ES2634334T5 - Capsule with a capsule body and procedure for its production - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Cápsula con un cuerpo de la cápsula y procedimiento para su producciónCapsule with a capsule body and procedure for its production
La presente invención hace referencia a una cápsula conforme al preámbulo de la reivindicación 1. Estas cápsulas se emplean hoy en día en diversas formas para la preparación de una bebida, particularmente de café o té en una máquina de preparación de bebidas.The present invention refers to a capsule according to the preamble of claim 1. These capsules are used today in various forms for the preparation of a beverage, particularly coffee or tea in a beverage preparation machine.
Las cápsulas desempeñan además una doble función, en que por un lado protegen la sustancia en ella contenida frente a influencias externas y conservan su aroma y por otro lado, interactuando con la máquina de preparación de bebidas, desempeñan también una función mecánica para la conducción de agua caliente a alta presión. La cápsula se incorpora además en una cámara de preparación, que para el proceso de escaldado se cierra a prueba de presión. En muchas máquinas de preparación de bebidas, con el cierre de la cámara de escaldado tiene lugar una penetración del fondo, con lo que tras el accionamiento de la bomba puede penetrar agua caliente en el interior de la cápsula. La tapa, que cierra el cuerpo de la cápsula, igualmente se perfora o se rompe mediante el aumento de la presión interna en varios puntos, de forma que la bebida caliente pueda salir de la cámara de escaldado. Una cápsula tal se describe por ejemplo en la solicitud WO 2012/080501.The capsules also perform a double function, in that on the one hand they protect the substance contained therein against external influences and preserve its aroma and on the other hand, interacting with the beverage preparation machine, they also perform a mechanical function for the conduction of high pressure hot water. The capsule is also incorporated into a preparation chamber, which is pressure-tight for the blanching process. In many beverage preparation machines, when the brewing chamber is closed, penetration of the bottom takes place, so that hot water can penetrate into the capsule after actuation of the pump. The lid, which closes the body of the capsule, is also pierced or broken by increasing the internal pressure at various points, so that the hot beverage can exit the brewing chamber. Such a capsule is described for example in the application WO 2012/080501.
La solicitud WO 2013/076519 A1 describe una cápsula de material plástico para la preparación de una bebida con una pared lateral, un fondo y una tapa. En la zona perimetral del fondo se disponen zonas más profundas, que unen el fondo y la pared lateral.The application WO 2013/076519 A1 describes a capsule made of plastic material for the preparation of a drink with a side wall, a bottom and a lid. Deeper areas are arranged in the perimeter area of the bottom, which join the bottom and the side wall.
La solicitud WO 2012/144885 A1 describe asimismo una cápsula cerrada de un material plástico con un collarín circunferencial para la fijación de la tapa, sobre la que se dispone un elemento sellante para el sellado de la cápsula en una máquina de preparación de bebidas.The application WO 2012/144885 A1 also describes a closed capsule of a plastic material with a circumferential collar for fixing the lid, on which a sealing element is arranged for sealing the capsule in a beverage preparation machine.
La solicitud WO 2012/127233 A2 describe una cápsula de material plástico con una pared lateral, un fondo y una tapa, donde en el fondo de la cápsula se dispone una abertura de entrada para el líquido. Esta abertura está cerrada por un filtro de entrada, que se adhiere por la cara interna de la cápsula al fondo.The application WO 2012/127233 A2 describes a capsule of plastic material with a side wall, a bottom and a lid, where an inlet opening for the liquid is arranged at the bottom of the capsule. This opening is closed by an inlet filter, which adheres to the bottom on the inside of the capsule.
La solicitud US 2011/0033580 A1 muestra asimismo una cápsula con una pared circunferencial, un fondo y una tapa para la formación de una cámara cerrada. El fondo muestra al menos una abertura de entrada, que está cubierta por la cara interna con un filtro de entrada.Application US 2011/0033580 A1 also shows a capsule with a circumferential wall, a bottom and a lid for the formation of a closed chamber. The bottom shows at least one inlet opening, which is covered on the inside with an inlet filter.
La solicitud DE 10 2004 056 224 A1 describe una cápsula fabricada de plástico, cuyo fondo de la cápsula está provisto de una abertura central. La misma está cubierta con un trozo de lámina sellado a la cara interna, que consiste en una lámina de aluminio.Application DE 10 2004 056 224 A1 describes a capsule made of plastic, the bottom of the capsule of which is provided with a central opening. It is covered with a piece of foil sealed to the inside, which consists of an aluminum foil.
