DE102016006030A1

DE102016006030A1 - Eine Kapsel, ein System zur Zubereitung eines trinkbaren Getränks aus einer solchen Kapsel und Verwendung einer solchen Kapsel in einer Getränkezubereitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016006030A1
Application number: DE102016006030.1A
Authority: DE
Inventors: Hielke Dijkstra; Arend Hendrik Groothornte; Erik Pieter Van Gaasbeek; Marc Henrikus Joseph Ottenschot; Ralf Kamerbeek; Armin Sjoerd Eijsackers; John Henri Flamand
Original assignee: Koninklijke Douwe Egberts BV
Current assignee: Koninklijke Douwe Egberts BV
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-12-15
Also published as: CA2985973A1; CA2985973C; GB2538399A; AU2016101988A4; AU2016264683A1; US20230391541A1; US11760561B2; CH711080A2; PL3134329T3; BE1023445B1; FR3036106B3; RU2017143834A; GB2538399A8; ES2743219T3; NL2016777B1; AU2021257958B2; CH711080B1; RU2710768C2; NL2016777A; DK201600297A1

Abstract

Eine Kapsel, die eine Substanz zur Zubereitung eines Getränks enthält, hat einen Aluminiumkapselkörper und eine Deckelfolie, die die Kapsel hermetisch verschließt. Der Kapselkörper hat einen Flansch mit einem verformbaren Dichtungsringteil, wobei sich ein innerer Wandungsteil von einem inneren Basisteil des Flanschs aus erstreckt und mit diesem durchgängig ist, ein äußerer Wandungsteil sich von einem äußeren Basisteil des Flanschs aus erstreckt und mit diesem durchgängig ist, und ein Brückenteil, der den inneren Wandungsteil und den äußeren Wandungsteil miteinander verbindet. Der Brückenteil ist von den Basisteilen des Flanschs axial beanstandet angeordnet. In einem radialen Querschnitt ist ein oberer Teil des Brückenteils, der von den Basisteilen des Flanschs axial am weitesten entfernt ist, flach oder hat eine Mittelebene, die gekrümmt ist, mit einem Krümmungsradius, der größer als zweimal eine Wandungsdicke des oberen Teils des Brückenteils ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kapsel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein System zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks nach dem Oberbegriff von Anspruch 37 und auf eine Verwendung einer solchen Kapsel.
Eine solche Kapsel, ein solches System und eine solche Verwendung sind aus der EP-B-1 700 548 bekannt. In dem bekannten System ist die Kapsel mit einer Dichtungsstruktur ausgestattet, das die Form einer Stufe hat, d. h. eine plötzliche Zunahme des Durchmessers der Seitenwand der Kapsel aufweist, und das einschließende Element dieses bekannten Systems hat eine Dichtungsoberfläche auf der Dichtungsstruktur, die auf dem dichtenden Element wirksam wird, um eine Auslenkung der Dichtungsstruktur vorzusehen, wobei die Dichtungsoberfläche geneigt ist, sodass die Auslenkung des dichtenden Elements eine Verformung der Stufe nach innen und nach unten ist. Ferner umfasst bei dem bekannten System das einschließende Element einen Kapselhalter und einen manuell betätigten oder einen automatischen Mechanismus zur relativen Verschiebung des einschließenden Elements und des Kapselhalters. Der manuell betätigte oder automatische Mechanismus legt an die Dichtungsstruktur der Kapsel eine Kraft an, wenn das einschließende Element den Kapselhalter schließt. Diese Kraft soll eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem einschließenden Element und der Kapsel sicherstellen. Weil der manuell betätigte oder automatische Mechanismus so angeordnet ist, dass er relativ zur Basis beweglich ist, können die Dichtungseigenschaften des Systems von dem Druck des Fluids abhängen, das durch den Fluideinspritzmechanismus eingespritzt wird. Wenn der Druck des Fluids größer wird, nimmt auch die Kraft zwischen der Dichtungsstruktur der Kapsel und dem freien Ende des einschließenden Elements zu und wird daher auch die Kraft zwischen der Dichtungsstruktur der Kapsel und dem freien Ende des einschließenden Elements größer. Ein solches System wird auch weiter unten beschrieben.
Die Dichtungsstruktur der Kapsel muss so angeordnet sein, dass bei Erreichen des maximalen Fluiddrucks im einschließenden Element die Dichtungsstruktur immer noch ein fluiddichter Kontakt zwischen dem einschließenden Element und der Kapsel bereitgestellt wird. Die Dichtungsstruktur muss jedoch auch so angeordnet sein, dass vor oder bei Beginn des Aufbrühens, wenn der Druck des Fluids in dem einschließenden Element außerhalb der Kapsel relativ niedrig ist, die Dichtungsstruktur auch einen fluiddichten Kontakt zwischen dem einschließenden Element und der Kapsel bereitstellt. Wenn am Anfang des Aufbrühens kein fluiddichter Kontakt zwischen der Kapsel und dem einschließenden Element vorliegen sollte, tritt eine Leckage auf. Wenn jedoch eine Leckage auftritt, dann besteht eine reale Möglichkeit, dass der Druck im einschließenden Element und außerhalb der Kapsel zum Erhöhen der Kraft auf die Dichtungsstruktur mittels des freien Enden des einschließenden Elements nicht ausreichend erhöht wird, wenn der manuell betätigte oder automatische Mechanismus das einschließende Element zum Kapselhalter hin bewegt. Nur wenn eine ausreichende anfängliche Abdichtung vorliegt, erhöht sich auch der Druck im einschließenden Element, wodurch die Kraft des freien Endes des einschließenden Elements, das auf das Dichtungsstruktur der Kapsel wirkt, auch ansteigt, um einen ausreichenden fluiddichten Kontakt auch beim erhöhten Fluiddruck vorzusehen. Darüber hinaus sieht auch dieser erhöhte Fluiddruck außerhalb der Kapsel einen erhöhten Fluiddruck innerhalb der Kapsel vor, was essenziell ist, wenn die Kapsel mit einem Deckel ausgestattet ist, der dazu angeordnet ist, an vorstehenden Elementen des Kapselhalters (der auch als eine Extraktionsplatte bezeichnet wird) der Getränkezubereitungsvorrichtung unter dem Einfluss des Fluiddrucks in der Kapsel aufzureißen.
