EP3107833B1

EP3107833B1 - Kapsel umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten kapselkörper

Info

Publication number: EP3107833B1
Application number: EP15704800.0A
Authority: EP
Inventors: Markus BRÖNNIMANN; Roland Affolter; Alexander Panos; Guillaume Bugnard; Raphael Gugerli
Original assignee: Delica AG
Current assignee: Delica AG
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2024-03-27
Anticipated expiration: 2035-02-17
Also published as: EP3107833C0; CH709273A2; WO2015124558A1; ES2978904T3; EP3107833A1; CN106029526A; AU2015220937A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kapsel umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Kapseln finden heute insbesondere für die Zubereitung von Kaffee oder Kaffeemischgetränken verbreitet Anwendung. Kapseln dieser Art können auch für die Herstellung von Milchschaum, Milchmischgetränken oder Fruchtgetränken aus Konzentrat eingesetzt werden.
Die Kapsel bildet dabei eine Portionsverpackung, welche den Inhalt lagestabil und vorzugsweise auch aromadicht bzw. sauerstoffdicht aufnehmen muss. Bei zahlreichen gattungsmässig vergleichbaren Kapseln erfolgt das Öffnen der Kapsel und das Einbringen einer Flüssigkeit auf der Eintrittsseite durch Penetration des Deckels beim Einschliessen der Kapsel in eine Getränkezubereitungsmaschine. Auf der Austrittsseite ist die Austrittsöffnung durch eine Sperrmembran abgedichtet, welche erst unter der Einwirkung des sich aufbauenden Innendrucks aufreisst und dabei die aufbereitete Flüssigkeit frei gibt.
So ist durch die WO 2009/115475 A1 eine Kapsel bekannt geworden, bei welcher der Boden eine Stützstruktur aufweist, über der eine penetrierbare Ausgangswand gespannt ist. Beim Aufbau eines Innendrucks wird die Ausgangswand gegen Penetrationselemente am Boden der Kapsel gepresst, so dass die Wand penetriert wird. Die Substanz liegt dabei unmittelbar auf der penetrierbaren Ausgangswand. Eine derartige Konstruktion ist jedoch nur dann geeignet, wenn die Substanz durch die einströmende Flüssigkeit aufgelöst werden soll. Für eine Extraktion, wie bei der Zubereitung von Kaffee, müsste ein zusätzlicher Filter vorgesehen werden, weil sonst Kaffeepartikel ausgeschwemmt werden.
Durch die EP 1 555 219 A1 ist eine Portionenkapsel mit gemahlenem Kaffee zur Herstellung eines Kaffeegetränks bekannt geworden. Die bodenseitige Öffnung ist dabei durch eine aufstechbare Folie verschlossen. Direkt über dem Boden der Kapsel ist ein Filterelement angeordnet, das sich am Kapselboden abstützt und das seitlich in einer umlaufenden Nut in der Seitenwand der Kapsel eingerastet ist.
ES 2 398 278 A1 offenbart eine Kapsel mit einer Filterplatte und einer Sperrmembran, welche die Eintrittsöffnung in den Auslaufstutzen des Kapselkörpers direkt verschliesst.
Ein Nachteil der bekannten Kapseln besteht darin, dass sie jeweils stark auf das zuzubereitende Getränk ausgerichtet sind und somit nicht universell eingesetzt werden können. Ausserdem ist das selbstständige Öffnen unter der Einwirkung eines Innendrucks nur schwer beherrschbar. Schliesslich ist es bei zahlreichen Getränken wünschenswert, dass sich eine Schaumbildung einstellt, was jedoch wiederum nur unter bestimmten Druckverhältnissen und unter Beimischung von Luft möglich ist. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Kapsel der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeidet und welche sich sowohl für Extraktionsprozesse, wie auch für Lösungsprozesse eignet, wobei der hermetische Verschluss an der Austrittsöffnung ausschliesslich unter der Einwirkung des Innendrucks und/oder mit Penetrationsmitteln freilegbar ist. Ausserdem soll eine gute Durchmischung und nach Möglichkeit eine Schaumbildung erzielt werden.
Diese Aufgaben werden durch eine Kapsel gelöst, welche die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.
