EP3052407B1

EP3052407B1 - Kapsel und system zur zubereitung eines flüssigen lebensmittels

Info

Publication number: EP3052407B1
Application number: EP14777623.1A
Authority: EP
Inventors: Markus BRÖNNIMANN; Roland Affolter; Andreas Kaiser; Guillaume Bugnard
Original assignee: Delica AG
Current assignee: Delica AG
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2019-06-26
Anticipated expiration: 2034-10-01
Also published as: EP3052407A1; ES2747103T3; CH708662A1; WO2015049269A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kapsel zur Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 und ein System, das eine solche Kapsel umfasst.
Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind aus CA 2 831 851 A1 bekannt.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Kapseln und Systemen zur Zubereitung von flüssigen Lebensmitteln, insbesondere für den Heimgebrauch, bekannt. Üblicherweise umfassen solche Kapseln, welche vor allem für die Zubereitung von Kaffee bekannt sind, einen Kapselkörper mit einer Seitenwand, einem Boden sowie eine Deckelfolie zur Bildung einer geschlossenen Kammer, welche das Kaffeepulver enthält. Die Kapsel weist eine Einlauf- und eine Auslauföffnung auf oder wird in der entsprechenden Zubereitungsmaschine mit solchen Öffnungen versehen. Da die Zubereitung des flüssigen Lebensmittels unter Druck erfolgt, neigen die bekannten Kapselsysteme zum Nachtropfen nach erfolgter Extraktion, was zu einer unbefriedigten Verschmutzung führt und die Keimbildung in der Zubereitungsmaschine begünstigt. Ausserdem wird insbesondere bei Kaffee die Crema und bei Mischgetränken der Schaum nicht oder nur ungenügend ausgebildet.
Die US 2008/0028946 A1 beschreibt eine Hülse zur Aufnahme einer wasserlöslichen Substanz. Die Hülse ist mit einem mit Öffnungen versehenen Deckel verschlossen und sie weist am Boden eine Auslassöffnung auf, die mit einem Tellerventil verschlossen ist. Sobald sich im Hülsenkörper ein bestimmter Innendruck aufbaut, wird das Tellerventil nach aussen gedrückt und gibt die Auslassöffnung frei. Nach dem Auslaufen der Lösung aus der Hülse bleibt die Auslassöffnung unverschlossen. Eine derartige, einseitig geöffnete Hülse eignet sich nicht zum Lagern und Extrahieren von Kaffee oder Tee.
Die eingangs erwähnte, gattungsbildende CA 2,831,851 A1 beschreibt eine Kapsel mit einem als Ventil wirkenden Aktionselement, das sowohl eine Eintrittsöffnung, als auch eine Austrittsöffnung an der Kapsel verschliesst. Ein sich über der Eintrittsöffnung aufbauender Druck gibt zunächst die Eintrittsöffnung frei und erlaubt das Eindringen von Flüssigkeit in die Kapsel. Bei anhaltendem Druck wird auch die Auslassöffnung freigegeben, so dass die Flüssigkeit durch die Substanz in der Kapsel strömt. Nach erfolgtem Extraktionsprozess bleibt die Auslassöffnung geöffnet. Sowohl Kapsel als auch das Aktionselement sind aufwendig und schwer herzustellen, weil sich Letzteres praktisch über die gesamte Bauhöhe der Kapsel erstrecken muss.
Das nachveröffentlichte Dokument WO 2014/167062 A1 beschreibt eine Kapsel mit einem federnd vorgespannten Schließventil, das keine Ventilöffnung aufweist, sondern kolbenartig eine Auslassöffnung der Kapsel verschließt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere soll eine Kapsel zur Verfügung gestellt werden, welche beim Extrahieren in der Strömung Turbulenzen bildet um eine optimale Crema bei Kaffee und bei Mischgetränken einen optimalen Schaum zu erhalten und welche nach dem Extrahieren des flüssigen Lebensmittels ein Nachtropfen verringert oder verhindert.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 definierte Kapsel gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Unter "im Bereich des Bodens" wird nachfolgend verstanden, dass das entsprechende Element näher am Boden als am Deckel der Kapsel angeordnet ist.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher sowohl unabhängig als auch in Kombination mit den nachstehend beschriebenen Merkmalen denkbar ist, betrifft eine Kapsel mit einem vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper mit einer Seitenwand und einem insbesondere einstückig mit diesem ausgebildeten Boden. Die Kapsel weist einen den Kapselkörper abdeckenden Deckel zur Bildung einer geschlossenen Kammer auf, welche eine Substanz für die Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels enthält. Die Kapsel weist eine Auslauföffnung zum Ausgeben des flüssigen Lebensmittels im Bereich des Bodens auf. Die Auslauföffnung ist mit einem Ventil mit einer Ventilöffnung verschlossen, wobei das Ventil ein insbesondere in axialer Richtung zwischen einer Schliessposition und einer Öffnungsposition verschiebbar gelagerten Absperrkörper umfasst. Dabei ist die Ventilöffnung in der Schliessposition verschlossen und in der Öffnungsposition offen. Durch die Ausgestaltung mit einem verschiebbar gelagerten Absperrkörper ist eine sehr einfache Ventilkonstruktion möglich. Ausserdem wird in der Schliessposition ein Nachtropfen effektiv verhindert.
