EP3107833B1 - Capsule comprising a preferably rotationally symmetrical capsule body - Google Patents

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EP3107833B1
EP3107833B1 EP15704800.0A EP15704800A EP3107833B1 EP 3107833 B1 EP3107833 B1 EP 3107833B1 EP 15704800 A EP15704800 A EP 15704800A EP 3107833 B1 EP3107833 B1 EP 3107833B1
Authority
EP
European Patent Office
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capsule
barrier membrane
base
capsule according
retaining
Prior art date
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Active
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EP15704800.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3107833C0 (en
EP3107833A1 (en
Inventor
Markus BRÖNNIMANN
Roland Affolter
Alexander Panos
Guillaume Bugnard
Raphael Gugerli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delica AG
Original Assignee
Delica AG
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Publication date
Priority claimed from CH00244/14A external-priority patent/CH709295A1/en
Priority claimed from CH00245/14A external-priority patent/CH709296B1/en
Priority claimed from CH000642/2014A external-priority patent/CH709570B1/en
Priority claimed from CH01046/14A external-priority patent/CH709861A1/en
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Publication of EP3107833A1 publication Critical patent/EP3107833A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3107833C0 publication Critical patent/EP3107833C0/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents

Definitions

  • the invention relates to a capsule comprising a preferably rotationally symmetrical capsule body according to the preamble of claim 1.
  • Such capsules are now widely used in particular for the preparation of coffee or mixed coffee drinks.
  • Capsules of this type can also be used to produce milk foam, mixed milk drinks or fruit drinks from concentrate.
  • the capsule forms a portion packaging, which must hold the contents in a stable position and preferably in an aroma-tight or oxygen-tight manner.
  • the capsule is opened and a liquid is introduced on the inlet side by penetrating the lid when the capsule is enclosed in a beverage preparation machine.
  • the outlet opening is sealed by a barrier membrane, which only tears open under the influence of the internal pressure that builds up and releases the processed liquid.
  • a capsule has become known in which the base has a support structure over which a penetrable output wall is stretched. When internal pressure is built up, the output wall is pressed against penetration elements at the bottom of the capsule so that the wall is penetrated.
  • the substance lies directly on the penetrable initial wall.
  • such a construction is only suitable if the substance is to be dissolved by the inflowing liquid. For an extraction, such as when preparing coffee, an additional filter would have to be provided, otherwise coffee particles would be washed out.
  • a portion capsule with ground coffee for producing a coffee drink has become known.
  • the opening at the bottom is closed by a pierceable film.
  • a filter element is arranged directly above the bottom of the capsule, which is supported on the capsule bottom and which is laterally snapped into a circumferential groove in the side wall of the capsule.
  • ES 2 398 278 A1 discloses a capsule with a filter plate and a barrier membrane, which directly closes the inlet opening into the outlet nozzle of the capsule body.
  • a disadvantage of the known capsules is that they are each strongly tailored to the drink to be prepared and therefore cannot be used universally.
  • the automatic opening under the influence of internal pressure is difficult to control.
  • foam it is desirable for foam to form, but this is only possible under certain pressure conditions and with the addition of air. It is therefore an object of the invention to create a capsule of the type mentioned at the outset, which avoids the disadvantages mentioned and which is suitable for both extraction processes and dissolution processes, the hermetic closure at the outlet opening being exclusively under the influence of the internal pressure and/or or can be exposed with penetrating agents.
  • good mixing and, if possible, foam formation should be achieved.
  • the receiving shoulder makes it possible for different retaining floors to be used using the same capsule body, depending on the intended purpose.
  • a locking connection has proven to be particularly advantageous. Pressing in or even gluing or welding in would also be conceivable.
  • the capsule body can be manufactured as an injection molded part or as a deep-drawn part.
  • the retention base has the task of retaining the substance, which is usually powdery, so that the barrier membrane is not exposed to the substance.
  • the substance-free space delimited by the barrier membrane and the retention base contains a small gas supply, for example air or nitrogen, which significantly improves foam formation.
  • the barrier membrane can only be torn or burst under the influence of the internal pressure in the capsule. This has the advantage that no mechanical means need to be provided to expose the outlet opening. Depending on the wall thickness, fastening or support of the barrier membrane, the opening process can be controlled relatively precisely.
  • the retaining base and the barrier membrane can be arranged plane-parallel to one another. However, this is not mandatory. In particular, the retaining base could also be conical or convex.
  • the barrier membrane is attached to its outer edge on a peripheral edge which is formed in one piece with the bottom of the capsule and which runs within the receiving shoulder. In this way, both the barrier membrane and the retaining floor have attachment lines assigned to them. With a view to efficient manufacturing, the barrier membrane can be inserted first and then the retaining floor.
  • the barrier membrane is attached in the center to a support body which is arranged coaxially to the longitudinal central axis of the capsule and in particular to the outlet opening. It is particularly important that the barrier membrane not only rests on the support body, but is firmly connected to it. Depending on the nature of the barrier membrane, this promotes tearing or bursting, namely in a circumferential area around the center of the capsule.
  • the barrier membrane is advantageously stretched freely between the peripheral edge and the support body without any support or fastening. In certain cases, however, it would also be conceivable for penetration elements to be arranged below the barrier membrane on the bottom of the capsule, which penetrate the barrier membrane when it is bent.
  • the distance between the barrier membrane and the retention base can vary greatly.
  • a distance of 0.1 to 6 mm has proven to be particularly advantageous.
  • Star-shaped reinforcing ribs can be arranged on the underside of the retaining base. However, reinforcing ribs on the top of the retaining floor or on both sides are also conceivable. Such ribs prevent a retention base made of plastic from bending too much under the influence of pressure and temperature.
  • the retaining floor can be designed as a sieve floor with a plurality of openings.