Die Aufnahmeschulter ermöglicht es, dass unter Verwendung des gleichen Kapselkörpers je nach Einsatzzweck unterschiedliche Rückhalteböden eingesetzt werden können. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Rastverbindung erwiesen. Denkbar wäre aber auch ein Einpressen oder gar ein Einkleben oder Einschweissen. Der Kapselkörper kann als Spritzgussteil oder als Tiefziehteil hergestellt werden. Der Rückhalteboden hat die Aufgabe, die in der Regel pulverförmige Substanz zurückzuhalten, so dass die Sperrmembran nicht von der Substanz beaufschlagt wird. Der durch die Sperrmembran und den Rückhalteboden abgegrenzte substanzfreie Zwischenraum beinhaltet einen kleinen Gasvorrat von beispielsweise Luft oder Stickstoff, was die Schaumbildung erheblich verbessert.
Die Sperrmembran ist insbesondere ausschliesslich unter der Einwirkung des Innendrucks in der Kapsel zerreissbar oder aufplatzbar. Dies hat den Vorteil, dass keinerlei mechanische Mittel vorgesehen werden müssen, um die Auslauföffnung freizulegen. Je nach Wandstärke, Befestigung oder Abstützung der Sperrmembran lässt sich dabei der Öffnungsvorgang relativ präzise steuern.
Der Rückhalteboden und die Sperrmembran können planparallel zueinander angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. So könnte insbesondere der Rückhalteboden auch konisch oder konvex ausgebildet sein.
Die Sperrmembran ist an ihrem Aussenrand auf einem umlaufenden Rand befestigt, der einstückig mit dem Boden der Kapsel ausgebildet ist und der innerhalb der Aufnahmeschulter verläuft. Auf diese Weise haben sowohl die Sperrmembran als auch der Rückhalteboden ihnen jeweils zugeordnete Befestigungslinien. Im Hinblick auf eine rationelle Fabrikation kann zuerst die Sperrmembran und anschliessend der Rückhalteboden eingesetzt werden.
Die Sperrmembran ist im Zentrum auf einem Stützkörper befestigt ist, der koaxial zur Längsmittelachse der Kapsel und insbesondere zur Auslauföffnung angeordnet ist. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass die Sperrmembran nicht nur auf dem Stützkörper aufliegt, sondern fest mit diesem verbunden ist. Dadurch wird je nach Beschaffenheit der Sperrmembran das Reissen oder Aufplatzen begünstigt und zwar in einem Umfangsbereich um das Zentrum der Kapsel. Die Sperrmembran ist dabei zwischen dem umlaufenden Rand und dem Stützkörper vorteilhaft ohne Auflage oder Befestigung frei gespannt. In bestimmten Fällen wäre es jedoch ebenfalls denkbar, dass unterhalb der Sperrmembran Penetrationselemente am Boden der Kapsel angeordnet sind, welche bei einer Durchbiegung die Sperrmembran penetrieren.
Je nach Volumen der Kapsel und nach der Beschaffenheit der Substanz kann die Distanz zwischen der Sperrmembran und dem Rückhalteboden stark variieren. Dabei hat sich eine Distanz von 0,1 bis 6 mm als besonders vorteilhaft erwiesen.
Auf der Unterseite des Rückhaltebodens können sternförmig verlaufende Verstärkungsrippen angeordnet sein. Denkbar sind aber auch Verstärkungsrippen auf der Oberseite des Rückhaltebodens oder auf beiden Seiten. Derartige Rippen verhindern, dass sich ein aus Kunststoff hergestellter Rückhalteboden unter der Einwirkung von Druck und Temperatur zu stark durchbiegt.
Der Rückhalteboden kann als Siebboden mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet sein. Die Grösse und Anzahl der Öffnungen richtet sich dabei nach der Korngrösse der zurück zu haltenden Substanz sowie nach der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit.
Der Rückhalteboden kann auch Bestandteil eines zylindrischen Aufnahmebechers für die Substanz sein. Dabei füllt die Substanz ersichtlicherweise nicht den gesamten Kapselkörper aus. Vielmehr verbleibt ein Hohlraum bzw. ein Ringhohlraum um den Aufnahmebecher. Dieser kann als Einströmraum für die Flüssigkeit genutzt werden oder er kann seinerseits eine zweite Substanz aufnehmen.