Aus dem Obigen folgt, dass die Dichtungsstruktur ein Element ist, dessen Konstruktion sehr kritisch ist. Es sollte dazu fähig sein, einen fluiddichten Kontakt zwischen dem einschließenden Element und der Kapsel bei einem relativ niedrigen Fluiddruck bereitzustellen, während mittels des freien Endes des einschließenden Elements nur eine relativ kleine Kraft auf die Dichtungsstruktur wirkt, sollte jedoch auch einen fluiddichten Kontakt bei einem viel höheren Fluiddruck in dem einschließenden Element außerhalb der Kapsel vorsehen, wenn mittels des freien Endes des einschließenden Elements eine höhere Kraft auf die Dichtungsstruktur der Kapsel wirkt. Insbesondere wenn die ringförmige Endoberfläche des einschließenden Elements mit sich radial erstreckenden offenen Nuten ausgestattet ist, die als Lufteinlassdurchgang agieren, nachdem die Kraft zwischen dem einschließenden Element und dem Kapselhalter gelöst wird, sodass es für einen Benutzer leichter ist, die Kapsel herauszunehmen, muss das Dichtungsstruktur auch dazu fähig sein, die sich radial erstreckenden offenen Nuten zu „schließen”, um eine wirksame Dichtung vorzusehen.
Aus der WO2012/120459 ist eine Kapsel bekannt, bei der die Dichtungsstruktur einen verformbaren Teil des sich nach außen erstreckenden Flanschs des Kapselkörpers aufweist. Um jedoch sicherzustellen, dass der Dichtungsringteil einen dichtenden Kontakt gegen die ringförmige Endfläche des einschließenden Elements vorsieht, während es zwischen dieser ringförmigen Oberfläche und dem einschließenden Element verformt wird, hat die ringförmige Endoberfläche des einschließenden Elements ein Verformungsmittel in der Form einer seichten, gerundeten Nut, die sich im umlaufenden Sinn der ringförmigen Oberfläche erstreckt. Im Betrieb stellt die seichte, gerundete Nut sicher, dass eine nach oben stehende Rippe des verformbaren Teils sich nach innen umfaltet. Demgemäß wird eine zuverlässige Funktionsweise einer solchen Kapsel zur Verwendung nur in bestimmten Getränkezubereitungsvorrichtungen sichergestellt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kapsel bereitzustellen, die zuverlässig gegen die ringförmige Endoberfläche eines einschließenden Elements einer Getränkezubereitungsvorrichtung abdichtet, wenn die Kapsel in dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung angeordnet ist und das einschließende Element mittels eines Verschlusselements der Getränkezubereitungsvorrichtung wie zum Beispiel einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung, verschlossen wird, wobei ein Teil des sich nach außen erstreckenden Flanschs und der Dichtungsstruktur zwischen der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements und dem Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung eingeklemmt wird, selbst in einem Fall, in dem ein einschließendes Element, deren ringförmige Endoberfläche mit sich radial erstreckenden offenen Nuten ausgestattet ist und die immer noch mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann und umweltfreundlich ist und leicht recycelbar ist, nachdem die Kapsel nach der Verwendung weggeworfen wurde. Bei vielen der bekannten Kapseln ist das Dichtungselement aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel einem gummielastischen Material, hergestellt, spezifischer wie zum Beispiel einem Silikonmaterial, das nach der Verwendung von der Aluminiumbasis und dem Deckel für Recycling-Zwecke getrennt werden sollte.
Diese Aufgabe wird erfüllt durch das Bereitstellen einer Kapsel gemäß Anspruch 1.
Weil die Dichtungsstruktur einen verformbaren Dichtungsringteil des Flanschs hat, wobei sich der Dichtungsringteil axial von Basisteilen des Flanschs auf einer Seite der Basisteile gegenüber dem Deckel erstreckt, ist die Dichtungsstruktur in den Flansch der Kapsel integriert, sodass die Kapsel schnell mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann und der Aluminiumkapselkörper leicht recycelt werden kann. Im vorliegenden Zusammenhang wird die Bedeutung von „Aluminium” so verstanden, dass damit auch eine Aluminiumlegierung gemeint ist.
Weil ein oberer Teil des Brückenteils, der axial von den Basisteilen des Flanschs am weitesten entfernt ist, flach ist oder eine Mittelebene hat, die gekrümmt ist, mit einem Krümmungsradius, der größer als zwei Mal eine Wandungsdicke des oberen Endes des Brückenteils ist, ist der Brückenteil lokal mit einem niedrigen Klemmdruck leicht verformbar, um sich der Form der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements anzupassen, wenn er zwischen der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements und dem Verschlusselement eingeklemmt wird. Selbst in einem Fall eines einschließenden Elements, dessen ringförmige Endoberfläche mit sich radial erstreckenden offenen Nuten ausgestattet ist, kann die Dichtungsstruktur sich an die Abfolge von Fortsätzen und Vertiefungen im umlaufenden Sinn anpassen, die durch die ringförmige Endoberfläche des einschließenden Elements gebildet wird, und eine wirksame Abdichtung auch gegen die vertieften Oberflächenteile der ringförmigen Endoberfläche schaffen, und zwar schon während eines frühen Stadiums des Verschließens des einschließenden Elements, wenn der Klemmdruck, mit dem das einschließende Element und das Verschlusselement gegeneinander gedrückt werden, relativ gering ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass, damit die Abdichtung zwischen der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements und dem Dichtungsringteil des Flanschs wirksam ist, um sicherzustellen, dass der Druckabfall über die Substanz in der Kapsel für den gewünschten Getränkebereitungsprozess ausreichend ist, diese nicht unter allen Umständen hermetisch fluiddicht sein muss. Bei einer Flüssigkeitsleckage von bis zu 4% und vorzugsweise nicht über 2,5% des Flüssigkeitsvolumens, das durch die Kapsel gepumpt wird, ist die Abdichtung immer noch wirksam, um es der Getränkezubereitungsvorrichtung zu erlauben, den gewünschten Druckabfall über die Substanz zu erzeugen. Demgemäß stellt eine Abdichtung, die eine derartige Leckage erlaubt, eine wirksame Abdichtung dar.
