EP4200232A1 - Portionenkapselgrundkörper und portionenkapsel für eine getränkezubereitungsmaschine und zugehörige verfahren - Google Patents

Portionenkapselgrundkörper und portionenkapsel für eine getränkezubereitungsmaschine und zugehörige verfahren

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EP4200232A1
EP4200232A1 EP21762687.8A EP21762687A EP4200232A1 EP 4200232 A1 EP4200232 A1 EP 4200232A1 EP 21762687 A EP21762687 A EP 21762687A EP 4200232 A1 EP4200232 A1 EP 4200232A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
ramp
portion capsule
area
capsule
axis
Prior art date
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Pending
Application number
EP21762687.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rüdiger TERNITE
Jens Bröckel
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.)
Tchibo GmbH
Original Assignee
Tchibo GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Tchibo GmbH filed Critical Tchibo GmbH
Publication of EP4200232A1 publication Critical patent/EP4200232A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to the preparation of beverages or the like from an extraction material contained in a capsule (portion capsule), for example ground coffee. It relates to devices and methods according to the generic terms of the patent claims, in particular to a portion capsule, a portion capsule body and a combination of a portion capsule and a beverage preparation machine and also to a method for operating a beverage preparation machine and to the use of a portion capsule.
  • Beverage preparation machines for preparing drinks or the like from an extraction material present in a portion pack are known, among other things, as coffee or espresso machines. Because of the extraction process used to make the beverage, they can also be referred to as extraction devices.
  • the portion packs are designed as capsules (portion capsules), in which the extraction material is sealed, for example, in an airtight manner.
  • the capsule is pierced, for example on two opposite sides.
  • An extraction liquid - usually hot water - is then introduced on the first side (injector side).
  • the second side discharge side or extractor side
  • the extraction product is discharged from the capsule.
  • brewing module Such has a brewing chamber in which the capsule is received.
  • Brewing modules are particularly popular, in which the capsule is thrown in and the brewing chamber is closed, for example, by means of an operating lever or by means of a motor.
  • the capsule is automatically removed from the brewing chamber and ejected into a capsule container.
  • Such brewing modules with automatic capsule ejection are usually designed as horizontal brewing modules, i.e. the capsules are thrown in from above, the brewing chamber is closed by a horizontal relative movement of two brewing module parts (injector and diversion unit), the brewing liquid flows essentially horizontally, and the capsule container is below the Brewing chamber formed.
  • WO 2015/048914 describes a brewing module having an extractor (expulsion device; first brewing module part) and an injector (second brewing module part) that can be moved relative thereto, the extractor having a head with mechanical control elements designed as lateral guide means, which have a first and a second track for a defining a capsule collar, and wherein the extractor further forms a seat which limits downward movement of the capsule when the capsule collar is on the first web. Furthermore, the lateral guide means are connected to the head, and the injector has a mechanical control element designed as a return element, which is designed to act on the capsule collar when the brewing chamber is opened and to move it into the second path.
  • aluminum and plastics for example polypropylene
  • capsule materials aluminum capsules bring a very good shelf life (aroma protection) of the extraction material, but are very energy-intensive to produce.
  • Polypropylene capsules are advantageous in terms of energy consumption and disposal, but place increased demands on the piercing mechanism and aroma protection. Both aluminum and plastics are criticized as capsule materials, the former in particular because of the high energy consumption during production, the latter in particular because of the waste problem.
  • a coffee portion capsule is known from WO 2010/118543, which has approximately the shape of a cube, is made of plastic and, in contrast to the known cup-shaped capsules, does not have a collar running around the top surface.
  • a peripheral collar is required, among other things, for closing the capsule with a film serving as a lid.
  • the collar is needed to provide an energy director accommodate. If the capsule is closed by thermal sealing, the collar is necessary so that the lid rests on a sufficiently large area.
  • a curved cover is used and the closure is effected, for example, by means of ultrasonic cut-off welding.
  • the capsule produced according to the teaching of WO 2010/118543 consists of a capsule body (with base area, side wall and collar area) and a lid and therefore has a gap between the upper and lower cover surfaces, regardless of its ("cube") shape Defined planes arranged, circumferential welding brow, which forms only a minimal collar and whose expansion / lateral protrusion is significantly reduced compared to the collar of known capsules.
  • bio-plastics have also been discussed as capsule materials. On the one hand, this refers to plastics that are made from a renewable raw material (so-called bio-based plastics). On the other hand, bio-plastics can be plastics that are biodegradable (so-called biodegradable plastics). The plastics proposed for the manufacture of portion capsules are biodegradable and some contain a proportion of bio-based plastics.
  • biodegradable means biodegradable according to the ENI 3432 standard (as of the end of 2019), and “bio-based” means “made from renewable raw materials, not on a fossil basis”.
  • bio-plastics in particular biodegradable plastics, have the property that they soften at relatively low temperatures and therefore already have a certain flowability at low temperatures (low glass transition temperature), but that they have to be heated to a high degree before they are completely are flowable (ie the melting temperature, where defined, is not particularly low). Softening even at relatively low temperatures results in a loss of mechanical stability of the capsule during the brewing process with a hot liquid. And if during the brewing process inside the capsule a right considerable pressure prevails, the capsule must be designed in such a way that its mechanical stability is sufficiently high.
  • WO 2017/017704 describes capsules made of biodegradable material, which have reinforcing means to ensure mechanical stability of the capsule, which allows the capsule to be subjected to high internal pressures.
  • filamentary material can be spirally applied to the outer surface of the side wall of the capsule.
  • Capsules with reinforcing agents are also known from WO 2016/087981. There, profiles running parallel to the axis of the capsule are provided on the side wall of the capsule.
  • bio-plastics in particular biodegradable plastics, have a modulus of elasticity at room temperature that is significantly greater than the modulus of elasticity of plastics that are conventionally used as encapsulation material.
  • the modulus of polypropylene is typically between 1000 Pa and 2000 Pa, while the modulus of some bio-plastics is over 4000 Pa.
  • capsules of the same shape made of such a bio-plastic exhibit less deformability at room temperature than capsules made of polypropylene.
  • bio-plastics in particular biodegradable plastics, are more brittle at room temperature than plastics that are conventionally used as encapsulation material.
  • Beverage preparation machines should be usable. In particular should
  • a further possible object of the invention is to create a portion capsule and a portion capsule base body which allow movements of the portion capsule in a brewing chamber of a beverage preparation machine for which a maximum force to be applied is relatively small.
  • a further possible object of the invention is to create a portion capsule and a portion capsule main body, through which a user who creates movements of the portion capsule in the brewing chamber by hand has a particularly smooth and/or low-jerk user experience.
  • a further possible object of the invention is to create a portion capsule and a portion capsule base body by means of which movements of the portion capsule in the brewing chamber can be generated particularly easily and/or with little jerk, in particular by hand.
  • a further possible object of the invention is to create a portion capsule and a portion capsule base body which make it possible to use a drive, for example an electric motor, which has a relatively low maximum force.
  • a further possible object of the invention is to create a corresponding combination comprising a portion capsule and a beverage preparation machine.
  • a further possible object of the invention is to create a corresponding method for operating a beverage preparation machine.
  • a further possible object of the invention is to create a use of a portion capsule to reduce a maximum force to be applied for generating a relative movement of the portion capsule in a brewing chamber of a beverage preparation machine.
  • a mechanical control element for example a mechanically prestressed lever arm
  • the mechanical control element can be a return element that allows the portion capsule to be pulled back from a brewing position to an ejection position.
  • a greater force is generally required than for the previous movement of the effective area of the mechanical control element along the side wall of the portion capsule body.
  • a reduction in this maximum force makes it possible to use a weaker or smaller-sized motor and/or to reduce the effort that a user has to operate in the case of manual operation.
  • portion capsule is now made from a material that has a relatively high modulus of elasticity and thus only deforms relatively little under the circumstances described, then the necessary maximum force will be relatively large. Accordingly a relatively powerful motor would be necessary or a user would have to exert greater force in the case of manual operation.
  • At least one ramp element is provided on the portion capsule, more precisely on the portion capsule base body.
  • the mechanical control element can be pushed outwards beforehand by means of the ramp element, so that when the capsule collar is reached, on the one hand, the mechanical control element is already pushed far outwards and/or on the other hand the side wall of the portion capsule base body is already slightly compressed. Both effects mean that the maximum force required for the movement (in particular when moving the effective range of the mechanical control element over the capsule collar) is lower than would be the case without the ramp element.
  • portion capsule body can define a directed axis and can be filled with an extraction material and have:
  • the axis runs centrally through the bottom area and through the opening and defines an axis direction pointing from the bottom area through the opening, and wherein a distance measured perpendicularly to the axis is referred to as the axis distance, wherein the side wall has at least one ramp element through which at least one Ramp area is defined in which the center distance of Outer surface along the axis direction is continuously or discontinuously increasing.
  • the center distance can be continuously increasing. In other embodiments, the center distance increases discontinuously.
  • the outer surface in the ramp area can form a sliding surface for a mechanical control element.
  • the ramp element can form a ramp in order to simplify moving a mechanical control element up and over a capsule collar (of the filled and tightly closed portion capsule) or to reduce the maximum force required for this.
  • the collar area can protrude outwards (ie away from the axis) relative to the side wall, at least where no ramp element is provided adjacent to the collar area.
  • the ramp area can be designed to taper antiparallel to the direction of the axis.
  • the at least one ramp area is arranged on an end of the side wall on the collar area side.
  • the at least one ramp area can be adjacent to the collar area.
  • the ramp element may be located near the collar area. It can be adjacent to the collar area, in particular it can be directly adjacent to the collar area.
  • the ramp element is circumferential.
  • the ramp member extends over only a portion of a perimeter of the sidewall.
  • the ramp element or ramp elements are each such a sectorial ramp element
  • peripherally adjoining areas of the side wall can be free of ramp elements and configured differently, especially if ramp elements would interfere there, for example by interfering with the interaction of other mechanical control elements with the portion capsule.
  • the at least one ramp element only extends over part of the side wall with respect to its axial extension (extension along the axis). In particular, it can be spaced apart from the floor area.
  • the side wall has two side wall areas adjoining the at least one ramp element circumferentially, and the at least one ramp element (in particular with the same axial position) protrudes outwards in relation to the two side wall areas, i.e. has a greater axial spacing on the outside than the side wall areas.
  • the at least one ramp element can be arranged circumferentially between the two side wall areas.
  • the side wall has two side wall areas adjoining the at least one ramp element circumferentially, in which the outer surface has a smaller center distance than in the at least one ramp area.
  • the collar area protrudes (towards the outside) from the outer surface in the area of the at least one ramp area, which is less than the protrusion (towards the outside) that the collar area has in areas outside of the at least one ramp element, in particular that of the Having a collar portion in areas adjacent to the at least one ramp member.
  • the side wall includes at least first and second ramp members disposed axially opposite one another.
  • the ramp area of the second ramp element can be designed in the same way as the ramp area of the first ramp element.
  • the ramp area of the second ramp element can be transferred into the ramp area of the first ramp element by rotating it through 180° around the axis.
  • the ramp area of the second ramp element can be converted into the ramp area of the first ramp element by mirroring on a plane containing the axis.
  • Such an arrangement and design (design) of the ramp areas can also be provided for the ramp elements.
  • the side wall has at least two ramp elements, with the ramp elements being arranged in pairs opposite one another with respect to a plane containing the axis.
  • the sidewall includes at least two pairs of ramp members, the first pair being mirror images of the second pair with respect to a plane containing the axis.
  • the ramp area of a first ramp element of the second pair can be of the same design as the ramp area of a first ramp element of the first pair and the ramp area of a second ramp element of the second pair can be of the same design as the ramp area of a second ramp element of the first pair.
  • the ramp elements of the pairs can be designed in such a way that the ramp areas of the ramp elements of the first pair can be converted into the ramp areas of the ramp elements of the second pair by rotating through 180° around the axis.
  • Such an arrangement and design (design) of the ramp areas can also be provided for the ramp elements. It can be provided that all ramp areas of the pairs of ramp elements and possibly also the ramp elements themselves are designed in the same way.
  • the portion capsule main body has at least four ramp elements, the ramp areas and optionally also the ramp elements being arranged and designed in such a way that they can be converted into one another by rotating them through 90° around the axis.
  • Such a fourfold symmetry can make it possible to simplify the insertion of the capsule into a beverage preparation machine or into a brewing module, in particular by a user not having to pay attention to a special orientation of the capsule when inserting it, or not additionally because of the ramp elements.
  • This can be particularly advantageous for portion capsule bases and portion capsules with at least approximately fourfold symmetry, for example in the case of portion capsule bases or portion capsules with an approximately square outline in a plane perpendicular to the axis.
  • the portion capsules can be designed as described above with regard to WO 2010/118543.
  • the at least one ramp element projects outwards from the collar area or projects outwards at most the same distance as the collar area.
  • a maximum axis distance of the outer surface there in the ramp area is at most the same size as a maximum axis distance there in the collar area.
  • the capsule collar has a projection (to the outside) relative to the outer surface in the area of the at least one ramp area, which is zero and/or less than a projection (to the outside) that the capsule collar has in areas outside the at least one ramp element , In particular, which has the collar area in areas that are adjacent to the at least one ramp element.
  • the capsule collar has an overhang (outward) in relation to the outer surface in the area of the at least one ramp area, which is zero and/or less than half and in particular less than a third of the overhang (outward) that the capsule collar in areas outside of has at least one ramp element, in particular that the collar region has in regions that are adjacent to the at least one ramp element.