Der Aufnahmebecher kann sich im oberen, dem Deckel zugewandten Bereich mit einem Kragen an der Seitenwand der Kapsel abstützen. Dieser Kragen kann mit Öffnungen versehen sein, sodass auch Flüssigkeit in den Ringraum unterhalb des Kragens strömen kann. Der obere Rand des Aufnahmebechers erstreckt sich dabei über die Ansatzstelle des Kragens hinaus, sodass zwischen dem Kragen und dem oberen Rand ein nach oben offener Kanal gebildet wird. Zwischen dem oberen Rand und dem Deckel kann dabei ein Zwischenraum verbleiben, sodass sich die Substanz im Aufnahmebecher auch im Kanal über dem Kragen ausbreiten kann.
Der Rückhalteboden kann aber auch geschlossen sein und lediglich an seinem Aussenumfang mit einer Mehrzahl von Schlitzen oder Nuten versehen sein. Diese Schlitze oder Nuten können beispielsweise in einer gegen den Boden oder gegen den Deckel der Kapsel gerichteten Schürze angeordnet sein. Die Schlitze oder Nuten begünstigen das Umströmen des geschlossenen Rückhaltebodens, wobei je nach Konstruktion starke Scherkräfte erzielt werden können. Ein derart geschlossener Rückhalteboden eignet sich beispielsweise für die Aufnahme von Milchpulver zur Bildung von Milchschaum.
Die Sperrmembran kann aus einer Folie aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Unter dem in einer Getränkezubereitungsmaschine auftretenden Innendruck von bis zu 20 bar hat sich eine Wandstärke von 0,01 bis 0,4 mm als besonders vorteilhaft erwiesen. Selbstverständlich könnte die Sperrmembran auch aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem Laminat bestehen. Die Sperrmembran kann auch als eigentliche Berstscheibe aus Kunststoffmaterial ausgebildet werden. In einem derartigen Fall beträgt die Wandstärke beispielsweise von 0,005 bis 0,4 mm.
Unabhängig von der Beschaffenheit der Sperrmembran kann es besonders vorteilhaft sein, wenn diese eine oder mehrere Sollbruchstellen aufweist. Auf diese Weise lassen sich sehr gezielt Öffnungen schaffen und bestimmte Strömungsverhältnisse herbeiführen.
Eine besonders vorteilhafte Montage des Rückhaltebodens kann erreicht werden, wenn auf der dem Deckel zugewandten Seite ein Griffstück angeordnet ist. Dieses kann beispielsweise aus sternförmig angeordneten Rippen bestehen, mit denen zusätzlich noch eine Versteifung des Rückhaltebodens bewirkt wird.
Weitere Vorteile können erreicht werden, wenn die Sperrmembran im Zentrum auf einem Stützkörper befestigt ist, der über der Auslauföffnung angeordnet ist und an dessen Aussenumfang vorzugsweise schlitzförmige Öffnungen angeordnet sind, welche sich von der Auflageebene der Sperrmembran gegen den Boden erstrecken. Dadurch fliesst die Flüssigkeit nach dem Reissen der Sperrmembran konzentrisch gegen den Stützkörper nach unten in die Auslauföffnung. Die noch auf dem Stützkörper verbleibenden Abschnitte der Sperrmembran bilden gegen oben eine Begrenzung der Strömung.
Weiter kann der Stützkörper von einer mit Öffnungen versehenen Prallwand umgeben sein, wobei die Öffnungen der Prallwand radial versetzt zu den Öffnungen des Stützkörpers angeordnet sind. Mit dieser Anordnung wird eine turbulente Ausströmung der Flüssigkeit gegen die Auslauföffnung erzielt, wobei eine besonders gute Durchmischung erfolgt. Eine Schaumbildung wird dabei durch den im substanzfreien Zwischenraum vorhandenen Luftvorrat begünstigt. Besonders vorteilhaft ist die Sperrmembran auch fest mit dem oberen Rand der Prallwand verbunden, sodass die Ringkammer zwischen Stützkörper und Prallwand auf der Oberseite durch die Sperrmembran auch nach deren Einreissen begrenzt bleibt.