Un problema en el caso de las cápsulas de material plástico consiste en que, al perforar el fondo, como consecuencia de la elasticidad del material, el fondo se ciñe al medio de perforación, de forma que la cantidad de agua que penetra por unidad de tiempo es menor que por ejemplo en las cápsulas de aluminio. Se ha demostrado, por tanto, que ya en la producción de la cápsula es especialmente favorable colocar aberturas adicionales en el fondo, que eleven la tasa de flujo en la máquina de preparación de bebidas. Estas aberturas son favorablemente ranuras elaboradas sin retirada de material, que están cerradas en estado sin presión y bajo efecto de la presión asumen un tipo de función de válvula.A problem in the case of capsules made of plastic material is that, when the bottom is pierced, as a consequence of the elasticity of the material, the bottom adheres to the piercing medium, so that the amount of water that penetrates per unit of time it is less than for example in aluminum capsules. It has therefore been shown that already in the production of the capsule it is particularly advantageous to place additional openings in the bottom, which increase the flow rate in the beverage preparation machine. These openings are advantageously grooves produced without removal of material, which are closed in the non-pressure state and under the effect of the pressure assume a type of valve function.
Un inconveniente de esta realización consiste sin embargo en que cada cápsula individual aún se tiene que empaquetar por separado en una bolsa estanca a los aromas. Pero sería deseable renunciar a este material de envasado adicional, porque una realización estanca al oxígeno y a los aromas de la cápsula, con excepción de las aberturas en el fondo, puede realizarse sin problemas. Es por tanto un objeto de la invención producir una cápsula del tipo citado inicialmente, que pueda prescindir de una cubierta exterior adicional y en la que la tasa de flujo en la máquina de preparación de bebidas pueda controlarse mediante aberturas de cualquier clase en el fondo de la cápsula. Este objetivo, conforme a la invención, se resuelve con una cápsula que presenta las características de la reivindicación 1.A drawback of this embodiment is however that each individual capsule still has to be packaged separately in an aroma-tight bag. But it would be desirable to dispense with this additional packaging material, because an oxygen and aroma-tight embodiment of the capsule, with the exception of the openings at the bottom, can be realized without problems. It is therefore an object of the invention to produce a capsule of the type initially mentioned, which can dispense with an additional outer cover and in which the flow rate in the beverage preparation machine can be controlled by openings of any kind in the bottom of the the capsule. This objective, according to the invention, is solved with a capsule having the characteristics of claim 1.
El cuerpo de cápsula está provisto ya incluso de manera conocida de una capa barrera. Las láminas de plástico construidas de forma multicapa con una capa barrera de esa clase son ya conocidas. También se conocen tapas con propiedades de barrera. Para evitar que a través de las aberturas colocadas del lado de la fabricación en el fondo de la cápsula pueda introducirse humedad u oxígeno del aire o salir sustancias aromáticas, se dispone sobre la cara interna del fondo una membrana con propiedades de barrera para la estanqueidad de la cámara cerrada respecto de la abertura. La membrana está además conectada con el fondo a lo largo de una zona de conexión que sigue el perímetro del fondo. De este modo, todas las aberturas ya colocadas en el fondo están herméticamente cerradas, de forma que sólo los medios de penetración en la máquina de preparación de bebidas atraviesen simultáneamente/al mismo tiempo el fondo y la membrana. The capsule body is already provided even in known manner with a barrier layer. Plastic sheets constructed in a multilayer manner with such a barrier layer are already known. Caps with barrier properties are also known. In order to avoid that through the openings placed on the manufacturing side in the bottom of the capsule moisture or oxygen can enter the air or escape aromatic substances, a membrane with barrier properties is arranged on the internal face of the bottom for the sealing of the chamber closed with respect to the opening. The membrane is further connected to the bottom along a connection zone that follows the perimeter of the bottom. In this way, all the openings already placed in the bottom are hermetically closed, so that only the penetration means in the beverage preparation machine simultaneously / at the same time pass through the bottom and the membrane.
El dimensionamiento de la zona de conexión se selecciona de tal forma que se asegure una conexión suficientemente firme con el fondo. Además, puede ser especialmente conveniente que la zona de conexión encierre una zona central del fondo de la cápsula, por la que la membrana no esté conectada con el fondo. Esta zona no conectada puede utilizarse para compensar imperfecciones, como por ejemplo arrugas o impresiones en la membrana.The dimensioning of the connection zone is selected in such a way as to ensure a sufficiently firm connection with the bottom. Furthermore, it may be particularly expedient for the connection zone to enclose a central zone of the bottom of the capsule, whereby the membrane is not connected to the bottom. This unconnected area can be used to compensate for imperfections, such as wrinkles or impressions on the membrane.