  • the opening can be a filling opening, in particular for filling in extraction material, such as ground coffee.
  • the axis can also be referred to as the central axis.
  • the continuous or discontinuous increase in the center distance in the ramp area can relate in particular to an increase in the center distance in one and the same direction perpendicular to the axis.
  • a plurality of protrusions may be provided, which are sequentially arranged in the axial direction.
  • a plurality of projections can therefore be provided, each of which has a maximum axial spacing, these respective maximum axial spacings increasing parallel to the axial direction (from projection to projection).
  • the projections can be formed as beads.
  • the protrusions may be spaced apart along the axis. Alternatively, they can be contiguous.
  • the portion capsule base is made from a bioplastic.
  • the portion capsule base is formed in one piece.
  • the at least one ramp element is manufactured in one and the same manufacturing process as the rest of the portion capsule base body. This enables efficient and therefore cost-effective production, while the alternative, that is to say the separate production of the ramp element and the remainder of the portion capsule base body, is also possible, but is generally more complex.
  • the portion capsule base is manufactured by deep-drawing.
  • the portion capsule base is manufactured by injection molding.
  • two- or more-component injection molding can also be considered, in particular if the at least one ramp element is made from a different material than, for example, the rest of the portioned capsule base body.
  • the latter can be advantageous, for example, if the at least one ramp element is to have different mechanical properties than the rest of the portion capsule base body, for example if the at least one ramp element is to be more easily deformable.
  • the portion capsule can have a portion capsule base body of the type described herein that is filled with an extraction material, as well as a lid that is sealingly connected to the portion capsule base body in the collar area, in particular a lid that is sealingly connected in an airtight manner.
  • the cover can in particular be a curved cover, for example as described above for the cited WO 2010/118543.
  • the portion capsule can have a capsule collar.
  • the at least one ramp element can be projected outwards from the capsule collar or can project outwards at most to the same extent as the capsule collar.
  • a maximum axial spacing of the outer surface in the ramp area is at most the same size and in particular is equal to a maximum axial spacing of the capsule collar there.
  • the capsule collar can be circumferential.
  • the lid can be sealingly connected to the portion capsule base body on the capsule collar.
  • the capsule collar can be provided between a top surface of the portion capsule (formed by the lid) and the bottom area (of the portion capsule base body); for example as described above for WO 2010/118543 mentioned at the outset.
  • the portion capsule can in particular have the shape described above for WO 2010/118543—apart from the at least one ramp element.
  • the capsule collar protrudes (perpendicular to the axis outside the ramp elements) between 0.5 mm and 2.5 mm, in particular between 0.8 mm and 2 mm, for example between 1 mm and 1.5 mm. So this is the overhang compared to the outer surface in areas without a ramp element.
  • the combination can have a portion capsule of the type described here and a beverage preparation machine for receiving the portion capsule:
  • the beverage preparation machine can have a brewing chamber with an injector and a diversion unit.
  • the discharge unit can be provided for discharging an extraction product from a capsule.
  • the injector can be provided for introducing an extraction liquid into the portion capsule.
  • the extraction liquid can be hot water, for example.
  • the beverage preparation machine can, for example, be such as is described above for WO 2010/118543 mentioned at the outset.
  • the brewing chamber can have the features described above for WO 2010/118543.
  • the brewing chamber has at least one mechanical control element for controlling a movement of the portion capsule in the brewing chamber. It can be provided for interaction with the at least one ramp element.
  • the at least one mechanical control element can be provided, a movement of the portion capsule parallel to the axis or effect anti-parallel to the axis relative to the injector and/or the diversion unit.
  • the mechanical control element can be a lever, for example.
  • the mechanical control element can be, for example, a return element, by means of which the portion capsule can be pulled from a brewing position into an ejection position; for example as described above for WO 2015/048914.
  • the mechanical control element can in particular have a mechanical pretension, in particular perpendicular to the axis, towards the axis.
  • the brewing chamber is designed to hold the portion capsule in the brewing chamber
  • the beverage preparation machine has a drive for causing a relative movement of the held portion capsule parallel or antiparallel to the axis, relative to the injector and/or the diversion unit.
  • the brewing chamber can be designed in such a way that the at least one mechanical control element moves along the at least one ramp area during the relative movement. The movement of the mechanical control element can be guided by the ramp element and in particular by the ramp area.
  • the movement of the mechanical control element (in particular the effective area of the mechanical control element) along the ramp area can be, for example, sliding along.
  • two mechanical control elements located opposite one another with respect to the axis can each interact with one of two ramp elements located opposite one another with respect to a plane containing the axis.
  • the at least one mechanical control element (more precisely: the effective area of the mechanical control element) can be pushed outwards by the ramp element during and because of the movement on the ramp area (ie in a direction away from the axis).
  • the portion capsule can be held, for example, by clamping, for example in another mechanical control element, or by guiding the portion capsule through another mechanical control element and supporting it against the force of gravity. For example, it can be implemented as described above for WO 2015/048914.
  • the drive can be an electric drive, for example having an electric motor, and/or a manually operable drive.
  • the mechanical control element has an effective area
  • the brewing chamber is designed in such a way that during a relative movement caused by the drive, in which the mechanical control element moves relative to the held portion capsule parallel to the axis, the effective area of the mechanical control element a mechanical preload against the outer wall and is pressed increasingly further away from the axis in the course of the relative movement, moving along the ramp area, in particular continuously or discontinuously is increasingly pressed further away from the axis.
  • the center distance of the effective area can increase continuously or discontinuously - due to the interaction of the mechanical control element and the ramp element.
  • an increasing mechanical tension of the mechanical control element can form (with an inward-directed component, ie with a component in the direction of the axis).
  • This can reduce the amount of force required to move the mechanical control element over the capsule collar - because the side wall of the portion capsule is deformed by the mechanical control element, namely (slightly) pressed in, so that it is not quite as far against the mechanical tension must be pushed away from the axis.
  • the effort required to move the mechanical control element over the capsule collar is reduced in that the mechanical control element no longer has to overcome such a large step.
  • the mechanical control element only has to be pushed outwards a little to finally overcome the capsule collar. Because while moving along the ramp element (more precisely: on the ramp area), the mechanical control element is already being pushed outwards (more and more).
  • the active area moves towards the axis again.
  • the mechanical control element can then latch into a latching position, for example in order to move the portion capsule, after a direction reversal, against the axial direction and, for example, to move from a brewing position to an ejection position.
  • the method for operating a beverage preparation machine can have the following steps, with the beverage preparation machine having a brewing chamber with at least one mechanical control element for controlling movements of a portion capsule in the brewing chamber, and with the mechanical control element having an effective area:
  • the portion capsule can be a portion capsule of the type described herein.
  • Deforming the sidewall may be indenting of the sidewall.
  • the deformation of the side wall can be caused by the effective area.
  • Deforming of the sidewall can take place in the ramp area.
  • both effects typically occur during the course of the relative movement: the effective area is pushed outwards and the side wall is deformed by the mechanical control element; even if one of the effects occurs only to a very small extent.
  • the distance the effective area is pushed out is much less than the distance the sidewall is pushed in, for example in the case of a very rigid mechanical
  • Control element and a relatively easily deformable side wall In borderline cases, however, it may be that only one of the two effects occurs, for example the effective area is not pushed outwards, for example when the mechanical control element is extremely rigid and the side wall is very easily deformed.
  • the beverage preparation machine can be, for example, a beverage preparation machine as described above for the cited WO 2010/118543.
  • the portion capsule can be held in the brewing chamber, for example, by at least one second mechanical control element.
  • the at least one mechanical control element can be integrated in an injector of the brewing chamber and the at least one second mechanical control element can be integrated in a discharge unit of the brewing chamber.
  • the at least one mechanical control element can be integrated in a discharge unit of the brewing chamber and the at least one second mechanical control element can be integrated in an injector of the brewing chamber.
  • the relative movement can be brought about by means of a drive, for example by means of a drive of the type described herein.
  • the portion capsule has a capsule collar, and as the relative movement continues, the active area comes into contact with the capsule collar. This can happen after moving along the ramp area.
  • the effective range moves back towards the axis as the relative movement continues.
  • the center distance of the effective range then decreases again accordingly.
  • the at least one mechanical control element can latch in a latching position.
  • a portion capsule of the type described herein can reduce a maximum expended (required) force for generating a relative movement of Portion capsules are used in a brewing chamber of a beverage preparation machine.
  • the relative movement can be a movement of the portion capsule relative to a part of the brewing chamber, in particular relative to a mechanical control element of the brewing chamber, wherein the mechanical control element can be, for example, a mechanical control element of an injector of the brewing chamber - or alternatively a diversion unit of the brewing chamber .
  • the invention includes devices with features that correspond to the features of the described methods or uses and vice versa also methods and uses with features that correspond to the features of the described devices.
  • FIG. 1 shows a portion capsule in a side view
  • FIG. 2 shows the portion capsule base body of the portion capsule from FIG. 1, in a perspective view
  • 3A shows a section through a portion capsule base shortly below the capsule collar, with two ramp elements arranged opposite one another with respect to the axis;
  • 3B shows a section through a portion capsule base shortly below the capsule collar, with four ramp elements, two of which are arranged opposite one another with respect to the axis;
  • 4A shows a section through a portion capsule basic body just below the capsule collar, with two pairs of ramp elements which are arranged as mirror images of one another;
  • 4B shows a section through a portion capsule body just below the capsule collar, with four pairs of ramp elements, two of which are arranged in mirror images of one another, and with the ramp elements of each of the pairs being arranged in mirror images of one another;
  • figs 6A-6C highly schematized illustrations of a relative movement of a mechanical control element and a portion capsule with a ramp element, sectioned;
  • figs 7A-7C highly schematized representations of a relative movement of a mechanical control element and a portion capsule that does not have a ramp element, in section;
  • FIG. 8 highly schematic representation of a brewing chamber with inserted
  • Portion capsule with a ramp element is a portion capsule with a ramp element.
  • FIG. 1 shows a portion capsule 1 in a side view.
  • the portion capsule 1 has a portion capsule base body 2 and an outwardly curved lid 3, which are sealingly connected to one another in the region of a circumferential capsule collar 4 projecting outwards.
  • FIG. 2 shows the portion capsule base body 2 of the portion capsule 1 from FIG. 1 in a perspective view.
  • the portion capsule 1 is approximately cube-shaped and has a central axis A, which is directed from a base area 5 to the lid 3 . Distances perpendicular to axis A are referred to as center distance r.
  • the bottom area 5 is connected to a peripheral side wall 6, the outer surface of which is identified by 6a.
  • the portion capsule base body 2 has an opening 8 which can be used, for example, to fill the portion capsule base body 2, for example with ground coffee.
  • the opening 8 is delimited by a collar area 7 of the portion capsule base body 2. This can project further than the capsule collar 4 of the portion capsule 1.
  • portion capsule base body 2 has two ramp elements 10 which are not visible in FIG. 2 and each have a ramp area 11 .
  • FIGS. 3A, 3B, 4A, 4B each show a section through a portion capsule base body 2 (or similarly through a corresponding portion capsule 1) just below the collar area 7 (or the capsule collar 4—not explicitly marked).
  • Various example configurations of ramp members 10 are shown.
  • the ramp elements are sectorial ramp elements; they each extend over only part of the circumference of the side wall.
  • the collar area 7 (or the capsule collar 4 to the same extent—not explicitly written) is shown in dashed lines.
  • the ramp elements 10 are projected beyond the collar area 7 and the capsule collar 4 (laterally; outwards).
  • the ramp elements 10 can also have other cross sections, for example rectangular or rounded.
  • the side wall 6 has side wall areas 61, 62 which adjoin the respective ramp element and in which the outer surface 6 has a smaller axial distance rl than the outer surface in the ramp area 11 (axial distance rO). And/or the collar area 7 as well as the capsule collar 4 protrudes (laterally; outwards) beyond the side wall 6 in the ramp area 11 to a lesser extent than in the side wall areas 61, 62.
  • FIG. 3A illustrates the case of two ramp elements 10 arranged opposite one another with respect to the axis A.
  • FIG. 3A can be, for example, a section through the portion capsule 1 or through the portion capsule base body 2 from FIGS.
  • FIG. 4A two pairs of ramp elements 10 are provided which are arranged as mirror images of one another with respect to a plane E which contains the axis A and is shown in dashed lines.
  • the ramp elements 10 are arranged mirror-inverted with respect to the plane E.
  • the portion capsule base body 2 or the portion capsule 1 has two pairs of ramp elements 10 which are arranged in mirror images of one another with respect to planes E shown in dashed lines, which contain the axis A.
  • the portion capsule body 2 or the portion capsule 1 has four pairs of ramp elements 10, two of which are arranged as mirror images of one another (levels E), and the ramp elements 10 of each of the pairs are arranged as mirror images of one another (levels E).
  • FIGS. 3B and 4B are examples of the fact that—in general—the ramp elements 10 can be arranged in such a way that they are converted into one another by a 90° rotation about the axis A.
  • this can simplify throwing in the portion capsule 1 (into a beverage preparation machine), because then the orientation of the portion capsule 1 when throwing in is not given any additional attention due to the ramp elements 10 must be compared to the case that no ramp element 10 would be provided.
  • FIGS. 5A to 5J show highly schematized sections, each through one half of a portion capsule base body 2, the plane of section running through the ramp area 11 of a ramp element 10.