Die Erfindung betrifft auch ein System umfassend eine vorstehend beschriebene Kapsel sowie eine Getränkezubereitungsmaschine mit einer Aufnahmekammer für die Kapsel, sowie mit Mitteln zum Penetrieren des Deckels der Kapsel und zum Durchleiten einer Flüssigkeit unter Druck durch die Kapsel. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Flüssigkeit ins Innere der Kapsel beispielsweise mit Hilfe einer Hohlnadel injiziert wird oder ob die Flüssigkeit durch eine Mehrzahl von Perforationsöffnungen gedrückt wird.
Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen.
Es zeigen:

Figur 1: Eine Aussenansicht einer erfindungsgemässen Kapsel,
Figur 2: Ein Querschnitt durch die Kapsel gemäss Figur 1 mit einem durch den Deckel verschlossenen Aufnahmebecher,
Figur 3: Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit einem durch eine Filterfolie verschlossenen Aufnahmebecher,
Figur 4: Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Kapsel mit einem integrierten Steigrohr,
Figur 5: Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Kapsel mit einem einfachen Siebboden,
Figur 6: Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Kapsel mit integriertem Rückhaltekäfig,
Figur 7: Eine Explosionszeichnung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kapsel mit Aufnahmebecher und Berstscheibe,
Figur 8: Ein Querschnitt durch die zusammengebaute Kapsel gemäss Figur 7,
Figur 9: Eine perspektivische Darstellung der Kapsel gemäss Figur 8 im Teilschnitt,
Figur 10: Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Kapsel gemäss Figur 8,
Figur 11: Eine perspektivische Darstellung im Querschnitt durch eine Kapsel mit geschlossenem Rückhalteboden,
Figur 12: Eine perspektivische Teildarstellung des Rückhaltebodens in der Kapsel gemäss Figur 11,
Figur 13: Die Kapsel gemäss Figur 11 bei entferntem Rückhalteboden,
Figur 14: Die Kapsel gemäss Figur 13 mit entfernter Sperrmembran,
Figur 15: Eine perspektivische Darstellung eines als Siebboden ausgebildeten Rückhaltebodens,
Figur 16: Eine perspektivische Darstellung im Querschnitt durch eine Kapsel mit einem alternativ ausgestalteten Aufnahmebecher,
Figur 17: Eine perspektivische Teildarstellung des Aufnahmebechers in der Kapsel gemäss Figur 16,
Figur 18: Eine perspektivische Darstellung eines Kapselkörpers mit alternativ ausgestaltetem Stützkörper,
Figur 19: Ein stark vergrösserter Querschnitt durch den Stützkörper in der Kapsel gemäss Figur 18,
Figur 20: Eine perspektivische Darstellung im Querschnitt durch eine Kapsel mit einem alternativ ausgestalteten Stützkörper,
Figur 21: Eine vergrösserte perspektivische Darstellung des Stützkörpers gemäss Figur 20.

Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, besteht eine Kapsel 1 aus einem Kapselkörper 2, beispielsweise aus Kunststoffmaterial, der eine Seitenwand 3 und einen Boden 4 aufweist. Am Boden 4 ist koaxial zur Längsmittelachse der Kapsel ein Rohrstutzen 23 mit einer Auslauföffnung 8 angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Rohrstutzen 23 über Versteifungsrippen 24 zusätzlich mit dem Boden 4 verbunden. Am oberen Ende der Seitenwand 3 ist ein umlaufender Rand 22 angeordnet, auf dem ein Deckel 5 fixiert ist.
Am Boden 4 ist ausserdem eine kreisförmige Aufnahmeschulter 10 angeordnet, welche durch eine Vertiefung 25 im Boden gebildet wird. Von der Vertiefung aus erstreckt sich ein Rohrstutzen 23 nach unten, in dessen Querschnitt eine Prallplatte 26 gehalten ist. Der Rohrstutzen 23 mündet in die Auslauföffnung 8.
