln geeigneten Zubereitungsvorrichtungen aufgestochen werden können.
- Aus der
EP 2 287 090 ist eine Lösung für dieses Problem bekannt geworden. Es wird dort eine Kapsel für die Kaffeezubereitung offenbart, welche eine kegelstumpfförmige Wandung mit einem Bodenabschnitt aufweist. Der Bodenabschnitt ist mit einer vertieften Struktur mit lokal verringerter Materialstärke, also mit flächigen Materialschwächungen, versehen, welche das Eindringen der Dornelemente ermöglicht. - Diese Kapsel hat jedoch den Nachteil, dass das Material im Bereich der geringeren Materialstärke geschwächt ist. Diese Schwächung ist sowohl strukturell als auch hinsichtlich der Wirkung als Sauerstoffbarriere ungünstig. Überdies sind diese Vertiefungen nachteilig, da sich Objekte an den Kanten verhaken können. Zudem sehen diese Strukturen optisch nicht gut aus und es besteht die Gefahr, dass die Dornelemente ausserhalb der geschwächten Bereiche auf die Kapsel stossen, womit diese nicht aufgeht.
- Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kapsel für die Zubereitung eines Getränks, insbesondere eines Heissgetränks wie Kaffee, Tee oder Trinkschokolade anzugeben, welche zuverlässiger zwecks Fluideintrags zu öffnen ist.
- Diese Aufgabe wird durch eine Kapsel mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
- Demgemäss wird eine Kapsel zur Zubereitung eines Getränks angegeben, welche eine Wandung mit einem um eine Achse umlaufenden lateralen Wandabschnitt und einem diese Achse schneidenden Bodenabschnitt im proximalen Bereich der Kapsel umfasst. Der laterale Wandabschnitt und der Bodenabschnitt begrenzen eine Kammer. Die Wandung weist ein Schwächungsmuster mit mindestens einer Aufreisslinie auf und umfasst mindestens einen ersten Abschnitt und mindestens einen an den ersten Abschnitt angrenzenden zweiten Abschnitt, wobei die Aufreisslinie zumindest abschnittsweise zwischen diesem ersten Abschnitt und zweiten Abschnitt verläuft. Die Kapsel löst die oben genannte Aufgabe dadurch, dass sie eine den ersten Abschnitt stützende Verstärkungsstruktur aufweist. Diese Verstärkungsstruktur ist hierbei derart ausgebildet, dass eine Bewegung der Wandung im Bereich des Schwächungsmusters gegen die Kammer den ersten Abschnitt aufgrund der selektiven Stützung durch die Verstärkungsstruktur weniger stark gegen die Kammer einsinken lässt als den zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt wird also stärker gestützt als der zweite. Dies führt zu einer Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt, worauf die Wandung zumindest abschnittsweise entlang der Aufreisslinie zwecks Fluideintrag aufreisst.
- Die proximale Seite ist die Seite der Fluidzuführung aus der Zubereitungsvorrichtung, die distale Seite jene der Getränkeabführung. Die Axialrichtung, die L-Richtung, läuft entlang der Symmetrieachse der Wandung, von der proximalen Seite zur distalen Seite. Die laterale bzw. radiale Richtung läuft senkrecht zur Axialrichtung.
- Unter dem Ausdruck "Schwächungslinie" ist eine linienförmige Schwächung in einer (inneren und/oder äusseren) Oberfläche der Wandung wie etwa ein Schlitz, ein Einschnitt oder eine Einkerbung, der bzw. die im Wesentlichen senkrecht zur tragenden Oberfläche eingebracht ist, gemeint. Die Schwächungslinie kann hierbei also auf einer Aussenseite und/oder auf einer zur Kammer hingewendeten Innenseite der Wandung angebracht sein. Die Schwächungslinie kann seitlich angefast sein, um eine vordefinierte Knickbewegung zu ermöglichen bzw. zu verbessern. Die Schwächungslinien sind also im Wesentlichen linienförmige Objekte, welche eine Sauerstoffbarriere in ihrer Funktion lediglich minimal beeinträchtigen und ein Bewegungsmuster der Wandung bei Druckbeaufschlagung vorbestimmt leiten, sodass sich vorbestimmte Bereiche der Wandung zwecks Fluideintrag öffnen. Vorzugsweise schwächt das Schwächungsmuster die Kapsel mindestens oder genau so stark, dass der erwähnte Druck von aussen einem von einer Zubereitungsvorrichtung typischerweise ausgeübten Druck ausreicht, damit sich die Kapsel öffnet.
- Die "Aufreisslinie" ist eine Schwächungslinie im obigen Sinne, wobei die Wandung bei der oben beschriebenen Bewegung entlang dieser Aufreisslinie aufreisst. Die Aufreisslinie ist also derart stark geschwächt, dass sie bei der bestimmungsgemässen Benutzung aufreisst.
- Das Schwächungsmuster erlaubt also, dass das Zubereitungsgut vor der Bewegung der Wandung im obigen Sinne, d.h. Druckbeaufschlagung der Wandung zwecks Öffnung nicht aus der befüllten, geschlossenen Kapsel dringen kann und stellt gleichzeitig sicher, dass sich die Kapsel zuverlässig bestimmungsgemäss öffnet.
- Der Grundgedanke der Erfindung ist, dass durch ein geeignetes Schwächungsmuster auf der Wandung der Kapsel (innen und/oder aussen, lateral und/oder am proximalen Bodenabschnitt) die Kapsel allein schon durch Druck von aussen auf die Kapsel bzw. durch Bewegung des Wandungsbereichs des Schwächungsmusters gegen die Kammer aufmachbar ist. Hierbei kann dieser Druck lediglich den Bereich des Schwächungsmusters gegen die Kammer bewegen und muss nicht an einem bestimmten Punkt angreifen, womit eine bestimmungsgemässe Öffnung der Wandung mit der Zubereitungsvorrichtung zuverlässiger vorgenommen werden kann.