Die Erfindung kann auch in einem System gemäß Anspruch 37 und in einer Verwendung gemäß Anspruch 47 umgesetzt werden. Im Betrieb eines solchen Systems und in einer solchen Verwendung ist der Brückenteil lokal leicht verformbar, wodurch er sich an die Form der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements anpasst, wenn er zwischen der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements und dem Verschlusselement eingeklemmt wird. Insbesondere passt sich die Dichtungsstruktur an die Abfolge von Fortsätzen und Vertiefungen im umlaufenden Sinn an, die durch die ringförmige Endoberfläche des einschließenden Elements ausgebildet wird, und schafft eine wirkungsvolle Abdichtung auch gegen die vertieften Oberflächenteile der ringförmigen Endoberfläche, schon während eines frühen Stadiums des Verschließens des einschließenden Elements, wenn der Klemmdruck, mit dem das einschließende Element und das Verschlusselement gegeneinander gedrückt werden, relativ gering ist.
Eine gute Anpassbarkeit an die Form der ringförmigen Endoberfläche und demgemäß eine besonders wirksame und zuverlässige Abdichtung schon bei einem geringen Dichtungsdruck kann erzielt werden, wenn mindestens ein Teil des oberen Endes des Brückenteils eine verringerte Wandungsdicke hat, die kleiner als eine Wandungsdicke des inneren und des äußeren Wandungsteils ist.
Wenn der Kapselkörper eine Beschichtung auf mindestens einer Seite hat, wobei die Beschichtung in mindestens dem Teil des oberen Teils des Brückenteils, der eine verringerte Wandungsdicke hat, weggelassen wird, wird die Gefahr verringert, dass die Beschichtung während relativ großer Verformungen, die auftreten, wenn die Wandungsdicke während der Herstellung verringert wird, beschädigt wird oder sich ablöst. Die Beschichtung kann auch entfernt werden, während die Wandungsdicke während der Herstellung verringert wird, zum Beispiel wenn ein Verringern der Wandungsdicke bedeutet, dass Wandungsmaterial entfernt wird.
Ein weiter verbesserter Dichtungseffekt kann erzielt werden, wenn der unbeschichtete Teil des Brückenteils auf einer Seite des Flanschs gegenüber dem Deckel ist und eine texturierte Oberfläche hat. Eine Textur in der Oberfläche kann die Anpassbarkeit während früher Stadien des Klemmens weiter verbessern, wenn der Dichtungsdruck immer noch gering ist, weil eine Klemmkraft nur über erhabene Teile der Textur übertragen wird, sodass an den erhabenen Teilen ein höherer Kontaktdruck ausgeübt wird, als er über eine vollständig glatte Kontaktoberfläche ausgeübt würde.
Ein besonders verbesserter Dichtungseffekt kann erzielt werden, wenn die texturierte Oberfläche Grate und Täler aufweist, die sich im umlaufenden Sinn des Flanschs erstrecken, weil eine frühe Anpassung an die Form der ringförmigen Endoberfläche dann in allgemein ringförmigen Bereichen oder Ringsektoren erzielt wird, die sich hauptsächlich im umlaufenden Sinn erstrecken.
Die Erfindung kann auch in einem Verfahren gemäß Anspruch 52 zum Herstellen einer solchen Kapsel umgesetzt werden. Die Beschichtung wird von dem Teil des Flanschs, von dem die Wandungsdicke zu verringern ist, vor oder während der Verringerung der Wandungsdicke wirksam entfernt.
Eine besonders effiziente Herstellung der verringerten Wandungsdicke kann erzielt werden, wenn die Beschichtung während eines Materialentfernungsschritts zum Entfernen von Wandungsmaterial zum Verringern der Wandungsdicke von dem Teil des Flanschs entfernt wird, dessen Wandungsdicke zu verringern ist.
Eine Beschichtung auf dem oberen Teil des Brückenteils, entweder dieselbe Beschichtung wie auf dem Rest der Außenoberfläche des Kapselkörpers oder eine Beschichtung, die sich von der Beschichtung auf dem Rest der Außenoberfläche des Kapselkörpers unterscheidet, kann jedoch ebenfalls die Abdichtung verbessern, zum Beispiel durch Verringern von Reibung zwischen der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements und einem Oberflächenteil des Dichtungsringteils in Kontakt mit der ringförmigen Endoberfläche, wodurch eine Anpassung des Dichtungsringteils in Kontakt mit der ringförmigen Endoberfläche an die Form der ringförmigen Endoberfläche erleichtert wird.
Wenn einer aus dem inneren und äußeren Wandungsteil in einem anderen Winkel zu Basisteilen des Flanschs als der jeweils andere aus dem inneren und äußeren Wandungsteil ausgerichtet ist, kann eine exakte und zuverlässige Verformung der Dichtungsstruktur in eine vorbestimmte Form während der Abdichtung erzielt werden. Insbesondere wird daher dem Auftreten von Übergängen zwischen umlaufenden Teilen, die sich in unterschiedliche Endformen verformen, wodurch eine erhöhte Gefahr einer Leckage besteht, dadurch entgegengewirkt.