Der Kapselkörper 2 umschliesst insgesamt eine Kammer 6, welche eine Substanz 7 aufnehmen kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Substanz innerhalb eines Aufnahmebechers 17 gehalten, der einstückig mit einem Rückhalteboden 11 ausgebildet ist. Dieser Rückhalteboden ist als Siebboden mit Sieböffnungen ausgestaltet. Unterhalb des Rückhaltebodens ist ein umlaufender Schnapprand 28 angeordnet, mit dessen Hilfe der ganze Aufnahmebecher in die Aufnahmeschulter 10 eingerastet ist. Der obere Rand des Aufnahmebechers ist umlaufend mit dem Deckel 5 verschweisst. Ausserdem sind am oberen Rand umlaufend vertikale Schlitze 27 vorgesehen, durch welche eine in die äussere Ringkammer eingespritzte Flüssigkeit ins Innere des Aufnahmebechers eindringen kann.
Auf dem Boden der Vertiefung 25 und über der Auslauföffnung 8 ist eine Sperrmembran 9 in der Form einer Folie befestigt. Auf diese Weise wird zwischen der Sperrmembran 9 und dem Rückhalteboden 11 ein substanzfreier Zwischenraum 12 gebildet. Eine auf der Eintrittsseite in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit durchströmt die Substanz 7 und den gelochten Rückhalteboden 11 und bewirkt anschliessend ein Aufreissen der Sperrmembran 9.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3 unterscheidet sich von demjenigen gemäss Figur 2 hauptsächlich dadurch, dass der Aufnahmebecher 17 am oberen Ende nicht durch den Deckel 5, sondern durch eine separate Filterfolie 29 abgeschlossen ist, welche von der Flüssigkeit durchströmt werden kann. Der etwas nach innen gewölbte Deckel 5 liegt lose auf dieser Filterfolie auf. Zusätzlich ist am Boden 4 noch eine umlaufende Dichtlippe 30 angeordnet, welche sich seitlich gegen den Aufnahmebecher 17 presst und so eine verbesserte Abdichtung bewirkt. Auch der Rohrstutzen 23 mit der integrierten Prallplatte 26 hat eine etwas andere Konfiguration.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist der Rückhalteboden 11 im Wesentlichen als geschlossene Platte ausgebildet. Im Zentrum ist ein Überlaufrohr 31 angeordnet, dessen oberes Ende über eine Sollbruchstelle 32 abgeschlossen ist. Diese kann beispielsweise als Schlitz oder als Kreuzschlitz ausgebildet sein. Der Boden 4 der Kapsel ist praktisch gleich ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3. Eine durch den Deckel 5 in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit durchströmt die Substanz 7 und bewirkt zunächst ein Aufplatzen der Sollbruchstelle 32. Danach strömt die Flüssigkeit durch das Überlaufrohr 31 in den substanzfreien Zwischenraum 12 und bewirkt anschliessend ein Reissen der Sperrmembran 9, bevor sie durch die Auslauföffnung 8 abfliesst.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 ist der Rückhalteboden 11 nur als einfacher Siebboden mit Öffnungen 16 ausgebildet. Die Verankerung im Boden 4 erfolgt gleich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 ist an Stelle des Überlaufrohrs ein mit Öffnungen versehener Käfig 34 auf dem geschlossenen Rückhalteboden 11 angeordnet. In diesem Käfig ist beispielsweise eine mit Aromastoffen gefüllte Weichkapsel 35 gehalten. Die restliche Anordnung ist identisch wie beim Ausführungseispiel gemäss Figur 4. Eine in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit durchströmt zuerst die Substanz 7 und dringt danach in den Käfig 34 ein, wo die Weichkapsel aufgelöst wird. Die so gebildete Mischung aus Extrakt und Inhaltstoff der Kapsel strömt anschliessend nach unten in den substanzfreien Zwischenraum 12 und bewirkt ein Zerreissen der Sperrmembran 9.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 7 bis 9 ist die Sperrmembran als eigentliche Berstscheibe mit Sollbruchstellen 20 ausgebildet. Diese Scheibe aus Kunststoffmaterial liegt auf dem Boden der Vertiefung 25 auf und ist am Aussenumfang dichtend mit diesem verbunden. Um ein Durchbiegen der Scheibe zu verhindern verfügt sie auf der Unterseite ausserdem über Stützmittel 36, die sich ebenfalls am Boden der Vertiefung abstützen. Der eingerastete Aufnahmebecher 17 ist ähnlich ausgebildet wie derjenige gemäss Figur 2. Auch hier ist der Deckel 5 unmittelbar mit dem oberen Rand des Aufnahmebechers verbunden und die Flüssigkeit dringt durch seitliche Schlitze 27. Die als Berstscheibe ausgebildete Sperrmembran wird beim Aufbau des Innendrucks nur gerade im Bereich der Sollbruchstellen 20 geöffnet, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sternförmig angeordnet sind. Auch hier wird jedoch ersichtlicherweise ein substanzfreier Zwischenraum 12 gebildet.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 10 ist bezüglich der Beschaffenheit der Sperrmembran 9 gleich ausgebildet wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Anstelle des Aufnahmebechers ist jedoch nur ein einfacher, als Siebboden ausgestalteter Rückhalteboden 11 eingebaut, ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5.