- Dies wird dadurch erreicht, dass sich die Wandung nach den mechanischen Vorgaben des Schwächungsmusters und der Verstärkungsstruktur verformt und dabei Schlitze oder Öffnungen entstehen, welche den Fluideintrag zur Zubereitung des Getränks ermöglichen. Der Fluidaustrag wird herkömmlich sichergestellt.
- Das Schwächungsmuster umfasst hierzu mindestens eine oder mehrere vorzugsweise linienförmigen Sollbruchstellen (Aufreisslinien) und vorzugsweise auch Sollknicklinien (Schwächungslinien). Die Sollknicklinien leiten die Verformung bzw. Einknickung der Wandung im Bereich des Schwächungsmusters vorteilhaft.
- Der Druck von aussen, welcher also die Wandung der Kapsel gegen die Kammer drückt, kann hierbei mechanisch, hydrostatisch oder auf andere Art erzeugt sein. Die Zubereitungsvorrichtung kann einen Vorsprung zum Eindrücken oder Einstechen der Kapsel aufweisen. Ein solcher Vorsprung muss jedoch nicht vorhanden sein. Unter dem Ausdruck "Vorsprung" sind Dornelemente mit stumpfen wie auch solche mit scharfen Spitzen zu verstehen. Für die vorliegenden Erfindung sind also keine scharfen Spitzen notwendig, da die mit dem besagten Druck beaufschlagten Abschnitte der Wandung im Bereich des Schwächungsmusters zwar perforiert werden können, jedoch nicht müssen; sie können auch lediglich von aussen berührt, gestossen und/oder mit Druck von aussen beaufschlagt werden. Auch ein hydrostatischer Druckaufbau wäre denkbar.
- Die Kapsel hat damit den Vorteil, dass bspw. Zubereitungsvorrichtungen mit stumpfen oder scharfen Spitzen oder für Metallkapseln ausgelegten Spitzen in der Lage sind, die Kapsel zuverlässig zu öffnen. Es können so Materialien für die erfindungsgemässen Kapseln eingesetzt werden, welche aufgrund ihrer Beschaffenheit, bspw. ihrer Festigkeit, nicht durch Vorsprünge von auf Aluminiumkapsel ausgerichteten Zubereitungsmaschinen durchstechbar sind, da bereits der direkte oder indirekte Druck der Vorsprünge auf das Schwächungsmuster zur Öffnung ausreicht und das Kapselmaterial nicht durchstochen werden muss.
- Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass das Schwächungsmuster so auf der Kapselwandung vorgesehen sein kann, dass mindestens ein erster Abschnitt des betroffenen Kapselabschnitts von der Verstärkungsstruktur, einem zusätzlichen baulichen Element, vorzugsweise einer Rippe oder einer Sicke, gegen diesen Druck bzw. diese Bewegung von aussen gegen die Kammer abgestützt wird, während ein anderer zweiter Abschnitt der Kapselwandung, welcher vom ersten Abschnitt über mindestens eine Aufreisslinie des Schwächungsmusters getrennt ist, nicht oder weniger abgestützt ist, so dass der Druck von aussen den zweiten Abschnitt stärker bewegen kann als den ersten Abschnitt. Daher führt der Druck von aussen bzw. die Bewegung der Wandung im Bereich des Schwächungsmusters gegen die Kammer zu einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt, worauf die Wandung entlang der zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt angeordneten Aufreisslinie bricht und eine Öffnung bzw. ein Schlitz zum Fluideintrag in die Kapselkammer bildet.
- Eine Richtung der Einkerbung oder der Schlitze kann senkrecht zum jeweiligen Oberflächenabschnitt der Wandung gerichtet sein. Es ist auch möglich, diese Richtung geneigt zur Flächennormalen der Wandung vorzusehen. Im letzteren Fall ist dann die Innenfläche der Abschnitte vorzugsweise kleiner als deren Aussenfläche, sodass die Schlitz- oder Kerbrichtung, von aussen nach innen gesehen, auf einen Kammermittelpunkt zuläuft. Alternativ oder zusätzlich kann die Einkerbung bzw. der Schlitz angefast sein, also seitlich angeschrägt sein, um die Einknick- bzw. Bruchbewegung des vom Schwächungsmuster betroffenen Abschnitts der Wandung zu erleichtern bzw. zu führen.
- Die Kammer der Kapsel ist insbesondere eine Schüttgutkammer für Kaffeepulver, Tee oder Teepulver, Schokoladen- oder Milchpulver oder ähnliches Gut. Flüssigkeiten wie Gels oder dickflüssige Flüssigkeiten sind auch verwendbar.
- Grundsätzlich verbessert die erfindungsgemässe Kapsel den Vorgang der Öffnung zum Fluideintrag, insbesondere wenn die Öffnung durch eine Zubereitungsvorrichtung mit Vorsprüngen vorgenommen wird.
- Vorzugsweise ist die Verstärkungsstruktur als zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Richtung der Achse L auf der Wandung verlaufende Rippe oder Sicke ausgebildet. Besonders bevorzugt ist eine Verstärkungsstruktur, welche als am lateralen Wandabschnitt festgemachte Rippe ausgebildet ist. Die Rippe kann 1 bis 3 Millimeter über die Wandung abragen und 5 bis 20 Millimeter lang sein. Diese Ausgestaltung ist einfach und durch Spritzguss gut herstellbar, so kann die Rippe oder Sicke direkt in einstückig mit der Wandung (entweder innen oder aussen) geformt werden.
- Die Aufreisslinie verläuft vorzugsweise zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt, sodass die Wandung auf Grund der genannten Relativbewegung entlang dieser Linie aufreisst.
- Vorzugsweise verläuft die Aufreisslinie zumindest teilweise im proximalen Bodenabschnitt, insbesondere verläuft die Aufreisslinie im Wesentlichen radial bezüglich der Achse im proximalen Bodenabschnitt. Dadurch wird pro Schwächungslinie mindestens ein radial verlaufender Schlitz als Öffnung für den Fluideintrag nutzbar.