  • FIG. Likewise, FIGS. 5A to 5J are to be understood as sections through a portion capsule 1, in which case the collar area 7 would then be understood as a capsule collar 4 and the lid 3 is not shown in the corresponding figure.
  • the ramp area 11 can be (entirely) straight, as shown by way of example in FIGS. 5A and 5J.
  • the ramp area 11 can be concave, as shown by way of example in FIG. 5B and also in FIG. 5D.
  • the ramp area 11 can be designed as a bead, in particular as a rounded bead; as exemplified in Figure 5C.
  • the ramp area 11 can have multiple stages, as shown by way of example in FIGS. 5D, 5E, 5F and 5H.
  • the individual steps can each be straight, as shown for example in FIGS. 5D, 5H, or also curved (for example: FIGS. 5E, 5F).
  • the ramp area 11 can be convex, as shown by way of example in FIGS. 5C, 5G, 5H and also in FIG. 5I.
  • the outer surface 6a in the ramp area 11 can have a center distance r, which (parallel to the axis A) is continuously increasing, as shown by way of example in FIGS. 5A, 5B, 5D, 5G, 5H, 5J.
  • the outer surface 6a of the ramp area 11 can have a center distance r that increases discontinuously, as shown by way of example in FIGS. 5E, 5F.
  • the ramp element 10 can extend right up to the capsule collar 4 or up to the collar area 7, as shown by way of example in FIGS. 5B, 5D, 5G, 5H, 5J.
  • the ramp element 10, in particular the ramp area 11, can have a maximum axial distance r which is the same as the maximum axial distance of the collar area 7 or the capsule collar 4 there, as shown by way of example in FIGS. 5B, 5D, 5F, 5G, 5H.
  • the ramp element 10, in particular the ramp area 11, can have a maximum axial distance r, which is smaller than the maximum axial distance of the collar area 7 or the capsule collar 4 there, as shown by way of example in Figs. 5A, 5C, 5E, 5F, 51, 5J.
  • the ramp element 10, in particular the ramp area 11, can be at a distance from the capsule collar 4 or from the collar area 7, as shown by way of example in FIGS. 5C, 5E, 5F, 5I.
  • This (axial) distance can, for example, be less than 20%, in particular less than 10%, of the axial extension of the side wall 6, in particular of the ramp area 10, as shown by way of example in FIGS. 5C, 5E, 5F, 5I.
  • the ramp element 10 can extend over only part of the axial extent of the side wall 6, as shown by way of example in FIGS. 5A to 5J.
  • the portion capsule base body 2 can have an inner side wall part in the area of the ramp element 10, as shown by way of example in FIGS. 5A, 5B, 5C, 5D, 5F, 5G, 5H.
  • an inner surface 6b of the side wall is not formed by the ramp element 10, but rather by the side wall part mentioned.
  • both the outer surface 6a and the inner surface 6b of the side wall 6 can be formed by the ramp element 10, as shown by way of example in FIGS. 5E, 5I, 5J.
  • the portion capsule base body 2 can be thickened in the area of the ramp element 10, as shown by way of example in FIGS. 5E and 5I.
  • the portion capsule base body 2 can have the same side wall thickness in the area of the ramp element 10 as in adjacent side wall areas, as shown by way of example in FIG. 5J.
  • the ramp element 10 can be formed by the same material as other parts of the portion capsule base body 2, in particular as the rest of the portion capsule base body 2. This can, as an option, apply to each of the described embodiments.
  • the ramp element 10 can be formed by a different material than other parts of the portion capsule main body 2 (for example than the rest of the portion capsule main body 2). This can, as an option, apply to each of the described embodiments.
  • the material from which the ramp element 10 is formed can be a more easily deformable material, with the material being able to be resilient in particular.
  • Such embodiments can be particularly advantageous for embodiments in which the axial distance r of the outer surface 6a increases discontinuously along the axial direction, as for example in FIGS. 5E, 5F.
  • FIGS. 6A-6C show highly schematized illustrations of a relative movement of a mechanical control element 45 with an effective area 45a and a portion capsule 1 with a ramp element 10, in section.
  • FIGS. 7A-7C show such a movement in the event that the portion capsule 1 does not have a ramp element 10 .
  • FIGS. 6A to 6C and 7A to 7C show a portion capsule 1 which has a portion capsule base body 2 which corresponds to that of FIG. 5A.
  • a differently designed portion capsule base body 2 can just as well be used, for example one of the ones shown in FIGS. 5B to 5J or others described herein.
  • the effective area 45a is moved in terms of its axial position from one side of the capsule collar 4 (main body side) to the other side of the capsule collar 4 (lid side) -- i.e. parallel to axis A (and not antiparallel to axis A ).
  • Figures 6A, 7A show an initial position.
  • the effective area 45a of the mechanical control element 45 presses, with a mechanical pretension, against the side wall 6 on the outside - in an (axial) area without a ramp element 10.
  • the effective area 45a is in direct mechanical contact with the ramp area 11. At least one of two effects results. On the one hand, the effective area 45a is pressed further outwards than in the case without a ramp element (FIG. 7B). And on the other hand, the side wall 6 is pushed in (deformed inwards) by the mechanical control element 45, more precisely by the effective area 45. In Fig. 6B it is indicated with dotted lines that the side wall 6 - at least in the area of the ramp area 11 - is deformed due to the inwardly directed force which the mechanical control element 45 exerts on the portion capsule 1 (more precisely: on the side wall 6). .
  • the provision of the ramp element 10 can thus bring about a reduction in the maximum force to be applied for carrying out the relative movement.
  • FIGS. 6C, 7C show an end state of the relative movement, which is after the capsule collar 4 has been overcome and in which the axial distance r of the effective region 45a is already reduced again; the deformation of the side wall 6 can now also be smaller again or possibly completely eliminated. In this position, the mechanical control element 45 is engaged on the capsule collar.
  • the portion capsule 1 Due to the shape of the effective area 45a, namely having a surface pointing in a direction with a component antiparallel to the direction of the axis, after a direction reversal (compared to the relative movement described above) the portion capsule 1 can be moved by means of the mechanical control element 45, more precisely: by means of the said surface, due to which the effective portion 45 can act as a retraction hook, are withdrawn (in a direction antiparallel to the axis direction).
  • FIG. 8 shows a highly schematic representation of a brewing chamber 8 with inserted portion capsule 1 with ramp element 10.
  • the brewing chamber has an injector 42 and a diversion unit 44.
  • a mechanical control element 45 is connected to the injector 42, which can be identical to the one described above .
  • a second mechanical control element 46 by which the portion capsule 1 is held is connected to the rejection unit 44 .
  • the situation illustrated in FIG. 8 may correspond to the situation illustrated in FIG. 6B, with no Deformation of the side wall 6 is present or such a deformation is at least not shown in FIG.
  • the dashed arrow symbolizes that the injector 42 moves together with the mechanical control element 45 parallel to the direction of the axis relative to the portion capsule 1 (and to the diversion unit 44).
  • the open arrow symbolizes that the mechanical control element 45 exerts inward-pointing forces on the outer surface 6a of the portion capsule 1, in particular on the ramp area.
  • the filled arrow symbolizes that the effective area 45a is optionally pressed outwards because of the relative movement and because of the ramp element 10 .
  • the provision of the described ramp elements 10 can make it possible, in particular when using an electrically operated motor or drive for the control of the movements in the brewing unit 40, to save energy and/or to use a drive which is based on the Generation of smaller maximum forces is limited than would be necessary for the same brewing unit with the same capsule but without a ramp element.
  • a user can operate the beverage preparation machine with less effort and/or a user has a more pleasant user experience, for example because there is less jerking and/or a smoother feel when performing the movement.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Apparatus For Making Beverages (AREA)

Abstract

Der Portionenkapselgrundkörper (2) definiert eine gerichtete Achse (A) und ist befüllbar mit einem Extraktionsgut. Er weist auf einen Bodenbereich (5); eine an den Bodenbereich (5) anschliessende umlaufende Seiten wand (6), die eine Aussenfläche (6a) aufweist; und einen an die Seiten wand (6) anschliessenden umlaufenden Kragenbereich (7), durch den eine Öffnung (8) definiert ist. Die Achse (A) ist zentral durch den Bodenbereich (5) und durch die Öffnung (8) verlaufend und definiert eine von dem Bodenbereich (5) durch die Öffnung (8) zeigende Achsenrichtung. Ein senkrecht zur Achse (A) gemessener Abstand wird als Achsabstand (r) bezeichnet, und die Seiten wand (6) weist mindestens ein Rampenelement (10) auf, durch das mindestens ein Rampenbereich (11) definiert ist, in welchem der Achsabstand (r) der Aussenfläche (6a) entlang der Achsenrichtung zunehmend ist.

Description

PORTIONENKAPSELGRUNDKÖRPER UND PORTIONENKAPSEL FÜR
EINE GETRÄNKEZUBEREITUNGSMASCHINE UND ZUGEHÖRIGE
VERFAHREN
Die Erfindung betrifft die Zubereitung von Getränken oder dergleichen aus einem in einer Kapsel (Portionenkapsel) enthaltenen Extraktionsgut, beispielsweise gemahlenem Kaffee. Sie bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren gemäss den Gattungsbegriffen der Patentansprüche, insbesondere auf eine Portionenkapsel, auf einen Portionenkapselgrundkörper sowie auf eine Kombination einer Portionenkapsel und einer Getränkezubereitungsmaschine und auch auf ein Verfahren zum Betreiben einer Getränkezubereitungsmaschine sowie auf eine Verwendung einer Portionenkapsel. Getränkezubereitungsmaschinen zum Zubereiten von Getränken oder dergleichen aus einem in einer Portionsverpackung vorhandenen Extraktionsgut sind unter anderem als Kaffee- oder Espressomaschinen bekannt. Aufgrund des Extraktionsvorgangs zur Herstellung des Getränkes können sie auch als Extraktionsgeräte bezeichet werden. In vielen entsprechenden Systemen sind die Portionsverpackungen als Kapseln (Portionskapseln) ausgebildet, in denen das Extraktionsgut bspw. luftdicht abgeschlossen ist. Für die Extraktion wird die Kapsel angestochen, beispielsweise an zwei einander gegenüberliegenden Seiten. Auf der ersten Seite (Injektorseite) wird dann eine Extraktionsflüssigkeit - meist heisses Wasser - eingeleitet. Auf der zweiten Seite (Ausleitungsseite oder Extraktorseite) wird das Extraktionsprodukt aus der Kapsel ausgeleitet. Dies geschieht in einem sogenannten Brühmodul. Ein solches weist eine Brühkammer auf, in der die Kapsel aufgenommen wird. Je nach zuzubereitendem Getränk und System muss beim Brühvorgang im Innern der Kapsel ein recht erheblicher Druck herrschen. Alternativ zu Systemen, bei denen die Portionenkapsel angestochen wird, gibt es auch Systeme mit Kapseln, die bereits mit einer Perforation versehen sind, welche bspw. von einer Schutzfolie überdeckt sind, die vor dem Brühprozess abgezogen oder aufgelöst wird.
Besonders beliebt sind Brühmodule, bei welchen die Kapsel eingeworfen wird und die Brühkammer bspw. mittels eines Bedienhebels oder mittels eines Motors verschlossen wird, wobei beim erneuten Öffnen der Brühkammer nach dem Brühvorgang die Kapsel selbsttätig aus der Brühkammer entfernt und in einen Kapselbehälter ausgeworfen wird. Solche Brühmodule mit selbsttätigem Kapselauswurf sind meist als horizontale Brühmodule ausgebildet, d.h. der Kapseleinwurf erfolgt von oben, das Verschliessen der Brühkammer findet durch eine horizontale Relativbewegung zweier Brühmodulteile (Injektor und Ausleiteinheit) statt, die Brühflüssigkeit fliesst im wesentlichen horizontal, und der Kapselbehälter ist unterhalb der Brühkammer ausgebildet. Bei Brühmodulen dieser Art ist sicherzustellen, dass die eingeworfene Kapsel gehalten wird, bis die Brühkammer verschlossen ist, dass sie aber nach unten fällt, wenn die Brühkammer nach dem Brühprozess wieder geöffnet wird.
WO 2015/048914 beschreibt ein Brühmodul aufweisend einen Extraktor (Ausleitvorrichtung; erstes Brühmodulteil) und einen relativ dazu bewegbaren Injektor (zweites Brühmodulteil), wobei der Extraktor einen Kopf mit als seitlichen Führungsmitteln ausgebildeten mechanischen Kontrollelementen aufweist, welche eine erste und eine zweite Bahn für einen Kapselkragen definieren, und wobei der Extraktor ferner eine Auflage bildet, welche eine Bewegung der Kapsel nach unten begrenzt, wenn der Kapselkragen sich auf der ersten Bahn befindet. Desweiteren sind die seitlichen Führungsmittel mit dem Kopf verbunden, und der Injektor weist ein als ein Rückholelement ausgebildetes mechanisches Kontrollelement auf, welches dazu ausgebildet ist, beim Öffnen der Brühkammer am Kapselkragen anzugreifen und diesen in die zweite Bahn zu bewegen.
Als Kapselmaterialien sind insbesondere Aluminium und Kunststoffe, bspw. Polypropylen bekannt geworden. Aluminiumkapseln bringen eine sehr gute Haltbarkeit (Aromaschutz) des Extraktionsguts, sind aber in der Herstellung sehr energieaufwändig. Polypropylenkapseln sind betreffend Energieaufwand und Entsorgung vorteilhaft, stellen aber erhöhte Anforderungen an den Anstechmechanismus und den Aromaschutz. Sowohl Aluminium als auch Kunststoffe sind als Kapselmaterialien in der Kritik, erstere insbesondere wegen des hohen Energieverbrauchs bei der Herstellung, letztere insbesondere wegen der Abfallproblematik.