Por otro lado, puede resultar también especialmente conveniente que las aberturas se dispongan al menos parcialmente en la zona central del fondo de la cápsula, por la que la membrana no está conectada con el fondo. De este modo, el líquido que penetra a través de las aberturas en la zona de la membrana no conectada puede dispersarse inmediatamente en todas las direcciones, de forma que se mantenga una circulación suficiente.On the other hand, it can also be particularly advantageous for the openings to be arranged at least partially in the central region of the bottom of the capsule, whereby the membrane is not connected to the bottom. In this way, the liquid that penetrates through the openings in the area of the unconnected membrane can immediately be dispersed in all directions, so that sufficient circulation is maintained.
La cápsula puede estar configurada con simetría rotacional, donde la zona de conexión puede extenderse anularmente. Claramente, el mismo principio puede realizarse sin embargo por ejemplo también en una cápsula configurada de forma poligonal en la sección transversal, con un fondo de la cápsula poligonal.The capsule can be rotationally symmetrical, where the connection zone can extend annularly. Clearly, however, the same principle can, for example, also be implemented in a polygonal shaped capsule in cross section, with a polygonal capsule bottom.
En una zona de conexión anular ha demostrado ser especialmente favorable que la zona de conexión tenga un diámetro externo de entre 14 y 17 mm y un diámetro interno de entre 8 y 11 mm. Con estas medidas, por un lado, se asegura una conexión segura entre la membrana y el fondo de la cápsula y, por otro lado, queda una superficie central suficientemente grande, en la cual la membrana no está conectada con el fondo.In an annular connection area, it has proven to be particularly advantageous for the connection area to have an external diameter of between 14 and 17 mm and an internal diameter of between 8 and 11 mm. With these measures, on the one hand, a secure connection between the membrane and the bottom of the capsule is ensured and, on the other hand, a sufficiently large central surface remains, in which the membrane is not connected to the bottom.
El término "propiedades de barrera" generalmente es conocido por el experto en el ámbito del empaquetamiento de alimentos. Criterios considerables son además la permeabilidad de oxígeno de vapor de agua en cada caso a una determinada temperatura de por ejemplo 23° C o 25° C. Como material plástico con excelentes propiedades de barrera se conoce por ejemplo el alcohol vinílico de polietileno (EVOH). Este material se usa en láminas ocultas como capa barrera y muestra valores de permeabilidad en el rango de 0,01 a 1. La permeabilidad de oxígeno de las láminas de plástico se mide según DIN 53380. El valor de la permeabilidad de oxígeno resulta de cm3/m2 x d x bar. Para la presente solicitud son válidos ratios de permeabilidad, como los que se usaron ya en cápsulas de plástico de embutición profunda para café en porciones.The term "barrier properties" is generally known to one of ordinary skill in the food packaging field. Considerable criteria are also the permeability of oxygen to water vapor in each case at a certain temperature of for example 23 ° C or 25 ° C. As a plastic material with excellent barrier properties, for example polyethylene vinyl alcohol (EVOH) is known. . This material is used in hidden foils as a barrier layer and shows permeability values in the range of 0.01 to 1. The oxygen permeability of plastic foils is measured according to DIN 53380. The oxygen permeability value results from cm3 / m2 xdx bar. Permeability ratios are valid for the present application, such as those already used in deep-drawing plastic capsules for portioned coffee.
En determinados casos puede resultar también conveniente que la membrana esté conectada en toda su superficie con el fondo de la cápsula. En función de la realización del medio de penetración en la máquina, también en un caso de esa clase, las aberturas pueden producir un mejor caudal. Éste es particularmente el caso cuando los medios de penetración penetran el fondo de la cápsula en la zona de las ranuras.In certain cases it may also be convenient for the membrane to be connected over its entire surface to the bottom of the capsule. Depending on the realization of the means of penetration in the machine, also in a case of this kind, the openings can produce a better flow rate. This is particularly the case when the penetration means penetrate the bottom of the capsule in the region of the grooves.
Como ya se ha citado inicialmente, la abertura es favorablemente una ranura cerrada en estado sin presión, que puede ampliarse al exponerse a presión hidráulica, neumática o mecánica. La ranura individual puede además extenderse de forma recta o curvada, o pueden ser también ranuras cruzadas. Configuraciones favorables de válvulas divididas, que se abren bajo presión, las conoce el experto ya de diferentes ámbitos de la técnica.As already mentioned initially, the aperture is advantageously a closed slot in the unpressurized state, which can be enlarged when exposed to hydraulic, pneumatic or mechanical pressure. The individual groove may further extend straight or curved, or it may also be cross grooves. Favorable configurations of split valves, which open under pressure, are already known to the person skilled in the art from various fields of technology.
Claramente se pueden usar en vez de ranuras también otros tipos de aberturas, particularmente orificios esféricos o poligonales.Clearly other types of openings can be used instead of slots, particularly spherical or polygonal holes.