- Die mindestens eine Verstärkungsstruktur stützt den ersten Abschnitt stärker gegen die Wirkung des Druckes von aussen als es den zweiten Abschnitt stützt. Vorzugsweise ist die Verstärkungsstruktur als zumindest abschnittsweise in axialer Richtung der Kapsel verlaufende Rippe ausbildet und greift stützend auf den ersten Abschnitt.
- Das Schwächungsmuster kann mindestens eine weitere erste Schwächungslinie umfassen, welche im Wesentlichen quer zur Aufreisslinie verläuft, wobei sich die Aufreisslinie und die erste Schwächungslinie knickwirksam berühren oder schneiden. Die erste Schwächungslinie kann als Sollknicklinie wirken und ein Einknicken des Wandungsbereichs des Schwächungsmusters bei Druckbeaufschlagung von aussen erleichtern bzw. leiten.
- Der Ausdruck "knickwirksam" ist hierbei so zu verstehen, dass bei bestimmungsgemässer Druckbeaufschlagung der Kapsel, welche zur Knickbewegung der Wandung entlang der Aufreisslinie führt, diese Druckbeaufschlagung auch zu einer Knickbewegung entlang der ersten Schwächungslinie führt.
- Die erste(n) Schwächungslinie(n) können abschnittsweise entlang einer geschlossenen ersten Bahn, insbesondere einer Kreisbahn um einen Mittelpunkt des proximalen Bodenabschnitts verlaufen und den Bodenabschnitt radial bezüglich der Achse L nach aussen begrenzen. Dadurch wird die Knickbewegung bei Druckbeaufschlagung oder Bewegung der Wandung im Bereich des Bodenabschnitts auf den proximalen Bodenabschnitt in radialer Richtung begrenzt, da der proximale Bodenabschnitt entlang dieser ersten Bahn einknickt, was die Knickbewegung kontrollierbarer macht.
- Das Schwächungsmuster kann vorteilhafterweise mindestens eine zweite Schwächungslinie umfassen, welche im Wesentlichen parallel zur ersten Schwächungslinie verläuft und eine zweite, innere Knicklinie bereitstellt. Hierbei wird bevorzugt, wenn sich die Aufreisslinie und die zweite Schwächungslinie auch knickwirksam berühren oder schneiden. Auch die zweite Schwächungslinie führt also als Sollknicklinie die Knickbewegung des Bodenabschnitts. Damit kann auf die durch die innerhalb der zweiten Schwächungslinie gegen die Achse L liegende Fläche gedrückt werden, um die Kapsel zu öffnen.
- Vorzugsweise definieren die erste Schwächungslinie und, falls vorhanden, die zweite Schwächungslinie um ein Zentrum des proximalen Bodenabschnitts umlaufende, konzentrische, vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmige Bahnen, welche stellenweise unterbrochen sein können. Damit wird die Knickbewegung durch eine Druckbeaufschlagung aus proximaler Richtung im Wesentlichen auf den Bodenabschnitt eingegrenzt und geführt.
- Besonders bevorzugt wird, wenn ein proximaler Endabschnitt der Verstärkungsstruktur an einem vorzugsweise radial bezüglich der Achse L äusseren Endabschnitt des ersten Abschnitts des Bodenabschnitts festgemacht ist bzw. dort angreift. Hierbei ist die Verstärkungsstruktur vorzugsweise so geformt, dass der erste Abschnitt am radial äusseren Endabschnitt gestützt wird und bei einer Druckbeaufschlagung von aussen weniger nachgibt, als zweite Abschnitte der Wandung, welche nicht durch die Verstärkungsstruktur gestützt sind.
- Die ersten Abschnitte können sich von der ersten Schwächungslinie bis zur allenfalls vorhandenen zweiten Schwächungslinie oder bei fehlender zweiter Schwächungslinie bis vollständig zur Achse L hin erstrecken.
- Vorteilhaft ist, wenn der proximale Bodenabschnitt konvex nach aussen gewölbt ist, wobei die Verstärkungsstruktur mit dem proximalen Endabschnitt proximal bis an bzw. über diese erste Schwächungslinie gegen den proximalen Bodenabschnitt ragt und dort vorzugsweise mit dem proximalen Bodenabschnitt verbunden ist.
- Vorzugsweise ist die insbesondere rippenförmige Verstärkungsstruktur in der Kammer festgemacht. Dadurch wird die Aussenform der Kapsel durch diese Elemente nicht verändert und sie passt in herkömmliche Kapselkäfige.
- Besonders bevorzugt wird eine Kapsel mit einer Vielzahl von Aufreisslinien und/oder mit einer Vielzahl von Verstärkungsstrukturen, insbesondere in L-Richtung verlaufenden Verstärkungsrippen. Diese Rippen können umfangseitig regelmässig beabstandet verteilt und jeweils einem ersten Abschnitt, welcher jeweils einer Aufreisslinie zugeordnet ist, sein.
- Der Ausdruck "Vielzahl" kann hierbei zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, zehn oder mehr bedeuten.
- Das Schwächungsmuster kann derart auf dem proximalen Bodenabschnitt ausgebildet sein, dass die ersten Abschnitte vorzugsweise im Wesentlichen radial bezüglich der Achse L verlaufende und beabstandet zueinander angeordnete Streifen oder Ringabschnitte oder Segmente bilden. Die zweiten Abschnitte können umfangseitig zwischen diese ersten Abschnitte zwischengeordnet und vorzugsweise von streifen- oder ringabschnitt- oder kreissegmentförmiger Gestalt sein. Die ersten und zweiten Abschnitte können also einen durch die Aufreisslinien segmentierten Ring oder Kreis bilden. Die ersten Schwächungslinien können den Ring bzw. den Kreis radial bezüglich der Achse L nach aussen begrenzen. Die zweiten Schwächungslinien können den Ring nach radial nach innen begrenzen. Damit wirken die Aufreisslinien als im Wesentlichen radial gerichtete Sollbruchlinien; die ersten und zweiten Schwächungslinien wirken als Sollknicklinien, welche die Knickbewegung des Bodenabschnitts auf Druck von aussen leiten.
