NO300766B1

NO300766B1 - Single use insert, for use in machines for forming and dispensing hot beverages

Info

Publication number: NO300766B1
Application number: NO933952A
Authority: NO
Inventors: Carlo Cordone
Original assignee: Lavazza Luigi Spa
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1997-07-21
Also published as: ITTO920180A1; JPH06507568A; DK0584314T3; PL171494B1; SK119893A3; IT1256690B; CA2108753C; NO933952D0; KR100245232B1; AU3499693A; RO112018B1; FI934860A0; HUT66119A; EP0584314A1; DE69303555T2; TR27136A; HK1005177A1; WO1993017932A1; JP3222137B2; CZ234993A3

Abstract

An inlet end wall of the cartridge has an outer peripheral annular rib (26) which surrounds a perforated region (20) and can be engaged under mechanical pressure by a heated plate (P) for introducing hot water into the cartridge. The annular rib (26) is made of a plastics material, such as polypropylene, which can be softened at the temperature to which the water delivery plate (p) is heated.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innsats til engangsbruk, omfattende et hovedsakelig stivt hylster som inneholder en porsjon pulverformet, granulært eller lignende partikkelformet materiale for å danne en drikk ved siling, oppløsning eller infusjon med varmt vann under trykk, idet hylsteret omfatter et sylindrisk, hovedsakelig hult element med en ugjennomtrengelig sidevegg, en innløp sende som har perforert midtre parti og en perforert, motstående utløps-endevegg, og idet innløps-endeveggen har en ytre, rundtgående ribbe som omgir det perforerte området og kan settes under mekanisk trykk av en oppvarmet plate for til-førsel av varmt vann under hydraulisk trykk i innsatsen gjennom det midtre området, for å danne drikken og å føre denne ut gjennom utløps-endeveggen. The present invention relates to an insert for single use, comprising a substantially rigid sheath containing a portion of powdered, granular or similar particulate material to form a beverage by straining, dissolving or infusing with hot water under pressure, the sheath comprising a cylindrical, substantially hollow element having an impermeable side wall, an inlet channel having a perforated central portion and a perforated opposite outlet end wall, and the inlet end wall having an outer circumferential rib surrounding the perforated area and capable of being mechanically pressurized by a heated plate for - passing hot water under hydraulic pressure in the insert through the middle area, to form the drink and to pass it out through the outlet end wall.

Innsatser av denne generelle typen er blant annet kjent fra EP-A-0 057 671. Inserts of this general type are known, among other things, from EP-A-0 057 671.

Den rundtgående, ringformede ribben utgjør en slags tetning som samvirker med utløpsplaten til maskinen, for med omkretsen å innestenge det varme vannet under trykk som innføres i innsatsen gjennom det perforerte området av den øvre veggen fra midten av utløpsplaten. The circumferential annular rib constitutes a kind of seal which cooperates with the outlet plate of the machine, to enclose with its circumference the hot water under pressure which is introduced into the insert through the perforated area of the upper wall from the center of the outlet plate.

Når trykket i det varme vannet som tilføres av utløpsplaten er i området 10-15 bar, er det ønskelig at platen skal trykke mot den ringformede ribben og kobles til denne på en nøyaktig måte for å hindre at varmt vann lekker ut langs omkretsen før det kommer til det indre av innsatsen. When the pressure in the hot water supplied by the outlet plate is in the range of 10-15 bar, it is desirable that the plate should press against the ring-shaped rib and connect to it in an accurate way to prevent hot water from leaking out along the circumference before it reaches to the interior of the effort.

Det skjer imidlertid ofte at denne koblingen ikke er fullkommen, på grunn av at platen og toppen til ribben ikke faller plant sammen. Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en innsats av den ovenfor angitte typen som medfører at det sikres en fullkommen, tettende kobling mellom platen og den ringformede ribben selv når de to delene ikke faller plant sammen. However, it often happens that this connection is not perfect, because the plate and the top of the rib do not fall flat together. The purpose of the present invention is to arrive at an insert of the above-mentioned type which means that a perfect, sealing connection between the plate and the ring-shaped rib is ensured even when the two parts do not fall flat together.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved hjelp av en innsats av den ovenfor angitte typen, og som kjennetegnes ved at den ringformede ribben er laget av et plastmateriale som kan mykgjøres ved den temperaturen som platen for vann-tilførsel oppvarmes til. According to the invention, this is achieved by means of an insert of the above-mentioned type, which is characterized by the fact that the annular rib is made of a plastic material which can be softened at the temperature to which the plate for water supply is heated.