Der Absperrkörper ist erfindungsgemäss mittels eines Federelementes in der Schliessposition vorgespannt. Durch eine solche Vorspannung wird gewährleistet, dass der Absperrkörper erst nach Überwindung einer bestimmten vom Federelement herrührenden Kraft geöffnet werden kann. Ausserdem verschiebt sich der Absperrkörper bei Wegfallen der entsprechenden Kraft automatisch wieder in die Schliessposition, so dass ein Nachtropfen ausgeschlossen ist.
Das Federelement kann ausserhalb der Kammer angeordnet sein. Durch die Anordnung des Federelements ausserhalb der Kammer sind konstruktiv sehr einfache Lösungen denkbar.
Beispielsweise kann das Federelement eine Tellerfeder sein. Eine Tellerfeder ist eine besonders einfache Ausführungsform eines Federelements welche kostengünstig hergestellt werden. Ausserdem kann die Tellerfeder in radialer Richtung verlaufende Schlitze aufweisen, welche die Federkraft beeinflussen.
Das Federelement kann eine Mehrzahl von Blattfedern aufweisen, die sich von einem Zentrum ausgehend radial nach aussen erstrecken. Auch ein solches ausgestaltetes Federelement ist einfach, beispielsweise als Stanzbiegeteil, herstellbar. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass es sich hierbei um ein gespritztes Teil insbesondere aus Kunststoff handelt. Mögliche Materialien sind beispielsweise Polypropylen oder Polyoxymethylen.
Der Absperrkörper kann in der Schliessposition einstückig mittels einer Sollbruchstelle mit dem Boden verbunden sein. Es versteht sich von selbst, dass die Sollbruchstelle nach dem erstmaligen Verschieben des Absperrkörpers in die Öffnungsstelle aufgebrochen ist und entsprechend der Absperrkörper nicht mehr mit dem Boden verbunden ist. Dies behindert jedoch ein erneutes Verschieben in die Schliessposition nicht. Durch die einstückige Ausgestaltung des Absperrkörpers mit dem Boden kann beispielsweise eine aromadichte Versiegelung der Kammer gewährleistet werden. Entsprechend sind keine zusätzlichen Verschlusselemente oder Dichtungsfolien mehr nötig, welche eine Aromadichtheit gewährleisten.
Der Absperrkörper kann von einer von ausserhalb der Kapsel insbesondere entgegen der Vorspannung des Federelements wirkenden Kraft von der Schliessposition in die Öffnungsposition verschiebbar sein. Entsprechend sind keine Mittel nötig, welche innerhalb der Kapsel wirken. Beispielsweise kann das Ventil mit Absperrkörper derartig ausgestaltet sein, dass das Ventil beim Einlegen der Kapsel in eine entsprechend ausgestaltete Brühkammer bzw. beim Verschliessen dieser Brühkammer direkt in die Öffnungsposition verschoben wird. Dies gilt auch für den Fall, dass der Absperrkörper nicht unter der Vorspannung eines Federelements steht.
Der Absperrkörper kann als hohlzylindrischer Zapfen ausgebildet sein, dessen Seitenwand einen geschlossenen und einen mit Ventilöffnungen versehenen Abschnitt aufweist. Mit einem Solchen Absperrkörper wird eine sehr einfache Ventilwirkung durch Verschieben des Absperrkörpers ermöglicht.
