WO2018046715A1 - Kapsel mit bogenform zwischen kapselwand und kapselboden - Google Patents

Kapsel mit bogenform zwischen kapselwand und kapselboden Download PDF

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WO2018046715A1
WO2018046715A1 PCT/EP2017/072706 EP2017072706W WO2018046715A1 WO 2018046715 A1 WO2018046715 A1 WO 2018046715A1 EP 2017072706 W EP2017072706 W EP 2017072706W WO 2018046715 A1 WO2018046715 A1 WO 2018046715A1
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WO
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capsule
wall
cup
wall thickness
shell
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PCT/EP2017/072706
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English (en)
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Inventor
Christoph Huber
Original Assignee
Xpressivo Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents

Definitions

  • the present invention relates to a capsule for a portion coffee machine.
  • EP 2 287 090 B1 discloses a capsule for a portioned coffee machine with a cup-shaped basic body, in which a capsule interior surrounded by a capsule wall is formed with a capsule opening for receiving an infusion means in the capsule interior, the capsule wall having one of
  • Cutting elements of the portion coffee machine for the admission of hot water from the portion coffee machine in the capsule interior pierceable capsule bottom and a capsule shell comprises, extending between the
  • Capsule bottom and the capsule opening extends.
  • the object of the invention is to improve the known capsule.
  • the capsule bottom and the capsule shell are arcuately connected, wherein the capsule wall in its wall thickness in the arcuate portion of
  • Capsule shell from coming to the capsule bottom is at least partially formed increasingly.
  • the specified capsule is based on the consideration that when piercing the capsule bottom with the cutting elements of the portion coffee machine is not always guaranteed that the capsule bottom can withstand the pressure of the separating elements and can be pierced. Instead, the capsule gives and the Capsule bottom is pressed in, so that no hole is pierced by capsule bottom, through which then the hot water could be passed into the capsule interior.
  • the indicated invention attacks with the proposal to form the connection between the capsule shell and the capsule bottom in a sectional plane through the capsule bottom and the capsule shell arcuate, because in this way no edges are present, the pressure on the
  • Cutting elements could give as predetermined breaking point.
  • Wall thickness in the arcuate region between 10% and 30%, preferably 25%. That is, the wall thickness should increase in the arcuate region to a maximum of 10% to 30%, preferably 25% of the wall thickness in the region of the capsule shell.
  • the increase in wall thickness should be as edge-free as possible, which means that the surface in the arcuate area due to the
  • Wall thickness increase should have no edges and thus should be smooth.
  • Cup top and the cup bottom has the shape of a circle.
  • the circle may have a circle radius which is between 20% and 30% of an extension of the cup-shaped base body between the cup bottom and the cup opening.
  • the circle radius may be 5 to 15 times greater than the wall thickness, while alternatively or additionally the cup-shaped
  • Base body rotationally symmetrical in an axis perpendicular to the cup bottom be formed and the circle radius between 15% and 35% of a beaker radius of the rotationally symmetrical cup-shaped base body can be.
  • the cup-shaped basic body can be a molded part, in particular an injection-molded part.
  • the molded article can be made of a plastic.
  • the wall thickness before the increase in the arcuate region is between 5 mm and 7 mm.
  • Fig. 2a is a schematic representation of a brewing group for
  • FIG. 2b is a schematic representation of the brewing group of FIG. 2a in a second operating state
  • FIG. 3 shows an illustration of a capsule for the portion coffee machine of FIG. 1 from one side
  • FIG. 4 is a sectional view of a cup-shaped body for the capsule of Fig. 3,
  • FIG. 5 is a sectional view of an alternative cup-shaped body for the capsule of Fig. 3,
  • Fig. 6a shows an embodiment of a compound of a capsule bottom and a
  • FIG. 6b shows an alternative embodiment of the connection of the capsule bottom and the capsule shell for the cup-shaped basic body of FIGS. 4 and 5.
  • the portion coffee machine 2 comprises a housing 4 in the interior of which, not visible in FIG. 1, a brew group 6 sketched in FIGS. 2a and 2b is received.
  • the brewing group 6 the infusion beverage is brewed.
  • the portion coffee machine 2 draws water from a water tank 8. That to
  • Brewed beverage brewed water is then discharged through an outlet 10 to the outside.
  • a capsule 12 is inserted via a feed opening 14 in the housing 4 in the brewing group 6.
  • this capsule 12 is a in Fig. 2a and 2b to be seen infusion means 13 or
  • Preparation powder such as coffee powder, milk powder, tea, cocoa or the like. Thereafter, the brewing group 6 via a lever 16 in a still too
  • FIGS. 2a and 2b show a schematic representation of the brewing group 6 for the portion coffee machine 2 of Fig. 1 in two different operating states, will be explained in more detail.