  • the size and number of openings depends on the grain size of the substance to be retained and the desired flow speed.
  • the retention base can also be part of a cylindrical receiving cup for the substance.
  • the substance obviously does not fill the entire capsule body. Rather, a cavity or an annular cavity remains around the receiving cup. This can be used as an inflow space for the liquid or it can in turn accommodate a second substance.
  • the receiving cup can be supported in the upper area facing the lid with a collar on the side wall of the capsule.
  • This collar can be provided with openings so that liquid can also flow into the annular space below the collar.
  • the upper edge of the receiving cup extends beyond the attachment point of the collar, so that an upwardly open channel is formed between the collar and the upper edge. A space can remain between the upper edge and the lid so that the substance in the receiving cup can also spread into the channel above the collar.
  • the retaining base can also be closed and only be provided with a plurality of slots or grooves on its outer circumference. These slots or grooves can be arranged, for example, in an apron directed towards the bottom or the lid of the capsule. The slots or grooves promote flow around the closed retaining base, whereby strong shear forces can be achieved depending on the design.
  • a closed retention base is suitable, for example, for holding milk powder to form milk foam.
  • the barrier membrane can consist of a foil made of aluminum or an aluminum alloy.
  • a wall thickness of 0.01 to 0.4 mm is particularly advantageous under the internal pressure of up to 20 bar that occurs in a beverage preparation machine proven.
  • the barrier membrane could also consist of a plastic material or a laminate.
  • the barrier membrane can also be designed as an actual rupture disk made of plastic material. In such a case, the wall thickness is, for example, from 0.005 to 0.4 mm.
  • barrier membrane Regardless of the nature of the barrier membrane, it can be particularly advantageous if it has one or more predetermined breaking points. In this way, openings can be created in a very targeted manner and certain flow conditions can be achieved.
  • a particularly advantageous assembly of the retaining base can be achieved if a handle is arranged on the side facing the lid.
  • This can, for example, consist of ribs arranged in a star shape, which additionally stiffen the retaining base.
  • the barrier membrane is attached in the center to a support body which is arranged above the outlet opening and on the outer circumference of which slot-shaped openings are preferably arranged, which extend from the support plane of the barrier membrane against the floor.
  • the support body can be surrounded by a baffle wall provided with openings, the openings of the baffle wall being arranged radially offset from the openings of the support body.
  • a baffle wall provided with openings, the openings of the baffle wall being arranged radially offset from the openings of the support body.
  • Foam formation is promoted by the air supply present in the substance-free space.
  • the barrier membrane is also firmly connected to the upper edge of the baffle wall, so that the annular chamber between the support body and the baffle wall remains delimited on the top by the barrier membrane even after it has been torn.
  • the invention also relates to a system comprising a capsule described above and a beverage preparation machine with a receiving chamber for the capsule, as well as with means for penetrating the lid of the capsule and for passing a liquid under pressure through the capsule. It does not matter whether the liquid is injected into the interior of the capsule, for example using a hollow needle, or whether the liquid is pressed through a plurality of perforation openings.
  • a capsule 1 consists of a capsule body 2, for example made of plastic material, which has a side wall 3 and a base 4.
  • a pipe socket 23 with an outlet opening 8 is arranged coaxially to the longitudinal central axis of the capsule.
  • the pipe socket 23 is additionally connected to the floor 4 via stiffening ribs 24.
  • a circular receiving shoulder 10 is also arranged on the floor 4 and is formed by a depression 25 in the floor.
  • a pipe socket 23 extends downward from the recess, in the cross section of which a baffle plate 26 is held. The pipe socket 23 opens into the outlet opening 8.
  • the capsule body 2 encloses a total of a chamber 6, which can accommodate a substance 7.
  • this substance is held within a receiving cup 17, which is formed in one piece with a retaining base 11.
  • This retention floor is designed as a sieve floor with sieve openings.
  • a circumferential snap edge 28 is arranged below the retaining base, with the help of which the entire receiving cup is snapped into the receiving shoulder 10.
  • the upper edge of the receiving cup is welded all around to the lid 5.
  • vertical slots 27 are provided all around the upper edge, through which a liquid injected into the outer annular chamber can penetrate into the interior of the receiving cup.
  • a barrier membrane 9 in the form of a film is attached to the bottom of the recess 25 and above the outlet opening 8. In this way, a substance-free space 12 is formed between the barrier membrane 9 and the retaining base 11. A liquid introduced into the chamber 6 on the inlet side flows through the substance 7 and the perforated retaining base 11 and then causes the barrier membrane 9 to tear open.
  • the exemplary embodiment according to Figure 3 differs from the one according to Figure 2 mainly due to the fact that the receiving cup 17 is closed at the upper end not by the lid 5, but by a separate filter film 29, through which the liquid can flow.
  • the slightly inwardly curved lid 5 rests loosely on this filter film.
  • a circumferential sealing lip 30 is arranged on the bottom 4, which presses laterally against the receiving cup 17 and thus effects an improved seal.
  • the pipe socket 23 with the integrated baffle plate 26 also has a slightly different configuration.
  • the retaining base 11 is essentially designed as a closed plate.
  • An overflow pipe 31 is arranged in the center, the upper end of which is closed off via a predetermined breaking point 32.
  • This can be designed, for example, as a slot or as a cross slot.
  • the bottom 4 of the capsule is designed in practically the same way as in the exemplary embodiment according to Figure 3 .
  • a liquid introduced into the chamber 6 through the cover 5 flows through the substance 7 and initially causes the predetermined breaking point 32 to burst. The liquid then flows through the overflow pipe 31 into the substance-free space 12 and then causes the barrier membrane 9 to tear before it passes through Outlet opening 8 flows out.
  • the retention base 11 is only designed as a simple sieve base with openings 16.
  • the anchoring in the ground 4 is carried out in the same way as in the exemplary embodiment Figure 3 .
  • a cage 34 provided with openings is arranged on the closed retention base 11.
  • a soft capsule 35 filled with aromatic substances is held in this cage.