Das Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 11 bis 14 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Sperrmembran 9 im Zentrum mit einem Stützkörper 14 verbunden ist. Am Aussenumfang ist die Sperrmembran mit einem umlaufenden Rand 13 fest verbunden, der einstückig mit dem Boden 4 der Kapsel ausgebildet ist. Zwischen diesem umlaufenden Rand 13 und dem Stützkörper 14 ist die Sperrmembran 9 frei gespannt. Der Stützkörper ist hier sternförmig ausgebildet. Unter der Einwirkung des Innendrucks steigt die Reissspannung in der Sperrmembran 9 entlang der Aussenkante des Stützkörpers 14 stark an, bis die Sperrmembran reisst und sich die entstandenen Risse gegen den umlaufenden Rand 13 hin fortsetzen.
Der umlaufende Rand 13 ist innerhalb der Aufnahmeschulter 10 angeordnet und dieser gegenüber etwas abgesenkt. Der Rückhalteboden 11 ist hier ohne Siebstruktur völlig geschlossen ausgebildet und am Aussenumfang mit einer umlaufenden Schürze 18 versehen. In dieser sind in regelmässigen Abständen vertikale Nuten 19 angeordnet, die sich bis in den Übergangsbereich zwischen Schürze und Rückhalteboden erstrecken. Auf der dem Deckel zugewandten Seite des Rückhaltebodens ist ausserdem ein Griffstück 21 angeordnet, welches die Montage erleichtert und gleichzeitig eine Versteifung bewirkt.
Zwischen der Aufnahmeschulter 10 und dem Rand 13 ist eine umlaufende Zwischenrippe 33 angeordnet, deren obere Stirnseite an einer korrespondierende Rippe am Rückhalteboden 11 anliegt.
In der nur noch den Kapselkörper 2 darstellenden Figur 14 ist die sternartige Konfiguration des Stützkörpers 14 gut sichtbar. Ausserdem ist zu erkennen, dass die Auslauföffnung 8 an der tiefsten Stelle des Kapselbodens 4 von schaufelradartig ausgebildeten Segmenten 37 umgeben ist, welche der ausströmenden Flüssigkeit eine Drallwirkung verleihen.
Eine in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit dringt zunächst durch die Nuten 19 bis in den Bereich der Rastverbindung an der Aufnahmeschulter 10 und durchströmt die Schärspaltlinie. Danach wird die Stossverbindung an der Stirnseite der Zwischenrippe 33 aufgedrückt und die mit der Substanz vermischte Flüssigkeit dringt in den substanzfreien Zwischenraum 12 zwischen der Sperrmembran 9 und dem Rückhalteboden 11. Danach reisst die Sperrmembran 9 und die Mischung strömt aus der Auslauföffnung 8. Diese Anordnung eignet sich für Substanzen, welche mit der durchströmenden Flüssigkeit eine Lösung oder eine Mischung bilden, wie z.B. Milchpulver oder Schokoladepulver. Die Figur 15 zeigt einen Rückhalteboden 11, der in den Kapselkörper 2 gemäss Figur 11 eingesetzt werden kann, der jedoch als Siebboden mit Öffnungen 16 ausgebildet ist. Auch hier ist ein Griffstück 21 vorgesehen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 16 und 17 ist in den Kapselkörper 2 bzw. in die Aufnahmeschulter 10 ein Aufnahmebecher 17 eingesetzt, der jedoch im oberen Bereich auf der Aussenseite mit einem umlaufenden Kragen 38 versehen ist. Dieser stützt sich an der Seitenwand 3 der Kapsel ab und er ist ausserdem mit Öffnungen 39 versehen. Der Rückhalteboden 11 ist als Siebboden mit Öffnungen 16 ausgebildet und ausserdem mit Verstärkungsrippen 15 auf beiden Seiten. Der Kapselkörper 2 ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 11. Der hier nicht dargestellte Deckel liegt lose auf dem oberen Rand des Aufnahmebechers 17 auf oder ist ggf. mit diesem unter Druck ablösbar verbunden. Zusätzlich können im oberen Rand auch noch Einlassschlitze 27 vorgesehen sein.
