NO340497B1 - Kapsel for preparering av drikker - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en kapsel for preparering av drikker og av den type som inneholder en pulversubstans som, når en væske (så som varmt vann) går gjennom den, vil produsere drikken.

Særlig er den foreliggende oppfinnelsen beregnet for kaffeprepareringssektoren. Selv om det således skal være underforstått at den foreliggende oppfinnelsen kan brukes for preparering av enhver drikke (med bruk av et spesifikt pulver i kapselen og med injisering av en spesifikk væske gjennom pulveret), så refererer den neden-for følgende beskrivelse seg i hovedsaken til kaffe, dvs. hvor pulveret i kapselen er kaffepulver og hvor den væsken som brukes er varmt vann (mer eller mindre trykk-satt avhengig av den kaffetypen som skal tilveiebringes - espresso, filterkaffe, kaffe med fløte).

Det er kjent mange kapseltyper for preparering av kaffe, se eksempelvis de som er beskrevet i patentene US 4 136 202 og EP 1 344 722.

Generelt har de fleste kapsler et beholderelement med en sidevegg (i mange tilfeller i form av en avstumpet kjegle) som er forbundet med og/eller går over i en bunn-vegg og i en øvre vegg.

I praksis blir varmt vann injisert i kapselen gjennom den øvre veggen, mens den til-vei ebrakte drikken strømmer ut gjennom bunnveggen (men i noen tilfeller vil denne operasjonen være snudd, eller sideveggen blir gjennomstrømmet). Derfor har både bunnveggen og den øvre veggen egnede åpninger, som enten kan tilveiebringes under fremstillingen av kapselen eller i det øyeblikk når kapselen blir brukt.

Foreliggende oppfinnelse gjelder særlig i forbindelse med en kapseltype som har et innvendig filterelement med et flertall gjennomgående hull, hvilket filterelement skiller kaffepulveret fra den åpningen hvorigjennom drikken strømmer ut fra kapselen. For tiden foreligger det i hovedsaken to filtertyper.

Den første typen består av filtre av papir eller en vevnad hvorigjennom bare drikken og ikke kaffepulveret kan filtreres.

Denne filtertypen oppviser imidlertid ikke en tilstrekkelig mekanisk styrke uten bruk av relativt dyre bærestrukturer.

Den andre filtertypen består av filtre som vanligvis er halvstive og er fremstilt ved formstøping av et plastmateriale, idet filteret har et flertall gjennomgående hull med sirkulært tverrsnitt og en diameter som i hovedsaken vil hindre en passering av mesteparten av kaffepulveret (se eksempelvis EP 1 344 722).

Som allerede nevnt er den foreliggende oppfinnelsen beregnet for denne filtertypen. Dette fordi, ut ifra søkerens erfaring, at slike filtre vil være utsatt for tilstopping og derfor vil hindre en riktig preparering og levering av drikken. Dersom noen av hullene er blokkert, så påvirkes fordelingen av vannet i kapselen og alt kaffepulveret blir ikke fuktet på samme måte, hvilket betyr at kaffekvaliteten kan være dårligere enn forventet.

I en slik situasjon er den tekniske hensikten med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en kapsel for preparering av drikker og som overvinner de foran nevnte ulempene.

En særlig hensikt med foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en kapsel for preparering av drikker, hvilken kapsel har et filterelement med et flertall gjennomgående hull som ikke vil være utsatt for tilstopping slik tilfellet er i de kjente kapslene.

Denne hensikten og de antydede formålene oppnås i hovedsaken med en kapsel for preparering av drikker som beskrevet i patentkravene.

Ytterligere trekk og fordeler med oppfinnelsen vil gå frem av den mer detaljerte be-skrivelsen, under henvisning til flere foretrukne, ikke-begrensende utførelsesformer av en kapsel for preparering av drikker, som vist på tegningen, hvor