Fortrinnsvis har ribben en ringformet topp som kan flates ut under det mekaniske trykket fra utløpsplaten etter mykgjøring av plastmaterialet. Preferably, the rib has an annular top which can be flattened under the mechanical pressure of the outlet plate after softening of the plastic material.

I en foretrukket utførelse har ribben en stumpkonisk flate med et topp-punkt som faller sammen med aksen til innsatsen og med en stump toppvinkel samt en radialt ytre flate som sammen med den stumpkoniske flaten danner den ringformede toppen som kan flates ut. In a preferred embodiment, the rib has an obtuse conical surface with an apex point that coincides with the axis of the insert and with an obtuse apex angle as well as a radially outer surface which, together with the obtuse conical surface, forms the ring-shaped apex that can be flattened.

Med dette arrangementet vil deformasjonen av ribben under påvirkning av varmen kompensere for alle defekter som skyl-des at ribben og platen ikke faller plant sammen, slik at det sikres en fullkommen vanntett tetning under trykk. With this arrangement, the deformation of the rib under the influence of the heat will compensate for all defects due to the rib and plate not falling flat together, so that a perfect watertight seal under pressure is ensured.

I den foretrukkede utførelsen er flaten på ribben meget svakt skrådd mot midten av den øvre veggen. Når den ringformede toppen mykgjøres gradvis kan platen trykke mot en flate på ribben som øker hurtig når platen senkes, og med en tilsvarende hurtig minskning av det mekaniske flatetrykket mot oversiden av ribben. Med denne minskningen av flatetrykket skjer en gradvis minkende mykgjøring av plastmaterialet og deformasjon av ribben stanser til slutt uten at ribben blir fullstendig mykgjort. In the preferred embodiment, the surface of the rib is very slightly inclined towards the middle of the upper wall. When the ring-shaped top is gradually softened, the plate can press against a surface on the rib which increases rapidly when the plate is lowered, and with a correspondingly rapid reduction of the mechanical surface pressure against the upper side of the rib. With this reduction in surface pressure, a gradually decreasing softening of the plastic material takes place and deformation of the rib finally stops without the rib being completely softened.

Oppfinnelsen vil fremgå klarere av den følgende, detaljerte beskrivelse av en foretrukket utførelse, som utgjør et ikke-begrensende eksempel og er vist på den vedføyde tegning. Fig. 1 viser i perspektiv en innsats i henhold til oppfinnelsen, utstyrt med en ringformet ribbe. Fig. 2 viser et diametralsnitt i større målestokk gjennom The invention will appear more clearly from the following, detailed description of a preferred embodiment, which constitutes a non-limiting example and is shown in the attached drawing. Fig. 1 shows in perspective an insert according to the invention, equipped with an annular rib. Fig. 2 shows a diametrical section on a larger scale through

den samme innsatsen. the same effort.

Fig. 3 viser et utsnitt, i snitt og ytterligere forstør-ret, av det området som er omgitt av sirkelen III i figur 2. Fig. 4 viser et tilsvarende utsnitt som figur 3, i hvilket et parti av platen for vanntilførsel som tryk-ker mot den ringformede ribben er vist skjematisk, idet ribben har blitt deformert av varmevirkningen og det mekaniske trykket som utøves av platen. Fig. 3 shows a section, in section and further enlarged, of the area surrounded by circle III in Figure 2. Fig. 4 shows a section corresponding to Figure 3, in which a part of the plate for water supply as pressure ker against the annular rib is shown schematically, as the rib has been deformed by the effect of heat and the mechanical pressure exerted by the plate.