  • the rest of the arrangement is identical to that in the exemplary embodiment Figure 4 .
  • a liquid introduced into the chamber 6 first flows through the substance 7 and then penetrates into the cage 34, where the soft capsule is dissolved.
  • the resulting mixture of extract and contents of the capsule then flows downwards into the substance-free space 12 and causes the barrier membrane 9 to tear.
  • the barrier membrane is designed as an actual rupture disk with predetermined breaking points 20.
  • This disc made of plastic material rests on the bottom of the recess 25 and is sealingly connected to it on the outer circumference. In order to prevent the pane from bending, it also has support means 36 on the underside, which are also supported on the bottom of the recess.
  • the latched receiving cup 17 is designed similarly to the one according to Figure 2 .
  • the lid 5 is connected directly to the upper edge of the receiving cup and the liquid penetrates through side slots 27.
  • the barrier membrane designed as a rupture disk is only opened in the area of the predetermined breaking points 20, which are arranged in a star shape in the present exemplary embodiment.
  • a substance-free gap 12 is obviously formed.
  • the exemplary embodiment according to Figure 10 is designed in the same way as in the exemplary embodiment described above in terms of the nature of the barrier membrane 9. Instead of the receiving cup, however, there is only a simple one designed as a sieve base Retaining floor 11 installed, similar to the exemplary embodiment according to Figure 5 .
  • the exemplary embodiment according to Figures 11 to 14 shows an arrangement in which the barrier membrane 9 is connected in the center to a support body 14.
  • the barrier membrane On the outer circumference, the barrier membrane is firmly connected to a peripheral edge 13, which is formed in one piece with the bottom 4 of the capsule.
  • the barrier membrane 9 is freely stretched between this circumferential edge 13 and the support body 14.
  • the support body is star-shaped here. Under the influence of the internal pressure, the tearing stress in the barrier membrane 9 increases sharply along the outer edge of the support body 14 until the barrier membrane tears and the resulting cracks continue towards the circumferential edge 13.
  • the circumferential edge 13 is arranged within the receiving shoulder 10 and is slightly lowered compared to it.
  • the retaining floor 11 is designed here to be completely closed without a sieve structure and is provided with a circumferential apron 18 on the outer circumference.
  • Vertical grooves 19 are arranged in this at regular intervals and extend into the transition area between the apron and the retaining floor.
  • a circumferential intermediate rib 33 is arranged between the receiving shoulder 10 and the edge 13, the upper end face of which rests on a corresponding rib on the retaining base 11.
  • a liquid introduced into the chamber 6 first penetrates through the grooves 19 into the area of the locking connection on the receiving shoulder 10 and flows through the warping gap line.
  • the butt connection is then pressed onto the end face of the intermediate rib 33 and the liquid mixed with the substance penetrates into the substance-free space 12 between the barrier membrane 9 and the retaining base 11.
  • the barrier membrane 9 then tears and the mixture flows out of the outlet opening 8.
  • This arrangement is suitable are substances that form a solution or a mixture with the liquid flowing through, such as milk powder or chocolate powder.
  • the Figure 15 shows a retention base 11, which is inserted into the capsule body 2 according to Figure 11 can be used, which, however, is designed as a sieve base with openings 16.
  • a handle 21 is also provided here.
  • a receiving cup 17 is inserted into the capsule body 2 or into the receiving shoulder 10, but is provided with a circumferential collar 38 in the upper area on the outside. This is supported on the side wall 3 of the capsule and is also provided with openings 39.
  • the retaining base 11 is designed as a sieve base with openings 16 and also with reinforcing ribs 15 on both sides.
  • the capsule body 2 is designed essentially the same as in the exemplary embodiment according to Figure 11 .
  • the lid not shown here, lies loosely on the upper edge of the receiving cup 17 or is possibly connected to it in a detachable manner under pressure.
  • inlet slots 27 can also be provided in the upper edge.
  • the collar has the function of a flow brake. The liquid then penetrates through the substance in the receiving cup and through the perforated retention base 11 into the substance-free space 12 between the barrier membrane 9 and the retention base 11.
  • the capsule body 2 according to Figure 18 essentially corresponds to that according to Figure 16 .
  • the support body 14 is not designed in a star shape, but rather in the shape of a slightly truncated cone with vertical slots 40 which extend to the contact surface of the barrier membrane 9.
  • a gear-like edge region is also formed, at which the barrier membrane 9 can tear under the influence of pressure.
  • a flow element 41 also extends in the center into the pipe socket 23.
  • the fan-like segments 37 can again be seen, which promote a swirl-like flow.
  • the capsule according to the Figures 20 and 21 is structured similarly to that according to Figure 16 .
  • a receiving cup 17, which is provided with a sieve base 11, is snapped into a recess in the capsule base.
  • the sieve base is reinforced by means of star-shaped reinforcing ribs 15.
  • the receiving cup is supported on the side wall 3 via a trumpet-shaped collar 38.
  • the upper edge of the cup extends beyond the collar attachment point.
  • the lid 5 is arranged at a distance from the upper edge of the collar, so that the substance is in the receiving cup 17 can also spread into the ring channel above the collar 38.
  • the support body 14 in this exemplary embodiment is similar to the exemplary embodiment according to Figures 18 and 19 provided with slots 40, which are arranged at regular intervals on the outer circumference.
  • the barrier membrane is 9 in Figure 20 not shown and in Figure 21 partially broken.
  • the support body 14 is surrounded by a baffle wall 42, in which slots 43 are also arranged.
  • the baffle wall has the appearance of a battlement with crenellations arranged in it.
  • the slots 43 in the baffle wall are arranged radially offset from the slots 40 in the support body 14, which forces the flow to be swirled.
  • eight slots are arranged in the support body and in the baffle wall. This number could of course be changed depending on the application and it would also be conceivable that the number of slots in the support body does not correspond to the number of slots in the baffle wall.
  • the barrier membrane 9 is fixed, for example welded or sealed, both on the surface of the support body 14 and on the upper edge of the baffle wall 42. On the outer circumference, the barrier membrane 9 is connected to the surface of the circumferential edge 13.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Packging For Living Organisms, Food Or Medicinal Products That Are Sensitive To Environmental Conditiond (AREA)