Unterhalb der Ventilöffnung, also zwischen Ventilöffnung und Auslauföffnung, kann ein Mischraum mit einer Prallplatte angeordnet sein, um einen aus der Ventilöffnung austretenden Strahl des flüssigen Lebensmittels zu brechen und eine Vermischung mit Luft zu gewährleisten. Insbesondere bei der Herstellung von Kaffee ist es wünschenswert, dass der austretende Strahl des flüssigen Lebensmittels mit Luft vermischt wird, sodass eine sich bei der Zubereitung des Kaffees bildende Crema noch verstärkt wird. Ebenso wird dadurch das Vermischen mit Luft begünstigt, was insbesondere bei Mischgetränken zur Schaumbildung genutzt werden kann.
Zwischen der Substanz und dem Ventil kann ein Filterelement angeordnet sein. Ein solches Filterelement verhindert, dass nicht gelöstes Extraktionsgut, beispielsweise Kaffeepulver, aus dem Ventil austreten kann.
Das Filterelement kann im Bereich des Bodens angeordnet sein. Eine Anordnung im Bereich des Bodens ist besonders günstig, da hierbei der Boden zur Befestigung des Filterelementes zur Verfügung steht.
Die Kammer kann durch eine zwischen dem Deckel und dem Boden angeordnete durchlässige Trennschicht in zwei Teilbereiche aufgeteilt sein. Eine solche Trennschicht kann beispielsweise eine Filterplatte oder eine perforierte Folie sein. Durch ein derart angeordnete Trennschicht wird es beispielsweise möglich, dass in einem oberen Teilbereich die Kammer mit einer ersten Substanz und im unteren Teilbereich mit einer zweiten Substanz befüllt wird. Ein Vermischen der beiden Substanzen während der Lagerung wird effektiv verhindert. Trotzdem wird beim Extrahieren der Substanzen mit in die Kammer eingeleiteter Flüssigkeit, insbesondere mit heissem Wasser, ein Vermischen der beiden Substanzen bzw. deren Extraktion gewährleistet.
Die Seitenwand des Kapselkörpers kann Anschlagmittel oder Rastmittel aufweisen, an denen die Trennschicht in einer vordefinierten Position anliegt. Hierzu ist beispielsweise eine vorstehende Kante in der Seitenwand, welche zumindest teilweise umlaufend ausgestaltet ist, denkbar. Auf einer solchen Kante kann die Filterplatte beispielsweise verschweisst oder verklebt werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass Seitenwand eine Vielzahl von vorstehenden Rastrampen aufweist, welche die Filterplatte vor einer zum Deckel hin gerichteten Verschiebung bewahren. Eine Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung kann beispielsweise aufgrund einer konischen Ausgestaltung des Kapselkörpers verhindert werden.
Zwischen der Kammer und dem Ventil kann ein Verschlusselement, insbesondere eine Folie, angeordnet sein. Vorzugsweise ist dieses Verschlusselement aromadicht ausgestaltet. Es kann somit effektiv verhindert werden, dass die zu extrahierende Substanz ausdünstet. Die Folie kann beispielsweise einen ein- oder mehrlagigen Kunststoff oder Aluminium umfassen. Solche Folien sind in der Lebensmittelindustrie bekannt.
Das Verschlusselement kann eine Sollbruchstelle aufweisen, welche unter einem vorbestimmten Druck aufbricht. Durch die Ausgestaltung des Verschlusselements mit einer Sollbruchstelle kann gewährleistet werden, dass das Verschlusselement bei Bedarf bricht bzw. durchlässig wird, ohne dass ein separates Penetrationsmittel benötigt wird.
Der Deckel ist erfindungsgemäss eine geschlossene Folie, welche zur Bildung wenigsten einer Eintrittsöffnung mit ausserhalb der Kapsel angeordneten Penetrationsmitteln penetrierbar ist. Auf diese Weise bildet die Kapsel ein geschlossenes Portionssystem, das erst in einer Zubereitungsmaschine geöffnet wird. Dadurch sind weder Aussenumhüllungen noch Verschlussfolien erforderlich, welche vor der Benutzung der Kapsel entfernt werden müssen.