Dieser Effekt kann besonders wirkungsvoll erzielt werden, wenn sich einer aus dem inneren und den äußeren Wandungsteil in einem schrägen Winkel, vorzugsweise von 20 bis 60° und besser von 30 bis 50°, relativ zu einer Ebene des zugehörigen durchgängigen Basisteils des Flanschs erstreckt und der andere aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil sich von dem zugehörigen durchgängigen Basisteil des Flanschs in einem steileren oder entgegengesetzten Winkel, vorzugsweise 60 bis 160° und besser von 70 bis 150°, relativ zu einer Ebene des zugehörigen durchgängigen Basisteil des Flanschs erstreckt.
Zum Erreichen einer glattgängigen, exakten und zuverlässigen Verformung in eine vorbestimmte Form ist es vorteilhaft, wenn im Querschnitt gesehen mindestens ein Teil von mindestens einem aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil eine gekrümmte Mittelebene hat, insbesondere wenn der gekrümmte Teil des mindestens einen aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil durchgängig in die Krümmung des oberen Teils des Brückenteils übergeht und wenn im Querschnitt gesehen der verformbaren Teil Ω-förmig ist. Ein weiterer Vorteil einer Ω-Form besteht darin, dass nur eine kleine Lücke zwischen inneren und äußeren Basisteilen des Flanschs übrig bleibt, sodass eine große Oberfläche zur Anhaftung des Deckels an den Flansch übrig bleibt.
Zum Erhalten eines hohen Gegendrucks während eines Endstadiums der Verformung der Dichtungsstruktur kann ein Abstützungselement zwischen dem inneren und dem äußeren Wandungsteil vorgesehen werden.
Eine besonders gute Anpassung an die Form der ringförmigen Endoberfläche kann erzielt werden, wenn das obere Ende des Brückenteils so positioniert wird, dass es zuerst von dem ringförmigen Endteil kontaktiert wird, wenn der Dichtungsringteil zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem Verschlusselement einer kompatiblen Getränkezubereitungsvorrichtung eingeklemmt wird.
Das obere Ende des Brückenteils bildet eine abgerundete oder flache Kuppe, die sich umlaufend um die Mittellinie der Kapsel erstreckt. Durch Vorsehen, dass die Kuppe, die von dem oberen Ende des Brückenteils gebildet wird, einen Durchmesser von 29 bis 33 mm, besser 30,0 bis 31,4 mm und am besten 30,3 bis 31,0 mm hat, wird der obere Teil des Brückenteils mittig relativ zur ringförmigen Endoberfläche angeordnet, um zuerst einen mittleren Teil der ringförmigen Endoberfläche zu kontaktieren, wenn der Dichtungsringteil zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem Verschlusselement weit verbreiteter und im Handel erhältlicher Getränkezubereitungsvorrichtungen, zum Beispiel von Citiz, Lattisima, U, Maestria, Pixie, Inissia und Essenza, eingeklemmt wird.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn in einer Ausführungsform einer Kapsel die Kapsel mit 5 bis 20 Gramm, vorzugsweise 5 bis 10 Gramm, noch besser 5 bis 7 Gramm eines extrahierbaren Produkts, wie zum Beispiel gerösteten und gemahlenen Kaffees, gefüllt ist.
In einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel, die insbesondere leicht herzustellen ist, ist der Außendurchmesser des sich nach außen erstreckenden Flanschs der Kapsel größer als der Durchmesser des Bodens der Kapsel. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des sich nach außen erstreckenden Flanschs ungefähr 37,1 mm und ist der Durchmesser des Bodens der Kapsel ungefähr 23,3 mm.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn in einer Ausführungsform einer Kapsel die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 20 bis 120 μm, vorzugsweise 100 μm beträgt.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn in einer Ausführungsform einer Kapsel die Dicke des Aluminiumdeckels 15 bis 65 μm, vorzugsweise 30 bis 45 μm und noch besser 39 μm beträgt.
In einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel ist die Wandungsdicke des Aluminiumdeckels kleiner als die Wandungsdicke des Aluminiumkapselkörpers.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel ist der Aluminiumdeckel so auf einem Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung, angeordnet, dass er unter dem Einfluss von Fluiddruck in der Kapsel aufgerissen wird.
In einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel, die insbesondere leicht herzustellen ist, hat die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers ein freies Ende gegenüber dem Boden, wobei sich der nach außen erstreckende Flansch von dem freien Ende der Seitenwand in einer Richtung erstreckt, die mindestens im Wesentlichen quer zur mittleren Kapselkörperachse verläuft. Vorzugsweise umfasst der sich nach außen erstreckende Flansch einen eingerollten äußeren Rand, der sich beim Erhalten einer zufriedenstellenden Abdichtung mit der ringförmigen Endoberfläche, das mit sich radial erstreckenden offenen Nuten ausgestattet ist, positiv auswirkt. Der Radius um die mittlere Kapselkörperachse eines inneren Rands des eingerollten äußeren Rands des sich nach außen erstreckenden Flanschs ist vorzugsweise mindestens 32 mm, sodass der Abstand von der ringförmigen Endoberfläche des einschließenden Elements sichergestellt ist. Dann wird vorgezogen, wenn das Dichtungselement zwischen dem freien Ende der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und einem inneren Rand des eingerollten äußeren Rands des sich nach außen erstreckenden Flanschs angeordnet wird, um immer noch eine weitere zufriedenstellende Abdichtung zu erhalten.
Um sicherzugehen, dass der eingerollte äußere Rand sich nicht mit einem Betrieb einer großen Vielzahl im Handel erhältlicher und zukünftiger Getränkezubereitungsvorrichtungen stört, hat der sich nach außen erstreckende Flansch eine größte sich radial erstreckende Querschnittsabmessung von ungefähr 1,2 mm.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft für Kapseln, deren Innendurchmesser des freien Endes der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers ungefähr 29,5 mm beträgt. Der Abstand zwischen dem freien Ende der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und einem äußersten Rand des sich nach außen erstreckenden Flanschs kann ungefähr 3,8 mm betragen. Die bevorzugte Höhe des Aluminiumkapselkörpers ist ungefähr 28,4 mm.
In einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel, die nach der Verwendung für einen Benutzer leichter aus einer Getränkezubereitungsvorrichtung herausnehmbar ist, ist der Aluminiumkapselkörper kegelstumpfförmig, wobei die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers mit einer Linie quer zur mittleren Kapselkörperachse vorzugsweise einen Winkel von ungefähr 97,5° einschließt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel hat der Boden des Aluminiumkapselkörpers einen größten Innendurchmesser von ungefähr 23,3 mm. Es wird vorgezogen, wenn der Boden des Aluminiumkapselkörpers kegelstumpfförmig ist, wobei er vorzugsweise eine Bodenhöhe von ungefähr 4,0 mm hat, und wenn der Boden ferner einen allgemein flachen mittleren Teil gegenüber dem Deckel hat, der einen Durchmesser von ungefähr 8,3 mm hat.
In praktisch allen Fällen kann eine zufriedenstellende Abdichtung in einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel erreicht werden, bei denen die Höhe des Dichtungselementteils, der zuerst durch das freie Ende des einschließenden Elements zu kontaktieren ist, wenn das einschließende Element geschlossen wird, mindestens ungefähr 0,1 mm ist, vorzugsweise mindestens 0,2 mm und noch besser mindestens 0,8 mm und höchstens 3 mm, noch besser höchstens 2 mm und am besten höchstens 1,2 mm ist.
Hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen des Systems, wie sie in den abhängigen Ansprüchen erwähnt sind, die sich auf die gleichen Merkmale wie die Merkmale der abhängigen Ansprüche der Kapsel beziehen, wird auf das Obige Bezug genommen.
Die Erfindung ist besonders geeignet in einem erfindungsgemäßen System, bei dem in der Verwendung der maximale Fluiddruck in dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar ist. Selbst bei diesem hohen Druck kann eine zufriedenstellende Abdichtung zwischen der Kapsel und der Getränkezubereitungsvorrichtung erhalten werden.
Vorzugsweise ist das System so angeordnet, dass in der Verwendung während des Aufbrühens ein freies Ende des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Kraft F2 auf das Dichtungselement der Kapsel ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung vorzusehen, wobei F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N ist, wenn der Fluiddruck P2 im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar ist. Insbesondere ist das System so angeordnet, dass in der Verwendung vor oder bei Beginn des Aufbrühens ein freies Ende des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Kraft F1 auf das Dichtungselement der Kapsel ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 150 N, noch besser von 50 bis 100 N ist, wenn der Fluiddruck P1 im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 bar beträgt.
In einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems ist die Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten in einer tangentialen Richtung der ringförmigen Endoberfläche des ringförmigen Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung gleichmäßig relativ zueinander beabstandet, sodass es für einen Benutzer einfacher ist, die Kapsel herauszunehmen, während eine zufriedenstellende Abdichtung zwischen der Kapsel und der Getränkezubereitungsvorrichtung immer noch vorgesehen werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems ist die längste tangentiale Breite einer jeden Nut (gemessen vom obersten Ende zum obersten Ende, d. h. gleich dem Abstand von Nut zu Nut) 0,9 bis 1,1 mm, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 mm, noch besser 0,98 bis 1,02 mm, wobei eine maximale Höhe einer jeden Nut in einer axialen Richtung des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung 0,01 bis 0,09 mm, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 mm, noch besser 0,045 bis 0,055 mm, am besten 0,05 mm beträgt, und wobei die Anzahl von Nuten 90 bis 110, vorzugsweise 96 beträgt. Die radiale Breite der ringförmigen Endoberfläche an dem Ort der Nuten kann zum Beispiel 0,05 bis 0,9 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,7 mm und noch besser 0,3 bis 0,55 mm betragen.
Die Erfindung ist besonders geeignet, wenn sie auf eine Ausführungsform eines Erfindungsgemäßen Systems angewendet wird, bei der während der Verwendung, wenn das Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung das einschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung verschließt, mindestens das freie Kontaktende des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung sich unter dem Effekt des Drucks des Fluids in dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung relativ zum Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung zum Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung hin bewegen kann, um die maximale Kraft zwischen dem Flansch der Kapsel und dem freien Ende des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung anzulegen.
Weitere Aspekte, Auswirkungen und Einzelheiten der Erfindung werden nun weiter mittels nicht einschränkender Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
2 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer Getränkezubereitungsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Systems, wobei das freie Kontaktende des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung mit der Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten gezeigt ist;
3A im Querschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel vor der Verwendung;
3B eine vergrößerte Detaildarstellung der Kapsel von 3A, wobei der sich nach außen erstreckende Flansch und das Dichtungselement gezeigt sind;
3C eine vergrößerte Detaildarstellung des sich nach außen erstreckenden Flanschs der Kapsel der 3A und 3B nach der Verwendung; und
4A bis 4H mehrere Ausführungsformen einer Dichtungsstruktur an dem sich nach außen erstreckenden Flansch einer erfindungsgemäßen Kapsel.
1 zeigt eine schematische Darstellung im Querschnitt einer Ausführungsform eines Systems 1 zum Zubereiten eines trinkbaren Getränks aus einer Kapsel unter der Verwendung eines unter Druck in die Kapsel zugeführten Fluids. Das System 1 umfasst eine Kapsel 2 und eine Getränkezubereitungsvorrichtung 4. Die Vorrichtung 4 umfasst ein einschließendes Element 6 zum Halten der Kapsel 2. Die Vorrichtung 4 umfasst ferner ein Verschlusselement, wie zum Beispiel eine Extraktionsplatte 8, zum Abstützen der Kapsel 2.