  • the brewing group 6 comprises a capsule cage 20 and a capsule clamp 22, between which the capsule 12 is received during the brewing process. To clamp the capsule 12 defined between the capsule cage 20 and the capsule clamp 22, this has a locking ring 23rd
  • the capsule cage 20 comprises a capsule receiving space 24 which is open on one side and is surrounded by a capsule space wall 26. Through the capsule cage 20 leads on one of the opening of the capsule receiving space 24 opposite side of a water pipe 28 through which water from the water tank 8 in the
  • Capsule receiving space 24 can be passed. Around the water pipe 28 around In the capsule receiving space 24 in directed cutting elements in the form of blades 30 are arranged.
  • the capsule clamp 22 includes a pyramidal plate 32 on which a plurality of small and unreferenced pyramids and a plurality of non-referenced through openings are formed between the pyramids.
  • Pyramid plate 32 is supported on a truss 34, which in turn is directed into the receiving space 36 of a carrier 38 inside.
  • the receiving space 36 of the carrier 38 is on the opposite side of the hopper 34 via a
  • Outlet opening 40 to the outlet 10 open.
  • the capsule 12 has a cup-shaped base body 42 in which a capsule interior 46 surrounded by a capsule wall 44 and to be seen in FIG. 4 is provided with a capsule opening 48, likewise visible in FIG. 4, for receiving the capsule
  • the capsule wall 44 comprises a capsule bottom 50 which can be pierced by the blades 30 of the brewing group 6 for introducing the water from the water tank 8 into the capsule interior 46, and one
  • Capsule shell 52 which extends between the capsule bottom 50 and the
  • Capsule opening 48 extends.
  • the capsule 12 further comprises at the capsule opening 48 a capsule flange 54 which projects away from the capsule shell 52 and on which a membrane 56 is fastened.
  • a capsule flange 54 which projects away from the capsule shell 52 and on which a membrane 56 is fastened.
  • the locking ring 23 which is formed integrally with this in the present embodiment.
  • the membrane 56 is mounted on the capsule flange 54 such that the capsule interior 46 is sealed watertight.
  • the capsule 12 is first, as shown in Fig. 2a, via the feed opening 14 in the portion coffee machine 2 to the Pyramid plate 32 created. Thereafter, the capsule cage 20 by means of
  • the capsule 12 to be seen in FIG. 3 is designed in a special way. This will be explained in addition to Figure 3 with reference to FIG. 4, the
  • cup-shaped base body of the capsule 12 in a sectional view shows.
  • the capsule bottom 50 and the capsule shell 52 are connected to one another in an arcuate manner.
  • the capsule wall 44 is in its wall thickness in the arcuate portion 58 coming from the capsule shell 52 from
  • Capsule bottom 50 is located.
  • the arcuate structure of the cup-shaped base body 42 with the increasing wall thickness to the capsule bottom 50 out has crucial
  • the cup-shaped base body 42 is claimed in the region of the capsule bottom 50 when piercing with the blades 30 primarily to bending.
  • the bending stresses resulting from the bending stress are on
  • Capsule bottom 50 where the blades attack 30, the largest and take off to the capsule shell 52 out.
  • the cup-shaped main body 42 gives way in the area of the capsule bottom 50 and breaks there.
  • Cup-shaped basic body conventional capsules as known for example from EP 2 287 090 B1, favor this breakdown in that the capsule bottom and the capsule shell are connected to each other via a tapered region, both on the capsule bottom and on the capsule shell on a
  • Capsule bottom 50 these kinkbehenstigenden edges are not only avoided, the increasing wall thickness 60, 62 causes the capsule bottom 52 that the cup-shaped base body 42 in the relevant area for the bending stress around the bending source - so the blades 30 - can accommodate greater bending stresses than in Area around the capsule shell 52.
  • Capsule jacket 52 from the capsule bottom 50 out between 10% and 30% is sufficient stability when piercing the blades 30 through the
  • the wall thickness 62 in the arcuate region 58 does not need to increase steadily from the capsule shell 52 to the capsule bottom 50. As will be shown later, it is particularly advantageous if the wall thickness 62 in the arcuate region 58 steadily increases up to a maximum wall thickness and then decreases again in a puncture region 64. On the exact configuration of this decrease in wall thickness in the puncture area 64 is later Spot detailed. However, at least the wall thickness 62 in the region of the arcuate region 58 should be free of edges in which the wall thickness 62 increases. That is, the surface of the cup-shaped main body 42 should be smooth both on the inside and on the outside of the capsule wall 44 in the area in which the wall thickness 62 increases.
  • the arcuate region 58 can basically be embodied as desired in section through the capsule shell 52 and the capsule bottom 50, as long as the stabilizing arc shape is maintained.
  • the arcuate shape is formed as a circular shape with a constant circular radius 66.
  • the cup-shaped base body 42 of the capsule 12 has an extension 68 between the capsule bottom 40 and the capsule opening 48.