Se obtiene un efecto especialmente óptimo cuando en el fondo se efectúan varias aberturas, preferentemente al menos tres aberturas. Esto está relacionado con el hecho de que en la máquina de preparación de bebidas el posicionamiento relativo de la cápsula respecto de los medios de penetración no siempre es predecible. Con al menos tres aberturas se reduce sin embargo considerablemente el riesgo de un posicionamiento relativo desfavorable.A particularly optimal effect is obtained when several openings, preferably at least three openings, are made in the bottom. This is related to the fact that in the beverage preparation machine the relative positioning of the capsule with respect to the penetration means is not always predictable. However, with at least three openings the risk of unfavorable relative positioning is considerably reduced.
De manera especialmente favorable, el fondo por el perímetro externo limita con una zona de refuerzo, formada por varias indentaciones. Para ello, el fondo para la conducción del líquido a través de la cámara en una máquina de preparación de bebidas puede ser penetrado por un medio de penetración, sin que el cuerpo de cápsula se doble. Una fuerza de resistencia suficiente en el fondo de la cápsula es de especial importancia en cuerpos de cápsula de material plástico, pues este material opone una mayor resistencia a la penetración que por ejemplo el aluminio. Las llamadas indentaciones pueden tener secciones de pared interna, que se hallan sobre una circunferencia común, donde el diámetro de la circunferencia corresponde aproximadamente al diámetro de la membrana. La membrana se centra también aún de este modo a través de las secciones de pared interna, lo que repercute positivamente en el procedimiento de producción.In a particularly favorable manner, the bottom by the outer perimeter borders on a reinforcing zone, formed by several indentations. To this end, the bottom for conducting the liquid through the chamber in a beverage preparation machine can be penetrated by a penetrating means, without the capsule body bending. A sufficient resistance force at the bottom of the capsule is of particular importance in capsule bodies made of plastic material, since this material offers a greater resistance to penetration than, for example, aluminum. The so-called indentations can have internal wall sections, which lie on a common circumference, where the diameter of the circumference roughly corresponds to the diameter of the membrane. The membrane is also still centered in this way through the inner wall sections, which has a positive effect on the production process.
La membrana consiste en una película a base de aluminio. Además, puede ser también una película de una aleación de aluminio o de un laminado con al menos una capa de aluminio. Del mismo material de película puede elaborarse también la tapa para el cierre del cuerpo de cápsula. El aluminio tiene, como es sabido, excelentes propiedades en cuanto al efecto barrera respecto a la difusión. Por este motivo, estas películas frecuentemente se utilizan para envoltorios estancos a los aromas también en el sector alimentario. The membrane consists of an aluminum-based film. Furthermore, it can also be a film made of an aluminum alloy or a laminate with at least one layer of aluminum. The cap for closing the capsule body can also be made from the same film material. Aluminum has, as is known, excellent properties in terms of the barrier effect with respect to diffusion. For this reason, these films are often used for aroma-tight packaging also in the food industry.
El cuerpo de cápsula está diseñado como pieza de embutición profunda. En el procedimiento de embutición profunda se pueden procesar láminas de plástico multicapa, que se ajustan exactamente al material empacado y al empleo de la cápsula.The capsule body is designed as a deep drawn part. In the deep drawing process, multilayer plastic sheets can be processed, which are exactly matched to the packed material and the use of the capsule.
La invención hace referencia también a un procedimiento para la producción de un cuerpo de cápsula para una cápsula, que presenta las características de la reivindicación 11. Ha demostrado ser además especialmente favorable que las aberturas se efectúen en el fondo de la cápsula en una operación de trabajo separada tras la producción del cuerpo de cápsula. De este modo, las aberturas se pueden posicionar exactamente, lo que es especialmente importante para el efecto deseado. Posteriormente se coloca la membrana, cuya configuración superficial corresponde aproximadamente a aquella del fondo de la cápsula. La conexión se lleva a cabo además como ya se ha citado, a lo largo de una zona de conexión que sigue el perímetro del fondo.The invention also relates to a process for the production of a capsule body for a capsule, which has the characteristics of claim 11. It has also proven to be especially favorable for the openings to be made in the bottom of the capsule in an operation of separate work after capsule body production. In this way, the openings can be positioned exactly, which is especially important for the desired effect. Subsequently, the membrane is placed, whose surface configuration corresponds approximately to that of the bottom of the capsule. The connection is also carried out as already mentioned, along a connection zone that follows the perimeter of the bottom.