In 1 ist zwischen der Kapsel 2, dem einschließenden Element 6 und der Extraktionsplatte 8 aus Klarheitsgründen eine Lücke eingezeichnet. Es versteht sich, dass in der Verwendung die Kapsel 2 in Kontakt mit dem einschließenden Element 6 und der Extraktionsplatte 8 anliegen kann. Üblicherweise hat das einschließende Element 6 eine Form, die zur Form der Kapsel 2 komplementär ist. Die Vorrichtung 4 umfasst ferner ein Fluideinspritzmittel 10 zum Zuführen einer Menge von Fluid, wie zum Beispiel Wasser, unter Druck im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar, zur austauschbaren Kapsel 2.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst die austauschbare Kapsel 2 einen Aluminiumkapselkörper 12, der eine mittlere Kapselkörperachse 12A und einen Aluminiumdeckel 14 aufweist. Im vorliegenden Zusammenhang soll die Bedeutung von „Aluminium” so verstanden werden, dass sie auch eine Aluminiumlegierung mit einschließt. Im vorliegenden Beispiel umfasst der Aluminiumkapselkörper 12 eine Seitenwand 16, einen Boden 18, der die Seitenwand 16 an einem ersten Ende einschließt, und einen sich nach außen erstreckenden Flansch 20, der sich von der umlaufenden Wand 60 an einem zweiten Ende, das dem Boden 18 entgegengesetzt ist, nach außen erstreckt. Die Seitenwand 16, der Boden 18 und der Deckel 14 schließen einen Innenraum 22 ein, der eine Substanz für die Zubereitung eines trinkbaren Getränks durch Extrahieren und/oder Lösen der Substanz enthält. Vorzugsweise ist die Substanz 5 bis 20 Gramm, vorzugsweise 5 bis 10 Gramm, noch besser 5 bis 7 Gramm gerösteter und gemahlener Kaffee zur Zubereitung eines einzelnen Getränks. Die Kapsel ist anfänglich versiegelt, d. h. sie ist vor der Verwendung versiegelt.
Das System 1 von 1 umfasst ein Bodendurchstechmittel 24 zum Durchstechen des Bodens 18 der Kapsel 2 zum Schaffen mindestens einer Eingangsöffnung 25 im Boden 18 zum Zuführen des Fluids zum extrahierbaren Produkt durch die Eingangsöffnung 25.
Das System 1 von 1 umfasst ferner ein Deckeldurchstechmittel 26, hier verkörpert als Fortsätze des Verschlusselements 8 zum Durchstechen des Deckels 14 der Kapsel 2. Das Deckeldurchstechmittel 26 kann dazu angeordnet sein, den Deckel 14 zu zerreißen, nachdem ein (Fluid-)Druck innerhalb des Innenraums 22 einen Schwellendruck übersteigt und den Deckel 14 mit ausreichender Kraft gegen das Deckeldurchstechmittel 26 drückt. Der Aluminiumdeckel 14 ist auf diese Weise dazu angeordnet, unter dem Einfluss von Fluiddruck in der Kapsel auf dem Verschlusselement 8 der Getränkezubereitungsvorrichtung aufzureißen.
Die Kapsel 2 umfasst ferner eine Dichtungsstruktur 28, in den 1, 3A und 3B als ein allgemeiner Kasten angegeben, jedoch anhand der 4A bis 4E detaillierter beschrieben, wobei das Dichtungselement 28 am sich nach außen erstreckenden Flansch 20 angeordnet ist, um mit dem einschließenden Element 6 einen fluiddichten Kontakt bereitzustellen, wenn die Kapsel 2 im einschließenden Element 6 angeordnet ist und das einschließende Element 6 mittels der Extraktionsplatte 8 verschlossen wird, sodass der sich nach außen erstreckende Flansch 20 der Kapsel 2 und mindestens ein Teil der Dichtungsstruktur 28 zwischen dem einschließenden Element 6 und der Extraktionsplatte 8 in dichtendem Eingriff sind.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das einschließende Element 6 der Getränkezubereitungsvorrichtung ein ringförmiges Element 41, das eine Mittelachse des ringförmigen Elements 41A und eine freie ringförmige Endoberfläche 30 aufweist. Die ringförmige Endoberfläche 30 des ringförmigen Elements 41 ist mit einer Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten 40 ausgestattet. Die Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten 40 ist in einer tangentialen Richtung des freien Kontaktendes 30 des ringförmigen Elements 41 gleichmäßig relativ zueinander beanstandet. Die längste tangentiale Breite einer jeden Nut 40 ist 0,9 bis 1,1 mm, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 mm, noch besser 0,98 bis 1,02 mm, wobei eine maximale Höhe jeder Nut 40 in einer axialen Richtung des einschließenden Elements 6 0,01 bis 0,09 mm, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 mm, noch besser 0,045 bis 0,055 mm und am besten 0,05 mm beträgt. Die Anzahl von Nuten 40 liegt im Bereich von 90 bis 110, vorzugsweise 96. Üblicherweise beträgt die radiale Breite der ringförmigen Endoberfläche am Ort der Nuten 0,05 bis 0,9 mm, spezifischer 0,2 bis 0,7 mm, noch spezifischer 0,3 bis 0,55 mm.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kapsel ist detaillierter in den 3A und 3B gezeigt. In der gezeigten Ausführungsform ist der Außendurchmesser ODF des sich nach außen erstreckenden Flanschs 20 größer als der Durchmesser DB des Bodens 18 der Kapsel 2. In der gezeigten Ausführungsform ist der Außendurchmesser ODF des sich nach außen erstreckenden Flanschs 20 ungefähr 37,1 mm und beträgt der Durchmesser DB des Bodens 18 ungefähr 23,3 mm. Die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 12 beträgt 100 μm, in anderen Ausführungsformen kann die Dicke jedoch 20 bis 120 μm betragen.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des Aluminiumdeckels 14 39 μm, wobei die bevorzugte Dicke von 15–65 μm und insbesondere 30 bis 45 μm reicht. Die Wandungsdicke des Aluminiumdeckels 14 ist vorzugsweise kleiner als die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 12.