  • a ratio between the circle radius 66 and the extension 68 is between 20% and 30% for sufficient stability of the capsule. Optimum stability results are achieved when the ratio between the circle radius 66 and the extension 68 is about 25%.
  • the extension 68 between the capsule bottom 40 and the capsule opening 48 is dimensioned at 29 mm.
  • the maximum wall thickness 62 in the arcuate region 58 of the cup-shaped base body 42 is dimensioned with 0.67 mm.
  • a ratio of the circular radius 66 to a mean cup radius 72 of the rotationally symmetrical cup-shaped base body 42 is between 15% and 35%.
  • the average bucket radius 72 is about 12.5 mm.
  • the cup-shaped base body 42 is designed as an injection molded part made of a plastic.
  • the preparation can be carried out by conventional injection molding.
  • the sprue point 74 of the cup-shaped main body 42 designed as an injection-molded part is on an outwardly directed Side of the capsule wall 44 in a directed into the capsule interior 46 in recess 76 disposed on the axis of rotation 70. In this way, the gate point 74 does not collide with the brew group 6 during operation.
  • Fig. 5 shows a sectional view of an alternative cup-shaped body 42 for the capsule 12 of Fig. 3.
  • reinforcing ribs 78 not all are provided with a reference numeral in FIG. 5 for the sake of clarity.
  • FIG. 6a shows an embodiment of the arcuate region 58 between a capsule bottom 50 and a capsule shell 52 of the cup-shaped base body 42 of FIGS. 4 and 5.
  • the puncture region 64 can be designed for Einicherburgtation the blades 30 as a thin film zone. That means that in the
  • cup-shaped main body 42 to Fig. 6a.
  • the wall thickness 62 takes in the arcuate portion 58 according to the
  • Stabilization area 62 initially closed.
  • Stabilization area 62 ' are deliberately chosen to the
  • Capsule wall 44 initially steadily from, until the wall thickness of the capsule wall 44 in a to the removal region 64 'subsequent increase region 64 "increases again.
  • Main body 42 is present.
  • cup-shaped main body 42 could also be executed without an increase region 64 ".

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kapsel (12) für eine Portionskaffeemaschine (2) mit einem becherförmigen Grundkörper (42), in dem ein von einer Kapselwand (44) umgebener Kapselinnenraum (46) mit einer Kapselöffnung (48) zur Aufnahme eines Aufgussmittels (13) in dem Kapselinnenraum (46) ausgebildet ist, wobei die Kapselwand (44) einen von Schneidelelementen (30) der Portionskaffeemaschine (2) zum Einlassen von Heißwasser aus der Portionskaffeemaschine (2) in den Kapselinnenraum (46) durchstechbaren Kapselboden (50) und einen Kapselmantel (52) umfasst, der sich zwischen dem Kapselboden (50) und der Kapselöffnung (48) erstreckt. Erfindungsgemäß sind in einer Schnittebene durch den Kapselboden (50) und des Kapselmantels (52) gesehen der Kapselboden (50) und der Kapselmantel (52) bogenförmig (58) miteinander verbunden, wobei die Kapselwand (44) in ihrer Wandstärke (62) im bogenförmigen Bereich (58) vom Kapselmantel (52) aus kommend zum Kapselboden (50) hin zumindest bereichsweise (62') zunehmend ausgebildet ist.

Description

Kapsel mit Bogenform zwischen Kapselwand und Kapselboden
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kapsel für eine Portionskaffeemaschine.
Die EP 2 287 090 B1 offenbart eine Kapsel für eine Portionskaffeemaschine mit einem becherförmigen Grundkörper, in dem ein von einer Kapselwand umgebener Kapselinnenraum mit einer Kapselöffnung zur Aufnahme eines Aufgussmittels in dem Kapselinnenraum ausgebildet ist, wobei die Kapselwand einen von
Schneidelelementen der Portionskaffeemaschine zum Einlassen von Heißwasser aus der Portionskaffeemaschine in den Kapselinnenraum durchstechbaren Kapselboden und einen Kapselmantel umfasst, der sich zwischen dem
Kapselboden und der Kapselöffnung erstreckt.