Aus der WO 2010/118543 ist eine Kaffee-Portionenkapsel bekannt, welche näherungsweise eine Würfelform aufweist, aus Kunststoff gefertigt ist und im Unterschied zu den bekannten becherförmigen Kapseln keinen auf der Ebene der einen oberseitigen Deckfläche umlaufenden Kragen aufweist. Ein solcher umlaufender Kragen wird bei anderen bekannten Kapselsystemen unter anderem zum Verschliessen der Kapsel durch einen eine als Deckel dienende Folie benötigt. Beim Verschliessen mittels Ultraschallschweissen braucht es den Kragen, um einen Energierichtungsgeber unterzubringen. Wird die Kapsel durch thermisches Versiegeln verschlossen, ist der Kragen nötig, damit der Deckel auf einer genügend grossen Fläche aufliegt. Im Gegensatz dazu wird gemäss der genannten WO 2010/118543 ein gewölbter Deckel verwendet, und das Verschliessen erfolgt bspw. mittels Ultraschall-Trennschweissen. Die gemäss der Lehre der WO 2010/118543 hergestellte Kapsel setzt sich aus einem Kapselgrundkörper (mit Bodenbereich, Seitenwand und Kragenbereich) und einem Deckel zusammen und hat demnach unabhängig von ihrer ("Würfel"-) Form eine zwischen den durch die untere und obere Deckflächen definierten Ebenen angeordnete, umlaufende Schweissbraue, die einen nur minimalen Kragen bildet und deren Ausdehnung/seitliches Vorstehen jedoch im Vergleich zum Kragen bekannter Kapseln deutlich reduziert ist.
Als Kapselmaterialien sind auch sogenannte Bio-Kunststoffe diskutiert worden. Als solche werden einerseits Kunststoffe bezeichnet, die aus einem nachwachsenden Rohstoff gefertigt sind (sogenannte biobasierte Kunststoffe). Anderseits können Bio- Kunststoffe Kunststoffe sein, die biologisch abbaubar sind (sogenannt bioabbaubare Kunststoffe). Die für die Herstellung von Portionenkapseln vorgeschlagenen Kunststoffe sind bioabbaubar, und manche beinhalten einen Anteil von biobasierten Kunststoffen.
Im vorliegenden Text bedeutet "bioabbaubar" biologisch abbaubar gemäss der Norm ENI 3432 (Stand: Ende 2019), und "biobasiert" bedeutet "aus nachwachsenden Rohstoffen, nicht auf fossiler Basis gefertigt".
Die erhältlichen Bio-Kunststoffe, insbesondere bioabbaubaren Kunststoffe, haben die Eigenschaft, dass sie schon bei relativ tiefen Temperaturen erweichen und also schon bei tiefen Temperaturen eine gewisse Fliessfähigkeit haben (tiefe Glasübergangstemperatur), dass sie aber doch recht hoch erhitzt werden müssen, bis sie vollständig fliessfähig sind (d.h. die Schmelztemperatur, soweit definiert, ist nicht besonders tief). Das Erweichen schon bei relativ tiefen Temperaturen bringt beim Brühvorgang mit einer heissen Flüssigkeit einen Verlust an mechanischer Stabilität der Kapsel mit sich. Und wenn beim Brühvorgang im Inneren der Kapsel ein recht erheblicher Druck herrscht, muss die Kapsel so gestaltet sein, dass ihre mechanische Stabilität ausreichend gross ist.
In WO 2017/017704 sind Kapseln aus bioabbaubarem Material beschrieben, die Verstärkungsmittel aufweisen, um eine mechanische Stabilität der Kapsel sicherzustellen, die ein Beaufschlagen der Kapsel mit hohen Innendrücken ermöglicht. Beispielsweise kann auf der Aussenfläche der Seitenwand der Kapsel fadenförmiges Material spiralförmig aufgebracht sein.
Auch aus WO 2016/087981 sind Kapseln mit Verstärkungsmitteln bekannt. Dort sind an der Seitenwand der Kapsel parallel zur Kapselachse verlaufende Profilierungen vorgesehen.
Desweiteren weisen die meisten erhältlichen Bio-Kunststoffe, insbesondere bioabbaubaren Kunststoffe, bei Raumtemperatur einen E-Modul auf, der deutlich grösser ist als der E-Modul von Kunststoffen, die herkömmlicherweise als Kapselmaterial verwendet werden. Beispielsweise liegt der E-Modul von Polypropylen typischerweise zwischen 1000 Pa und 2000 Pa, während der E-Modul einiger Bio- Kunststoffe über 4000 Pa liegt. Entsprechend weisen gleichgestaltete Kapseln aus einem solchem Bio-Kunststoff bei Raumtemperatur eine geringere Verformbarkeit auf als Kapseln aus Polyproplylen.
Hinzu kommt, dass die meisten erhältlichen Bio-Kunststoffe, insbesondere bioabbaubaren Kunststoffe, bei Raumtemperatur eine grössere Sprödigkeit aufweisen als Kunststoffe, die herkömmlicherweise als Kapselmaterial verwendet werden.
Darum sind diese Eingenschaften bei der Ausgestaltung von Kapseln aus Bio- Kunststoffen zu beachten.
Es ist eine mögliche Aufgabe der Erfindung, eine Portionenkapsel und einen Portionenkapselgrundkörper zu schaffen, welche aus Kunststoffen gefertigt sein können, die relativ spröde sind und/oder einen relativ hohen E-Modul aufweisen; insbesondere wobei die Portionenkapsel in bereits existierenden
Getränkezubereitungsmaschinen verwendbar sein sollen. Insbesondere soll
Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Portionenkapsel und einen Portionenkapselgrundkörper zu schaffen, welche es erlauben, Bewegungen der Portionenkapsel in einer Brühkammer einer Getränkezubereitungsmaschine zu ermöglichen, für welche eine maximal aufzuwendende Kraft relativ gering ist.
Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Portionenkapsel und einen Portionenkapselgrundkörper zu schaffen, durch welche ein Nutzer, der Bewegungen der Portionenkapsel in der Brühkammer von Hand erzeugt, ein besonders geschmeidiges und/oder ruckarmes Nutzererlebnis hat.
Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Portionenkapsel und einen Portionenkapselgrundkörper zu schaffen, durch welche Bewegungen der Portionenkapsel in der Brühkammer besonders leichtgängig und/oder ruckarm erzeugt werden können, insbesondere von Hand.
Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Portionenkapsel und einen Portionenkapselgrundkörper zu schaffen, welche es ermöglichen, einen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor einzusetzen, der eine relativ geringe Maximalkraft hat.
Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine entsprechende Kombination aufweisend eine Portionenkapsel und eine Getränkezubereitungsmaschine zu schaffen.
Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Getränkezubereitungsmaschine zu schaffen.
Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verwendung einer Portionskapsel zur Verringerung einer maximal aufzuwendenden Kraft für das Erzeugen einer Relativbewegung der Portionenkapsel in einer Brükammer einer Getränkezubereitungsmaschine zu schaffen. Mindestens eine dieser Aufgaben wird zumindest teilweise durch Vorrichtungen, Verfahren und Verwendungen gemäss den Patentansprüchen gelöst.
Zur Kontrolle von Bewegungen einer Portionenkapsel in einer Brühkammer einer Getränkezubereitungsmaschine kann es sinnvoll sein, ein mechanisches Kontrollelement, beispielsweise einen mechanisch vorgespannten Hebelarm, über die Seitenwand der Portionenkapsel zu bewegen, bis ein Wirkbereich des mechanischen Kontrollelementes über den vorkragenden Kapselkragen herüber bewegt ist. Ein solcher Vorgang kann zum Beispiel in einer Getränkezubereitungsmaschine stattfinden, wie sie in der eingangs erwähnten WO 2015/048914 beschrieben ist. Zum Beispiel kann das mechanische Kontrollelement ein Rückholement sein, das es erlaubt, die Portionenkapsel zurückzuziehen von einer Brühposition in eine Auswurfposition.
Um das mechanische Kontrollelement über den Kapselkragen hinüber bewegen zu können, ist in der Regel eine grössere Kraft (Maximalkraft) nötig als für das vorgängige Entlangbewegen des Wirkbereich des mechanischen Kontrollelementes an der Seitenwand des Portionskapselgrundkörpers. Eine Verringerung dieser Maximalkraft ermöglicht es, einen schwächeren oder kleiner dimensionierten Motor zu nutzen und/oder den Kraftaufwand, den ein Nutzer im Falle von Handbedienung zu betreiben hat, zu reduzieren.
Je nach Kapselmaterial und/oder -design kann bei dem Entlangbewegen des Wirkbereichs des mechanischen Kontrollelementes an der Seitenwand des Portionskapselgrundkörpers und/oder bei dem Bewegen des Wirkbereich des mechanischen Kontrollelementes über den vorkragenden Kapselkragen herüber aufgrund der mechanischen Vorspannung des mechanischen Kontrollelementes ein mehr oder weniger starkes Verformen der Portionskapsel stattfinden. Dadurch kann die notwendige Maximalkraft verringert werden.
Wenn nun die Portionenkapsel aus einem Material gefertigt wird, das einen relativ hohen E-Modul aufweist und sich somit unter den beschriebenen Umständen nur relativ wenig verformt, so wird die notwendige Maximalkraft relativ gross sein. Entsprechend würde ein relativ starker Motor notwendig bzw. müsste ein Nutzer im Falle von manuellem Betrieb eine grössere Kraft aufwenden.
Die Erfinder haben diese Zusammenhänge erkannt und auch eine Lösung dafür gefunden.
An der Portionenkapsel, genauer an dem Portionenkapselgrundkörper wird mindestens ein Rampenelement vorgesehen. Anstatt dass - ohne Rampenelement - das mechanische Kontrollelement «plötzlich» um den vollen, durch den der Kapselkragen gebildeten Überstand hinüberbewegt werden muss, kann das mechanische Kontrollelement mittels des Rampenelementes schon vorher nach aussen gedrückt werden, so dass beim Erreichen des Kapselkragens einerseits das mechanische Kontrollelement schon weit nach aussen gedrückt ist und/oder andererseits die Seitenwand des Portionenkapselgrundkörpers schon ein wenig zusammengedrückt ist. Beide Effekte bewirken, dass die maximale Kraft, die für die Bewegung benötigt wird (insbesondere nämlich beim Bewegen des Wirkbereichs des mechanischen Kontrollelements über den Kapselkragens hinüber) geringer ausfällt als es ohne das Rampenelement der Fall wäre.
Insbesondere kann der Portionenkapselgrundkörper eine gerichtete Achse definieren und mit einem Extraktionsgut befüllbar sein sowie aufweisen:
- einen Bodenbereich;
- eine an den Bodenbereich anschliessende umlaufende Seitenwand, die eine Aussenfläche aufweist; und
- einen an die Seitenwand anschliessenden umlaufenden Kragenbereich, durch den eine Öffnung definiert ist; wobei die Achse zentral durch den Bodenbereich und durch die Öffnung verlaufend ist und eine von dem Bodenbereich durch die Öffnung zeigende Achsenrichtung definiert, und wobei ein senkrecht zur Achse gemessener Abstand als Achsabstand bezeichnet wird, wobei die Seitenwand mindestens ein Rampenelement aufweist, durch das mindestens ein Rampenbereich definiert ist, in welchem der Achsabstand der Aussenfläche entlang der Achsenrichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich zunehmend ist.
Der Achsabstand kann kontinuierlich zunehmend sein. In anderen Ausführungsformen ist er Achsabstand diskontinuierlich zunehmend.
Die Aussenfläche im Rampenbereich kann eine Gleitfläche für ein mechanisches Kontrollelement bilden.
Das Rampenelement kann eine Rampe bilden, um ein Bewegen eines mechanischen Kontrollelementes auf einen Kapselkragen (der gefüllten und dicht verschlossenen Portionenkapsel) herauf und über diesen hinüber zu vereinfachen bzw. um die dafür erforderliche Maximalkraft zu verringern.
Der Kragenbereich kann nach aussen (also von der Achse weg) überstehend sein gegenüber der Seiten wand, zumindest dort, wo, angrenzend an den Kragenbereich, kein Rampenelement vorgesehen ist.
Der Rampenbereich kann, antiparallel zu der Achsenrichtung, sich verjüngend ausgebildet sein.
In manchen Ausführungsformen ist der mindestens eine Rampenbereich an einem Kragenbereich-seitigem Ende der Seitenwand angeordnet. Insbesondere kann der mindestens eine Rampenbereich an den Kragenbereich angrenzend sein.
Das Rampenelement kann nahe dem Kragenbereich angeordnet sein. Es kann an den Kragenbereich angrenzend sein, insbesondere kann es direkt an den Kragenbereich angrenzend sein.
In manchen Ausführungsformen ist das Rampenelement umlaufend.
In manchen anderen Ausführungsformen erstreckt sich das Rampenelement nur über einen Teil eines Umfangs der Seitenwand. In solchen Fällen, in denen das Rampenelement oder Rampenelemente jeweils ein solches sektorielles Rampenelement sind, können umfangsmässig angrenzende Bereiche der Seitenwand frei sein von Rampenelementen und anders ausgestaltet sein, insbesondere wenn Rampenelemente dort stören würden, zum Beispiel indem sie ein Zusammenwirken anderer mechanischer Kontrollelemente mit der Portionenkapsel stören würden.