Med henvisning til figur 1 og 2 omfatter en engangsinnsats et hult hylster 10. Det hule hylster 10 har hovedsakelig sylindrisk form og kan inneholde en porsjon av et granulært, pulverformet eller partikkelformet materiale M (figur 2) som er i stand til å danne en drikk ved siling, oppløsning eller infusjon med varmt vann under trykk. Hva angår maskinen som innsatsen kan brukes i henvises det f.eks EP-A-0 041 031, som angår en automatisk kaffemaskin som kan benytte en innsats slik som beskrevet og illustrert på den vedføyde tegningen. With reference to Figures 1 and 2, a disposable insert comprises a hollow sleeve 10. The hollow sleeve 10 is essentially cylindrical in shape and may contain a portion of a granular, powdery or particulate material M (Figure 2) capable of forming a beverage by straining, dissolving or infusing with hot water under pressure. With regard to the machine in which the insert can be used, reference is made, for example, to EP-A-0 041 031, which relates to an automatic coffee machine which can use an insert as described and illustrated in the attached drawing.

Det hule hylsteret 10 omfatter et koppformet parti 12, og et parti 14 som danner et deksel. Begge partiene 12 og 14 kan fremstilles billig av hovedsakelig stivt plastmateriale som er egnet til bruk sammen med næringsmidler. Bruken av et plastmateriale er imidlertid ikke noen begrensning, med unntak av de egenskaper som skal beskrives i det følgende. The hollow casing 10 comprises a cup-shaped part 12, and a part 14 which forms a cover. Both parts 12 and 14 can be produced cheaply from mainly rigid plastic material which is suitable for use with foodstuffs. However, the use of a plastic material is not a limitation, with the exception of the properties to be described in the following.

Et egnet materiale for dannelse av delene 12 og 14 er en polypropylen, som for oppnåelse av de formål med oppfinnelsen som skal beskrives, har en mykningstemperatur omkring 100'C. A suitable material for forming the parts 12 and 14 is a polypropylene, which, in order to achieve the purposes of the invention to be described, has a softening temperature of around 100°C.

Det koppformede partiet 12 omfatter en ugjennomtrengelig, hovedsakelig sylindrisk sidevegg 16 som danner sideveggen til hylsteret 10, og en bunn 18 som danner utløps-endeveggen til hylsteret 10. Bunnen 18 omgis av en ringformet ribbe 19 som tjener til å danne en tetning mot en nedre plate eller et lignende element som innsatsen kan understøttes mot med bunnen. The cup-shaped part 12 comprises an impermeable, mainly cylindrical side wall 16 which forms the side wall of the casing 10, and a bottom 18 which forms the outlet end wall of the casing 10. The bottom 18 is surrounded by an annular rib 19 which serves to form a seal against a lower plate or a similar element against which the insert can be supported with the bottom.

Bunnen 18 er perforert og kan ha flere hull, slik som f.eks vist i EP-A-0 041 931, eller ett enkelt midtre hull, slik som beskrevet og vist i EP-A-0 057 671. The bottom 18 is perforated and can have several holes, as e.g. shown in EP-A-0 041 931, or a single central hole, as described and shown in EP-A-0 057 671.

Dekselet 14 omfatter et perforert, sirkelformet midtre område 20 som danner en innløps-endevegg på hylsteret 10. Det midtre området 20 er utvendig omgitt av en rundtgående ringformet flens 22 som er koblet til en tilsvarende ringformet flens 24 dannet i ett med den øvre kanten til sideveggen 16 på det koppformede partiet 12. The cover 14 comprises a perforated, circular central area 20 which forms an inlet end wall of the casing 10. The central area 20 is externally surrounded by a circumferential annular flange 22 which is connected to a corresponding annular flange 24 formed integrally with the upper edge of the side wall 16 of the cup-shaped part 12.

Det midtre området 20 kan ha flere hull, eller et eller flere hull langs omkretsen slik som i EP-A-0 057 671, som det henvises til. The central area 20 may have several holes, or one or more holes along the circumference as in EP-A-0 057 671, to which reference is made.