Der Absperrkörper ist vorteilhaft so ausgebildet, dass er sich in der Schliessposition oder in der Öffnungsposition über weniger als die Hälfte, vorzugsweise über weniger als einen Drittel der Distanz zwischen Boden und Deckel in die geschlossene Kammer erstreckt. Auf diese Weise wird der Innenraum der Kapsel nur unwesentlich beeinträchtigt und es bleibt möglich, über dem Boden Filter oder Siebplatten einzubauen, ohne dass das für die Substanz verbleibende Volumen im Verhältnis zum Volumen der ganzen Kapsel zu klein wird. Die erwähnte Distanz bemisst sich vom tiefsten Punkt des Bodens bis zur Unterseite des Deckels. Das Ventil mit dem Absperrkörper ist dabei vorteilhaft koaxial zur Längsmittelachse der Kapsel angeordnet. Auch eine exzentrische Anordnung wäre allerdings denkbar.
Eine weitere, nicht erfindungsgemässe Kapsel zum Zubereiten eines flüssigen Lebensmittels weist einen, vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper mit einer zentralen Achse, einer Seitenwand und mit einem insbesondere einstückig mit dieser ausgebildeten Boden, sowie einen den Kapselkörper abdeckenden Deckel zur Bildung einer geschlossenen Kammer auf. Diese Kammer enthält eine Substanz, welche für die Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels vorgesehen ist. Die Kapsel weist weiter eine Auslauföffnung zum Ausgeben des flüssigen Lebensmittels im Bereich des Bodens auf. Die Auslauföffnung ist mit einem Ventil verschlossen, wobei das Ventil eine Ventilöffnung aufweist und derart ausgestaltet ist, dass unter einem in der Kapsel vorherrschenden Arbeitsdruck die Ventilöffnung offen und in einem druckfreien Ruhezustand die Ventilöffnung verschlossen ist.
Unter einem Ventil wird hier und im Folgenden explizit jede Form von Absperrorgan verstanden.
Durch die spezifische Ausgestaltung mit einem Ventil, welches die Auslauföffnung lediglich bei Arbeitsdruck öffnet und im druckfreien Zustand die Auslauföffnung verschliesst und insbesondere selbstverschliessend ausgestaltet ist, kann ein Nachtropfen von Extraktionsgut aus der Kapsel effektiv verhindert werden. Dabei kann das Ventil selbstöffnend oder von aussen aktivierbar ausgestaltet sein.
Der Kapselkörper kann ein Tiefziehteil oder ein Spritzgussteil sein. Beide Herstellungsverfahren sind kostengünstig für grosse Produktionslose. Ausserdem sind über die gesamte Produktionsmenge nahezu dieselben Toleranzen gewährleistet.
Das Ventil kann ein Membranteil aus einem Elastomermaterial mit einer insbesondere schlitzförmigen oder runden Ventilöffnung umfassen. Ein solches Ventil ist eine besonders einfache Ausgestaltung und kann insbesondere in lebensmittelverträglichen Materialien einfach hergestellt werden. Mögliche Materialien sind beispielsweise thermoplastische Elastomere, Silikonelastomere, usw.
Beispielsweise sind solche Ventile mit schlitzförmigen Ventilöffnungen bekannt aus der Verwendung im Verschluss von Ketchup-Flaschen oder Duschmittelbehältern.
Das Membranteil kann eine trichterförmige Verjüngung in Richtung zur Ventilöffnung aufweisen, wodurch eine Art Düse gebildet wird. Somit wird ein Ausgabestrahl mit dem flüssigen Lebensmittel gebildet.
Die Ventilöffnung kann zwei oder mehrere sich kreuzende Schlitze aufweisen. Der für das Öffnen der Ventilöffnung benötigte Arbeitsdruck kann einfach durch die Grösse des Schlitzes im Membranteil bestimmt werden. Durch die Verwendung von gekreuzten Schlitzen kann der zur Öffnung benötigte Druck wesentlich reduziert werden. Alternativ kann anstelle des Schlitzes auch das Membranteil mit einer durch einen nadelförmigen Gegenstand verursachte Öffnung sein.
Das Membranteil kann im Bereich des Bodens des Kapselkörpers in einer Vertiefung formschlüssig angeordnet sein. Durch die Ausgestaltung des Kapselkörpers mit einer Vertiefung ist eine besonders einfache Positionierung und Montage des Ventils in der Kapsel möglich.