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.The invention relates to a capsule comprising a preferably rotationally symmetrical capsule body according to the preamble of claim 1. Such capsules are now widely used in particular for the preparation of coffee or mixed coffee drinks. Capsules of this type can also be used to produce milk foam, mixed milk drinks or fruit drinks from concentrate.

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.The capsule forms a portion packaging, which must hold the contents in a stable position and preferably in an aroma-tight or oxygen-tight manner. In the case of numerous generically comparable capsules, the capsule is opened and a liquid is introduced on the inlet side by penetrating the lid when the capsule is enclosed in a beverage preparation machine. On the outlet side, the outlet opening is sealed by a barrier membrane, which only tears open under the influence of the internal pressure that builds up and releases the processed liquid.

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.That's how it is through the WO 2009/115475 A1 A capsule has become known in which the base has a support structure over which a penetrable output wall is stretched. When internal pressure is built up, the output wall is pressed against penetration elements at the bottom of the capsule so that the wall is penetrated. The substance lies directly on the penetrable initial wall. However, such a construction is only suitable if the substance is to be dissolved by the inflowing liquid. For an extraction, such as when preparing coffee, an additional filter would have to be provided, otherwise coffee particles would be washed out.

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.Through the EP 1 555 219 A1 A portion capsule with ground coffee for producing a coffee drink has become known. The opening at the bottom is closed by a pierceable film. A filter element is arranged directly above the bottom of the capsule, which is supported on the capsule bottom and which is laterally snapped into a circumferential groove in the side wall of the capsule.

ES 2 398 278 A1 offenbart eine Kapsel mit einer Filterplatte und einer Sperrmembran, welche die Eintrittsöffnung in den Auslaufstutzen des Kapselkörpers direkt verschliesst. ES 2 398 278 A1 discloses a capsule with a filter plate and a barrier membrane, which directly closes the inlet opening into the outlet nozzle of the capsule body.

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.A disadvantage of the known capsules is that they are each strongly tailored to the drink to be prepared and therefore cannot be used universally. In addition, the automatic opening under the influence of internal pressure is difficult to control. Finally, for many drinks it is desirable for foam to form, but this is only possible under certain pressure conditions and with the addition of air. It is therefore an object of the invention to create a capsule of the type mentioned at the outset, which avoids the disadvantages mentioned and which is suitable for both extraction processes and dissolution processes, the hermetic closure at the outlet opening being exclusively under the influence of the internal pressure and/or or can be exposed with penetrating agents. In addition, good mixing and, if possible, foam formation should be achieved.

Diese Aufgaben werden durch eine Kapsel gelöst, welche die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.These tasks are solved by a capsule which has the features in claim 1.