- Vorzugsweise sind die ersten Abschnitte in Umfangsrichtung dünner als die zweiten Abschnitte, vorzugsweise 3 bis 12 Mal dünner. Dies hat den Vorteil, dass bei Druckbeaufschlagung mit Vorsprüngen die Wahrscheinlichkeit, direkt einen ersten Abschnitt zu treffen, minimiert ist. Besonders bevorzugt ist, wenn die ersten Abschnitte als Streifen ausgeformt sind, welche im Wesentlichen so breit sind, wie die Rippen entlang des Umfangs stark sind (bspw. 1 bis 2 Millimeter). Dadurch ist der Streifen über seine ganze Breite auf dem proximalen Rippenende befestigt und gegen den Druck von aussen abgestützt.
- Vorzugsweise ist die Wandung samt Verstärkungsstruktur einstückig hergestellt und/oder von im Wesentlichen kegelstumpfförmiger Gestalt. Im Wesentlichen wird die äussere Gestalt der becherförmigen Kapsel durch die Gestalt des Kapselkäfigs der verwendeten Zubereitungsvorrichtung vorgegeben. Der Bodenabschnitt kann gerade, nach innen oder aussen gewölbt sein. Wenn die Kapsel selbst nicht genügend sauerstoffdicht ist, kann die Kapsel in eine sauerstoffdichte Hülle oder Folie, bspw. einen Beutel, eingepackt werden.
- Die Kapsel kann vorzugsweise aus spritzbaren Materialien wie Polypropylen, Polyethylen, PLA oder anderen spritzgiessbaren, sinter- und/oder formbaren Werkstoffe mit ähnlichen Eigenschaften bestehen. Eine bevorzugte Materialstärke beträgt etwa 0.4 bis 1 Millimeter. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der Kapsel.
- Der Bodenabschnitt weist eine Höhe in L-Richtung von etwa 1 bis 3 Millimeter, insbesondere etwa 2 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 17 bis 25 Millimeter, insbesondere etwa 21 Millimeter auf. Der erste konische Abschnitt weist eine Höhe in L-Richtung von etwa 4 bis 6 Millimeter, insbesondere etwa 5 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 28 bis 26 Millimeter, insbesondere etwa 22 Millimeter auf. Der zweite konische Abschnitt 15 weist eine Höhe in L-Richtung von 10 bis 20 Millimeter, insbesondere etwa 15 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 15 bis 20 Millimeter, insbesondere etwa 17 Millimeter auf. Der dritte konische Abschnitt 16 weist eine Höhe in L-Richtung von etwa 4 bis 6 Millimeter, insbesondere etwa 5 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 29 bis 33 Millimeter, insbesondere etwa 31 Millimeter auf. Eine Gesamthöhe der Kapsel in L-Richtung beträgt 27 bis 31 Millimeter, insbesondere etwa 29 Millimeter.
- Vorzugsweise weist die Kapsel eine distale Austrittsöffnung auf. Diese distale Austrittsöffnung kann von einem flanschartigen Rand umgeben sein. Vorzugsweise ist die distale Austrittsöffnung mit einer distalen Schutzfolie verschlossen, wobei die Schutzfolie vorzugsweise an diesem Rand befestigt ist. Diese distale (wie auch eine allfällig vorgesehene proximale, im Kapselinnern über dem Schwächungsmuster vorgesehene) Schutzfolie dient dem Aromaschutz; sie ist vorzugsweise entsprechend sauerstoffdicht. Die Schutzfolie kann insbesondere aus Metall, vorzugsweise Aluminium oder Kunststoff oder einem anderen Material, insbesondere aus einer mehrlagigen und sauerstoffdichten Folie gefertigt sein oder kann solche Materialien umfassen. Sie wird zum Fluidaustrag vorzugsweise aufgestochen.
- Es kann eine proximale Schutzfolie zum verbesserten Aromaschutz auf der Innen- oder Aussenseite des Schwächungsmusters angebracht sein, sodass das Schwächungsmuster zur Kammer hin überdeckt ist.
- Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kapselsystem mit einer Zubereitungsvorrichtung oder Extraktionsvorrichtung und einer Kapsel wie hierin beschrieben zur Zubereitung eines Getränks.
- Bevorzugt wird hierbei, wenn die Zubereitungsvorrichtung eine erste Anzahl von Vorsprüngen und der proximale Bodenabschnitt der Kapsel eine zweite Anzahl von ersten Abschnitten aufweist, wobei die erste Anzahl von Vorsprüngen ungleich der zweiten Anzahl von ersten Abschnitten ist.
- Vorzugsweise umfasst das Schwächungsmuster zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr erste Abschnitte mit jeweils einem zugeordneten zweiten Abschnitt.
- Vorzugsweise umfasst die Zubereitungsvorrichtung eine Vielzahl von sich entlang einer zweiten gedachten Bahn erstreckenden Vorsprüngen zum Einstechen bzw. Eindrücken des proximalen Bodenabschnitts, wobei die erste Bahn und die zweite Bahn konzentrisch oder sich schneidend angeordnet sind, sodass bei bestimmungsgemässen Gebrauch der oben beschriebenen Kapsel in der Zubereitungsvorrichtung der vorbestimmte Druck auf das Schwächungsmuster der Kapsel ausgeübt ist.
- Vorzugsweise erstreckt sich die erste Bahn im Wesentlichen kreisförmig um das Zentrum des proximalen Bodenabschnitts als Mittelpunkt.