Eine in den Bereich über dem Kragen 38 eingebrachte Flüssigkeit dringt einerseits durch die Öffnungen 39 in die umlaufende Ringkammer ausserhalb des Aufnahmebechers 17 und andererseits ins Innere des Aufnahmebechers 17. Der Kragen hat dabei die Funktion einer Strömungsbremse. Anschliessend dringt die Flüssigkeit durch die Substanz im Aufnahmebecher und durch den perforierten Rückhalteboden 11 in den substanzfreien Zwischenraum 12 zwischen der Sperrmembran 9 und dem Rückhalteboden 11.
Der Kapselkörper 2 gemäss Figur 18 entspricht im Wesentlichen demjenigen gemäss Figur 16. Der Stützkörper 14 ist dabei jedoch nicht sternförmig ausgestaltet, sondern leicht kegelstumpfförmig mit vertikalen Schlitzen 40, die sich bis zur Auflagefläche der Sperrmembran 9 erstrecken. Dadurch wird von oben betrachtet ebenfalls ein zahnradartiger Randbereich gebildet, an dem die Sperrmembran 9 unter Druckeinwirkung reissen kann. Wie aus Figur 19 ersichtlich ist, erstreckt sich im Zentrum ebenfalls ein Strömungselement 41 bis in den Rohrstutzen 23 hinein. Aus Figur 18 sind wiederum die fächerartigen Segmente 37 ersichtlich, welche eine drallartige Strömung begünstigen.
Die Kapsel gemäss den Figuren 20 und 21 ist ähnlich aufgebaut, wie diejenige gemäss Figur 16. In einer Vertiefung im Kapselboden ist ein Aufnahmebecher 17 eingerastet, der mit einem Siebboden 11 versehen ist. Der Siebboden ist mittels sternförmig verlaufender Verstärkungsrippen 15 verstärkt. Im Oberen, dem Deckel 5 zugewandten Bereich ist der Aufnahmebecher über einen trompetenförmigen Kragen 38 an der Seitenwand 3 abgestützt. Der obere Rand des Bechers erstreckt sich dabei über die Ansatzstelle des Kragens hinaus. Der Deckel 5 ist jedoch im Abstand zum oberen Rand des Kragens angeordnet, sodass sich die Substanz im Aufnahmebecher 17 auch in den Ringkanal über dem Kragen 38 ausbreiten kann.
Der Stützkörper 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 18 und 19 mit Schlitzen 40 versehen, welche in regelmässigen Abständen am Aussenumfang angeordnet sind.
Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist die Sperrmembran 9 in Figur 20 nicht dargestellt und in Figur 21 teilweise aufgebrochen. Dabei ist erkennbar, dass der Stützkörper 14 von einer Prallwand 42 umgeben ist, in welcher ebenfalls Schlitze 43 angeordnet sind. Die Prallwand hat dabei das Aussehen einer Zinne mit darin angeordneten Zinnenscharten. Die Schlitze 43 in der Prallwand sind radial versetzt zu den Schlitzen 40 im Stützkörper 14 angeordnet, womit eine Verwirbelung der Strömung erzwungen wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Stützkörper und in der Prallwand je acht Schlitze angeordnet. Diese Anzahl könnte selbstverständlich je nach Anwendungsfall geändert werden und es wäre ausserdem denkbar, dass die Anzahl Schlitze im Stützkörper nicht mit der Anzahl Schlitze in der Prallwand übereinstimmt.