Fig. 1 er et vertikalt tverrsnitt gjennom en første utførelse av en kapsel

ifølge den foreliggende oppfinnelsen, uten pulversubstans,

Fig. 2 er et vertikalt tverrsnitt gjennom en andre utførelse av en kapsel

ifølge den foreliggende oppfinnelsen, uten pulversubstans,

Fig. 3 viser kapselen på fig. 2 med pulversubstansen,

Fig. 4 er et vertikalt tverrsnitt gjennom en første utførelse av et filterelement

ifølge den foreliggende oppfinnelsen,

Fig. 5 er et aksonometrisk forstørret riss av en detalj av et filterelement

utformet i samsvar med oppfinnelsen,

Fig. 6 er et bunnriss av filterelementet på fig. 4,

Fig. 7 er et aksonometrisk trekvart toppriss av filterelementet på fig. 4,

Fig. 8 er et aksonometrisk trekvart bunnriss av filterelementet på fig. 4,

Fig. 9 viser en alternativ utførelse av filterelementet på fig. 8,

Fig. 10 er et vertikalt tverrsnitt gjennom en andre utførelse av filterelementet

ifølge den foreliggende oppfinnelsen,

Fig. 11 er et bunnriss av filterelementet på fig. 10,

Fig. 12 er et aksonometrisk trekvart toppriss av filterelementet på fig. 10, Fig. 13 er et aksonometrisk trekvart bunnriss av filterelementet på fig. 10, Fig. 14 er et vertikalt tverrsnitt gjennom en andre utførelse av filterelementet ifølge den foreliggende oppfinnelsen,

Fig. 15 er et bunnriss av filterelementet på fig. 14,

Fig. 16 er et aksonometrisk trekvart bunnriss av filterelementet på fig. 14, og

Fig. 17 er et aksonometrisk trekvart toppriss av filterelementet på fig. 14.

På tegningen betegner tallet 1 en kapsel for preparering av drikker i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen.

Fig. 1 og 2 viser to eksempler på kapsler som kan tilveiebringes i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Disse to kapslene adskiller seg bare hva angår formen til den nedre delen, som er flat på fig. 1 og konveks på fig. 2. Det dreier seg her om kapsler som har en begerform 2 med en nedre vegg 3 og lukket i toppen med et lokk 4 forbundet til det.

Innvendig har hver kapsel 1 et fordelingselement 5 for væsken (som ikke behøver være tilstede). Fordelingselementet har et flertall gjennomgående åpninger 6. Fordelingselementet er plassert midt imot lokket 4. Et filterelement 7 er plassert ved den begerformede strukturens 2 nedre vegg 3. Mellom filterelementet 7 og fordelingselementet 5 foreligger det således et kammer 8 som er helt eller delvis fylt med en pulversubstans 9 (som vist på fig. 3 for kapselen 1 av fig. 2). Kammeret 8 begrenses sideveis av en konisk sidevegg 10 som inngår i den begerformede strukturen 2.

Så vel filterelementet 7 som fordelingselementet 5 har en konisk, sentral fordypning 11 utformet for opptak av stikkmidler som, i praksis, vil gjennomtrenge lokket 4 og bunnveggen slik at væsken derved kan entre og drikken kan strømme ut. Fordyp-ningene 11 hindrer at stikkmidlene skader fordelingselementet 5 eller filterelementet 7. Som allerede nevnt relaterer den foreliggende oppfinnelsen seg til den struktu-relle formen av det filterelementet 7 som er plassert i kapselen 1 for å holde igjen mesteparten av pulversubstansen 9.

Fordelaktig er filterelementet 7 et halvstivt element av et plastmateriale (eksempelvis formstøpt). Uttrykket "halvstivt" er her ment å indikere at elementet har en egen strukturell stivhet som gjør at det er selvbærende, samtidig som elementet også skal kunne bøye seg under påvirkning av ytre krefter (så som slike som dannes som føl-ge av vanntrykket i kapselen 1). I alle tilfeller kan det også benyttes stive filterele-m enter.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen har filterelementet 7 et flertall gjennomgående hull 12 som forløper fra den første siden 13 som vender inn mot kammeret 8 for pulversubstansen 9 (og i kontakt med pulversubstansen 9), og til en andre side 14 som, i de viste utførelsene, vender mot den nedre veggen 3 i den begerformede strukturen 2. Slike gjennomgående hull 12 har derfor et innløpsparti 15 ved den første siden 13, i direkte kontakt med pulversubstansen 9, og et utløpsparti 16 ved den andre siden 14.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse har innløpspartiene 15 i de gjennomgående hullene 12 en hovedutstrekning som er slik at de i hovedsaken fremkommer som spalter. Det vil si at deres lengde er større enn deres bredde, med lengden målt langs hovedutstrekningen og med bredden målt på tvers av hovedutstrekningen (perpendikulært på hovedutstrekningen). I noen foretrukne utførelsesformer er lengden til innløpspartiene 15 minst dobbelt så stor som bredden, men mindre stør-relsesforhold kan også benyttes.