- Vorzugsweise umfasst die Zubereitungsvorrichtung eine erste Anzahl von Vorsprüngen und die Wandung der Kapsel eine zweite Anzahl von ersten Abschnitten, wobei die erste Anzahl von Vorsprüngen ungleich der, vorzugsweise kleiner, insbesondere genau eins kleiner als die zweiten Anzahl von ersten Abschnitten ist.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektive Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Kapsel aus einem proximalen Blickwinkel auf einen Bodenabschnitt der Kapsel mit einem ersten Schwächungsmuster;
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf den proximalen Bodenabschnitt der Kapsel nach
Fig. 1 ; - Fig. 3
- einen Längsquerschnitt durch die Kapsel gemäss
Fig. 1 ; - Fig. 4
- eine perspektive Draufsicht auf die Kapsel nach
Fig. 1 wobei der proximale Bodenabschnitt eingedrückt ist; - Fig. 5
- eine Draufsicht auf den proximalen Bodenabschnitt der Kapsel nach
Fig. 4 ; - Fig. 6
- eine Sicht in die Kapsel nach
Fig. 4 ; - Fig. 7
- eine perspektivische Sicht in die Kapsel nach
Fig. 4 ; - Fig. 8
- einen Ausschnitt des Längsquerschnitts durch die Kapsel nach
Fig. 4 ; und - Fig. 9
- die Kapsel nach
Fig. 4 im Längsschnitt in einer stilisiert dargestellten Zubereitungsvorrichtung. -
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Kapsel 1. Die Kapsel 1 umfasst eine Wandung 10 mit einem die Kapsel 1 proximal begrenzenden proximalen Bodenabschnitt 100, einem kegelstumpfartigen, die Kapsel 1 lateral begrenzenden Wandabschnitt 12 mit einem flanschartig nach aussen kragenden, die Kapsel 1 distal begrenzenden Rand 2, welcher eine distale Austrittsöffnung 4 der Kapsel 1 (s.Fig. 3 ) umgibt. Der laterale Wandabschnitt 12 umgibt die Achse L der Kapsel 1. Der Bodenabschnitt 100 steht quer zur Achse L und ist in die proximale Richtung gewölbt. Die Austrittsöffnung 4 ist mit einer distalen, vorzugsweise aus Aluminium oder Kunststoff oder einem anderen Material bestehenden, insbesondere aus einer mehrlagigen und sauerstoffdichten Schutzfolie 6 verschlossen (s.Fig. 9 ). Mit 7 ist symbolisch eine Aromaschutzhülle angedeutet. InFigur 2 ist die Kapsel 1 nachFig. 1 in einer Draufsicht von aussen oben auf den proximalen Bodenabschnitt 100 gezeigt. - Die Wandung 10 ist einstückig durch ein Spritzgussverfahren hergestellt und besteht aus für Spritzguss geeigneten Materialien, insbesondere aus einem Polymer wie Polypropylen, Polyethylen, Polylactiden oder anderen sinter- und/oder formbaren Werkstoffen mit ähnlichen Eigenschaften. Eine bevorzugte Materialstärke der Wandung beträgt zumindest im Bereich der flächigen Strukturen etwa 0.4 bis 1 Millimeter.
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Figur 3 zeigt im Längsquerschnitt durch die Kapsel 1 den lateralen Wandabschnitt 12, welcher sich um eine Achse L erstreckt. Der laterale Wandabschnitt 12 weist einen ersten konischen, sich an den nach aussen gewölbten proximalen Bodenabschnitt 100 anschliessenden Abschnitt 13 auf. An den ersten konischen Abschnitt 13 schliesst sich in distaler Richtung L (also zur Öffnung 4 hin) ein Stufenabschnitt 14 an, welcher den Durchmesser der Kapsel 1 vergrössert und woran sich der zweite konische Abschnitt 15 anschliesst. Der dritte konische Abschnitt 16 schliesst sich distal an den zweiten Abschnitt 15 an, wobei sich der Rand 2 am distalen Ende der dritten Abschnitts 16 befindet. - Der Bodenabschnitt 100 weist eine Höhe der Wölbung in L-Richtung von etwa 1 bis 3 Millimeter, insbesondere etwa 2 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 15 bis 20 Millimeter, insbesondere etwa 17 Millimeter auf. Der erste konische Abschnitt 13 weist eine Höhe in L-Richtung von etwa 4 bis 6 Millimeter, insbesondere etwa 5 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 20 bis 24 Millimeter, insbesondere etwa 22 Millimeter auf. Der zweite konische Abschnitt 15 weist eine Höhe in L-Richtung von 10 bis 20 Millimeter, insbesondere etwa 15 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 15 bis 20 Millimeter, insbesondere etwa 17 Millimeter auf. Der dritte konische Abschnitt 16 weist eine Höhe in L-Richtung von etwa 4 bis 6 Millimeter, insbesondere etwa 5 Millimeter und einen grössten Aussendurchmesser von etwa 29 bis 33 Millimeter, insbesondere etwa 31 Millimeter auf. Eine Gesamthöhe der Kapsel 1 in L-Richtung beträgt 27 bis 31 Millimeter, insbesondere etwa 29 Millimeter.
- Mit dem Flansch 2 kann die bezüglich L zylindersymmetrische Kapsel 1 in Eingriff mit einem Kapselkäfig 50 der Zubereitungsvorrichtung 5 (s.
Fig. 8 ) gebracht werden. - Die kegelstumpfförmige Kapsel 1 bildet eine durch die Wandung 10 begrenzte und sich in distaler Richtung im Wesentlichen konisch vergrössernde Kammer 3. Diese Kammer 3 ist geeignet, um Schüttgut wie beispielsweise Kaffeepulver, Teepulver, Milchpulver, Schokoladenpulver oder andere Arten von Pulver oder Getränkeingredienzien und beispielsweise auch dickflüssige Flüssigkeiten oder Gels aufzunehmen.
- Ein auf dem Bodenabschnitt 100 aufgebrachtes Schwächungsmuster 11 umfasst Aufreisslinien 111-118, erste Schwächungslinien 121-124 und zweite Schwächungslinien 125-128 (s.