In manchen Ausführungsformen ist das mindestens eine Rampenelement, bezüglich seiner axialen Erstreckung (Erstreckung entlang der Achse), nur über einen Teil der Seitenwand erstreckt. Insbesondere kann es von dem Bodenbereich beabstandet sein.
In manchen Ausführungsformen weist die Seitenwand zwei an das mindestens eine Rampenelement umfangsmässig anschliessende Seitenwandbereiche auf, und das mindestens eine Rampenelement ist (insbesondere bei gleicher axialer Position) gegenüber den beiden Seitenwandbereichen nach aussen hervorstehend, hat also aussen einen grösseren Achsabstand als die Seitenwandbereiche. Das mindestens eine Rampenelement kann umfangsmässig zwischen den beiden Seitenwandbereichen angeordnet sein.
In dieser Schrift bedeutet «nach aussen» soviel wie «in einer Richtung, in der der Achsabstand zunehmend ist».
In manchen Ausführungsformen weist die Seitenwand zwei an das mindestens eine Rampenelement umfangsmässig anschliessende Seitenwandbereiche auf, in denen die Aussenfläche einen geringeren Achsabstand hat als in dem mindestens einen Rampenbereich.
In manchen Ausführungsformen weist der Kragenbereich gegenüber der Aussenfläche im Bereich des mindestens einen Rampenbereichs einen Überstand auf (nach aussen), der geringer ist, als ein Überstand (nach aussen), den der Kragenbereich in Bereichen ausserhalb des mindestens einen Rampenelements aufweist, insbesondere den der Kragenbereich in Bereichen aufweist, die an das mindestens eine Rampenelement angrenzend sind.
In manchen Ausführungsformen weist die Seiten wand mindestens ein erstes und ein zweites Rampenelement auf, die einander bezüglich der Achse gegenüberliegend angeordnet sind. Insbesondere kann dabei der Rampenbereich des zweiten Rampenelements gleichartig ausgebildet sein wie der Rampenbereich des ersten Rampenelements. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass sich der Rampenbereich des zweiten Rampenelements durch eine Rotation um 180° um die Achse in den Rampenbereich des ersten Rampenelements überführen lässt. Und/oder es kann vorgesehen sein, dass sich der Rampenbereich des zweiten Rampenelements durch eine Spiegelung an einer die Achse enthaltenden Ebene in den Rampenbereich des ersten Rampenelements überführen lässt. Eine derartige Anordnung und Ausbildung (Ausführung) der Rampenbereiche kann auch für die Rampenelemente vorgesehen sein.
In manchen Ausführungsformen weist die Seitenwand mindestens zwei Rampenelemente auf, wobei die Rampenelemente jeweils paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind bezüglich einer die Achse enthaltenden Ebene.
In manchen Ausführungsformen weist die Seitenwand mindestens zwei Paare von Rampenelementen auf, wobei das erste Paar gegenüber dem zweiten Paar spiegelbildlich angeordnet ist bezüglich einer Ebene, die die Achse enthält. Insbesondere kann der Rampenbereich eines ersten Rampenelements des zweiten Paares gleichartig ausgebildet sein wie der Rampenbereich eines ersten Rampenelements des ersten Paares und der Rampenbereich eines zweiten Rampenelements des zweiten Paares gleichartig ausgebildet sein wie der Rampenbereich eines zweiten Rampenelements des ersten Paares. Insbesondere können die Rampenelemente der Paare so ausgebildet sein, dass sich die Rampenbereiche der Rampenelemente des ersten Paares durch eine Rotation um 180° um die Achse in die Rampenbereiche der Rampenelemente des zweiten Paares überführen lassen. Eine derartige Anordnung und Ausbildung (Ausführung) der Rampenbereiche kann auch für die Rampenelemente vorgesehen sein. Es kann vorgesehen sein, dass alle Rampenbereiche der Paare von Rampenelementen und ggf. auch die Rampenelemente selber gleichartig ausgebildet sind.
In manchen Ausführungsformen weist der Portionenkapselgrundkörper mindestens vier Rampenelemente auf, wobei die Rampenbereiche, und optional auch die Rampenelemente so angeordnet und ausgebildet sind, dass sie sich durch eine Rotation um 90° um die Achse ineinander überführen lassen. Eine solche vierfache Symmetrie kann es ermöglichen, das Einführen der Kapsel in eine Getränkezubereitungsmaschine bzw. in ein Brühmodul zu vereinfachen, insbesondere indem ein Nutzer nicht oder, nicht zusätzlich aufgrund der Rampenelemente, auf eine spezielle Ausrichtung der Kapsel beim Einführen achten muss. Das kann besonders für Portionenkapselgrundkörper und Portionenkapseln mit zumindest annähernder vierfacher Symmetrie vorteilhaft sein, beispielsweise im Falle von Portionenkapselgrundkörpern bzw. Portionenkapseln mit ungefähr quadratischem Grundriss in einer Ebene senkrecht zu der Achse. Zum Beispiel können die Portionenkapseln, abgesehen von dem mindestens einen Rampenelement so ausgebildet sein wie oben bezüglich der WO 2010/118543 beschrieben.
In manchen Ausführungsformen wird, für jede Richtung senkrecht zur Achse, das mindestens eine Rampenelement von dem Kragenbereich nach aussen überragt oder ist maximal gleich weit nach aussen ragend wie der Kragenbereich.
In manchen Ausführungsformen gilt für jede Richtung senkrecht zu der Achse in dem mindestens einen Rampenbereich, dass ein dortiger maximaler Achsabstand der Aussenfläche in dem Rampenbereich höchstens gleich gross ist wie ein dortiger maximaler Achsabstand in dem Kragenbereich.
In manchen Ausführungsformen weist der Kapselkragen gegenüber der Aussenfläche im Bereich des mindestens einen Rampenbereichs einen Überstand auf (nach aussen), der null beträgt und/oder geringer ist als ein Überstand (nach aussen), den der Kapselkragen in Bereichen ausserhalb des mindestens einen Rampenelements aufweist, insbesondere den der Kragenbereich in Bereichen aufweist, die an das mindestens eine Rampenelement angrenzend sind.
In manchen Ausführungsformen weist der Kapselkragen gegenüber der Aussenfläche im Bereich des mindestens einen Rampenbereichs einen Überstand auf (nach aussen), der null beträgt und/oder weniger beträgt als die Hälfte und insbesondere als ein Drittel eines Überstandes (nach aussen), den der Kapselkragen in Bereichen ausserhalb des mindestens einen Rampenelements aufweist, insbesondere den der Kragenbereich in Bereichen aufweist, die an das mindestens eine Rampenelement angrenzend sind.
Die Öffnung kann eine Einfüllöffnung sein, insbesondere zum Einfüllen von Extraktionsgut, wie zum Beispiel gemahlenem Kaffee.
Die Achse kann auch als Zentralachse bezeichnet werden.
Das kontinuierliche oder diskontinuierliche Zunehmen des Achsabstandes im Rampenbereich kann sich insbesondere beziehen auf ein Zunehmen des Achsabstandes bei ein und derselben Richtung senkrecht zur Achse.
Im Falle des diskontinuierlichen Zunehmens können zum Beispiel mehrere Vorsprünge vorgesehen sein, die in Achsenrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Dabei können jeweilige maximale Achsabstände, die die einzelnen Vorsprünge aufweisen, umso grösser sein, je näher der Vorsprung dem Kragenbereich ist. Es können also mehrere Vorsprünge vorgesehen sein, die jeweils einen maximalen Achsabstand aufweisen, wobei diese jeweiligen maximalen Achsenabstände parallel zur Achsenrichtung (von Vorsprung zu Vorsprung) zunehmend sind. Die Vorsprünge können als Wulste ausgebildet sein. Die Vorsprünge können entlang der Achse voneinander beabstandet sein. Alternativ können sie zusammenhänged sein.
In manchen Ausführungsformen ist der Portionenkapselgrundkörper aus einem Bio- Kunststoff gefertigt.
In manchen Ausführungsformen ist der Portionenkapselgrundkörper einstückig ausgebildet.
In manchen Ausführungsformen ist das mindestens eine Rampenelement in ein und demselben Herstellungsprozess gefertigt wie der Rest des Portionenkapselgrundkörpers. Das ermöglicht eine effiziente und damit kostengünstige Fertigung, während die Alternative, also das separate Herstellen von Rampenelement Rest des Portionenkapselgrundkörpers auch möglich, aber in der Regel aufwendiger ist. In manchen Ausführungsformen ist der Portionenkapselgrundkörper mittels Tiefziehen gefertigt.
In manchen Ausführungsformen ist der Portionenkapselgrundkörper mittels Spritzgiessen gefertigt. Äusser Ein-Komponenten- Spritzgiessen kann auch Zwei-oder- mehr-Komponenten- Spritzgiessen infrage kommen, insbesondere wenn das mindestens eine Rampenelement aus einem anderen Material gefertigt wird als zum Beispiel der Rest des Portionenkapselgrundkörpers. Letzteres kann beispielsweise von Vorteil sein, wenn das mindestens eine Rampenelement andere mechanische Eigenschaften haben soll als der Rest des Portionenkapselgrundkörpers, zum Beispiel wenn das mindestens eine Rampenelement leichter verformbar sein soll.
Die Portionenkapsel kann einen mit einem Extraktionsgut befüllten Portionenkapselgrundkörper der hierin beschriebenen Art aufweisen sowie einen mit dem Portionenkapselgrundkörper im Kragenbereich dichtend verbundenen Deckel, insbesondere luftdicht dichtend verbundenen Deckel.
Der Deckel kann insbesondere ein gewölbter Deckel sein, beispielsweise wie oben für die genannte WO 2010/118543 beschrieben.
Die Portionenkapsel kann einen Kapselkragen aufweisen. Insbesondere kann, für jede Richtung senkrecht zu der Achse, das mindestens eine Rampenelement von dem Kapselkragen nach aussen überragt werden oder maximal gleich weit nach aussen ragend sein wie der Kapselkragen.
Für jede Richtung senkrecht zu der Achse in dem mindestens einen Rampenbereich kann gelten, dass ein dortiger maximaler Achsabstand der Aussenfläche in dem Rampenbereich höchstens gleich gross ist und insbesondere gleich gross ist wie ein dortiger maximaler Achsabstand des Kapselkragens.
Der Kapselkragen kann umlaufend sein.
An dem Kapselkragen kann der Deckel mit dem Portionenkapselgrundkörper dichtend verbunden sein. Der Kapselkragen kann zwischen einer oberseitigen Deckfläche der Portionenkapsel (gebildet durch den Deckel) und dem Bodenbereich (des Portionenkapselgrundkörpers) vorgesehen sein; beispielsweise so, wie es für die eingangs genannte WO 2010/118543 oben beschrieben ist.
Die Portionenkapsel kann insbesondere die oben für die WO 2010/118543 beschriebene Form aufweisen - abgesehen von dem mindestens einen Rampenelement.
In manchen Ausführungsformen beträgt ein Überstand des Kapselkragens (senkrecht zur Achse ausserhalb der Rampenelemente) zwischen 0.5 mm und 2.5 mm, insbesondere zwischen 0.8 mm und 2 mm, beispielsweise zwischen 1 mm und 1.5 mm. Es ist dies also der Überstand gegenüber der Aussenfläche in Bereichen ohne ein Rampenelement.
Die Kombination kann eine Portionenkapsel der hierin beschriebenen Art sowie eine Getränkezubereitungsmaschine zur Aufnahme der Portionenkapsel aufweisen: Dabei kann die Getränkezubereitungsmaschine eine Brühkammer mit einem Injektor und einer Ausleiteinheit aufweisen.
Die Ausleiteinheit kann zum Ausleiten eines Extraktionsprodukts aus einer Kapsel vorgesehen sein.
Der Injektor kann zum Einleiten einer Extraktionsflüssigkeit in die Portionenkapsel vorgesehen sein. Die Extraktionsflüssigkeit kann beispielsweise heisses Wasser sein.
Die Getränkezubereitungsmaschine kann beispielsweise eine solche sein, wie sie für die eingangs genannte WO 2010/118543 oben beschrieben ist. Insbesondere kann die Brühkammer die oben für die WO 2010/118543 beschriebenen Merkmale aufweisen.
In machen Ausführungsformen weist die Brühkammer mindestens ein mechanisches Kontrollelement zur Kontrolle einer Bewegung der Portionenkapsel in der Brühkammer auf. Es kann für ein Zusammenwirken mit dem mindestens einen Rampenelement vorgesehen sein. Insbesondere kann das mindestens eine mechanische Kontrollelement vorgesehen sein, eine Bewegung der Portionenkapsel parallel zu der Achse oder antiparallel zu der Achse relativ zu dem Injektor und/oder der Ausleiteinheit zu bewirken.
Das mechanische Kontrollelement kann beispielsweise ein Hebel sein.
Das mechanische Kontrollelement kann beispielsweise ein Rückholelement sein, mittels dessen die Portionenkapsel aus einer Brühposition in eine Auswurfposition gezogen werden kann; beispielsweise wie oben für die WO 2015/048914 beschrieben ist.
Das mechanische Kontrollelement kann insbesondere eine mechanische Vorspannung aufweisen, insbesondere senkrecht zur Achse, auf die Achse zu.