Die Vertiefung kann zylinderförmig oder konisch ausgestaltet sein. Eine zylinderförmige oder konische Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kapsel rotationssymmetrisch ausgestaltet ist. Eine zylinderförmige oder konische Vertiefung erlaubt ausserdem eine besonders einfache Ausgestaltung des Membranteils.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System umfassend eine mit einer Substanz gefüllte erfindungsgemässe Kapsel und eine Getränkezubereitungsmaschine, welche zur Aufnahme der Kapsel einen Kapselhalter aufweist. Das System umfasst weiter eine Einrichtung zur Durchleitung einer Flüssigkeit durch die Kapsel zur Extrahierung oder Lösung der Substanz zum Herstellen eines Getränks oder eines flüssigen Lebensmittels, wobei die Getränkezubereitungsmaschine wenigstens eine Vorrichtung zum Penetrieren des Deckels der Kapsel aufweist.
Anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1a:: Eine perspektivische Darstellung einer aufgeschnittenen nicht erfindungsgemässen Kapsel gemäss einer ersten Ausführungsform mit Membranteil, wobei ein Verschlusselement im Bereich des Bodens angeordnet ist,
Figur 1b:: eine Ansicht von aussen auf die Kapsel gemäss Figur 1,
Figur 2:: die Kapsel aus Figur 1, wobei das Verschlusselement direkt unter der Filterplatte angeordnet ist,
Figur 3:: die Kapsel gemäss Figur 1, wobei ein zusätzliches Filterelement im Bereich des Bodens angeordnet ist,
Figur 4a:: eine perspektivische Ansicht auf die Kapsel gemäss Figur 1, wobei der Bodenbereich in einer anderen Ausführungsform gezeigt wird,
Figur 4b:: ein Detail aus der Kapsel gemäss Figur 4a,
Figur 5a:: eine perspektivische Darstellung einer aufgeschnittenen erfindungsgemässen Kapsel mit einem Absperrkörper in einer Auslieferungsposition,
Figur 5b:: einen Querschnitt durch die Kapsel gemäss Figur 5a,
Figur 6:: die Kapsel gemäss Figur 5a in einer Öffnungsposition,
Figur 7:: die Kapsel gemäss Figur 4 in einer Schliessposition.

In Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung einer aufgeschnittenen nicht erfindungsgemässen Kapsel 1 gemäss einer ersten Ausführungsform mit einem Membranteil 23 gezeigt, wobei ein Verschlusselement 15 im Bereich des Bodens 4 der Kapsel 1 angeordnet ist. Die Kapsel 1 ist so aufgeschnitten, sodass ein Einblick in das Innere der Kapsel 1 ermöglicht wird. Die Kapsel 1 besteht im Wesentlichen aus einem rotationssymmetrischen Kapselkörper 2, welcher mit einer Seitenwand 3, einem Boden 4 und einem den Kapselkörper 2 abschliessenden Deckel 5 eine Kammer 6 ausbildet. In der Kammer 6 ist in etwa mittig senkrecht zu einer zentralen Achse 8 eine Filterplatte 30 ausgebildet, welche auf einer umlaufenden Auflagekante 34 der Seitenwand 3 aufliegt. Im Bereich des Bodens 4 ist eine Vertiefung 24 ausgebildet, welche zylinderförmig ausgestaltet ist. Diese Vertiefung ist von einem Verschlusselement 15 in Form einer Folie 16 von der Kammer 6 getrennt. Diese Folie 16 weist eine Sollbruchstelle auf, welche bei einem vorbestimmten Druck auf die Folie 16 aufreisst. In der Vertiefung 24 ist ein Ventil 20 in Form eines thermoplastischen Membranteils 23 angeordnet. Das Membranteil 23 weist zentral zwei gekreuzte Schlitzöffnungen (nicht dargestellt) auf, welche eine Ventilöffnung 21 definieren. Durch diese Ausgestaltung wirkt das Ventil 20 wie ein Schlitzventil, wie es beispielsweise aus einer Ketchup-Flasche bzw. aus Duschmittelbehältern bekannt ist. Das Ventil 20 ist formschlüssig in der Vertiefung 24 angeordnet und verschliesst somit eine Auslauföffnung 10 welche im Bereich des Bodens 4 angeordnet ist. Ein zur Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels benötigtes Substrat 7 ist zwischen dem Deckel 5 und der Filterplatte 30 angeordnet. Sobald nun beispielsweise heisses Wasser in die Kammer 6, beispielsweise durch eine Injektionsnadel durch den Deckel 5 eingebracht wird, wird sich in der Kammer 6 ein Druck aufbauen, welcher die Folie 16 bei Überschreiten eines bestimmten Arbeitsdrucks zum Bersten bringt. Entsprechend liegt der Arbeitsdruck nun am Ventil 20 bzw. auf dem Membranteil 23 an, sodass die Ventilöffnung 21 aufgepresst wird. Das flüssige Lebensmittel kann somit aus dem mit Substrat 7 gefüllten Teilbereich der Kammer 6 durch die Filterplatte 30, das Verschlusselement 15 und die Ventilöffnung 21 in Richtung zur Auslauföffnung 10 austreten. Die Flussrichtung von der Ventilöffnung 21 zur Auslauföffnung 10 definiert dabei eine Auslaufrichtung 12 welche in etwa parallel zur zentralen Achse 8 verläuft. Das Membranteil 23 ist dabei in Richtung zur zentralen Ventilöffnung 21 trichterförmig mit abnehmender Wandstärke ausgestaltet, was ein Aufweiten der Ventilöffnung 21 unter Druck begünstigt.