Figuren 1 und 2 ). - Der Bodenabschnitt 100 ist radial nach aussen bezüglich L durch eine Anzahl von vier im Wesentlichen viertelkreisförmig um ein Zentrum 120 des Bodenabschnitts 100 umlaufenden ersten Schwächungslinien 121-124 begrenzt. Diese ersten Schwächungslinien 121-124 definieren einen ersten Kreis. Zwischen zwei benachbarten ersten Schwächungslinien 121-124 ist umfangseitig jeweils ein erster Abstand für die Verbindung von die ersten Abschnitte bildenden Streifen 101-104 mit dem lateralen Wandabschnitt 12 gelassen. Lateral bzw. radial ausserhalb dieses ersten Kreises befindet sich der erste konische Abschnitt 13, innerhalb der proximale Bodenabschnitt 100; die Wandung 10 fällt radial ausserhalb dieses ersten Kreises in die distale Richtung stärker als an diesem ersten Kreis ab. Der Übergangsbereich zwischen dem Bodenabschnitt 100 und dem ersten konischen Abschnitt 13 ist gerundet ausgebildet.
- Zweite, im Wesentlichen viertelkreisförmige Schwächungslinien 125-128 verlaufen entlang eines konzentrisch innerhalb des ersten Kreises angeordneten zweiten Kreises um das Zentrum 120. Der Durchmesser des zweiten Kreises beträgt etwa 5 Millimeter bis 7 Millimeter, insbesondere etwa 6 Millimeter. Der Durchmesser des ersten Kreises beträgt etwa das 3- bis 4-Fache des Durchmessers des zweiten Kreises.
- Zwischen zwei benachbarten zweiten Schwächungslinien 125-128 ist umfangseitig jeweils ein zweiter Abstand zur Verbindung der Streifen 101-104 mit der zentralen Kreisfläche 129 gelassen. Die vier dritten Abstände zwischen zweiten Schwächungslinien 125-128 und die vier etwa gleich grossen zweiten Abstände zwischen ersten Schwächungslinien 121-124 betragen 1 bis 2 Millimeter und liegen jeweils so verteilt auf dem ersten bzw. zweiten Kreis angeordnet, dass jedem zweiten Abstand ein erster Abstand so zugeordnet ist, wobei diese zwei Abstände auf einem Radius des ersten Kreises liegen. In anderen Worten: die Streifen 101-104 verlaufen im Wesentlichen radial zwischen jeweils einem der ersten und einem der zweiten Abstände.
- Die Aufreisslinien 111-118 verlaufen im Wesentlichen radial von Enden der ersten Schwächungslinien 121-124 zu Enden der zweiten Schwächungslinien 125-128 und definieren die Streifen 101-104. Die Aufreisslinien 111-118 sind also in vier Paaren 111-112, 113-114, 115-116, 117-118 angeordnet, wobei die vier streifenförmige erste Abschnitte 101-104 und vier ringabschnittförmige zweite Abschnitte 106-109 gebildet sind. Die Breite der ersten Abschnitte 101-104 ist gleich gross wie der erste bzw. zweite Abstand. Die zweiten Abschnitte 106-109 sind zwischen die ersten Abschnitte 101-104 angeordnet, sodass die ersten und die zweiten Abschnitte 106-109 zusammen den Ring zwischen dem ersten und dem zweiten Kreis bilden. Die Streifen 101-104 sind etwa 1 bis 2 Millimeter breit und 4 bis 5 Millimeter lang. Die Streifen 101-104 sind so angeordnet, dass eine Mittelgerade zwischen dem jeweiligen Paar von Schwächungslinien 111-112, 113-114, 115-116, 117-118 hindurch durch das Zentrum 120 verläuft. Die Streifen 101-104 sind umfangseitig regelmässig beabstandet zueinander angeordnet.
- Weder die ersten Schwächungslinien 121-124 noch die zweiten Schwächungslinien 125-128 begrenzen die Streifen 101-104 in der radialen Richtung. Die Streifen 101-104 verbinden also die laterale Wandabschnitt 12 mit einer durch die zweiten Schwächungslinien 121-128 definierten Kreisfläche 129 um das Zentrum 120, wobei die Streifen 101-104, der Wandabschnitt 12 und die Kreisfläche 129 ohne Unterbrechung durch Schwächungslinien, also zusammenhängend ausgebildet sind.
- Das Schwächungsmuster 11 definiert also vier von den Schwächungslinien begrenzte Ringsegmente 106-109, welche zwischen dem ersten und dem zweiten Kreis um das Zentrum 120 gebildet sind. Die ersten bzw. zweiten Schwächungslinien 121-128 sind umfangseitig jeweils paarweise über die Streifenbreite beabstandet zwischen den Ringsegmenten 106-109 angeordnet.
- Radial äussere Endabschnitte 1010, 1020, 1030, 1040 der Streifen 101-104 (s.
Fig. 2 ) sind jeweils mit einem von vier Verstärkungsrippen 131-134 verbunden (s.Figuren 3 ,6 ). Die Verstärkungsrippen 131-134 sind an der Innenseite der lateralen Wandung 12 angebracht und verlaufen in L-Richtung über etwa die halbe Kapselhöhe in L-Richtung. Die Verstärkungsrippen 131-134 sind jeweils so ausgebildet, dass sie proximal in L-Richtung bis zu den oder über die ersten Schwächungslinien 121-124 bzw. den ersten Kreis ragen. Vorzugsweise ragen sie mit proximalen Endabschnitten 1310, 1320, 1330, 1340 in radialer Richtung bis über den ersten Kreis gegen die Achse L. Die proximalen Endabschnitte 1310, 1320, 1330, 1340 (s.Figuren 3 ,6 ) sind mit den radial äusseren Endabschnitten 1010, 1020, 1030, 1040 der Streifen 101-104 verbunden bzw. einstückig ausgeformt. Der konvex nach aussen gewölbte proximale Bodenabschnitt 100 ist aus dieser Konvexlage nachFig. 3 in eine Konkavlage bringbar, d.h. gegen die Kammer 3 eindrückbar, sodass der Bodenabschnitt 100 entlang der ersten Schwächungslinien 121-124 einknickt und sich konkav gegen die Kapselmitte wölbt. - Die Verstärkungsrippen 131-134 sind nun so ausgebildet und mit dem Bodenabschnitt 100 verbunden, dass die ersten Abschnitte 101-104 aufgrund der Stützung durch die Verstärkungsrippen 131-134 die Knickbewegung des Bodenabschnitts 100 bei der Verlagerung von der Konvexlage in die Konkavlage nur teilweise mitmachen, während die zweiten Abschnitte 106-109 vollständig einsinken. Die Streifen 101-104 werden über ihre Breite von den gleich breiten Rippen 131-134 gestützt. Dadurch entsteht eine Relativbewegung zwischen den ersten Abschnitten 101-104 und zweiten Abschnitten 106-109, worauf sich die ersten Abschnitte 101-104 und zweiten Abschnitte 106-109 entlang der Aufreisslinien 111-118 radial nach innen trennen; es entsteht ein Schlitz 14, welcher zum Fluideintrag in die Kapsel 1 geeignet ist.