Die Sperrmembran 9 ist sowohl auf der Oberfläche des Stützkörpers 14, als auch auf dem oberen Rand der Prallwand 42 fixiert, beispielsweise aufgeschweisst oder aufgesiegelt. Am Aussenumfang ist die Sperrmembran 9 mit der Oberfläche des umlaufenden Randes 13 verbunden.

Claims

Kapsel (1) umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper (2) mit einer Seitenwand (3) und mit einem einstückig mit dieser ausgebildeten Boden (4), sowie einen den Kapselkörper abdeckenden Deckel (5) zur Bildung wenigstens einer Kammer (6), welche eine Substanz (7) für die Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels enthält, wobei für die Durchleitung einer Flüssigkeit durch die Kammer der Deckel eine Eintrittsseite und der Boden eine Austrittsseite mit wenigstens einer Auslauföffnung (8) bildet, und wobei die Seitenwand (3) oder der Boden (4) eine insbesondere kreisförmige Aufnahmeschulter (10) aufweist, an der ein die Substanz (7) zurückhaltender Rückhalteboden (11) gehalten ist, und wobei zwischen dem Rückhalteboden (11) und der Auslauföffnung (8) sowie im Abstand zum Rückhalteboden (11) eine unter Innendruck in der Kapsel zerreissbare Sperrmembran (9) angeordnet ist, wobei zwischen dem Rückhalteboden (11) und der Sperrmembran (9) ein substanzfreier Zwischenraum (12) verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) an der Aufnahmeschulter (10) eingerastet ist und dass er von der Flüssigkeit durchströmbar oder umströmbar ist, wobei die Sperrmembran (9) an ihrem Aussenrand auf einem umlaufenden Rand (13) befestigt ist, der einstückig mit dem Boden (4) der Kapsel ausgebildet ist und der innerhalb der Aufnahmeschulter (10) verläuft, wobei die Sperrmembran (9) im Zentrum auf einem Stützkörper (14) befestigt ist, der koaxial zur Auslauföffnung (8) angeordnet ist.
Kapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) und die Sperrmembran (9) planparallel zueinander angeordnet sind.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) zwischen dem umlaufenden Rand (13) und dem Stützkörper (14) ohne Auflage oder Befestigung frei gespannt ist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz zwischen der Sperrmembran (9) und dem Rückhalteboden (11) wenigstens 0,1 bis 6 mm beträgt.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des Rückhaltebodens (11) vorzugsweise sternförmig verlaufende Verstärkungsrippen (15) angeordnet sind.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) ein Siebboden mit einer Mehrzahl von Öffnungen (16) ist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) Bestandteil eines zylindrischen Aufnahmebechers (17) für die Substanz (7) ist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) geschlossen ist und an seinem Aussenumfang mit einer Mehrzahl von Schlitzen oder Nuten versehen ist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) eine Folie aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung ist und dass sie eine Wandstärke von 0,01 bis 0,4 mm aufweist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) aus Kunststoffmaterial besteht und dass sie eine Wandstärke von 0,005 bis 0,4 mm aufweist.
Kapsel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) eine oder mehrere Sollbruchstellen (20) aufweist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Deckel zugewandten Seite des Rückhaltebodens (11) ein Griffstück (21) angeordnet ist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) im Zentrum auf einem Stützkörper (14) befestigt ist, der über der Auslauföffnung (8) angeordnet ist und an dessen Aussenumfang vorzugsweise schlitzförmige Öffnungen (40) angeordnet sind, welche sich von der Auflageebene der Sperrmembran gegen den Boden erstrecken.
Kapsel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (14) von einer mit Öffnungen (43) versehenen Prallwand (42) umgeben ist, wobei die Öffnungen der Prallwand radial versetzt zu den Öffnungen (40) des Stützkörpers (14) angeordnet sind und wobei vorzugsweise die Sperrmembran (9) auf dem oberen Rand der Prallwand befestigt ist.
System umfassend eine Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 14 sowie eine Getränkezubereitungsmaschine mit einer Aufnahmekammer für die Kapsel, sowie mit Mitteln zum Penetrieren des Deckels der Kapsel und zum Durchleiten einer Flüssigkeit unter Druck durch die Kapsel.