Sobald die zur Extraktion bzw. zur Herstellung des flüssigen Lebensmittels benötigte Menge von heissem Wasser durch die Kapsel 1 durchgetreten ist, wird üblicherweise die Wasserzufuhr abgestellt werden. Der sich in der Kammer 6 während der Extraktion bildende Druck wird sich entsprechend durch die Ventilöffnung 21 entspannen. Sobald die Kammer 6 druckfrei ist, wird sich die Ventilöffnung 21 wieder verschliessen, sodass ein Nachtropfen von flüssigem Lebensmittel effektiv verhindert wird.
Die Figur 1b zeigt eine Ansicht von aussen auf die Kapsel 1 gemäss Figur 1. Deutlich zu erkennen ist die Auslauföffnung 10, durch welche ein zubereitetes flüssiges Lebensmittel austreten kann.
In der Figur 2 ist die Kapsel 1 aus Figur 1 dargestellt, wobei das Verschlusselement 15 direkt unterhalb der Filterplatte 30 angeordnet ist. Unabhängig von der Position der Folie 16 reisst diese bei Erreichen des entsprechenden Arbeitsdrucks auf und gibt einen Durchgang zum Ventil 20 frei. Das unter Druck austretende flüssige Lebensmittel tritt beim Verlassen der Ventilöffnung 21 in eine Mischkammer 35, wo es auf eine Prallplatte 36 prallt und mit Luft vermischt wird. Das flüssige mit Luft vermischte Lebensmittel tritt schaumartig aus der Auslauföffnung 10 in Auslaufrichtung 12 aus.
In Figur 3 ist die Kapsel 1 gemäss Figur 1 nochmals dargestellt, wobei ein zusätzliches Filterelement 14 im Bereich des Bodens 4 angeordnet ist. Auch das Verschlusselement 15 befindet sich wiederum im Bereich des Bodens 4. Direkt oberhalb des Verschlusselementes 15 ist das zusätzliche Filterelement 14 angeordnet, welches eine zusätzliche Filterfunktion gewährleistet. Durch dieses zusätzliche Filterelement 14 wird beispielsweise ermöglicht, dass in der Kammer 6 sowohl oberhalb als auch unterhalb der Filterplatte 30 ein Substrat angeordnet ist. Insbesondere ist somit die Verwendung von unterschiedlichen Substraten in derselben Kapsel 1 möglich. Die Filterplatte 30 gewährleistet dabei, dass sich die beiden Substrate bei der Lagerung der Kapsel 1 nicht vermischen. Erst durch die Extraktion bzw. Auflösung der Substrate erfolgt ein effektives Durchmischen der beiden unterschiedlichen Substrate, wobei das Filterelement 14 dafür sorgt, dass kein ungelöstes Substrat mit dem flüssigen Lebensmittel austreten kann.