Una optimización del proceso de fabricación se obtiene elaborando el cuerpo de cápsula en un procedimiento de embutición profunda, donde el fondo se configura preferentemente como superficie plana. En una superficie plana se pueden realizar las aberturas más fácilmente que cuando ésta es curvada. Finalmente, también la membrana puede aplicarse mejor sobre una superficie del fondo plana.Optimization of the manufacturing process is obtained by making the capsule body in a deep drawing process, where the bottom is preferably configured as a flat surface. Openings can be made on a flat surface more easily than when it is curved. Finally, the membrane can also be applied better on a flat bottom surface.
La abertura se forma sin retirada de material mediante una incisión de tal manera que se produzca una ranura de auto-cierre en estado de reposo. Además, el fondo es atravesado preferentemente con una cuchilla afilada. Sin embargo, las aberturas podrían claramente también punzonarse o cauterizar por ejemplo mediante haz láser.The opening is formed without removal of material by an incision in such a way that a self-closing groove is produced in the resting state. Furthermore, the bottom is preferably pierced with a sharp blade. However, the openings could clearly also be punched or cauterized for example by laser beam.
La conexión de la membrana con el fondo, favorablemente, se realiza mediante sellado en caliente, donde la membrana puede equiparse con una capa precintable correspondiente, por ejemplo con un lacre. Claramente son sin embargo también concebibles otros procedimientos de unión como por ejemplo pegar o soldar, o un prensado puramente mecánico.The connection of the membrane to the bottom is advantageously carried out by hot sealing, where the membrane can be equipped with a corresponding sealable layer, for example with a sealing wax. Clearly, however, other joining methods are also conceivable, such as gluing or welding, or purely mechanical pressing.
Finalmente, la invención hace referencia también a un sistema que comprende una cápsula llenada con una sustancia como se ha descrito anteriormente y una máquina de preparación de bebidas, que para la incorporación de la cápsula presenta un porta-cápsulas, así como un dispositivo para la conducción de un líquido a través de la cápsula para la extracción o disolución de la sustancia para la producción de una bebida, donde la máquina de preparación de bebidas tiene al menos un mecanismo para la penetración del fondo de la cápsula. Mediante el empleo de las cápsulas según la invención en una máquina de preparación de bebidas conocida puede elevarse considerablemente su capacidad de rendimiento. Las aberturas adicionales en el fondo de la cápsula reducen la carga de la bomba en la máquina de preparación de bebidas y prolongan con ello su vida útil. Aún así, la cápsula es absolutamente estanca a los aromas y no precisa ningún revestimiento externo adicional.Finally, the invention also refers to a system that comprises a capsule filled with a substance as described above and a beverage preparation machine, which for incorporating the capsule has a capsule holder, as well as a device for the conduction of a liquid through the capsule for the extraction or dissolution of the substance for the production of a beverage, where the beverage preparation machine has at least one mechanism for penetrating the bottom of the capsule. By using the capsules according to the invention in a known beverage preparation machine, their throughput can be considerably increased. Additional openings in the bottom of the capsule reduce the load on the pump on the beverage machine and thereby extend its service life. Still, the capsule is absolutely aroma-tight and does not require any additional external coating.
Otras ventajas en el sistema se pueden obtener haciendo que la distribución de la abertura o de las aberturas en el fondo de la cápsula esté ajustada de tal manera al dispositivo para la penetración del fondo, que al menos un medio de penetración alcance al menos una abertura. En función de la configuración de las aberturas puede lograrse de este modo un caudal excelente.Other advantages in the system can be obtained by making the distribution of the opening (s) in the bottom of the capsule adjusted in such a way to the device for penetrating the bottom, that at least one penetrating means reaches at least one opening. . Depending on the configuration of the openings, an excellent flow rate can be achieved in this way.
Otras ventajas y características individuales de la invención se deducen de la siguiente descripción de ejemplos de ejecución y de los diseños. Muestran:Other advantages and individual characteristics of the invention appear from the following description of exemplary embodiments and designs. They show:
Figura 1 una representación en perspectiva de una cápsula,Figure 1 a perspective representation of a capsule,
Figura 2 una vista superior de la cápsula conforme a la Figura 1,Figure 2 a top view of the capsule according to Figure 1,
Figura 3 una vista superior del cuerpo de cápsula vacío conforme a la Figura 1 en la dirección de apertura de la cápsula,Figure 3 a top view of the empty capsule body according to Figure 1 in the opening direction of the capsule,
Figura 4 una sección transversal a través del cuerpo de cápsula conforme a la Figura 3 en el plano de corte A-A,Figure 4 a cross section through the capsule body according to Figure 3 in section plane A-A,
Figura 5 una sección transversal a través del cuerpo de cápsula conforme a la Figura 3 en el plano de corte B-B,Figure 5 a cross section through the capsule body according to Figure 3 in section plane B-B,
Figura 6 una sección transversal ampliada a través de un fondo de la cápsula con membrana insertada, Figura 7 una representación esquemática de la producción de un cuerpo de cápsula,Figure 6 an enlarged cross section through a bottom of the capsule with inserted membrane, Figure 7 a schematic representation of the production of a capsule body,
Figura 8 una vista superior de un ejemplo de ejecución alternativo de una cápsula, Figure 8 a top view of an alternative embodiment of a capsule,
Figura 9 una vista superior de otro ejemplo de ejecución de una cápsula, yFigure 9 a top view of another exemplary embodiment of a capsule, and
Figura 10 una sección transversal ampliada a través de un fondo de la cápsula con membrana unida de forma continua.Figure 10 An enlarged cross section through a continuously bonded membrane capsule bottom.