- Wird also der proximale Bodenabschnitt 100 von aussen aus L-Richtung mit Druck beaufschlagt bzw. gegen die Kammer 3 bewegt (bspw. durch einen Vorsprung einer sich schliessenden Zubereitungsvorrichtung), so knickt der proximale Bodenabschnitt 100 entlang der ersten Schwächungslinien 121-124 ein und reisst entlang der Aufreisslinien 111-118 auf, da lediglich die ersten Abschnitte 101-104 und nicht die zweiten Abschnitte 106-109 von den Verstärkungsrippen 131-134 gestützt sind. Der Bodenabschnitt 100 geht von einer konvex nach aussen gewölbten Form in eine konkav nach innen zur Kammer 3 hin gewölbten Form über. Da die proximalen Endabschnitte 1310, 1320, 1330, 1340 der Verstärkungsstrukturen 131-134 nur verhindern, dass die Streifen bzw. ersten Abschnitte 101-104 eingedrückt werden, die zweiten Abschnitte 106-108 jedoch nicht stützen, bewegen sich die zweiten Abschnitte 106-108 relativ zu den Streifen 101-104, worauf der Bodenabschnitt 100 entlang der Aufreisslinie 111-118 reisst. In anderen Worten, durch den Druck von aussen werden die Streifen 101-104 aus dem Bodenabschnitt 100 gerissen. Die daraus entstehenden Öffnungen werden zum Fluideintrag zwecks Herstellung des Getränks in der Kapsel 1 genutzt. Die Kapsel 1 ist durch Druck auf den Bodenabschnitt 100 einfach zu öffnen. Der Bodenabschnitt 100 muss nicht durchstochen werden.
- Die Schwächungslinien 111-118, 121-128 sind auf der inneren Oberfläche des proximalen Bodenabschnittes 100 angebracht und angefast, was die Knickbewegung entlang der ersten und zweiten Schwächungslinien 121-128 bei Druckbeaufschlagung von ausserhalb der Kapsel 1 verbessert und auch ein Aufreissen des Bodenabschnitts 100 entlang der Aufreisslinien 111-118 verbessert.
-
Figur 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht von der Seite eine weitere Ausführungsform des Schwächungsmusters 11, welche sich dadurch von der vorgenannten unterscheidet, dass die zweiten Schwächungslinien weggelassen sind.Figur 5 zeigt die Kapsel 1 nachFig. 4 in einer Draufsicht auf den proximalen Bodenabschnitt 100 von aussen,Figur 6 eine Sicht in die Kammer 3 dieser Kapsel 1 und auf den Bodenabschnitt 100 undFigur 7 eine perspektivische Ansicht von unten in die Kammer 3 der Kapsel 1. - Das Schwächungsmuster 11 nach
Figuren 4-7 weist ebenfalls Streifen 101-104 auf, welche radial bezüglich der L-Achse nach aussen verlaufen. In denFiguren 4-7 ist der proximale Bodenabschnitt 100 in der Konkavlage, die Verstärkungsrippen 131-134 stützen mit Endabschnitten die Streifen 101-104, wobei letztere dann entsprechend nur teilweise eingeknickt sind. Die radial äusseren Endabschnitte der Streifen 101-104 ragen von den Rippen 131-134 gestützt über die Konkavfläche des Bodenabschnitts 100 in die proximale Richtung ab, sodass Schlitze 14 als Öffnungen im proximalen Bodenabschnitt 100 zwecks Fluideintrag offenstehen. -
Figur 8 zeigt in einem vergrösserten Längsschnitt nachFigur 5 den proximalen Bodenabschnitt 100 in Konkavlage mit offenstehenden Schlitzen 14. InFig. 8 ist erkennbar, wie die Rippen 131-134 an den Streifen 101-104 befestigt sind. -
Figur 9 zeigt einen Ausschnitt der Zubereitungsvorrichtung 5 mit dem Kapselkäfig 50, in welchen die Kapsel 1 mit einer distalen Aromaschutzfolie 6 zur Extraktion eingelegt ist. Die Zubereitungsvorrichtung 5 weist ein Schliesselement 53 auf, welches komplementär zur Kapsel 1 geformten Kapselkäfig 50 schliesst. Das Schliesselement 53 weist distal austretende Kanäle 54 auf, durch welche das zubereitete, nach Fluideintrag aus der Kapsel 1 fliessende Getränk nach aussen treten kann. Ist die Kapsel 1 eingelegt, werden bei der Schliessbewegung der Vorrichtung 5 der erste Vorsprung 51, der zweite Vorsprung 52 und das dritte Vorsprung (nicht dargestellt) auf die proximale Oberfläche des proximalen Bodenabschnittes 100 gestossen. Das Material der Kapsel 1 ist also zumindest im Bodenabschnitt 100 entsprechend flexibel vorgesehen, sodass ein Eindrücken der zweiten Abschnitte 106-109 möglich ist.BEZUGSZEICHENLISTE 1 Kapsel 1330,1340 proximaler Endabschnitt 10 Wandung von 1 14 Schlitz 11 Schwächungsmuster 12 lateraler Abschnitt von 10 2 Flansch 13 erster konischer Abschnitt von 12 21 erster Steg 22 zweiter Steg 14 Stufe in 12 15 zweiter konischer Abschnitt von 12 3 Kammer in 1 16 dritter konischer Abschnitt von 12 4 distale Austrittsöffnung von 1 100 proximaler Bodenabschnitt von 1 5 Zubereitungsvorrichtung 50 Kapselkäfig 101-104 1010,1020, erster Abschnitt auf 100 51 erster Vorsprung 52 zweiter Vorsprung 1030,1040 radial äusserer Endabschnitt 53 Schliesselement von 5 106-109 zweiter Abschnitt auf 100 54 Kanal in 53 111-118 Aufreisslinie 120 Zentrum von 100 6 Schutzfolie 121-124 erste Schwächungslinie 125-128 zweite Schwächungslinie 7 Aromaschutzhülle 129 zentrale Kreisfläche 131-134 1310,1320, Verstärkungsstruktur L Achse