Utsiden av det perforerte midtre området 20 av dekselet 14 omgis av en ytre, rundtgående, ringformet ribbe 26, og funksjonen til denne skal i det følgende forklares med henvisning til figur 3 og 4. The outside of the perforated central area 20 of the cover 14 is surrounded by an outer, circumferential, ring-shaped rib 26, the function of which will be explained below with reference to Figures 3 and 4.

Med henvisning til figur 3 har den ytre, rundtgående, ringformede ribben 26 som omgir det perforerte, midtre området 20 av innløps-endeveggen en stumpkonisk flate 28 med topp-punkt som faller sammen med aksen til innsatsen. Toppvinkelen til den stumpkoniske flaten 28 er stump. Denne toppvinkelen er fortrinnsvis nesten plan, med en verdi i området 175'. Referring to Figure 3, the outer circumferential annular rib 26 surrounding the perforated central region 20 of the inlet end wall has a frusto-conical surface 28 with an apex coincident with the axis of the insert. The apex angle of the obtuse conical surface 28 is obtuse. This apex angle is preferably almost flat, with a value in the range of 175'.

Den ringformede ribben 26 avgrenses av en radialt ytre flate 30, som sammen med den stumpkoniske flaten 28 danner en sirkelformet topp eller en ringformet spiss 32. Fortrinnsvis, i det minste i området ved den ringformede spissen 32, avgrenser frontflaten 28 og den radialt ytre flaten 30 sammen en vinkel som omtrent er lik 90<*>. ;Et foretrukket materiale i det minste i ribben 26 og fortrinnsvis i hele hylsteret 10 er en polypropylen for næringsmidler med et mykningspunkt som er litt lavere enn temperaturen til kokende vann, men med et smeltepunkt som er høyere enn temperaturen til kokende vann (f.eks 110"C). ;I figur 4 angir P en metallplate som utgjør en del av kaffe-maskinen eller en annen maskin for dannelse av en drikk med utgangspunkt i materialet M (figur 2) som inneholdes i innsatsen. Maskinen kan være av den typen som er beskrevet og vist i EP-A- 0 041 031. ;Platen P har et ytre hull for tilførsel av varmt vann, f.eks med en temperatur på 90"C og et trykk mellom 10 og 15 bar. ;For tilførsel av varmt vann under trykk er platen P senket eller på annen måte trykket i retningen av pilen F, mot den ringformede ribben 26. Temperaturen til platen P er hovedsakelig lik temperaturen til varmt vann, d.v.s. i området 90<*>C. The annular rib 26 is delimited by a radially outer surface 30, which together with the frustoconical surface 28 forms a circular top or an annular tip 32. Preferably, at least in the region of the annular tip 32, the front surface 28 and the radially outer surface 30 together an angle that is approximately equal to 90<*>. ;A preferred material at least in the rib 26 and preferably in the entire casing 10 is a food-grade polypropylene with a softening point slightly lower than the temperature of boiling water, but with a melting point higher than the temperature of boiling water (e.g. 110"C). ;In figure 4, P denotes a metal plate which forms part of the coffee machine or another machine for forming a drink starting from the material M (figure 2) which is contained in the insert. The machine can be of the type which is described and shown in EP-A-0 041 031. ;The plate P has an outer hole for supplying hot water, for example with a temperature of 90"C and a pressure between 10 and 15 bar. ;For the supply of hot water under pressure, the plate P is lowered or otherwise pressed in the direction of the arrow F, against the annular rib 26. The temperature of the plate P is essentially equal to the temperature of hot water, i.e. in the range of 90<*>C.

Under det mekaniske trykket som utøves i retningen av pilen F har platen P først myknet og deformert den ringformede spissen 32 og deretter, delvis, det øvre partiet av ribben 26. Under the mechanical pressure exerted in the direction of the arrow F, the plate P has first softened and deformed the annular tip 32 and then, partially, the upper part of the rib 26.