In machen Ausführungsformen ist die Brühkammer ausgebildet, die Portionenkapsel in der Brühkammer zu halten, und die Getränkezubereitungsmaschine weist einen Antrieb auf zum Bewirken einer Relativbewegung der gehaltenen Portionenkapsel parallel oder antiparallel zu der Achse, relativ zu dem Injektor und/oder der Ausleiteinheit. Und dabei kann die Brühkammer derart ausgebildet sein, dass sich das mindestens eine mechanische Kontrollelement während der Relativbewegung auf dem mindestens einen Rampenbereich entlangbewegt. Die Bewegung des mechanischen Kontrollemenentes kann durch das Rampenelement und insbesondere durch den Rampenbereich geführt sein.
Das Entlangbewegen des mechanischen Kontrollelementes (insbesondere des Wirkbereichs des mechanischen Kontrollelementes) auf dem Rampenbereich kann beispielsweise ein Entlanggleiten sein.
Beispielsweise können zwei einander bezüglich der Achse gegenüberliegende mechanische Kontrollelemente jeweils mit einem von zwei einander bezüglich einer die Achse enthaltenden Ebene gegenüberliegenden Rampenelementen Zusammenwirken.
Das mindestens eine mechanische Kontrollelement (genauer: der Wirkbereich des mechanischen Kontrollelements) kann während und augrund der Bewegung auf dem Rampenbereich durch das Rampenelement nach aussen gedrückt werden (also in eine Richtung weg von der Achse). Das Halten der Portionenkapsel kann beispielsweise durch Klemmen realisiert sein, beispielsweise in einem anderen mechanischen Kontrollelement, oder indem die Portionenkapsel durch ein anderes mechanisches Kontrollelement geführt und gegen die Schwerkraft gestützt ist. Es kann beispielsweise so realisiert sein, wie oben für die WO 2015/048914 beschrieben.
Der Antrieb kann ein elektrischer Antrieb sein, beispielsweise aufweisend einen Elektromotor, und/oder ein manuell betätigbarer Antrieb sein.
In machen Ausführungsformen weist das mechanische Kontrollelement einen Wirkbereich auf, und die Brühkammer ist derart ausgebildet, dass bei einer durch den Antrieb bewirkten Relativbewegung, bei der sich das mechanische Kontrollelement relativ zu der gehaltenen Portionenkapsel parallel zu der Achse bewegt, der Wirkbereich des mechanischen Kontrollelements mit einer mechanischen Vorspannung aussen gegen die Aussenwand drückt und im Verlauf der Relativbewegung, sich auf dem Rampenbereich entlangbewegend, zunehmend weiter weg von der Achse gedrückt wird, insbesondere kontinuiertlich oder diskontinuierlich zunehmend weiter weg von der Achse gedrückt wird.
Auf diese Weise kann sich der Achsabstand des Wirkbereichs kontinuierlich oder diskontinuierlich vergrössern - aufgrund des Zusammenwirkens von mechanischem Kontrollelement und Rampenelement.
Dadurch kann sich eine zunehmende mechanischen Spannung des mechanischen Kontrollelementes ausbilden (mit einer nach innen gerichteten Komponente, also mit einer Komponente in Richtung auf die Achse zu). Dadurch kann ein Kraftaufwand reduziert werden, der benötigt wird, um das mechanische Kontrollelement über den Kapselkragen zu bewegen - weil die Seitenwand der Portionenkapsel durch das mechanische Kontrollelement verformt, nämlich (leicht) eingedrückt wird, so dass es nicht ganz so weit gegen die mechanische Spannung von der Achse weg gedrückt werden muss. Alternativ oder zusätzlich wird der Kraftaufwand, der benötigt wird, um das mechanische Kontrollelement über den Kapselkragen zu bewegen, dadurch reduziert, dass das mechanische Kontrollelement keine so grosse Stufe mehr überwinden muss. Das mechanische Kontrollelement muss nur noch wenig nach aussen gedrückt werden, um schliesslich den Kapselkragen zu überwinden. Denn während des Entlangbewegens auf dem Rampenelement (genauer: auf dem Rampenbereich) wird das mechanische Kontrollelement bereits (immer weiter) nach aussen gedrückt.
Während des Entlangbewegens kann ein direkter mechanischer Kontakt zwischen dem Wirkbereich und der Aussenwand bzw. dem Rampenbereich des Rampenelements vorliegen.
Es kann vorgesehen sein, dass im weiteren Verlauf der Relativbewegung, insbesondere nach dem Entlangbewegen auf dem Rampenbereich, der Wirkbereich mit dem Kapselkragen in Kontakt kommt.
Weiter kann auch vorgesehen sein, dass sich im noch weiteren Verlauf der Relativbewegung (insbesondere nach einem In-Kontakt-Kommen des Wirkbereiches mit dem Kapselkragen) der Wirkbereich sich wieder auf die Achse zu bewegt. Dadurch kann sich der Achsabstand des Wirkbereichs wieder verringern. Beispielsweise kann das mechanische Kontrollelement dann ein einer Einrastposition einrasten, zum Beispiel um die Portionenkapsel danach, nach einer Richtungsumkehr, entgegen der Achsenrichtung zu bewegen und, zum Beispiel, von einer Brühposition in eine Auswurfposition zu bewegen.
Das Verfahren zum Betreiben einer Getränkezubereitungsmaschine kann die folgenden Schritte aufweisen, wobei die Getränkezubereitungsmaschine eine Brühkammer mit mindestens einem mechanischen Kontrollelement zur Kontrolle von Bewegungen einer Portionenkapsel in der Brühkammer aufweist, und wobei das mechanische Kontrollelement einen Wirkbereich aufweist:
— Optional: Einbringen einer Portionenkapsel in die Brühkammer, wobei die Portionenkapsel eine Seiten wand mit mindestens einem Rampenelement aufweist, durch das mindestens ein Rampenbereich definiert ist, und durch die Portionenkapsel eine Achse definiert ist, die zentral durch die Portionenkapsel verlaufend ist;
— Halten der Portionenkapsel in der Brühkammer;
- Erzeugen einer Relativbewegung parallel zu der Achse zwischen dem mindestens einen mechanischen Kontrollelement und der Portionenkapsel, während welcher der Wirkbereich mit einer mechanischen Vorspannung aussen gegen die Seitenwand drückt und in deren Verlauf o der Wirkbereich, sich aussen auf dem Rampenbereich entlangbewegend, zunehmend weiter weg von der Achse gedrückt wird, insbesondere kontinuiertlich oder diskontinuierlich zunehmend weiter weg von der Achse gedrückt wird; und/oder o die Seitenwand durch das mechanische Kontrollelement zunehmend verformt wird, insbesondere nach innen verformt wird.
Beispielsweise kann die Portionenkapsel eine Portionenkapsel der hierein beschriebenen Art sein.
Das Verformen der Seitenwand kann ein Eindrücken der Seitenwand sein.
Das Verformen der Seitenwand kann, genauer, durch den Wirkbereich bewirkt werden.
Das Verformen der Seitenwand kann in dem Rampenbereich stattfinden.
Typischerweise treten im Verlauf der Relativbewegung beide Effekte auf: Der Wirkbereich wird nach aussen gedrückt, und die Seitenwand wird durch das mechanische Kontrollelement verformt; auch wenn einer der Effekte nur in sehr geringem Masse auftritt. In einem Beispiel ist die Distanz, um die der Wirkbereich nach aussen gedrückt wird, viel kleiner als die Distanz, um die die Seiten wand nach innen gedrückt wird, zum Beispiel im Falle eines sehr starren mechanischen
Kontrollelements und einer relativ gut verformbaren Seitenwand. In Grenzfällen kann es aber sein, dass nur einer der zwei Effekte auftritt, also zum Beispiel der Wirkbereich nicht nach aussen gedrückt wird, zum Beispiel wenn das mechanische Kontrollelement extrem starr ist und die Seiten wand sehr leicht verformbar ist.
Die Getränkezubereitungsmaschine kann zum Beispiel eine Getränkezubereitungsmaschine sein, wie sie oben für die genannte WO 2010/118543 beschrieben ist.
Das Halten der Portionenkapsel in der Brühkammer kann beispielsweise durch mindestens ein zweites mechanisches Kontrollelement bewirkt werden.
Zum Beispiel kann das mindestens eine mechanische Kontrollelement in einem Injektor der Brühkammer integriert sein und das mindestens eine zweite mechanische Kontrollelement in einer Ausleiteinheit der Brühkammer integriert sein. Alternativ, in anderen Ausführungsformen, kann das mindestens eine mechanische Kontrollelement in einer Ausleiteinheit der Brühkammer integriert sein und das mindestens eine zweite mechanische Kontrollelement in einem Injektor der Brühkammer integriert sein.
Die Relativbewegung kann mittels eines Antriebes bewirkt werden, beispielsweise mittels eines Antriebs der hierin beschriebenen Art.
In manchen Ausführungsformen weist die Portionenkapsel einen Kapselkragen auf, und im weiteren Verlauf der Relativbewegung kommt der Wirkbereich mit dem Kapselkragen in Kontakt. Dies kann nach dem Entlangbewegen auf dem Rampenbereich der Fall sein.
In manchen Ausführungsformen bewegt sich der Wirkbereich im noch weiteren Verlauf der Relativbewegung wieder auf die Achse zu. Entsprechend verringert sich dann der Achsabstand des Wirkbereichs wieder.
Danach wiederum kann, in manchen Ausführungsformen, das mindestens eine mechanische Kontrollelement in einer Einrastposition einrasten.
Eine Portionskapsel der hierin beschriebenen Art kann zur Verringerung einer maximal aufzuwendenden (benötigten) Kraft für das Erzeugen einer Relativbewegung der Portionenkapsel in einer Brühkammer einer Getränkezubereitungsmaschine verwendet werden.
Die Relativbewegung kann, wie bereits beschrieben, eine Bewegung der Portionenkapsel relativ zu einem Teil der Brühkammer sein, insbesondere relativ zu einem mechanischen Kontrollelement der Brühkammer, wobei das mechanische Kontrollelement beispielsweise ein mechanisches Kontrollelement eines Injektors der Brühkammer - oder alternativ einer Ausleiteinheit der Brühkammer sein kann.
Die Erfindung umfasst V orrichtungen mit Merkmalen, die den Merkmalen von beschriebenen Verfahren oder Verwendungen entsprechen und umgekehrt auch Verfahren und Verwendungen mit Merkmalen, die den Merkmalen von beschriebenen Vorrichtungen entsprechen.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und den Figuren hervor.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Portionenkapsel in einer Seitenansicht;
Fig. 2 den Portionenkapselgrundkörper der Portionenkapsel aus Fig. 1, in perspektivischer Ansicht;
Fig. 3A einen Schnitt durch einen Portionenkapselgrundkörper kurz unterhalb des Kapselkragens, mit zwei einander bezüglich der Achse gegenüberliegend angeordnete Rampenelementen;
Fig. 3B einen Schnitt durch einen Portionenkapselgrundkörper kurz unterhalb des Kapselkragens, mit vier Rampenelementen, von denen jeweils zwei einander bezüglich der Achse gegenüberliegend angeordnet sind; Fig. 4A einen Schnitt durch einen Portionenkapselgrundkörper kurz unterhalb des Kapselkragens, mit zwei Paaren von Rampenelementen, die zueinander spiegelbildlich angeordnet sind;
Fig. 4B einen Schnitt durch einen Portionenkapselgrundkörper kurz unterhalb des Kapselkragens, mit vier Paaren von Rampenelementen, von denen jeweils zwei zueinander spiegelbildlich angeordnet sind, und wobei die Rampenelemente jedes der Paare zueinander spiegelbildlich angeordnet sind;
Figs. 5A-5J stark schematisierte Schnitte, jeweils durch eine Hälfte eines Portionenkapselgrundkörpers;
Figs. 6A-6C stark schematisierte Veranschaulichungen einer Relativbewegung eines mechanischen Kontrollelementes und einer Portionenkapsel mit einem Rampenelement, geschnitten;
Figs. 7A-7C stark schematisierte Veranschaulichungen einer Relativbewegung eines mechanischen Kontrollelementes und einer Portionenkapsel, die kein Rampenelement aufweist, geschnitten;
Fig. 8 stark schematisierte Darstellung einer Brühkammer mit eingelegter
Portionenkapsel mit einem Rampenelement.
Für das Verständnis der Erfindung nicht wesentliche Teile sind zum Teil nicht dargestellt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand oder dienen seiner Erläuterung und haben keine beschränkende Wirkung.
Fig. 1 zeigt eine Portionenkapsel 1 in einer Seitenansicht. Die Portionenkapsel 1 weist einen Portionenkapselgrundkörper 2 und einen nach aussen gewölbten Deckel 3 auf, die miteinander im Bereich eines umlaufenden, nach aussen auskragenden Kapselkragens 4 dichtend verbunden sind. Fig. 2 zeigt den Portionenkapselgrundkörper 2 der Portionenkapsel 1 aus Fig. 1 in perspektivischer Ansicht.
Die Portionenkapsel 1 ist annähernd würfelförmig und weist eine zentrale Achse A auf, die von einem Bodenbereich 5 zum Deckel 3 hin gerichtet ist. Abstände senkrecht zur Achse A werden als Achsabstand r bezeichnet.
Der Bodenbereich 5 ist mit einer umlaufenden Seitenwand 6 verbunden, deren Aussenfläche mit 6a gekennzeichnet ist.