Aufgabe der Erfindung ist, die bekannte Kapsel zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, sind in der eingangs genannten Kapsel in einer Schnittebene durch den Kapselboden und des Kapselmantels gesehen der Kapselboden und der Kapselmantel bogenförmig miteinander verbunden sind, wobei die Kapselwand in ihrer Wandstärke im bogenförmigen Bereich vom
Kapselmantel aus kommend zum Kapselboden hin zumindest bereichsweise zunehmend ausgebildet ist. Der angegebenen Kapsel liegt die Überlegung zugrunde, dass beim Durchstechen des Kapselbodens mit den Schneidelementen der Portionskaffeemaschine nicht immer gewährleistet ist, dass der Kapselboden dem Druck der Scheidelemente standhält und sich durchstechen lässt. Stattdessen gibt die Kapsel nach und der Kapselboden wird eingedrückt, so dass kein Loch durch Kapselboden gestochen wird, durch die dann das Heißwasser in den Kapselinnenraum geleitet werden könnte. Hier greift die angegebene Erfindung mit dem Vorschlag an, die Verbindung zwischen dem Kapselmantel und dem Kapselboden in einer Schnittebene durch den Kapselboden und dem Kapselmantel gesehen bogenförmig auszubilden, weil auf diese Weise keine Kanten vorhanden sind, die beim Druck durch die
Schneidelemente als Sollbruchstelle nachgeben könnten. Um die Stabilität zu erhöhen wird weiter vorgeschlagen, die Wandstärke zum Kapselboden hin zumindest bereisweise zunehmend auszuführen. Diese Zunahme der Wandstärke sollte zweckmäßigerweise an einem Übergangsbereich zwischen Kapselmantel und Kapselboden beginnen uns sich in den Kapselboden hinein erstrecken. Besonders gute Stabilitätsergebnisse wurden erreicht, wenn die Zunahme der
Wandstärke im bogenförmigen Bereich zwischen 10% und 30%, vorzugsweise 25% beträgt. Das heißt, die Wandstärke sollte im bogenförmigen Bereich auf maximal 10% bis 30%, vorzugsweise 25% der Wandstärke im Bereich des Kapselmantels zunehmen. Die Zunahme der Wandstärke sollte dabei möglichst Kantenfrei sein, was heißt, dass die Oberfläche im bogenförmigen Bereich aufgrund der
Wandstärkenzunahme keine Kanten aufweisen und damit glatt sein sollte.
Die Stabilität ist optimal, wenn die Bogenform der Verbindung zwischen dem
Bechermantel und dem Becherboden die Form eines Kreises aufweist.
Der Kreis kann einen Kreisradius aufweisen, der zwischen 20% und 30% einer Ausdehnung des becherförmigen Grundkörpers zwischen dem Becherboden und der Becheröffnung beträgt. Dabei kann der Kreisradius 5 bis 15 mal so groß sein, wie die Wandstärke, während alternativ oder zusätzlich der becherförmige
Grundkörper rotationssymmetrisch im eine Achse senkrecht zum Becherboden ausgebildet sein und der Kreisradius zwischen 15% und 35% eines Becherradius des rotationssymmetrischen becherförmigen Grundkörpers betragen kann.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung der angegebenen Kapsel kann der becherförmige Grundkörper ein Urformteil, insbesondere ein Spritzgussteil sein. Hierbei kann das Urformteil aus einem Kunststoff gefertigt sein. In einer bevorzugten Ausführung der angegebenen Kapsel beträgt die Wandstärke vor der Zunahme im bogenförmigen Bereich zwischen 5 mm und 7 mm. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Portionskaffemaschine, und
Fig. 2a eine schematische Darstellung einer Brühgruppe für die
Portionskaffeemaschine der Fig. 1 in einem ersten Betriebszustand, Fig. 2b eine schematische Darstellung der Brühgruppe der Fig. 2a in einem zweiten Betriebszustand,
Fig. 3 eine Darstellung einer Kapsel für die Portionskaffeemaschine der Fig. 1 von einer Seite,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines becherförmigen Körpers für die Kapsel der Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines alternativen becherförmigen Körpers für die Kapsel der Fig. 3,
Fig. 6a eine Ausführung einer Verbindung eines Kapselbodens und eines
Kapselmantels für die becherförmigen Grundkörper der Fig. 4 und 5, und Fig. 6b eine alternative Ausführung der Verbindung des Kapselbodens und des Kapselmantels für die becherförmigen Grundkörper der Fig. 4 und 5.
In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder. Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die perspektivische Darstellung einer
Portionskaffemaschine 2 zum Aufbrühen eines Aufgussgetränkes zeigt.
Die Portionskaffeemaschine 2 umfasst ein Gehäuse 4 in dessen in Fig. 1 nicht sichtbaren Innenraum eine in Fig. 2a und 2b skizzierte Brühgruppe 6 aufgenommen ist. In der Brühgruppe 6 wird das Aufgussgetränk aufgebrüht. Hierzu zieht die Portionskaffemaschine 2 aus einem Wassertank 8 Wasser. Das zum
Aufgussgetränk aufgebrühte Wasser wird dann über einen Auslass 10 nach außen abgegeben.