I figur 4 angir henvisningstallet 26a det øvre partiet av ribben 26 før mykning og henvisningstallet 26b angir den vulsten som dannes av det myknede partiet 28a som ligger under spissen 32. Som det fremgår, har den plane trykkflaten S på platen P i stor grad omdannet den opprinnelige stumpkoniske flaten 2 8 til en plan flate 28a som tetter mot flaten S på platen P, slik at det sikres hermetisk tetning mot utslipp av varmt vann ved trykk i rommet 32 som ligger mellom det perforerte midtre området 2 0 av dekselet 14 og det tilsvarende midtre området av platen P. In Figure 4, the reference number 26a denotes the upper part of the rib 26 before softening and the reference number 26b denotes the bead formed by the softened part 28a which lies below the tip 32. As can be seen, the planar pressure surface S on the plate P has largely transformed it the original blunt-conical surface 28 to a flat surface 28a which seals against the surface S of the plate P, so that a hermetic seal is ensured against the release of hot water by pressure in the space 32 which lies between the perforated central area 20 of the cover 14 and the corresponding middle area of plate P.

Plastmaterialet i den ringformede ribben 26, som mykgjøres og deformeres under virkningen av varmen, smelter ikke, på grunn av at temperaturen ikke overstiger 100'C, som er temperaturen til vannet som innføres i innsatsen. Den holder seg i hva som kan kalles en "gummi"-tilstand, og denne tilstanden oppfører seg praktisk talt som en fjærende tetning som gir en fordelaktig tettevirkning. The plastic material in the annular rib 26, which softens and deforms under the action of the heat, does not melt, because the temperature does not exceed 100°C, which is the temperature of the water introduced into the insert. It remains in what may be called a "rubber" state, and this state practically behaves like a springy seal which provides a beneficial sealing effect.

Som det fremgår av figur 4, utgjør kontaktflaten mellom platen P og ribben 26, tilsvarende henvisningstallet 28a, som dannes ved den termiske deformasjonen av plastmaterialet i spissen 32 og resten av ribben 26, størstedelen av den opprinnelig stumpkoniske flaten, slik at det sikres et mekanisk flatetrykk i retning av pilen F som ikke bevirker fullstendig mykgjøring av ribben 26, hvilket ville bevirke at tettevirkningen opphører. As can be seen from figure 4, the contact surface between the plate P and the rib 26, corresponding to the reference number 28a, which is formed by the thermal deformation of the plastic material in the tip 32 and the rest of the rib 26, constitutes the majority of the originally blunt-conical surface, so that a mechanical surface pressure in the direction of arrow F which does not cause complete softening of the rib 26, which would cause the sealing effect to cease.

Claims

1. Insert for single use, comprising a substantially rigid casing (10) containing a portion of granular, powdered or similar particulate material (M) for forming a beverage by straining, dissolving or infusing with hot water under pressure, the casing consisting mainly of cylindrical hollow member (10) comprising an impermeable side wall (16), an inlet end wall having a perforated central region and an opposite perforated outlet end wall (18) and wherein the inlet end wall has an outer circumferential annular rib (2 6) which surrounds the perforated area (20) and can be mechanically pressurized by a heated plate (P) for the supply of hot water under hydraulic pressure in the insert, through the central area (20), for the formation of the beverage and dispensing of this through the outlet end wall (18), characterized in that the annular rib (26) is made of a plastic material which can be softened at the temperature to which the outlet plate (P) is heated.

2. Effort as stated in claim 1, characterized in that the surface of the rib (26) has an annular top (32) which can be flattened due to the softening of the plastic material, under the mechanical pressure of the outlet plate (P).

3. Effort as stated in claim 2, characterized in that the rib (2 6) has an obtuse conical surface (28) with a top point that lies in the axis of the insert and has an obtuse top angle and a radially outer surface (30) which together with the obtuse conical front surface (28) forms the annular top (32) which can be flattened.

4. Insert as specified in claim 3, characterized in that the obtuse top angle of the obtuse conical front surface (28) is in the range of 175°.

5. Insert as stated in claim 3 or 4, characterized in that at least in the area of the ring-shaped top (32) which can be flattened, the blunt-conical front surface (28) and the radially outer surface (30) together define an angle of or close to 90'.

6. Effort as set out in any of the preceding claims, characterized in that the material in the rib (2 6) is polypropylene with a softening point that is lower than the temperature of boiling water and a melting point that is higher than the temperature of boiling water.