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.The receiving shoulder makes it possible for different retaining floors to be used using the same capsule body, depending on the intended purpose. A locking connection has proven to be particularly advantageous. Pressing in or even gluing or welding in would also be conceivable. The capsule body can be manufactured as an injection molded part or as a deep-drawn part. The retention base has the task of retaining the substance, which is usually powdery, so that the barrier membrane is not exposed to the substance. The substance-free space delimited by the barrier membrane and the retention base contains a small gas supply, for example air or nitrogen, which significantly improves foam formation.

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.In particular, the barrier membrane can only be torn or burst under the influence of the internal pressure in the capsule. This has the advantage that no mechanical means need to be provided to expose the outlet opening. Depending on the wall thickness, fastening or support of the barrier membrane, the opening process can be controlled relatively precisely.

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.The retaining base and the barrier membrane can be arranged plane-parallel to one another. However, this is not mandatory. In particular, the retaining base could also be conical or convex.

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.The barrier membrane is attached to its outer edge on a peripheral edge which is formed in one piece with the bottom of the capsule and which runs within the receiving shoulder. In this way, both the barrier membrane and the retaining floor have attachment lines assigned to them. With a view to efficient manufacturing, the barrier membrane can be inserted first and then the retaining floor.

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.The barrier membrane is attached in the center to a support body which is arranged coaxially to the longitudinal central axis of the capsule and in particular to the outlet opening. It is particularly important that the barrier membrane not only rests on the support body, but is firmly connected to it. Depending on the nature of the barrier membrane, this promotes tearing or bursting, namely in a circumferential area around the center of the capsule. The barrier membrane is advantageously stretched freely between the peripheral edge and the support body without any support or fastening. In certain cases, however, it would also be conceivable for penetration elements to be arranged below the barrier membrane on the bottom of the capsule, which penetrate the barrier membrane when it is bent.

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.Depending on the volume of the capsule and the nature of the substance, the distance between the barrier membrane and the retention base can vary greatly. A distance of 0.1 to 6 mm has proven to be particularly advantageous.

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.Star-shaped reinforcing ribs can be arranged on the underside of the retaining base. However, reinforcing ribs on the top of the retaining floor or on both sides are also conceivable. Such ribs prevent a retention base made of plastic from bending too much under the influence of pressure and temperature.

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.The retaining floor can be designed as a sieve floor with a plurality of openings. The size and number of openings depends on the grain size of the substance to be retained and the desired flow speed.

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.The retention base can also be part of a cylindrical receiving cup for the substance. The substance obviously does not fill the entire capsule body. Rather, a cavity or an annular cavity remains around the receiving cup. This can be used as an inflow space for the liquid or it can in turn accommodate a second substance.

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.The receiving cup can be supported in the upper area facing the lid with a collar on the side wall of the capsule. This collar can be provided with openings so that liquid can also flow into the annular space below the collar. The upper edge of the receiving cup extends beyond the attachment point of the collar, so that an upwardly open channel is formed between the collar and the upper edge. A space can remain between the upper edge and the lid so that the substance in the receiving cup can also spread into the channel above the collar.

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.However, the retaining base can also be closed and only be provided with a plurality of slots or grooves on its outer circumference. These slots or grooves can be arranged, for example, in an apron directed towards the bottom or the lid of the capsule. The slots or grooves promote flow around the closed retaining base, whereby strong shear forces can be achieved depending on the design. Such a closed retention base is suitable, for example, for holding milk powder to form milk foam.

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.The barrier membrane can consist of a foil made of aluminum or an aluminum alloy. A wall thickness of 0.01 to 0.4 mm is particularly advantageous under the internal pressure of up to 20 bar that occurs in a beverage preparation machine proven. Of course, the barrier membrane could also consist of a plastic material or a laminate. The barrier membrane can also be designed as an actual rupture disk made of plastic material. In such a case, the wall thickness is, for example, from 0.005 to 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.Regardless of the nature of the barrier membrane, it can be particularly advantageous if it has one or more predetermined breaking points. In this way, openings can be created in a very targeted manner and certain flow conditions can be achieved.

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.A particularly advantageous assembly of the retaining base can be achieved if a handle is arranged on the side facing the lid. This can, for example, consist of ribs arranged in a star shape, which additionally stiffen the retaining base.

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.Further advantages can be achieved if the barrier membrane is attached in the center to a support body which is arranged above the outlet opening and on the outer circumference of which slot-shaped openings are preferably arranged, which extend from the support plane of the barrier membrane against the floor. As a result, after the barrier membrane has ruptured, the liquid flows concentrically against the support body downwards into the outlet opening. The sections of the barrier membrane that still remain on the support body form a limitation of the flow at the top.

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.Furthermore, the support body can be surrounded by a baffle wall provided with openings, the openings of the baffle wall being arranged radially offset from the openings of the support body. With this arrangement there is a turbulent outflow of the liquid achieved against the outlet opening, with particularly good mixing taking place. Foam formation is promoted by the air supply present in the substance-free space. Particularly advantageously, the barrier membrane is also firmly connected to the upper edge of the baffle wall, so that the annular chamber between the support body and the baffle wall remains delimited on the top by the barrier membrane even after it has been torn.

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.The invention also relates to a system comprising a capsule described above and a beverage preparation machine with a receiving chamber for the capsule, as well as with means for penetrating the lid of the capsule and for passing a liquid under pressure through the capsule. It does not matter whether the liquid is injected into the interior of the capsule, for example using a hollow needle, or whether the liquid is pressed through a plurality of perforation openings.

Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen.Further individual features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments and from the drawings.

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.
Show it:
Figure 1
An external view of a capsule according to the invention,
Figure 2
A cross section through the capsule according to Figure 1 with a receiving cup closed by the lid,
Figure 3
A cross section through a modified exemplary embodiment with a receiving cup closed by a filter film,
Figure 4
A cross section through a modified embodiment of a capsule with an integrated riser pipe,
Figure 5
A cross section through a modified embodiment of a capsule with a simple sieve bottom,
Figure 6
A cross section through a modified embodiment of a capsule with an integrated retention cage,
Figure 7
An exploded drawing of a further exemplary embodiment of a capsule with a receiving cup and rupture disk,
Figure 8
A cross section through the assembled capsule according to Figure 7 ,
Figure 9
A perspective view of the capsule according to Figure 8 in partial section,
Figure 10
A cross section through a modified embodiment of the capsule according to Figure 8 ,
Figure 11
A perspective view in cross section through a capsule with a closed retention base,
Figure 12
A partial perspective view of the retention floor in the capsule according to Figure 11 ,
Figure 13
The capsule according to Figure 11 with the retaining floor removed,
Figure 14
The capsule according to Figure 13 with barrier membrane removed,
Figure 15
A perspective view of a retaining base designed as a sieve base,
Figure 16
A perspective view in cross section through a capsule with an alternatively designed receiving cup,
Figure 17
A partial perspective view of the receiving cup in the capsule according to Figure 16 ,
Figure 18
A perspective view of a capsule body with an alternatively designed support body,
Figure 19
A greatly enlarged cross section through the support body in the capsule according to Figure 18 ,
Figure 20
A perspective view in cross section through a capsule with an alternatively designed support body,
Figure 21
An enlarged perspective view of the support body according to Figure 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.Like in the Figures 1 and 2 shown, a capsule 1 consists of a capsule body 2, for example made of plastic material, which has a side wall 3 and a base 4. On the floor 4 is A pipe socket 23 with an outlet opening 8 is arranged coaxially to the longitudinal central axis of the capsule. In the present case, the pipe socket 23 is additionally connected to the floor 4 via stiffening ribs 24. At the upper end of the side wall 3 there is a circumferential edge 22 on which a cover 5 is fixed.

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.A circular receiving shoulder 10 is also arranged on the floor 4 and is formed by a depression 25 in the floor. A pipe socket 23 extends downward from the recess, in the cross section of which a baffle plate 26 is held. The pipe socket 23 opens into the outlet opening 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.The capsule body 2 encloses a total of a chamber 6, which can accommodate a substance 7. In the present exemplary embodiment, this substance is held within a receiving cup 17, which is formed in one piece with a retaining base 11. This retention floor is designed as a sieve floor with sieve openings. A circumferential snap edge 28 is arranged below the retaining base, with the help of which the entire receiving cup is snapped into the receiving shoulder 10. The upper edge of the receiving cup is welded all around to the lid 5. In addition, vertical slots 27 are provided all around the upper edge, through which a liquid injected into the outer annular chamber can penetrate into the interior of the receiving cup.

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.A barrier membrane 9 in the form of a film is attached to the bottom of the recess 25 and above the outlet opening 8. In this way, a substance-free space 12 is formed between the barrier membrane 9 and the retaining base 11. A liquid introduced into the chamber 6 on the inlet side flows through the substance 7 and the perforated retaining base 11 and then causes the barrier membrane 9 to tear open.

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.The exemplary embodiment according to Figure 3 differs from the one according to Figure 2 mainly due to the fact that the receiving cup 17 is closed at the upper end not by the lid 5, but by a separate filter film 29, through which the liquid can flow. The slightly inwardly curved lid 5 rests loosely on this filter film. In addition, a circumferential sealing lip 30 is arranged on the bottom 4, which presses laterally against the receiving cup 17 and thus effects an improved seal. The pipe socket 23 with the integrated baffle plate 26 also has a slightly different configuration.

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.In the exemplary embodiment according to Figure 4 the retaining base 11 is essentially designed as a closed plate. An overflow pipe 31 is arranged in the center, the upper end of which is closed off via a predetermined breaking point 32. This can be designed, for example, as a slot or as a cross slot. The bottom 4 of the capsule is designed in practically the same way as in the exemplary embodiment according to Figure 3 . A liquid introduced into the chamber 6 through the cover 5 flows through the substance 7 and initially causes the predetermined breaking point 32 to burst. The liquid then flows through the overflow pipe 31 into the substance-free space 12 and then causes the barrier membrane 9 to tear before it passes through Outlet opening 8 flows out.

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.In the exemplary embodiment according to Figure 5 the retention base 11 is only designed as a simple sieve base with openings 16. The anchoring in the ground 4 is carried out in the same way as in the exemplary embodiment Figure 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.In the exemplary embodiment according to Figure 6 Instead of the overflow pipe, a cage 34 provided with openings is arranged on the closed retention base 11. For example, a soft capsule 35 filled with aromatic substances is held in this cage. The rest of the arrangement is identical to that in the exemplary embodiment Figure 4 . A liquid introduced into the chamber 6 first flows through the substance 7 and then penetrates into the cage 34, where the soft capsule is dissolved. The resulting mixture of extract and contents of the capsule then flows downwards into the substance-free space 12 and causes the barrier membrane 9 to tear.