Según la Figura 1, una cápsula 1 conocida consiste en un cuerpo de cápsula 2 configurado esencialmente con simetría rotacional con una pared lateral 3 y con un fondo 4. El cuerpo de cápsula 2 tiene en conjunto la forma de un cono truncado escalonado, donde la última sección del cono truncado 17 tiene el ángulo del cono truncado más empinado respecto al eje longitudinal central. El fondo 4 se extiende de forma esencialmente plana, aunque sin embargo, por motivos técnicos de fabricación, en la zona central puede tener una curvatura 25 ligeramente cóncava. Alrededor de la pared lateral 3, una división angular regular, se disponen nervios de refuerzo 18. Una brida rotatoria 19 se utiliza por una parte para el aislamiento en la máquina de preparación de bebidas y por otra parte para la fijación de una tapa 5.According to Figure 1, a known capsule 1 consists of a capsule body 2 configured essentially rotationally symmetrically with a side wall 3 and with a bottom 4. The capsule body 2 has overall the shape of a stepped truncated cone, where the The last section of the truncated cone 17 has the steepest angle of the truncated cone with respect to the central longitudinal axis. The bottom 4 extends essentially flat, however, for manufacturing technical reasons, in the central region it may have a slightly concave curvature. Around the side wall 3, a regular angular division, reinforcing ribs 18 are arranged. A rotating flange 19 is used on the one hand for insulation in the beverage preparation machine and on the other hand for fixing a lid 5.
Al perímetro externo del fondo 4 se une una zona de refuerzo 13, formada por indentaciones 14 individuales. Estas indentaciones interrumpen la sección de cono truncado 17 en una división angular regular.A reinforcing zone 13, formed by individual indentations 14, is attached to the outer perimeter of the bottom 4. These indentations interrupt the truncated cone section 17 in a regular angular division.
Tal y como puede verse particularmente también en la Figura 2, en el fondo 4 se disponen aberturas 8 en forma de ranuras, que atraviesan el fondo completamente, pero en el estado de reposo están cerradas debido a la elasticidad del material. En el ejemplo de ejecución se disponen cuatro ranuras en una partición angular, en cada caso de 90°. Las Figuras 3 a 5 muestran, por motivos de una mejor claridad, un cuerpo de cápsula 2 hueco en el estado antes del llenado con una sustancia y antes del cerrado de la abertura de la cápsula con la tapa 5. Como puede verse en la Figura 3, el fondo de la cápsula está cubierto por la cara interna con una membrana 9. Con una línea circular discontinua se indica no obstante la zona de conexión 10, por la que la membrana está firmemente conectada con el fondo. Esta zona de conexión sigue el perímetro del fondo y está diseñada aquí de forma anular.As can be seen in particular also in Figure 2, openings 8 in the form of grooves are arranged in the bottom 4, which pass through the bottom completely, but in the rest state they are closed due to the elasticity of the material. In the exemplary embodiment, four grooves are arranged in an angular partition, each 90 °. Figures 3 to 5 show, for reasons of better clarity, a hollow capsule body 2 in the state before filling with a substance and before closing the opening of the capsule with the lid 5. As can be seen in the Figure 3, the bottom of the capsule is covered on the inside with a membrane 9. However, a dotted circular line indicates the connection zone 10, whereby the membrane is firmly connected to the bottom. This connection zone follows the perimeter of the bottom and is designed here to be annular.