Der Portionenkapselgrundkörper 2 weist eine Öffnung 8 auf, die zum Beispiel dem Befüllen des Portionenkapselgrundkörpers 2 dienen kann, beispielsweise mit gemahlenem Kaffee. Die Öffnung 8 ist begrenzt von einem Kragenbereich 7 des Portionenkapselgrundkörpers 2. Dieser kann weiter auskragend sein als der Kapselkragen 4 der Portionenkapsel 1.
Weiter weist der Portionenkapselgrundkörper 2 zwei Rampenelemente 10 auf, die in Fig. 2 nicht sichtbar sind und jeweils einen Rampenbereich 11 aufweisen.
Figuren 3A, 3B, 4A, 4B zeigen jeweils einen Schnitt durch einen Portionenkapselgrundkörper 2 (oder gleichermassen durch eine entsprechende Portionenkapsel 1) kurz unterhalb des Kragenbereichs 7 (bzw. des Kapselkragens 4 - nicht explizit angeschrieben). Es sind verschiedene beispielhafte Anordnungen von Rampenelementen 10 gezeigt. Die Rampenelemente sind sektorielle Rampenelemente; sie erstrecken sich jeweils nur über einen Teil des Umfangs der Seitenwand.
Gestrichtelt dargestellt ist der Kragenbereich 7 (bzw. gleichermassen der Kapselkragen 4 - nicht explizit angeschrieben).
In der dargestellten Schnittebene knapp unterhalb des Kragenbereichs 7 bzw. Kapselkragens 4 werden die Rampenelemente 10 von dem Kragenbereich 7 wie auch von dem Kapselkragen 4 überragt (seitlich; nach aussen). Alternativ zu dem dargestellten trapezförmigen Querschnitt können die Rampenelemente 10 auch andere Querschnitte aufweisen, zum Beispiel rechteckig oder gerundet.
Umfangsmässig beidseitig jedes Rampenelementes 10 weist die Seitenwand 6 Seitenwandbereiche 61, 62 auf, die an das jeweilige Rampenelement anschliessen und in denen die Aussenfläche 6 einen geringeren Achsabstand rl hat als es die Aussenfläche im Rampenbereich 11 hat (Achsabstand rO). Und/oder der Kragenbereich 7 wie auch der Kapselkragen 4 überragt (seitlich; nach aussen) die Seiten wand 6 im Rampenbereich 11 weniger weit als in den Seitenwandbereichen 61, 62.
Wie dargestellt, besteht die Option, dass alle Rampenelemente gleichartig ausgebildet sind.
Zu den einzelnen Figuren.
Fig. 3 A illustriert den Fall zweier bezüglich der Achse A gegenüberliegend angeordneter Rampenelemente 10. Fig. 3A kann zum Beispiel ein Schnitt durch die Portionenkapsel 1 bzw. durch den Portionenkapselgrundkörper 2 aus den Figuren 1 und 2 sein.
In Fig. 4A sind zwei Paare von Rampenelementen 10 vorgesehen, die zueinander spiegelbildlich angeordnet sind, bezüglich einer gestrichelt dargestellten Ebene E, die die Achse A enthält.
In Figuren 3 A und 4A sind die Rampenelemente 10 spiegelbildlich angeordnet bezüglich der Ebene E.
Wenn auf die Rampenelemente 10 Druckkräfte ausgeübt werden, kann es von Vorteil sein, wenn diese sich gegenseitig aufheben. Dafür sind Ausführungsformen wie in Figuren 3A, 4A oder auch 3B, 4B gut geeignet. In Fig. 3B weist der Portionenkapselgrundkörper 2 bzw. die Portionenkapsel 1 zwei Paare von Rampenelementen 10 auf, die zueinander spiegelbildlich angeordnet sind, bezüglich gestrichelt dargestellter Ebenen E, die die Achse A enthalten.
In Fig. 4B weist der Portionenkapselgrundkörper 2 bzw. die Portionenkapsel 1 vier Paare von Rampenelementen 10 auf, von denen jeweils zwei zueinander spiegelbildlich angeordnet sind (Ebenen E), und die Rampenelemente 10 jedes der Paare sind zueinander spiegelbildlich angeordnet (Ebenen E).
Figuren 3B und 4B sind Beispiele dafür, dass - allgemein - die Rampenelemente 10 so angeordnet sein können, dass sie durch eine 90°-Rotation um die Achse A ineinander überführt werden. Das kann, in dem dargestellten Fall einer Portionskapsel 1 mit annähernd quadratischem Querschnitt (senkrecht zur Achse A), ein Einwerfen der Portionenkapsel 1 (in eine Getränkezubereitungsmaschine) vereinfachen, weil dann der Orientierung der Portionenkapsel 1 beim Einwerfen keine zusätzlichs Aufmerksamkeit aufgrund der Rampenemente 10 geschenkt werden muss gegenüber dem Fall, dass kein Rampenelement 10 vorgesehen wäre.
Die Figuren 5A bis 5J stellen stark schematisierte Schnitte dar, jeweils durch eine Hälfte eines Portionenkapselgrundkörpers 2, wobei die Schnittebene durch den Rampenbereich 11 eines Rampenelements 10 verläuft. Gleichermassen sind die Figuren Figuren 5A bis 5J als Schnitte durch eine Portionenkapsel 1 zu verstehen, wobei dann der Kragenbereich 7 als Kapselkragen 4 zu verstehen wäre und der Deckel 3 in der entsprechenden Figur nicht dargestellt ist.
Der Rampenbereich 11 kann (komplett) gerade verlaufend sein, wie beispielhaft in Fig. 5 A und Fig. 5J dargestellt.
Der Rampenbereich 11 kann konkav verlaufend sein, wie beispielhaft in Fig. 5B und auch in Fig. 5D dargestellt.
Der Rampenbereich 11 kann als Wulst ausgeführt sein sein, insbesondere als gerunderete Wulst; wie beispielhaft in Fig. 5C dargestellt. Der Rampenbereich 11 kann mehrstufig verlaufend sein, wie beispielhaft in Fig. 5D, 5E, 5F und 5H dargestellt. Dabei können die einzelnen Stufen jeweils gerade sein, wie zum Beispiel in Figuren 5D, 5H dargestellt, oder auch gekrümmt (zum Beispiel: Figuren 5E, 5F).
Der Rampenbereich 11 kann konvex verlaufend sein, wie beispielhaft in Fig. 5C, 5G, 5H und auch in Fig. 51 dargestellt.
Die Aussenfläche 6a im Rampenbereich 11 kann einen Achsabstand r aufweisen, der (parallel zur Achse A) kontinuierlich zunehmend ist, wie beispielhaft in Fig. 5A, 5B, 5D, 5G, 5H, 5J dargestellt.
Die Aussenfläche 6a Rampenbereich 11 kann einen Achsabstand r aufweisen, der diskontinuierlich zunehmend ist, wie beispielhaft in Fig. 5E, 5F dargestellt.
Das Rampenelement 10 kann bis direkt an den Kapselkragen 4 bzw. bis an den Kragenbereich 7 erstreckt sein, wie beispielhaft in Fig. 5B, 5D, 5G, 5H, 5J dargestellt.
Das Rampenelement 10, insbesondere der Rampenbereich 11 kann einen maximalen Achsabstand r aufweisen, der gleich gross ist wie der dortige maximale Achsabstand des Kragenbereichs 7 bzw. des Kapselkragens 4, wie beispielhaft in Figs. 5B, 5D, 5F, 5G, 5H.
Das Rampenelement 10, insbesondere der Rampenbereich 11 kann einen maximalen Achsabstand r aufweisen, der kleiner ist als der dortige maximale Achsabstand des Kragenbereichs 7 bzw. des Kapselkragens 4, wie beispielhaft in Figs. 5A, 5C, 5E, 5F, 51, 5J.
Das Rampenelement 10, insbesondere der Rampenbereich 11 kann einen Abstand vom Kapselkragen 4 bzw. vom Kragenbereich 7 haben, wie beispielhaft in Fig. 5C, 5E, 5F,5I dargestellt. Dieser (axiale) Abstand kann beispielsweise weniger als 20%, insbesondere weniger als 10% der axialen Erstreckung der Seitenwand 6, insbesondere des Rampenbereichs 10 betragen, wie beispielhaft in Fig. 5C, 5E, 5F,5I dargestellt. Das Rampenelement 10 kann sich über nur einen Teil der axialen Erstreckung der Seitenwand 6 erstrecken, wie beispielhaft in Figuren 5A bis 5J dargestellt.
Der Portionenkapselgrundkörper 2 kann im Bereich des Rampenelementes 10 einen innenliegenden Seitenwandteil aufweisen, wie beispielhaft in Figuren 5A, 5B, 5C, 5D, 5F, 5G, 5H dargestellt. In diesen Fällen wird im Bereich des Rampenelementes 10 eine Innenfläche 6b der Seitenwand nicht durch das Rampenelement 10 gebildet, sondern durch das genannten Seitenwandteil.
Im Bereich des Rampenelementes 10 kann durch das Rampenelement 10 sowohl die Aussenfläche 6a als auch die Innenfläche 6b der Seitenwand 6 gebildet sein, wie beispielhaft in Figuren 5E, 51, 5J dargestellt.
Der Portionenkapselgrundkörper 2 kann im Bereich des Rampenelementes 10 verdickt sein, wie beispielhaft in Figuren 5E und 51 dargestelt.
Der Portionenkapselgrundkörper 2 kann im Bereich des Rampenelementes 10 dieselbe Seiten Wandstärke haben, wie in angrenzenden Seitenwandbereichen, wie beispielhaft in Figur 5J dargestellt.
Das Rampenelement 10 kann durch dasselbe Material gebildet sein wie andere Teile des Portionenkapselgrundkörpers 2, insbesondere als der Rest des Portionenkapselgrundkörpers 2. Das kann, als Option, für jede der beschriebenen Ausführungsformen gelten.
Das Rampenelement 10 kann durch ein anderes Material gebildet sein als andere Teile des Portionenkapselgrundkörpers 2 (zum Beispiel als der Rest des Portionenkapselgrundkörpers 2). Das kann, als Option, für jede der beschriebenen Ausführungsformen gelten.
Beispielsweise kann das Material, aus dem das Rampenelement 10 gebildet ist, ein leichter verformbares Material sein, wobei das Material insbesondere resilient sein kann. Solche Ausführungsformen können insbesondere vorteilhaft sein für Ausführungsformen, in denen der Achsabstand r der Aussenfläche 6a entlang der Achsenrichtung diskontinuierlich zunehmend ist, wie beispielsweise in Figuren 5E, 5F. Figuren 6A-6C zeigen stark schematisierte Veranschaulichungen einer Relativbewegung eines mechanischen Kontrollelementes 45 mit einem Wirkbereich 45a und einer Portionenkapsel 1 mit einem Rampenelement 10, geschnitten.
Analog zeigen Figuren 7A-7C eine solche Bewegung für den Fall, dass die Portionenkapsel 1 kein Rampenelement 10 aufweist.
In den Figuren 6A bis 6C und 7A bis 7C ist eine Portionenkapsel 1 dargestellt, die einen Portionenkapselgrundkörper 2 aufweist, der dem aus Fig. 5 A entspricht. Ebensogut kann ein anders ausgebildeter Portionenkapselgrundkörper 2 verwendet werden, zum Beispiel einer der in Fig. 5B bis 5J dargestellten oder auch andere hierin beschriebene.
Im Laufe der Relativbewegung wird in dem dargestellten Beispiel der Wirkbereich 45a bezüglich seiner axialen Position von einer Seite des Kapselkragens 4 (Grundkörperseite) auf die andere Seite des Kapselkragens 4 (Deckelseite) bewegt -- also parallel zur Achse A (und nicht antiparallel zur Achse A).
Figuren 6A, 7A zeigen eine anfängliche Position. Der Wirkbereich 45a des mechanischen Kontrollelementes 45 drückt, mit einer mechanschen Vorspannung, aussen gegen die Seitenwand 6 - in einem (axialen) Bereich ohne Rampenelement 10.
In Fig. 6B ist der Wirkbereich 45a in direktem mechanischen Kontakt mit dem Rampenbereich 11. Es ergibt sich mindestens einer von zwei Effekten. Einerseits wird der Wirkbereich 45a weiter nach aussen gedrückt als im Fall ohne Rampenelement (Fig. 7B). Und andererseits wird die Seitenwand 6 durch das mechanische Kontrollelement 45, genauer durch den Wirkbereich 45, eingedrückt (nach innen verformt). In Fig. 6B ist mit gepunkteten Linien angedeutet, dass die Seitenwand 6 - zumindest im Bereich des Rampenbereichs 11 - aufgrund der nach innen gerichteten Kraft, die das mechanische Kontrollelement 45 auf die Portionenkapsel 1 (genauer: auf die Seitenwand 6) ausübt, verformt wird.
Im weiteren Verlauf der Relativbewegung überspringt der Wirkbereich 45a in beiden Fällen den Kapselkragen 45, allerdings muss im Falle ohne Rampenelement (Figuren 7A bis 7C) innerhalb einer relativ kurzen axialen Strecke eine relativ hohe Kraft aufgewendet werden, um auf dieser Strecke den Wirkbereich 45a des mechanischen Kontrollelementes 45 so weit nach aussen zu drücken, wie es erforderlich ist. Das erfordert einen hohen Krafteinsatz für den Antrieb, sei dies eine Elektromotor, oder sei es ein manuell bedienter Antrieb. Mit einem Rampenelement 10 hingegen (Figuren 6A bis 6C), ist die maximal notwendige Kraft deutlich geringer, weil schon während des Entlangbewegens auf dem Rampenbereich 11 der Wirkbereich 45a immer weiter nach aussen gedrückt wird und/oder die Seitenwand 6 immer weiter eingedrückt wird, so dass beim zum Überwinden des Kapselkragens 4 keine so hohe Kraft mehr aufgewendet werden muss.