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.In the exemplary embodiment according to Figures 7 to 9 the barrier membrane is designed as an actual rupture disk with predetermined breaking points 20. This disc made of plastic material rests on the bottom of the recess 25 and is sealingly connected to it on the outer circumference. In order to prevent the pane from bending, it also has support means 36 on the underside, which are also supported on the bottom of the recess. The latched receiving cup 17 is designed similarly to the one according to Figure 2 . Here too, the lid 5 is connected directly to the upper edge of the receiving cup and the liquid penetrates through side slots 27. When the internal pressure builds up, the barrier membrane designed as a rupture disk is only opened in the area of the predetermined breaking points 20, which are arranged in a star shape in the present exemplary embodiment. Here too, however, a substance-free gap 12 is obviously formed.

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.The exemplary embodiment according to Figure 10 is designed in the same way as in the exemplary embodiment described above in terms of the nature of the barrier membrane 9. Instead of the receiving cup, however, there is only a simple one designed as a sieve base Retaining floor 11 installed, similar to the exemplary embodiment according to Figure 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.The exemplary embodiment according to Figures 11 to 14 shows an arrangement in which the barrier membrane 9 is connected in the center to a support body 14. On the outer circumference, the barrier membrane is firmly connected to a peripheral edge 13, which is formed in one piece with the bottom 4 of the capsule. The barrier membrane 9 is freely stretched between this circumferential edge 13 and the support body 14. The support body is star-shaped here. Under the influence of the internal pressure, the tearing stress in the barrier membrane 9 increases sharply along the outer edge of the support body 14 until the barrier membrane tears and the resulting cracks continue towards the circumferential edge 13.

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.The circumferential edge 13 is arranged within the receiving shoulder 10 and is slightly lowered compared to it. The retaining floor 11 is designed here to be completely closed without a sieve structure and is provided with a circumferential apron 18 on the outer circumference. Vertical grooves 19 are arranged in this at regular intervals and extend into the transition area between the apron and the retaining floor. On the side of the retaining base facing the lid there is also a handle 21, which makes assembly easier and at the same time provides stiffening.

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.A circumferential intermediate rib 33 is arranged between the receiving shoulder 10 and the edge 13, the upper end face of which rests on a corresponding rib on the retaining base 11.

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.In the one that only represents the capsule body 2 Figure 14 the star-like configuration of the support body 14 is clearly visible. It can also be seen that the outlet opening 8 on the The lowest point of the capsule bottom 4 is surrounded by segments 37 designed like a paddle wheel, which give the outflowing liquid a swirling effect.

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.A liquid introduced into the chamber 6 first penetrates through the grooves 19 into the area of the locking connection on the receiving shoulder 10 and flows through the warping gap line. The butt connection is then pressed onto the end face of the intermediate rib 33 and the liquid mixed with the substance penetrates into the substance-free space 12 between the barrier membrane 9 and the retaining base 11. The barrier membrane 9 then tears and the mixture flows out of the outlet opening 8. This arrangement is suitable are substances that form a solution or a mixture with the liquid flowing through, such as milk powder or chocolate powder. The Figure 15 shows a retention base 11, which is inserted into the capsule body 2 according to Figure 11 can be used, which, however, is designed as a sieve base with openings 16. A handle 21 is also provided here.

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.In the exemplary embodiment according to Figures 16 and 17 A receiving cup 17 is inserted into the capsule body 2 or into the receiving shoulder 10, but is provided with a circumferential collar 38 in the upper area on the outside. This is supported on the side wall 3 of the capsule and is also provided with openings 39. The retaining base 11 is designed as a sieve base with openings 16 and also with reinforcing ribs 15 on both sides. The capsule body 2 is designed essentially the same as in the exemplary embodiment according to Figure 11 . The lid, not shown here, lies loosely on the upper edge of the receiving cup 17 or is possibly connected to it in a detachable manner under pressure. In addition, inlet slots 27 can also be provided in the upper edge.

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.A liquid introduced into the area above the collar 38 penetrates on the one hand through the openings 39 into the circumferential annular chamber outside the receiving cup 17 and on the other hand into the interior of the receiving cup 17. The collar has the function of a flow brake. The liquid then penetrates through the substance in the receiving cup and through the perforated retention base 11 into the substance-free space 12 between the barrier membrane 9 and the retention base 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.The capsule body 2 according to Figure 18 essentially corresponds to that according to Figure 16 . However, the support body 14 is not designed in a star shape, but rather in the shape of a slightly truncated cone with vertical slots 40 which extend to the contact surface of the barrier membrane 9. As a result, when viewed from above, a gear-like edge region is also formed, at which the barrier membrane 9 can tear under the influence of pressure. How out Figure 19 As can be seen, a flow element 41 also extends in the center into the pipe socket 23. Out of Figure 18 The fan-like segments 37 can again be seen, which promote a swirl-like flow.