La Figura 4 muestra aún otros detalles de la zona de refuerzo 13 y/o de las indentaciones 14individuales. Cada indentación está provista de una sección de pared interna 15, que en la sección transversal se extiende casi paralelamente con respecto al eje longitudinal central de la cápsula. Las secciones de pared interna 15 se hallan sobre un círculo periférico común, que corresponde aproximadamente al diámetro externo de la membrana 9. Cada indentación 14 dispone además de dos secciones de pared lateral 16, cuya distancia se extiende aquí ligeramente contra el fondo 4. De este modo se obtiene una estabilidad especialmente buena contra una aplicación de fuerza desde fuera sobre el fondo de la cápsula.Figure 4 shows still other details of the reinforcement zone 13 and / or the individual indentations 14. Each indentation is provided with an inner wall section 15, which in cross section extends almost parallel to the central longitudinal axis of the capsule. The inner wall sections 15 lie on a common peripheral circle, which corresponds approximately to the outer diameter of the membrane 9. Each indentation 14 also has two side wall sections 16, the distance of which here extends slightly against the bottom 4. From In this way, a particularly good stability is obtained against an application of force from outside on the bottom of the capsule.
En la Figura 5 se representa la mitad izquierda de la sección transversal a través de la sección de cono truncado 17. Éstas son en cada caso las secciones entre dos indentaciones 14 individuales.In Figure 5 the left half of the cross section is shown through the truncated cone section 17. These are in each case the sections between two individual indentations 14.
La Figura 6 muestra en una representación simplificada la situación tras la penetración del cuerpo de cápsula 4 por parte de un medio de penetración 12 en una máquina de preparación de bebidas. La membrana 9 está conectada por una zona de conexión 10 anular firmemente con el fondo de la cápsula 4. Esta membrana consiste en una película estanca a los aromas con propiedades de barrera, por ejemplo de aluminio. También el cuerpo de cápsula 2 de material plástico cuenta con una capa de bloqueo estanca a los aromas de esa clase, no descrita a fondo en los diseños. La zona de conexión 10 tiene un diámetro externo d1, que al mismo tiempo corresponde aproximadamente al diámetro externo de la membrana 9. No obstante, la membrana 9 puede superponerse parcialmente también aún a la pared lateral 3 de la cápsula. El diámetro interno d2 de la zona de conexión 10 encierra una zona central 11, en la que la membrana 9 no está conectada firmemente con el fondo de la cápsula 4. El medio de penetración 12 atraviesa el fondo de la cápsula 4 y la membrana 9 por dentro o eventualmente también por fuera de la zona central 11. A través de la abertura 8, que puede ser una ranura cerrada en el estado de reposo, circula agua de escaldado caliente en la zona entre el fondo de la cápsula 4 y la membrana 9 y desde allí a través de la abertura en la membrana 9, creada por el medio de penetración 12. Simultáneamente penetra sin embargo también agua de escaldado a través de la abertura en el fondo 4, creada asimismo por el medio de penetración 12. Antes del empleo en la máquina de preparación de bebidas, la cámara 6 formada a través de la cápsula evidentemente permanece aislada herméticamente respecto de la atmósfera exterior.Figure 6 shows in a simplified representation the situation after penetration of the capsule body 4 by a penetration means 12 in a beverage preparation machine. The membrane 9 is connected by an annular connection zone 10 firmly with the bottom of the capsule 4. This membrane consists of an aroma-tight film with barrier properties, for example of aluminum. Also the capsule body 2 made of plastic material has such an aroma-tight blocking layer, not fully described in the designs. The connection zone 10 has an external diameter d1, which at the same time corresponds approximately to the external diameter of the membrane 9. However, the membrane 9 can also partially overlap the side wall 3 of the capsule. The internal diameter d2 of the connection zone 10 encloses a central zone 11, in which the membrane 9 is not firmly connected to the bottom of the capsule 4. The penetration means 12 passes through the bottom of the capsule 4 and the membrane 9 inside or possibly also outside the central zone 11. Through the opening 8, which can be a closed slot in the rest state, hot scalding water flows in the zone between the bottom of the capsule 4 and the membrane 9 and from there through the opening in the membrane 9 created by the penetration means 12. At the same time, however, scalding water also penetrates through the opening in the bottom 4, also created by the penetration means 12. Before From use in the beverage preparation machine, the chamber 6 formed through the capsule evidently remains hermetically insulated from the outside atmosphere.
La Figura 7 muestra en secuencias separadas la producción de un cuerpo de cápsula para una cápsula conforme a la invención. Primero, según a, se elabora un cuerpo de cápsula 2 en una herramienta de embutición profunda 20. La técnica de producción y los materiales son conocidos para el experto. Por ejemplo, puede emplearse una película con varias capas a base de polipropileno y polietileno.Figure 7 shows in separate sequences the production of a capsule body for a capsule according to the invention. First, according to a, a capsule body 2 is manufactured on a deep drawing tool 20. The production technique and materials are known to the skilled person. For example, a multi-layer film based on polypropylene and polyethylene can be used.