Die Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 hat ein freies Ende 42 gegenüber dem Boden 18. Der Innendurchmesser IDF des freien Endes 42 der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 beträgt ungefähr 29,5 mm. Der sich nach außen erstreckende Flansch 20 erstreckt sich von dem freien Ende 42 in einer Richtung mindestens im Wesentlichen quer zur mittleren Kapselkörperachse 12A. Der sich nach außen erstreckende Flansch 20 umfasst einen eingerollten äußeren Rand 43, der zum Erhalten einer Abdichtung zwischen der Kapsel und dem einschließenden Element vorteilhaft ist. In der gezeigten Ausführungsform hat der eingerollte äußere Rand 43 des sich nach außen erstreckenden Flanschs 20 eine größte Abmessung von ungefähr 1,2 mm. Der Abstand DIF zwischen dem freien Ende 42 der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 und einem inneren Rand 43A des eingerollten äußeren Rands 43 ist ungefähr 2,7 mm, während der Abstand DOF zwischen dem freien Ende 42 der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 und einem äußersten Rand 43B des sich nach außen erstreckenden Flanschs 20 ungefähr 3,8 mm beträgt.
Wie in den 3A und 3B gezeigt, ist das Dichtungsstruktur 28 zwischen dem freien Ende der Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 und dem inneren Rand 43A des eingerollten äußeren Rands 42 des sich nach außen erstreckenden Flanschs angeordnet. Die Dichtungsstruktur 28 ist als ein allgemeiner Kasten angegeben, wird jedoch unten detaillierter beschrieben. Unabhängig von der Ausführungsform der Dichtungsstruktur 28 beträgt die Höhe des Dichtungsstrukturteils, der zuerst von dem freien Ende des einschließenden Elements kontaktiert wird, wenn das einschließende Element geschlossen wird, mindestens ungefähr 0,1 mm, besser mindestens 0,2 mm und am besten mindestens 0,8 mm und höchstens 3 mm, besser höchstens 2 mm und am besten höchstens 1,2 mm zum Bereitstellen einer korrekten Abdichtung.
Wie aus 3A gesehen werden kann, ist der Aluminiumkapselkörper 12 kegelstumpfförmig. In der gezeigten Ausführungsform umschließt die Seitenwand 16 des Aluminiumkapselkörpers 12 einen Winkel A mit einer Linie quer zur mittleren Kapselkörperachse 12A von ungefähr 97,5°. Der Boden 18 des Aluminiumkapselkörpers 12 hat einen größten Innendurchmesser DB von ungefähr 23,3 mm. Der Boden 18 des Aluminiumkapselkörpers 12 ist ebenfalls kegelstumpfförmig und hat in der gezeigten Ausführungsform eine Bodenhöhe BH von ungefähr 4,0 mm. Der Boden 18 hat ferner einen allgemein flachen mittleren Teil 18A gegenüber dem Deckel 14, wobei der mittlere Teil 18A einen Durchmesser DEE von ungefähr 8,3 mm hat und wobei in dem mittleren Teil 18A die Eingangsöffnung bzw. -öffnungen 25 hergestellt werden können. Die Eingangsöffnungen können auch im kegelstumpfförmigen Teil zwischen dem mittleren Teil 18A und der Seitenwand 16 hergestellt werden. Die Gesamthöhe TH des Aluminiumkapselkörpers 12 der Kapsel ist ungefähr 28,4 mm.
Das in 1 gezeigte System 1 wird wie folgt zum Zubereiten einer Tasse eines trinkbaren Getränks, im vorliegenden Beispiel Kaffee, betrieben, wobei die Substanz in der Kapsel gerösteter und gemahlener Kaffee ist.
Die Kapsel 2 wird in dem einschließenden Element 6 angeordnet. Die Extraktionsplatte 8 wird mit der Kapsel 2 in Kontakt gebracht. Das Bodendurchstechmittel 24 durchsticht den Boden 18 der Kapsel 2 zum Schaffen der Eingangsöffnungen 25. Das Fluid, hier unter Druck gesetztes heißes Wasser, wird dann dem extrahierbaren Produkt im Innenraum 22 durch die Eingangsöffnungen 25 zugeführt. Das Wasser benetzt dann den gemahlenen Kaffee und extrahiert die gewünschten Substanzen zur Ausbildung des Kaffeegetränks.
Während der Zuführung des Wassers unter Druck an den Innenraum 22 erhöht sich dann der Druck innerhalb der Kapsel 2. Das Erhöhen des Drucks führt dann dazu, dass der Deckel 14 sich verformt und gegen das Deckeldurchstechmittel 26 der Extraktionsplatte gedrückt wird. Sobald der Druck ein bestimmtes Niveau erreicht, wird die Reißfestigkeit des Deckels 14 überstiegen und reißt dann der Deckel 14 gegen das Deckeldurchstechmittel 26, wodurch Ausgangsöffnungen geschaffen werden. Der zubereitete Kaffee läuft dann durch die Ausgangsöffnungen und Ausgänge 32 (siehe 1) der Extraktionsplatte 8 aus und kann einem Behälter, wie zum Beispiel einer (nicht gezeigten) Tasse, zugeführt werden.