Zum Aufbrühen des Wassers zum Aufgussgetränk wird eine Kapsel 12 über eine Zuführöffnung 14 im Gehäuse 4 in die Brühgruppe 6 eingelegt. In dieser Kapsel 12 befindet sich ein in Fig. 2a und 2b zu sehendes Aufgussmittel 13 oder
Zubereitungspulver wie Kaffeemehl, Milchpulver, Tee, Kakao oder dergleichen. Danach wird die Brühgruppe 6 über einen Hebel 16 in einer noch zu
beschreibenden Weise verschlossen. Auf Betätigen einer Auslösetaste 18 hin wird dann in einer noch näher zu beschreibenden Weise das Wasser aus dem
Wassertank erhitzt und das erhitzte Wasser durch das Zubereitungspulver in der Kapsel 12 gedrückt. Das so aufgebrühte Aufgussgetränk wird dann über den Auslass 10 ausgegeben.
Der Aufbrühvorgang soll nachstehend anhand der Figs. 2a und 2b, die eine schematische Darstellung der Brühgruppe 6 für die Portionskaffeemaschine 2 der Fig. 1 in zwei verschiedenen Betriebszuständen zeigen, näher erläutert werden.
Die Brühgruppe 6 umfasst einen Kapselkäfig 20 und eine Kapselklemme 22, zwischen denen die Kapsel 12 während des Brühvorgangs aufgenommen wird. Um die Kapsel 12 zwischen dem Kapselkäfig 20 und der Kapselklemme 22 definiert einzuklemmen, besitzt diese einen Sicherungsring 23.
Der Kapselkäfig 20 umfasst einen einseitig geöffneten Kapselaufnahmeraum 24, der von einer Kapselraumwand 26 umgeben ist. Durch den Kapselkäfig 20 führt auf einer der Öffnung des Kapselaufnahmeraumes 24 gegenüberliegenden Seite eine Wasserleitung 28, durch die Wasser aus dem Wassertank 8 in den
Kapselaufnahmeraum 24 geleitet werden kann. Um die Wasserleitung 28 herum sind in den Kapselaufnahmeraum 24 hinein gerichtet Schneidelemente in Form von Klingen 30 angeordnet.
Die Kapselklemme 22 umfasst eine Pyramidenplatte 32, auf der eine Vielzahl kleiner und nicht referenzierter Pyramiden sowie eine Vielzahl nicht referenzierter Durchgangsöffnungen zwischen den Pyramiden ausgebildet sind. Die
Pyramidenplatte 32 ist auf einem Tricher 34 getragen, der wiederrum in den Aufnahmeraum 36 eines Trägers 38 hinein gerichtet ist. Der Aufnahmeraum 36 des Trägers 38 ist auf der dem Trichter 34 gegenüberliegenden Seite über eine
Auslassöffnung 40 zum Auslass 10 hin geöffnet.
Bevor auf den Betrieb der Portionskaffeemaschine 2 mit der zuvor erläuterten Brühgruppe 6 näher eingegangen werden soll, wird zunächst anhand Fig. 3 der Aufbau der Kapsel 12 näher erläutert.
Die Kapsel 12 besitzt einen becherförmigen Grundkörper 42, in dem ein von einer Kapselwand 44 umgebener und in Fig. 4 zu sehender Kapselinnenraum 46 mit einer ebenfalls in Fig. 4 zu sehenden Kapselöffnung 48 zur Aufnahme des
Aufgussmittels13 ausgebildet ist. Die Kapselwand 44 umfasst einen von den Klingen 30 der Brühgruppe 6 zum Einlassen des Wassers aus dem Wassertank 8 in den Kapselinnenraum 46 durchstechbaren Kapselboden 50 und einen
Kapselmantel 52, der sich zwischen dem Kapselboden 50 und der
Kapselöffnung 48 erstreckt. Die Kapsel 12 umfasst an der Kapselöffnung 48 ferner einen vom Kapselmantel 52 abkragenden Kapselflansch 54, auf dem eine Membran 56 befestigt ist. An diesem Kapselflansch befindet sich auch der Sicherungsring 23, der in der vorliegenden Ausführung einstückig mit diesem ausgebildet ist. Die Membran 56 ist auf dem Kapselflansch 54 derart befestigt, dass der Kapselinnenraum 46 wasserdicht verschlossen ist.
Bevor der Aufbau der Kapsel 12 weiter erläutert wird, soll zuvor der Betrieb der Brühgruppe 6 und damit der Portionskaffeemaschine 2 näher erläutert werden. Zum Betrieb der Portionskaffeemaschine 2 wird die Kapsel 12 zunächst, wie in Fig. 2a gezeigt, über die Zuführöffnung 14 in der Portionskaffeemaschine 2 an die Pyramidenplatte 32 angelegt. Danach wird der Kapselkäfig 20 mittels des
Hebels 16 gegen den Flansch 54 der Kapsel 12 und die Pyramidenplatte 32 gedrückt. Auf diese Weise wird der Kapselaufnahmeraumes 24 derart wasserdicht verschlossen, dass über die Wasserleitung 28 zugeführtes Wasser den
Kapselaufnahmeraum 24 nur über die Durchgangsöffnungen durch die
Pyramidenplatte verlassen kann. Gleichzeitig wird mit dem Drücken des
Kapselkäfigs 20 gegen Flansch 54 und Pyramidenplatte 32 der Kapselboden 50 von den Klingen 30 durchstochen, wodurch der Kapselinnenraum 46 zur
Wasserleitung 28 hin geöffnet wird. Dieser Zustand ist in Fig. 2b gezeigt.