Avhengig av forholdene kan hovedutstrekningen være rett (som vist) eller krummet (en slik løsning er ikke vist).

Fordelaktig er bredden til innløpspartiene 15 mindre enn 0,4 mm, fortrinnsvis mindre enn 0,25 mm, mens lengden er mindre enn 5 mm, fortrinnsvis mindre enn 2 mm. Eksempelvis finnes det utførelsesformer av kapslene for preparering av kaffe hvor de gjennomgående hullene 12 har en lengde på 1,5 mm og en bredde på 0,2 mm.

Uansett må bredden av innløpspartiene 15 velges slik at bredden er mindre enn mesteparten av kornene i pulversubstansen 9, slik at derved bare en minimumsdel av kornene kan gå gjennom filterelementet 7 (tilsvarende det som skjer i tidligere kjente filterel em enter).

Når det dreier seg om enkeltdosekapsler for preparering av kaffe, vil således fordelaktig summen av arealene til innløpspartiene 15 i samtlige gjennomgående hull 2 i filterelementet 7 være mellom 15 og 30 mm<2>. Typisk svarer dette til utførelser hvor filterelementet 7 har mellom 50 og 80 gjennomgående hull 12.

Avhengig av kravene kan de gjennomgående hullene 12 være fordelt på ulike måter over filterelementet 7. Eksempelvis viser tegningen tre ulike utførelsesmuligheter.

Den første muligheten, sett fra bunnen på fig. 6, er én hvor de gjennomgående hullene 12 er fordelt over hele den første siden 12 i konsentriske sirkler, idet hvert inn-løpsparti 15 ligger på sirkelen.

Den andre muligheten, sett fra bunnen på fig. 11, skiller seg fra den første ved at de gjennomgående hullene 12 er plassert slik at innløpspartiet 15 er innrettet radi elt i forhold til filterelementet 7.

I det tredje tilfellet er de gjennomgående hullene 12 plassert på samme måte som i det andre tilfellet, men de er nå bare fordelt over en sentral del av filterelementet 7.

Fig. 5 viser, med noen deler gjort gjennomsiktige, en del av filterelementet 7 hvor det er tilveiebrakt et gjennomgående hull 12. Som vist har det gjennomgående hullet 12 et transittverrsnitt (eng. transit cross-section) som øker fra den første siden 13 og mot den andre siden 14. Særlig kan man se at det gjennomgående hullet 12 i filterelementets 7 tykkelse har en første utstrekning 17 ut fra innløpspartiet 15 og med et i hovedsaken konstant tverrsnitt, hvoretter det følger en andre utstrekning 18 for bundet til den første 17 og som avsluttes i utløpspartiet 16 og har form av en avkor-tet pyramide som åpner seg mot utløpspartiet 16.

En slik åpning vil på fordelaktig måte lette en utstøting av eventuelle pulverkorn som, som følge av at de er meget små, vil kunne gå inn i hullet 12.

I samsvar med oppfinnelsen kan kapselen 1 også innbefatte et flertall avstandselementer 19 som er lagt inn mellom filterelementets 7 andre side 14 og den nedre veggen 3 i beger strukturen 2. Hensikten med avstandselementene er å holde filterelementet i en avstand fra den nedre veggen selv ved en resiprokal deformering. Fordelaktig er avstandselementene 19 utformet i ett med filterelementet 7 og strek-ker seg således ut fra den andre siden 14.

I utførelsen på fig. 9 danner avstandselementene 19 et flertall kanaler 19 mellom filterelementets 7 andre side 14 og den nedre veggen 3 (kanaler 20 med sirkulært og radi elt forløp relativt filterelementet 7).

I utførelsene på fig. 13 og 16 har avstandselementene 19 en sylindrisk form (fordelaktig danner de også fremspring som brukes for utstøting av filterelementene fra former under fremstillingen).

Avslutningsvis, i utførelsen på fig. 8 er de to foran beskrevne utførelsene kombi-nert.

Bruken av kapselen 1 er som for konvensjonelle kapsler.

Imidlertid medfører den foreliggende oppfinnelsen den vesentlige fordelen at filterelementet ikke vil være utsatt for tilstopping på samme måte som de konvensjonelle filterelementene er.