El cuerpo de cápsula 2 ya configurado, según b, es provisto de las aberturas en el fondo con la ayuda de una herramienta de agujereado 21. The capsule body 2 already configured, according to b, is provided with the openings at the bottom with the aid of a piercing tool 21.
Posteriormente, según c, se proporciona una membrana 9 y se ubica sobre la cara interna del cuerpo de cápsula en el fondo.Subsequently, according to c, a membrane 9 is provided and located on the inner face of the capsule body at the bottom.
Según d, a continuación, con una herramienta de sellado térmico 22, se realiza la conexión firme de la membrana 9 con el fondo del cuerpo de cápsula 2, del modo antes descrito. El primer fondo del cuerpo de cápsula completamente plano puede obtener mediante el proceso de sellado una curvatura ligeramente cóncava contra la cara interna. Según e, en una estación de llenado 23, se realiza el llenado del cuerpo de cápsula 2 con una sustancia 7, o sea por ejemplo con café en polvo.According to d, below, with a heat sealing tool 22, the firm connection of the membrane 9 with the bottom of the capsule body 2 is made, in the manner described above. The completely flat first bottom of the capsule body can obtain a slightly concave curvature against the inner face by the sealing process. According to e, in a filling station 23, the capsule body 2 is filled with a substance 7, that is for example with coffee powder.
En último lugar, según f, se realiza el cierre del cuerpo de cápsula 2 con una tapa 5, con la ayuda de una herramienta de cierre 24. Particularmente los pasos operacionales e y f pueden realizarse temporalmente a gran distancia del paso operacional d. Los cuerpos de cápsula preparados 2, por ejemplo, se pueden apilar según el paso operacional d y así almacenarse, hasta que sean conducidos a la estación de llenado.Lastly, according to f, the capsule body 2 is closed with a lid 5, with the aid of a closing tool 24. In particular, the operational steps e and f can be temporarily carried out at a great distance from the operational step d. The prepared capsule bodies 2, for example, can be stacked according to operational step d and thus stored, until they are led to the filling station.
En el ejemplo de ejecución alternativo conforme a la Figura 8, las aberturas, en total, se componen de ocho orificios circulares, que atraviesan el fondo 4.In the alternative embodiment according to Figure 8, the openings, in total, are made up of eight circular holes, which pass through the bottom 4.
La cápsula conforme a la Figura 9 se distingue de aquella conforme a la Figura 2 porque las cuatro ranuras 8 que se utilizan como aberturas se disponen relativamente muy en el exterior, casi en la zona de las indentaciones 14. En una distribución tal, las aberturas se encuentran en la región de la zona de conexión, es decir en la zona en la cual la membrana 9 está conectada firmemente con el fondo 4 de la cápsula. Esto ocurre independientemente de si la membrana sólo está conectada con el fondo por una zona de conexión anular o en toda su superficie.The capsule according to Figure 9 differs from that according to Figure 2 in that the four grooves 8 that are used as openings are arranged relatively far outside, almost in the region of the indentations 14. In such a distribution, the openings they are located in the region of the connection zone, that is to say in the zone in which the membrane 9 is firmly connected to the bottom 4 of the capsule. This occurs regardless of whether the membrane is only connected to the bottom by an annular connection zone or over its entire surface.
La Figura 10 muestra un ejemplo de ejecución, en el que la membrana 9 está conectada en toda su superficie con el fondo 4. Las aberturas en forma de ranura 8 se extienden aquí asimismo ampliamente por fuera, como se muestra en la Figura 9. También los medios de penetración 12 y 12' atraviesan el fondo 4 en la zona periférica externa del fondo 4. El medio de penetración 12 representado atraviesa el fondo en una zona en la que no hay ninguna abertura dispuesta. En esta posición no tiene lugar ningún incremento del caudal. En contraste, el medio de penetración 12' atraviesa el fondo 4 en una zona, en la que también hay una abertura 8 dispuesta. Aquí la ranura 8 produce un caudal elevado, lo que cual, por un lado, es causado por la sección transversal ampliada de la abertura y, por otro lado, por una reducción del módulo de resiliencia de la pared base. Figure 10 shows an exemplary embodiment, in which the membrane 9 is connected over its entire surface to the bottom 4. The slot-like openings 8 here also extend widely on the outside, as shown in Figure 9. Also the penetration means 12 and 12 'pass through the bottom 4 in the outer peripheral zone of the bottom 4. The penetration means 12 shown passes through the bottom in a zone in which there is no arranged opening. In this position no increase in flow takes place. In contrast, the penetration means 12 'traverses the bottom 4 in an area, in which there is also an opening 8 arranged. Here the groove 8 produces a high flow rate, which, on the one hand, is caused by the enlarged cross section of the opening and, on the other hand, by a reduction in the modulus of resilience of the base wall.
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