Im in Fig. 2b gezeigten Zustand wird nun über die Wasserleitung 28 aus dem Wassertank 8 aufgeheiztes Wasser in den Kapselinnenraum 46 gedrückt. Das aufgeheizte Wasser wird dort mit dem Aufgussmittel 13 aufgebrüht und über die Durchgangsöffnungen durch die Pyramidenplatte 32 in den Trichter 34 gedrückt. Das aufgebrühte Wasser und somit schlussendlich das aufgebrühte Heißgetränk verlässt die Portionskaffeemaschine 2 schließlich über die Auslassöffnung 40 und damit den Auslass 10.
Die in Fig. 3 zu sehende Kapsel 12 ist in besonderer Weise ausgebildet. Das soll zusätzlich zur Fig 3 auch anhand der Fig. 4 erläutert werden, die den
becherförmigen Gründkörper der Kapsel 12 in einer Schnittdarstellung zeigt.
In einer Schnittebene durch den Kapselboden 50 und den Kapselmantel 52 gesehen sind der Kapselboden 50 und der Kapselmantel 52 bogenförmig miteinander verbunden. Dabei ist die Kapselwand 44 in ihrer Wandstärke im bogenförmigen Bereich 58 vom Kapselmantel 52 aus kommend zum
Kapselboden 50 hin zumindest bereichsweise zunehmend ausgebildet. Das heißt, dass zumindest in einem Teil des bogenförmigen Bereiches 58 eine Wandstärke 60 der Kapselwand 44 kleiner ist, als eine Wandstärke 62, die näher am
Kapselboden 50 liegt.
Der bogenförmige Aufbau des becherförmigen Grundkörpers 42 mit der sich erhöhenden Wandstärke zum Kapselboden 50 hin hat entscheidende
Stabilitätsvorteile. Der becherförmige Grundkörper 42 wird im Bereich des Kapselbodens 50 beim Durchstechen mit den Klingen 30 in erster Linie auf Biegung beansprucht. Die aus der Biegebeanspruchung resultierenden Biegespannungen sind am
Kapselboden 50, dort wo die Klingen 30 angreifen, am größten und nehmen zum Kapselmantel 52 hin ab. Im Ernstfall gibt der becherförmige Grundkörper 42 im Bereich des Kapselbodens 50 nach und bricht dort ein. Becherförmige Grundkörper herkömmlicher Kapseln, wie sie beispielsweise aus der EP 2 287 090 B1 bekannt sind, begünstigen diesen Zusammenbruch dadurch, dass der Kapselboden und der Kapselmantel über einen abgeschrägten Bereich miteinander verbunden sind, der sowohl am Kapselboden als auch am Kapselmantel über eine um den
becherförmigen Grundkörper umlaufende Kante führt. Diese Kante wirkt
knickbegünstigend.
Durch die Bogenform 58 der Verbindung zwischen Kapselmantel 52 und
Kapselboden 50 werden diese knickbegünstigenden Kanten nicht nur vermieden, die sich vergrößernde Wandstärke 60, 62 zum Kapselboden 52 hin bewirkt, dass der becherförmige Grundkörper 42 im für die Biegebeanspruchung relevanten Bereich um die Biegequelle - also die Klingen 30 - größere Biegespannungen aufnehmen kann, als im Bereich um den Kapselmantel 52.
Liegt die Zunahme der Wandstärke 62 im bogenförmigen Bereich 58 vom
Kapselmantel 52 aus zum Kapselboden 50 hin zwischen 10% und 30% ist eine ausreichende Stabilität beim Durchstechen der Klingen 30 durch den
Kapselboden 50 gegeben. Optimale Stabilitätsergebnisse werden mit einer
Zunahme der Wandstärke 62 im bogenförmigen Bereich 58 vom Kapselmantel 42 aus zum Kapselboden 50 hin mit mit ungefähr 25% erreicht. Konkret lässt sich das anhand eines becherförmigen Grundkörpers 42 zeigen, dessen Wandstärke 60 im Bereich des Kapselmantels 52 0,5 mm und dessen maximale Wandstärke 62 im bogenförmigen Bereich 58 0,67 mm beträgt.