Claims (15)
- Kapsel (1) zur Zubereitung eines Getränks umfassend eine Wandung (10) mit einem um eine Achse (L) umlaufenden lateralen Wandabschnitt (12) und einem die Achse (L) schneidenden Bodenabschnitt (100) im proximalen Bereich der Kapsel (1), wobei der laterale Wandabschnitt (12) und der Bodenabschnitt (100) eine Kammer (3) begrenzen, wobei die Wandung (10) ein Schwächungsmuster (11) mit mindestens einer Aufreisslinie (111-118) aufweist, wobei die Wandung (10) mindestens einen ersten Abschnitt (101-104) und mindestens einen an den ersten Abschnitt (101-104) angrenzenden zweiten Abschnitt (106-109) umfasst, und wobei die Aufreisslinie (111-118) zumindest abschnittsweise zwischen diesem ersten Abschnitt (101-104) und zweiten Abschnitt (106-109) verläuft, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kapsel (1) eine den ersten Abschnitt (101-104) stützende Verstärkungsstruktur (131-134) aufweist, welche Verstärkungsstruktur (131-134) so ausgebildet ist, dass eine Bewegung der Wandung (10) im Bereich des Schwächungsmusters (11) gegen die Kammer (3) den ersten Abschnitt (101-104) weniger stark gegen die Kammer (3) einsinken lässt als den zweiten Abschnitt (106-109) und die Wandung (10) dadurch zumindest abschnittsweise entlang der Aufreisslinie (111-118) zwecks Fluideintrag aufreisst. - Kapsel (1) nach Anspruch 1, wobei die Verstärkungsstruktur (131-134) als zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Richtung der Achse (L) auf der Wandung (10) verlaufende Rippe oder Sicke ausgebildet ist.
- Kapsel (1) nach Anspruch 2, wobei die Verstärkungsstruktur (131-134) als am lateralen Wandabschnitt (12) festgemachte Rippe ausgebildet ist.
- Kapsel (1) nach Anspruch 3, wobei der erste Abschnitt (101-104) zumindest abschnittsweise im Bodenabschnitt (100) verläuft und ein proximaler Endabschnitt (1310;1320;1330;1340) der Verstärkungsstruktur (131-134) an einem vorzugsweise bezüglich der Achse (L) radial äusseren Endabschnitt (1010;1020;1030;1040) des ersten Abschnitts (101-104) festgemacht ist.
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Aufreisslinie (111-118) zumindest abschnittsweise im Bodenabschnitt (100), vorzugsweise im Wesentlichen radial zur Achse (L) hin verläuft.
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit mindestens einer ersten Schwächungslinie (121-124), welche den Bodenabschnitt (100) radial bezüglich der Achse (L) nach aussen begrenzt und eine erste Knicklinie bildet.
- Kapsel (1) nach Anspruch 6 mit mindestens einer zweiten Schwächungslinie (125-128), welche im Wesentlichen parallel und beabstandet zur ersten Schwächungslinie (121-124) im Bodenabschnitt (100) verläuft und eine zweite Knicklinie bildet.
- Kapsel (1) nach Anspruch 7, wobei die erste Schwächungslinie (121-124) und die zweite Schwächungslinie (125-128) im Wesentlichen um ein Zentrum (120) des Bodenabschnitts (100) umlaufende, vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmige Bahnen definieren.
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Bodenabschnitt (100) konvex nach aussen gewölbt ist.
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einer Vielzahl von Aufreisslinien (111-118).
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Vielzahl von Verstärkungsstrukturen (131-134).
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Schwächungsmuster (11) derart auf dem Bodenabschnitt (100) ausgebildet ist, dass die ersten Abschnitte (101-104) vorzugsweise im Wesentlichen radial bezüglich der Achse (L) verlaufende und umfangseitig beabstandet zueinander angeordnete Streifen oder Ringabschnitte oder Kreissegmente bilden, wobei die zweiten Abschnitte (106-109) umfangseitig zwischen diese ersten Abschnitte (101-104) zwischengeordnet sind.
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Wandung (10) einstückig mit der Verstärkungsstruktur (131-134) ausgebildet und vorzugsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt ist.
- Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Kapsel (1) in eine sauerstoffdichte Hülle (7) eingepackt ist.
- Kapselsystem mit einer Zubereitungsvorrichtung (5) und einer Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Zubereitung eines Getränks, wobei vorzugsweise die Zubereitungsvorrichtung (5) eine erste Anzahl von umfangseitig im Wesentlichen gleichmässig verteilten Vorsprüngen (51; 52) und die Wandung (10) der Kapsel (1) eine zweite Anzahl von umfangseitig im Wesentlichen gleichmässig verteilten ersten Abschnitten (101-104) aufweist, wobei die erste Anzahl von Vorsprüngen (51;52) ungleich der, vorzugsweise kleiner als die zweite Anzahl von ersten Abschnitten (101-104) ist.
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