Durch Vorsehen des Rampenelementes 10 kann also eine Verringerung der maximal aufzuwendenden Kraft für das Durchführen der Relativbewegung bewirkt werden.
Figuren 6C, 7C zeigen einen Endzustand der Relativbewegung, der nach der Überwindung des Kapselkragens 4 liegt, und in dem der Achsabstand r des Wirkbereichs 45a schon wieder verringert ist; auch kann die Verformung der Seitenwand 6 nun wieder kleiner oder gegebenenfalls ganz aufgehoben sein. In dieser Position ist das mechanische Kontrollelement 45 am Kapselkragen eingerastet. Aufgrund der Form des Wirkbereiches 45a, nämlich aufweisend eine Fläche, die in eine Richtung mit einer Komponente antiparallel zur Achsenrichtung zeigt, kann - nach einer Richtungsumkehr (gegenüber der vorher beschriebenen Relativbewegung) - die Portionenkapsel 1 mittels des mechanischen Kontrollelementes 45, genauer: mittels der genannten Fläche, aufgrund derer der Wirkbereich 45 als ein Rückzugshaken wirken kann, zurückgezogen werden (in eine Richtung antiparallel zur Achsenrichtung).
Fig. 8 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Brühkammer 8 mit eingelegter Portionenkapsel 1 mit Rampenelement 10. Die Brühkammer weist einen Injektor 42 auf sowie eine Ausleiteinheit 44. Mit dem Injektor 42 ist ein mechanisches Kontrollelement 45 verbunden, das mit dem oben beschriebenen identisch sein kann. Mit der Ausleiteinheit 44 ist ein zweites mechanisches Kontrollelement 46 verbunden, durch das die Portionenkapsel 1 gehalten ist. Die in Fig. 8 dargestellte Situation kann dem Zustand entsprechen, wie er in Fig. 6B dargestellt ist, wobei hier keine Verformung der Seitenwand 6 vorliegt oder eine solche in Fig. 8 zumindest nicht dargstellt ist.
Der gestrichelte Pfeil symbolisiert, dass sich der Injektor 42 zusammen mit dem mechanischen Kontrollelement 45 parallel zur Achsenrichtung relativ zur Portionenkapsel 1 (und zur Ausleiteinheit 44) bewegt.
Der offene Pfeil symbolisiert, dass durch das mechanische Kontrollelement 45 nach innen zeigende Kräfte auf die Aussenfläche 6a der Portionenkapsel 1 ausgeübt werden, insbesondere auf den Rampenbereich.
Der gefüllte Pfeil symbolisiert, dass der Wirkbereich 45a aufgrund der Relativbewegung und wegen des Rampenelementes 10 optional nach aussen gedrückt wird.
Wie aus dem obigen klar wird, kann es das Vorsehen der beschriebenen Rampenelemente 10 ermöglichen, insbesondere bei Nutzung eines elektrisch betriebenen Motors bzw. Antriebs für die Kontrolle der Bewegungen in der Brüheinheit 40, Energie zu sparen und/oder einen Antrieb einzusetzen, der auf die Erzeugung kleinerer Maximalkräfte begrenzt ist als es für dieselbe Brüheinheit mit derselben Kapsel, aber ohne Rampenelement, nötig wäre. Und wenn die Bewegungen in der Brühkammer manuell abgetrieben werden, kann ein Nutzer die Getränkezubereitungsmaschine mit weniger Kraftaufwand bedienen und/oder hat ein Nutzer ein angenehmeres Nutzererlebnis, zum Beispiel weil es bei der Durchführung der Bewegung weniger ruckelt und/oder sich geschmeidiger anfühlt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Portionenkapselgrundkörper (2), definierend eine gerichtete Achse (A) und befüllbar mit einem Extraktionsgut, aufweisend
- einen Bodenbereich (5);
- eine an den Bodenbereich (5) anschliessende umlaufende Seitenwand (6), die eine Aussenfläche (6a) aufweist; und
- einen an die Seitenwand (6) anschliessenden umlaufenden Kragenbereich (7), durch den eine Öffnung (8) definiert ist; wobei die Achse (A) zentral durch den Bodenbereich (5) und durch die Öffnung (8) verlaufend ist und eine von dem Bodenbereich (5) durch die Öffnung (8) zeigende Achsenrichtung definiert, und wobei ein senkrecht zur Achse (A) gemessener Abstand als Achsabstand (r) bezeichnet wird, wobei die Seitenwand (6) mindestens ein Rampenelement (10) aufweist, durch das mindestens ein Rampenbereich (11) definiert ist, in welchem der Achsabstand (r) der Aussenfläche (6a) entlang der Achsenrichtung zunehmend ist.
2. Portionenkapselgrundkörper (2) gemäss Anspruch 1, wobei der mindestens eine Rampenbereich (11) an einem Kragenbereich-seitigem Ende der Seitenwand (6) angeordnet ist, insbesondere wobei der mindestens eine Rampenbereich (11) an den Kragenbereich (7) angrenzend ist.
3. Portionenkapselgrundkörper (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei sich das mindestens eine Rampenelement (10) nur über einen Teil eines Umfangs der Seitenwand (6) erstreckt.
4. Portionenkapselgrundkörper (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Seitenwand (6) zwei an das mindestens eine Rampenelement (10) umfangsmässig anschliessende Seitenwandbereiche (61, 62) aufweist, und wobei das mindestens eine Rampenelement (11) gegenüber den beiden Seitenwandbereichen (61, 62) nach aussen hervorstehend ist.
5. Portionenkapselgrundkörper (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Seiten wand (6) mindestens ein erstes und ein zweites Rampenelement (10) aufweist, die einander bezüglich der Achse (A) gegenüberliegend angeordnet sind, insbesondere wobei der Rampenbereich (11) des zweiten Rampenelements (10) gleichartig ausgebildet ist wie der Rampenbereich (11) des ersten Rampenelements (10).
6. Portionenkapselgrundkörper (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Seitenwand (6) mindestens zwei Paare von Rampenelementen (10) aufweist, wobei das erste Paar gegenüber dem zweiten Paar spiegelbildlich angeordnet ist bezüglich einer Ebene (E), die die Achse (A) enthält, insbesondere wobei der Rampenbereich (11) eines ersten Rampenelements (10) des zweiten Paares gleichartig ausgebildet ist wie der Rampenbereich (11) eines ersten Rampenelements (10) des zweiten Paares und der Rampenbereich (11) eines zweiten Rampenelements (10) des zweiten Paares gleichartig ausgebildet ist wie der Rampenbereich (11) eines zweiten Rampenelements (10) des ersten Paares.
7. Portionenkapselgrundkörper (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei für jede Richtung senkrecht zur Achse (A) das mindestens eine Rampenelement (10) von dem Kragenbereich (7) nach aussen überragt wird oder maximal gleich weit nach aussen ragend ist wie der Kragenbereich (7).
8. Portionenkapsel (1) aufweisend einen mit einem Extraktionsgut befüllten Portionenkapselgrundkörper (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7 sowie einen mit dem Portionenkapselgrundkörper (2) im Kragenbereich (7) dichtend verbundenen Deckel (3).
9. Portionenkapsel (1) gemäss Anspruch 8, aufweisend einen Kapselkragen (4), wobei, für jede Richtung senkrecht zur Achse (A), das mindestens eine Rampenelement (10) von dem Kapselkragen (4) nach aussen überragt wird oder maximal gleich weit nach aussen ragend ist wie der Kapselkragen (4).
10. Kombination aufweisend eine Portionenkapsel (1) gemäss einem der Ansprüche 8 bis 9 sowie eine Getränkezubereitungsmaschine zur Aufnahme der Portionenkapsel (1), wobei die Getränkezubereitungsmaschine eine Brühkammer (40) mit einem Injektor (42) und einer Ausleiteinheit (44) aufweist.
11. Kombination gemäss Anspruch 12, wobei die Brühkammer (40) mindestens ein mechanisches Kontrollelement (45; 46) zur Kontrolle einer Bewegung der Portionenkapsel (1) in der Brühkammer (40) aufweist, das für ein Zusammenwirken mit dem mindestens einen Rampenelement (10) vorgesehen ist, insbesondere wobei das mindestens eine mechanische Kontrollelement (45) vorgesehen ist, eine Bewegung der Portionenkapsel (1) parallel zu der Achse (A) oder antiparallel zu der Achse (A) relativ zu dem Injektor (42) und/oder der Ausleiteinheit (44) zu bewirken.
12. Kombination gemäss Anspruch 11, wobei die Brühkammer (40) ausgebildet ist, die Portionenkapsel (1) in der Brühkammer zu halten, und einen Antrieb aufweist zum Bewirken einer Relativbewegung der gehaltenen Portionenkapsel (1) parallel oder antiparallel zu der Achse (A), relativ zu dem Injektor (42) und/oder der Ausleiteinheit (44), und wobei die Brühkammer (40) derart ausgebildet ist, dass sich das mindestens eine mechanische Kontrollelement (45) während der Relativbewegung auf dem mindestens einen Rampenbereich (11) entlangbewegt.
13. Kombination gemäss Anspruch 12, wobei das mechanische Kontrollelement (45) einen Wirkbereich (45a) aufweist und die Brühkammer (40) derart ausgebildet ist, dass bei einer durch den Antrieb bewirkten Relativbewegung, bei der sich das mechanische Kontrollelement (45) relativ zu der gehaltenen Portionenkapsel (1) parallel zu der Achse (A) bewegt, der Wirkbereich (45a) des mechanischen
Kontrollelements (45) mit einer mechanischen Vorspannung aussen gegen die Aussenwand (6a) drückt und im Verlauf der Relativbewegung, sich auf dem Rampenbereich (11) entlangbewegend, zunehmend weiter weg von der Achse (A) gedrückt wird.
14. Verfahren zum Betreiben einer Getränkezubereitungsmaschine, die eine Brühkammer (40) mit mindestens einem mechanischen Kontrollelement (45, 46) zur Kontrolle von Bewegungen einer Portionenkapsel (1) in der Brühkammer (40) aufweist, wobei das mechanische Kontrollelement (45) einen Wirkbereich (45a) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
— Einbringen einer Portionenkapsel (1) in die Brühkammer (40), wobei die Portionenkapsel (1) eine Seitenwand (6) mit mindestens einem Rampenelement (10) aufweist, durch das mindestens ein Rampenbereich (11) definiert ist, und durch die Portionenkapsel (1) eine Achse (A) definiert ist, die zentral durch die Portionenkapsel (1) verlaufend ist;
- Halten der Portionenkapsel (1) in der Brühkammer (40);
Erzeugen einer Relativbewegung parallel zu der Achse (A) zwischen dem mindestens einen mechanischen Kontrollelement (45) und der
Portionenkapsel (1), während welcher der Wirkbereich (45a) mit einer mechanischen Vorspannung aussen gegen die Seitenwand (6) drückt und in deren Verlauf o der Wirkbereich (45a), sich aussen auf dem Rampenbereich (11) entlangbewegend, zunehmend weiter weg von der Achse (A) gedrückt wird; und/oder o die Seitenwand (6) durch das mechanische Kontrollelement (45) zunehmend verformt wird; insbesondere, wobei die Portionenkapsel (1) eine Portionenkapsel (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7 ist.
15. Verfahren gemäss Anspruch 14, wobei die Portionenkapsel (1) einen Kapselkragen (4) aufweist, und wobei im weiteren Verlauf der Relativbewegung der Wirkbereich (45) mit dem Kapselkragen (4) in Kontakt kommt.
16. Verfahren gemäss Anspruch 15, wobei im noch weiteren Verlauf der Relativbewegung der Wirkbereich (45a) sich wieder auf die Achse (A) zu bewegt.
17. Verwendung einer Portionskapsel (1) gemäss einem der Ansprüche 8 bis 9 zur Verringerung einer maximal aufzuwendenden Kraft für das Erzeugen einer Relativbewegung der Portionenkapsel (1) in einer Brühkammer (40) einer Getränkezubereitungsmaschine.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102186747B (zh) * 2008-10-08 2013-06-05 艾斯克咖啡有限公司 用于制备饮料的容器
AU2010237534B2 (en) 2009-04-15 2015-11-05 Qbo Coffee Gmbh Capsule for an extraction product, method for the production thereof, and device for brewing coffee
WO2013157924A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-24 Biserkon Holdings Ltd. Capsule and device for preparing beverages and method for manufacturing a capsule
RU2645651C2 (ru) * 2013-05-30 2018-02-26 Туттоэспрессо С.Р.Л. Капсула, система и способ для приготовления напитка
EP2856917A1 (de) 2013-10-01 2015-04-08 Luna Technology Systems LTS GmbH Brühmodul
BR112017011917B1 (pt) 2014-12-03 2022-03-03 CAFFITALY SYSTEM S.p.A Corpo de contenção para fazer uma cápsula para fazer bebidas e método para fazer cápsulas com diferentes quantidades de substância alimentar em pó utilizando um corpo de contenção único
ITUB20152539A1 (it) 2015-07-28 2017-01-28 Matteo Rossomando Contenitore o capsula biodegradabile.
WO2020162776A1 (pt) * 2019-02-08 2020-08-13 Novadelta - Comércio E Indústria De Cafés, Lda Cápsula de material compósito e configuração estrutural lateral e de base reforçada

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