Die Wandstärke 62 im bogenförmigen Bereich 58 braucht hierbei ausgehend vom Kapselmantel 52 zum Kapselboden 50 hin nicht stetig zuzunehmen. Wie an späterer Stelle gezeigt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Wandstärke 62 im bogenförmigen Bereich 58 bis zu einer maximalen Wandstärke hin stetig zunimmt und dann in einem Einstichbereich 64 wieder abnimmt. Auf die genaue Ausgestaltung dieser Wandstärkenabnahme im Einstichbereich 64 wird an späterer Stelle näher eingegangen. Jedoch sollte zumindest die Wandstärke 62 in dem Bereich des bogenförmigen Bereichs 58 frei von Kanten, in dem die Wandstärke 62 zunimmt. Das heißt, die Oberfläche des becherförmigen Grundkörpers 42 sollte sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite der Kapselwand 44 in dem Bereich glatt sein, in dem die Wandstärke 62 zunimmt.
Der bogenförmige Bereich 58 kann im Schnitt durch den Kapselmantel 52 und den Kapselboden 50 gesehen grundsätzlich beliebig ausgeführt sein, solange die stabilisierende Bogenform gewahrt bleibt. In einer besonders stabilen Ausführung der Kapsel 12 ist die Bogenform als Kreisform mit einem konstanten Kreisradius 66 ausgebildet.
Ferner weist der becherförmige Grundkörper 42 der Kapsel 12 zwischen dem Kapselboden 40 und der Kapselöffnung 48 eine Ausdehnung 68 auf. Ein Verhältnis zwischen Kreisradius 66 und der Ausdehnung 68 liegt für eine ausreichende Stabilität der Kapsel zwischen 20% und 30%. Optimale Stabilitätsergebnisse werden erreicht, wenn das Verhältnis zwischen dem Kreisradius 66 und der Ausdehnung 68 ungefähr 25% beträgt. Dies lässt sich ganz konkret mit einem becherförmigen Grundkörper 42 zeigen, der als Wandstärke 62 einen maximalen Kreisradius 66 von 6,7 mm im bogenförmigen Bereich 58 mit der zunehmenden Wandstärke aufweist. Die Ausdehnung 68 zwischen dem Kapselboden 40 und der Kapselöffnung 48 ist mit 29 mm dimensioniert. Zur Erinnerung, die maximale Wandstärke 62 im bogenförmigen Bereich 58 des becherförmigen Grundkörpers 42 ist mit 0,67 mm dimensioniert.
In der vorliegenden Ausführung ist der becherförmige Grundkörper 42
rotationssymmetrisch im eine Achse 70 senkrecht zum Kapselboden 50
ausgebildet. Dabei liegt für eine hohe Stabilität der Kapsel 12 ein Verhältnis des Kreisradius 66 zu einem mittleren Becherradius 72 des rotationssymmetrischen becherförmigen Grundkörpers 42 zwischen 15% und 35%. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der mittlere Becherradius 72 ungefähr 12,5 mm.
Der becherförmige Grundkörper 42 gemäß der vorliegenden Ausführung ist als Spritzgussteil aus einem Kunststoff ausgeführt. Die Herstellung kann nach gängigen Spritzgussverfahren erfolgen. Der Angusspunkt 74 des als Spritzgussteils ausgeführten becherförmigen Grundkörpers 42 ist an einer nach außen gerichteten Seite der Kapselwand 44 in einer in den Kapselinnenraum 46 hinein gerichteten Einbuchtung 76 auf der Rotationsachse 70 angeordnet. Auf diese Weise kollidiert der Angusspunkt 74 nicht mit der Brühgruppe 6 während des Betriebes. Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen, die eine Schnittdarstellung eines alternativen becherförmigen Körpers 42 für die Kapsel 12 der Fig. 3 zeigt.
In diesem becherförmigen Grundkörper 42 sind zusätzlich an der in den
Kapselinnenraum 46 gerichteten Seite der Kapselwand 44 Verstärkungsrippen 78 ausgebildet, die die Stabilität des becherförmigen Grundkörpers 42 weiter erhöhen. Von diesen Verstärkungsrippen 78 sind in Fig. 5 der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen.
Es wird auf Fig. 6a Bezug genommen, die eine Ausführung des bogenförmigen Bereichs 58 zwischen einem Kapselboden 50 und einem Kapselmantel 52 des becherförmigen Grundkörpers 42 der Fig. 4 und 5 zeigt.
In Fig. 6a ist zu sehen, dass der Einstichbereich 64 zur Einsticherleichterung der Klingen 30 als Dünnschichtzone ausgeführt sein kann. Das heißt, dass im
Einstichbereich 64 die Wandstärke der Kapselwand 44 schlagartig eine deutlich geringere und im Wesentlichen konstante Ausdehnung annimmt, als im restlichen Bereich der Kapselwand 44.
In Fig. 6b ist demgegenüber eine alternative Ausführung des bogenförmigen Bereichs 58 zwischen eines Kapselboden 50 und Kapselmantel 52 des
becherförmigen Grundkörpers 42 zu Fig. 6a gezeigt.