I de konvensjonelle filterelementene vil kornene i pulversubstansen (korn som kan

ligne små kuler) fullstendig kunne blokkere de enkelte gjennomgående hullene. Dette fordi hullene er sirkulære og har en diameter som er mindre enn kornene. Til for-skjell vil kornene, fordi de gjennomgående hullene har form av en spalte ifølge oppfinnelsen, oppføre seg som små kuler som delvis går inn i en spalte, og vil derfor forlate spaltene og frigjøre åpningene, selv om kornene skulle gå inn i spaltene (spaltbredden er mindre enn for de fleste pulverkorn ene).

Det skal også nevnes at den foreliggende oppfinnelsen er lett å produsere og at kostnadene forbundet med implementeringen av oppfinnelsen ikke er særlig høye.

Den beskrevne oppfinnelsen kan modifiseres og tilpasses på mange måter uten at man derved går utenfor den inventive rammen.

Alle inventive detaljer kan erstattes av andre teknisk ekvivalente elementer, og i praksis kan man bruke alle egnede materialer. Det samme gjelder for former og di-mensjoner for de ulike komponenter, som kan tilpasses de aktuelle kravene eller be-hovene.

Claims (16)

1. Kapsel for preparering av drikker ved å føre en væske gjennom en pulversubstans (9) inneholdt i et kammer (8) inne i kapselen (1), hvilken kapsel (1) har en begerformet struktur (2), med en nedre vegg (3), idet kammeret (8) på minst én side begrenses av minst ett filterelement (7) som har et flertall gjennomgående hull (12), som går fra en første side (13) av filterelementet (7) som vender mot det indre av kammeret (8), og til en andre side av filterelementet (7) som vender mot den nedre veggen (3) i den begerformede strukturen (2), karakterisert vedat i det minste på den første siden (13) har de gjennomgående hullene (12) innløpspartier (15) med en hovedutstrekning, idet hvert innløpsparti (15) har en lengde, målt langs hovedutstrekningen, som er større enn bredden, målt på tvers av hovedutstrekningen.

2. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 1, karakterisert vedat bredden til innløpspartiene (15) er mindre enn 0,4 mm.

3. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 2, karakterisert vedat bredden av innløpspartiene (15) er mindre enn 0,25 mm.

4. Kapsel for preparering av drikker ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat lengden til innløpspartiene (15) er mindre enn 5 mm.

5. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 3, karakterisert vedat lengden til innløpspartiene (15) er mindre enn 2 mm.

6. Kapsel for preparering av drikker ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat summen av innløpspartiområdene (15) for samtlige gjennomgående hull (12) i filterelementet (7) er mellom 15 og 30 mm<2>.

7. Kapsel for preparering av drikker ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat filterelementet (7) har mellom 50 og 80 gjennomgående hull (12).

8. Kapsel for preparering av drikker ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat innløpspartienes (15) hovedutstrekning er rett og/eller krummet.

9. Kapsel for preparering av drikker ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat i det minste noen av de gjennomgående hullene (12) er anordnet i filterelementet (7) i samsvar med konsentriske sirkler.

10. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 9, karakterisert vedat i det minste noen av de gjennomgående hullene (12) er anordnet med innløpspartiet (15) innrettet på sirkelen de ligger på.

11. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 9, karakterisert vedat i det minste noen av de gjennomgående hullene (12) er anordnet med innløpspartiet (15) innrettet radielt relativt filterelementet (7).

12. Kapsel for preparering av drikker ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat de gjennomgående hullene (12) har et transittverrsnitt som øker fra den første siden (13) og mot den andre siden (14).

13. Kapsel for preparering av drikker ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat den også innbefatter et flertall avstandselementer (19) som er anordnet mellom den andre siden (14) og den nedre veggen (3) for å holde disse fra hverandre.

14. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 13, karakterisert vedat avstandselementene (13) er utformet i ett med filterelementet (7) og rager ut fra den andre flaten (14).

15. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 13 eller 14,karakterisert vedat det nevnte flertall avstandselementer (19) danner et flertall kanaler (20) mellom filterelementets (7) andre side (14) og den nedre veggen (3).

16. Kapsel for preparering av drikker ifølge krav 13 eller 14,karakterisert vedat i det minste noen av avstandselementene (19) har en sylindrisk form.