Die Figur 4a offenbart eine perspektivische Ansicht auf die Kapsel 1 gemäss Figur 1, wobei der Bodenbereich in einer anderen Ausführungsform gezeigt wird. Der Bereich des Bodens 4 ist mit der konischen Vertiefung zur Aufnahme des Membranteils 23 (siehe Figur 3) zu erkennen. Das Verschlusselement 15 (siehe Figur 4b) ist im unteren Bereich dieser Vertiefung, also unterhalb des Membranteils 23 angeordnet. Anschliessend folgt ein zylinderförmiges oder leicht konisches Rohrstück 37, in welchem ein Aufstechmittel 38 verschiebbar gelagert ist. Das Aufstechmittel 38 weist dabei Führungsabschnitte auf, welche mit einem Führungsabschnitt des zylinderförmigen Rohrstücks 37 korrespondieren und eine Verschiebung von einer Ruheposition in Pfeilrichtung in eine Aufstechposition erlauben. In der Aufstechposition dringt das Aufstechmittel 38 in das Verschlusselement 15 ein, so dass eine fluidische Verbindung zwischen dem Membranteil 23 und der Auslauföffnung 10 bereitgestellt wird.
Die Figur 4b zeigt ein Detail aus der Kapsel 1 gemäss Figur 4a, wobei das Membranteil der Einfachheit halber weggelassen wurde. Erkennbar ist eine Aufstechspitze 39 des Aufstechmittels 38, welche als kreuzförmige Sternspitze ausgebildet ist. Ebenfalls zu erkennen ist das leicht konische Rohrstück 37, welches mit seinem unteren, offenen Ende in eine Nut 40 des Aufstechmittels 38 greift und diese so definiert in der Ruheposition festhält. Durch aufbringen einer äusseren Kraft auf das Aufstechmittel 38 wird sich das untere Ende des Rohrstücks 37 aus der Nut 40 lösen und das Aufstechmittel 38 wird mit seiner Aufstechspitze 39 das Verschlusselement 15 durchstechen. Entsprechend wird die Auslauföffnung 10 freigegeben.
Die Figur 5a zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine aufgeschnittene erfindungsgemässe Kapsel 1 mit einem Absperrkörper 26 in einer Auslieferungsposition. In der Figur 5b ist ein Querschnitt durch die Kapsel 1 gemäss Figur 5a dargestellt. Die Kapsel 1 weist eine alternative Form eines Ventils 20 auf. Im Boden 4 ist in einer zentralen Verschlussöffnung 25 der Absperrkörper 26 angeordnet, welcher über eine Sollbruchstelle 27 mit dem Boden 4 verbunden ist. Der Absperrkörper 26 ist nach Aufbrechen der Sollbruchstelle 27 in der Verschlussöffnung 25 zwischen einer Öffnungsposition und einer Schliessposition (vgl. Figuren 5 und 6) verschiebbar gelagert. Der Absperrkörper 26 ist dabei als zylinderförmiger Zapfen ausgebildet, wobei in einem Abschnitt seiner Seitenwand Ventilöffnungen 21 angeordnet sind. Diese Ventilöffnungen 21 sind derart positioniert, dass dieses im dargestellten Zustand und insbesondere in der Schliessposition nicht aus der Verschlussöffnung 25 hinausragen. Entsprechend ist keine fludische Verbindung zwischen der Kammer 6 und einer Auslauföffnung 10 ausgebildet. Ein Federelement 28 in Form einer Tellerfeder steht in Wirkverbindung mit dem Absperrkörper 26 und spannt diesen in seine Schliessstellung (siehe Figur 6) vor. Das Federelement 28 bzw. der Kapselkörper 2 ist derart ausgestaltet, dass das Federelement 28 zwischen Kapselkörper 2 und Absperrkörper 26 eingespannt werden kann.
Die Figur 6 zeigt die Kapsel 1 gemäss Figur 5a in einer Öffnungsposition. Durch Druck auf das Federelement 28, welches in Wirkverbindung mit dem Absperrkörper 26 steht, wurde die Sollbruchstelle 27 (siehe Figur 4) aufgebrochen und der Absperrkörper 26 in Richtung zum Innern der Kapsel 1 in die Öffnungsposition verschoben. Die Ventilöffnungen 21 sind somit über dem Boden 4 und der Verschlussöffnung 25 der Kapsel 1 angeordnet, sodass eine durchgehende Öffnung aus dem Innern der Kapsel 1 durch den Absperrkörper 26 zur Auslauföffnung 10 ausgebildet ist.