Hier nimmt die Wandstärke 62 im bogenförmigen Bereich 58 gemäß dem
grundlegenden Gedanken der vorliegenden Ausführung in einem
Stabilisierungsbereich 62' zunächst zu. Die Bezugszeichen 62 und 62'
entsprechend für die zunehmende Wandstärke 62 und den
Stabilisierungsbereich 62' sind hierbei bewusst gewählt, um die
Stabilisierungswirkung der zunehmenden Wandstärke 62 und damit des Bereiches mit dem Bezugszeichen 62' hervorzuheben. An diesen Stabilisierungsbereich 62' schließt sich der Einstichbereich 64 an.
Anders als in Fig. 6a ist dieser jedoch nicht als Dünnschichtzone ausgeführt.
Vielmehr nimmt über einen Abnahmebereich 64' die Wandstärke der
Kapselwand 44 zunächst stetig ab, bis die Wandstärke der Kapselwand 44 in einem sich an den Abnahmebereich 64' anschließenden Zunahmebereich 64" wieder zunimmt.
Damit ist die Kapselwand 44 sowohl in Fig. 6a als auch in Fig. 6b im Bereich um den Angusspunkt 74 stärker ausgeführt als im Einstichbereich 64. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass ausreichend Platz für eine Materialverteilung im Bereich des Angusspunktes 74 bei der Spritzgussherstellung des becherförmigen
Grundkörpers 42 vorhanden ist.
Ohne den Angusspunkt 74 an der Rotationsachse 70 könnte der becherförmige Grundkörper 42 auch ohne Zunahmebereich 64" ausgeführt werden.
In Fig. 6b wurde auf eine Referenzierung der Wandstärke 62 im
Stabilisierungsbereich 62' aus Übersichtsgründen verzichtet.

Claims

Patentansprüche
1. Kapsel (12) für eine Portionskaffeemaschine (2) mit einem becherförmigen Grundkörper (42), in dem ein von einer Kapselwand (44) umgebener
Kapselinnenraum (46) mit einer Kapselöffnung (48) zur Aufnahme eines
Aufgussmittels (13) in dem Kapselinnenraum (46) ausgebildet ist, wobei die Kapselwand (44) einen von Schneidelelementen (30) der
Portionskaffeemaschine (2) zum Einlassen von Heißwasser aus der
Portionskaffeemaschine (2) in den Kapselinnenraum (46) durchstechbaren Kapselboden (50) und einen Kapselmantel (52) umfasst, der sich zwischen dem Kapselboden (50) und der Kapselöffnung (48) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Schnittebene durch den Kapselboden (50) und des
Kapselmantels (52) gesehen der Kapselboden (50) und der Kapselmantel (52) bogenförmig (58) miteinander verbunden sind, wobei die Kapselwand (44) in ihrer Wandstärke (62) im bogenförmigen Bereich (58) vom Kapselmantel (52) aus kommend zum Kapselboden (50) hin zumindest bereichsweise (62') zunehmend ausgebildet ist.
2. Kapsel (12) nach Anspruch 1 , wobei die Zunahme der Wandstärke (62) im bogenförmigen Bereich (58) maximal 10% bis 30%, vorzugsweise 25% gegenüber der Wandstärke (60) im Bereich des Kapselmantels (52) beträgt.
3. Kapsel (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zunahme der Wandstärke (62) im bogenförmigen Bereich (58) kantenfrei ist.
4. Kapsel (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bogenform der Verbindung (58) zwischen dem Kapselmantel (52) und dem Kapselboden (50) die Form eines eines Kreises aufweist.
5. Kapsel (12) nach Anspruch 4, wobei der Kreis einen Kreisradius (66) aufweist, der zwischen 20% und 30% einer Ausdehnung (68) des becherförmigen
Grundkörpers (42) zwischen dem Kapselboden (50) und der Kapselöffnung (48) beträgt.
6. Kapsel (12) nach Anspruch 5, wobei der Kreisradius (66) 5 bis 15 mal so groß ist, wie die Wandstärke (60) im Bereich der Kapselwand (52).
7. Kapsel (12) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der becherförmige Grundkörper (42) rotationssymmetrisch im eine Achse (70) senkrecht zum Kapselboden (50) ausgebildet ist, und der Kreisradius (66) zwischen 15% und 35% eines
Becherradius (72) des rotationssymmetrischen becherförmigen Grundkörpers (42) beträgt.
8. Kapsel (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der becherförmige Grundkörper (42) ein Urformteil, insbesondere ein Spritzgussteil ist.
9. Kapsel (12) nach Anspruch 8, wobei das Urformteil aus einem Kunststoff gefertigt ist.
10. Kapsel (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Wandstärke (60) im Bereich der Kapselwand (52) zwischen 5 mm und 8 mm beträgt.
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