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.The capsule according to the Figures 20 and 21 is structured similarly to that according to Figure 16 . A receiving cup 17, which is provided with a sieve base 11, is snapped into a recess in the capsule base. The sieve base is reinforced by means of star-shaped reinforcing ribs 15. In the upper area facing the lid 5, the receiving cup is supported on the side wall 3 via a trumpet-shaped collar 38. The upper edge of the cup extends beyond the collar attachment point. However, the lid 5 is arranged at a distance from the upper edge of the collar, so that the substance is in the receiving cup 17 can also spread into the ring channel above the collar 38.

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.The support body 14 in this exemplary embodiment is similar to the exemplary embodiment according to Figures 18 and 19 provided with slots 40, which are arranged at regular intervals on the outer circumference.

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.For reasons of clarity, the barrier membrane is 9 in Figure 20 not shown and in Figure 21 partially broken. It can be seen that the support body 14 is surrounded by a baffle wall 42, in which slots 43 are also arranged. The baffle wall has the appearance of a battlement with crenellations arranged in it. The slots 43 in the baffle wall are arranged radially offset from the slots 40 in the support body 14, which forces the flow to be swirled. In the present exemplary embodiment, eight slots are arranged in the support body and in the baffle wall. This number could of course be changed depending on the application and it would also be conceivable that the number of slots in the support body does not correspond to the number of slots in the baffle wall.

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.The barrier membrane 9 is fixed, for example welded or sealed, both on the surface of the support body 14 and on the upper edge of the baffle wall 42. On the outer circumference, the barrier membrane 9 is connected to the surface of the circumferential edge 13.

Claims (15)

  1. Capsule (1) comprising a preferably rotationally symmetrical capsule body (2) with a side wall (3) and with a base (4) formed integrally therewith, and a lid (5) covering the capsule body to form at least one chamber (6) which contains a substance (7) for the preparation of a liquid foodstuff, wherein, for the passage of a liquid through the chamber, the lid forms an inlet side and the base forms an outlet side with at least one outlet opening (8), and wherein the side wall (3) or the base (4) has an in particular circular receiving shoulder (10) on which a retaining base (11) retaining the substance (7) is held, and wherein between the retaining base (11) and the outlet opening (8) and at a distance from the retaining base (11) is arranged a barrier membrane (9) which can be ruptured under internal pressure in the capsule, wherein a substance-free intermediate space (12) remains between the retaining base (11) and the barrier membrane (9), characterised in that the retaining base (11) is latched onto the receiving shoulder (10) and that the liquid can flow through or around it, wherein the barrier membrane (9) is fastened at its outer edge to a peripheral edge (13) which is formed integrally with the base (4) of the capsule and which extends inside the receiving shoulder (10), wherein the barrier membrane (9) is fastened in the centre to a supporting body (14) which is arranged coaxially to the outlet opening (8).
  2. Capsule according to claim 1, characterised in that the retaining base (11) and the barrier membrane (9) are arranged plane-parallel to one another.
  3. Capsule according to one of claims 1 or 2, characterised in that the barrier membrane (9) is freely tensioned between the circumferential edge (13) and the supporting body (14) without support or fastening.
  4. Capsule according to one of claims 1 to 3, characterised in that the distance between the barrier membrane (9) and the retaining base (11) is at least 0.1 to 6 mm.
  5. Capsule according to one of claims 1 to 4, characterised in that reinforcing ribs (15), preferably extending in a star shape, are arranged on the underside of the retaining base (11) .
  6. Capsule according to one of claims 1 to 5, characterised in that the retaining base (11) is a sieve base with a plurality of openings (16).
  7. Capsule according to one of claims 1 to 6, characterised in that the retention base (11) is part of a cylindrical receiving cup (17) for the substance (7).
  8. Capsule according to one of claims 1 to 5, characterised in that the retaining base (11) is closed and is provided with a plurality of slots or grooves on its outer circumference.
  9. Capsule according to one of claims 1 to 8, characterised in that the barrier membrane (9) is a foil made of aluminium or of an aluminium alloy and in that it has a wall thickness of 0.01 to 0.4 mm.
  10. Capsule according to one of claims 1 to 8, characterised in that the barrier membrane (9) is made of plastic material and that it has a wall thickness of 0.005 to 0.4 mm.
  11. Capsule according to claim 9 or 10, characterised in that the barrier membrane (9) has one or more predetermined breaking points (20).
  12. Capsule according to one of claims 1 to 11, characterised in that a handle (21) is arranged on the side of the retention base (11) facing the lid.
  13. Capsule according to one of claims 1 to 12, characterised in that the barrier membrane (9) is fastened in the centre on a supporting body (14) which is arranged above the outlet opening (8) and on the outer circumference of which are arranged preferably slot-shaped openings (40) which extend from the supporting plane of the barrier membrane towards the base.
  14. Capsule according to claim 13, characterised in that the supporting body (14) is surrounded by a baffle wall (42) provided with openings (43), wherein the openings of the baffle wall are arranged radially offset to the openings (40) of the supporting body (14) and wherein preferably the barrier membrane (9) is fastened on the upper edge of the baffle wall.
  15. A system comprising a capsule according to any one of claims 1 to 14 and a beverage preparation machine with a receiving chamber for the capsule, and with means for penetrating the lid of the capsule and for passing a pressurised liquid through the capsule.
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