In der Figur 7 ist die Kapsel 1 gemäss Figur 5a in einer Schliessposition dargestellt. Diese Schliessposition wird erreicht, sobald die von Aussen auf das Federelement 28 wirkende Kraft entfernt wird. Das Federelement 28, welches in Wirkverbindung mit dem Absperrkörper 26 steht, verschiebt somit den Absperrkörper 26 in seine Schliessposition. Ein am oberen Ende des Absperrkörpers 26 ausgebildete Anschlagmittel 29 gewährleistet, dass der Absperrkörper 26 nicht aus dem Boden 4 der Kapsel 1 austreten kann. Die Ventilöffnungen 21 befinden sich entsprechend ausserhalb der Kammer 6, sodass keine fluidische Verbindung von der Kammer 6 zur Auslauföffnung 10 mehr existiert. Entsprechend wird ein Nachtropfen von flüssigem Lebensmittel aus der Kammer 6 verhindert.
Es versteht sich von selbst, dass die weitere Ausgestaltung der Kapsel 1 gemäss den Figuren 5a bis 7, wie bereits für die Kapsel gemäss den Figuren 1 bis 4 beschrieben, mit einer Filterplatte, einem Filterelement und einem Verschlusselement in unterschiedlichen Position bestückt sein kann.

Claims

Kapsel (1) mit einem vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper (2) mit einer Seitenwand (3) und einem insbesondere einstückig mit dieser ausgebildeten Boden (4), sowie mit einem den Kapselkörper (2) abdeckenden Deckel (5) zur Bildung einer geschlossenen Kammer (6), welche eine Substanz (7) für die Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels enthält, wobei der Deckel (5) eine geschlossene Folie ist, welche zur Bildung wenigstens einer Eintrittsöffnung mit ausserhalb der Kapsel angeordneten Penetrationsmitteln penetrierbar ist und wobei die Kapsel eine Auslauföffnung (10) zum Ausgeben des flüssigen Lebensmittels im Bereich des Bodens (4) aufweist, wobei die Auslauföffnung (10) mit einem Ventil (20) mit einer Ventilöffnung (21) verschlossen ist, wobei das Ventil (20) einen in axialer Richtung zwischen einer Schliessposition und einer Öffnungsposition verschiebbar gelagerten Absperrkörper (26) umfasst, wobei in der Schliessposition die Ventilöffnung (21) verschlossen und in der Öffnungsposition die Ventilöffnung (21) offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (26) mittels eines Federelementes (28) in der Schliessposition vorgespannt ist.
Kapsel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28) eine Tellerfeder ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (26) in der Schliessposition einstückig über eine Sollbruchstelle (25) mit dem Boden (4) verbunden ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (24) von einer von ausserhalb der Kapsel (1) entgegen der Vorspannung wirkenden Kraft von der Schliessposition in die Öffnungsposition verschiebbar ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (26) als hohlzylindrischer Zapfen ausgebildet ist, dessen Seitenwand einen geschlossenen und einen mit Ventilöffnungen (21) versehenen Abschnitt aufweist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Ventilöffnung (21) ein Mischraum (35) mit einer Prallplatte (36) angeordnet ist, um einen aus der Ventilöffnung (21) austretenden Strahl des flüssigen Lebensmittels zu brechen und mit Luft zu vermischen.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Substanz (7) und dem Ventil (20) ein Filterelement (14) angeordnet ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (6) durch eine zwischen dem Deckel (5) und dem Boden (4) angeordnete Trennschicht in zwei Teilbereiche aufgeteilt ist.
Kapsel (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (3) des Kapselkörpers (2) Anschlagmittel (29) oder Rastmittel aufweist, an denen die Trennschicht in einer vordefinierten Position anliegt.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kammer (6) und dem Ventil (20) ein Verschlusselement (15), insbesondere eine Folie (16) angeordnet ist.
Kapsel (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (15) eine Sollbruchstelle umfasst, welche unter einem vorbestimmten oder vorbestimmbaren Druck aufbricht.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (26) sich in der Schliessposition oder in der Öffnungsposition über weniger als die Hälfte, vorzugsweise über weniger als einen Drittel, der Distanz zwischen Boden (4) und Deckel (5) in die geschlossene Kammer erstreckt.
System umfassend eine mit einer Substanz gefüllte Kapsel (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12 und eine Getränkezubereitungsmaschine, welche zur Aufnahme der Kapsel einen Kapselhalter aufweist, sowie eine Einrichtung zur Durchleitung einer Flüssigkeit durch die Kapsel zur Extrahierung oder Lösung der Substanz zur Herstellung eines Getränks, wobei die Getränkzubereitungsmaschine wenigstens eine Vorrichtung zum Penetrieren des Deckels (5) der Kapsel aufweist.