Das System 1 ist so angeordnet, dass vor oder bei Beginn des Aufbrühens das freie Ende 30 des einschließenden Elements 6 eine Kraft F1 auf die Dichtungsstruktur 28 der Kapsel 2 ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 der Kapsel 2 und dem einschließenden Element 6 der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise 40 bis 150 N, noch besser 50 bis 100 N liegt, wenn der Fluiddruck P1 im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise 0,1 bis 1 bar ist. Während des Aufbrühens übt das freie Ende 30 des einschließenden Elements 6 eine Kraft F2 auf die Dichtungsstruktur 28 der Kapsel 2 aus, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 der Kapsel 2 und dem einschließenden Element 6 bereitzustellen, wobei die Kraft F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N ist, wenn der Fluiddruck P2 im einschließenden Element 6 der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel 2 im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar, ist. In der gezeigten Ausführungsform kann sich das freie Kontaktende des einschließenden Elements 6 relativ zur Extraktionsplatte 8 unter dem Effekt des Drucks des Fluids in dem einschließenden Element 6 zur Extraktionsplatte 8 hin bewegen, um die maximale Kraft F2 zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 und dem freien Ende 30 des einschließenden Elements 6 auszuüben. Diese Bewegung kann während der Verwendung, d. h. insbesondere am Beginn des Aufbrühens und während des Aufbrühens, erfolgen. Das einschließende Element 6 hat einen ersten Teil 6A und einen zweiten Teil 6B, wobei der zweite Teil die ringförmige Endoberfläche 30 umfasst.
Der zweite Teil 6B kann sich relativ zum ersten Teil 6A zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegen. Der zweite Teil 6B kann sich von der ersten Position zur zweiten Position in der Richtung des Verschlusselements 8 unter dem Einfluss von Fluiddruck in dem einschließenden Element 6 bewegen. Die Kraft F1 kann, wie oben erörtert, mit einem Fluiddruck P1 erreicht werden, wenn der zweite Teil 6B in der ersten Position ist. Die Kraft F2 kann, wie oben erörtert, erreicht werden, wenn der zweite Teil 6B unter dem Einfluss des Fluiddrucks P2 in dem einschließenden Element zur zweiten Position bewegt wird.
Als ein Ergebnis der angelegten Kraft wird die Dichtungsstruktur 28 der erfindungsgemäßen Kapsel plastisch verformt und schmiegt sich eng an die Nuten 40 der ringförmigen Endoberfläche 30 an und stellt auf diese Weise einen fluiddichten Kontakt zwischen dem einschließenden Element 6 und der Kapsel 3 bei einem relativ niedrigen Fluiddruck während des Anfangs des Aufbrühens bereit, stellt jedoch auch einen fluiddichten Kontakt bei einem viel höheren Fluiddruck im einschließenden Element außerhalb der Kapsel während des Aufbrühens bereit. Dieses enge Anschmiegen an die Nuten 40 des einschließenden Elements ist in 3C angegeben, die die Kapsel 2 der Erfindung nach der Verwendung zeigt und in der klar zu sehen ist, dass der sich nach außen erstreckende Flansch 20 Verformungen 40' aufweist, die mit den Nuten 40 des einschließenden Elements zusammenpassen.
Es folgt eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen einer Dichtungsstruktur 28 an dem sich nach außen erstreckenden Flansch 20 der erfindungsgemäßen Kapsel in größerem Detail anhand der 4A bis 4H.
In 4A ist ein erstes Beispiel des Flanschs 20 mit einer Dichtungsstruktur 28 in Kontakt mit einer ringförmigen Endoberfläche eines einschließenden Elements 6 vor der Verformung der Dichtungsstruktur 28 gezeigt. Die Dichtungsstruktur ist in der Form eines verformbaren Dichtungsringteils 28 des Flanschs 20. Der Deckel 14 ist auf Basisteilen 44, 45 des Flanschs 20 angebracht, die eine flache Basisebene des Flanschs 20 senkrecht zur Kapselkörperachse definieren. Der Dichtungsringteil 28 steht axial von den Basisteilen 44, 45 des Flanschs 20 auf einer Seite der Basisteile 44, 45 gegenüber dem Deckel 14 (d. h. der Seite der ringförmigen Endoberfläche 30) ab.
Der verformbare Dichtungsringteil 28 hat einen inneren Wandungsteil 46, der sich von einem inneren Basisteil 44 des Flanschs 20 aus erstreckt und mit diesem durchgängig ist, und einen äußeren Wandungsteil 47, der sich von einem äußeren Basisteil 45 des Flanschs 20 aus erstreckt und mit diesem durchgängig ist. Der äußere Wandungsteil 47 ist außerhalb des inneren Wandungsteils 46 und von diesem beanstandet angeordnet. Der verformbare Dichtungsringteil 28 weist ferner einen Brückenteil 48 auf, der den inneren Wandungsteil 46 und den äußeren Wandungsteil 47 miteinander verbindet. Der Brückenteil 48 ist von den Basisteilen 44, 45 des Flanschs 20 axial beanstandet angeordnet. In dem gezeigten Querschnitt hat ein oberes Ende 49 des Brückenteils, der von den Basisteilen des Flanschs 44, 45 axial am weitesten entfernt ist, eine Mittelebene, die gekrümmt ist, mit einem Krümmungsradius, der größer als zweimal die Wandungsdicke des oberen Teils 49 des Brückenteils 48 ist. Weil der Krümmungsradius relativ groß ist, ist er relativ leicht verformbar, um sich an die Form der ringförmigen Endoberfläche 30 anzupassen, während die ringförmige Endoberfläche 30 gegen den verformbaren Dichtungsringteil 28 gedrückt wird, wodurch dieser verformt wird. Da der verformbaren Dichtungsringteil 28 ein integraler Teil des Kapselkörpers ist, kann er effizient hergestellt werden, da er aus dem gleichen Material wie der Rest des Kapselkörpers ist, kann er zusammen mit dem Rest des Kapselkörpers nach der Verwendung und nach dem Verwerfen der Kapsel recycelt werden.
Der innere Wandungsteil 46 ist in einem anderen Winkel zu den Basisteilen des Flanschs 44, 45 ausgerichtet als der äußere Wandungsteil 47. Dies resultiert in einer exakten und zuverlässigen Verformung der Dichtungsstruktur 28 in eine vorbestimmte Form während der Abdichtung. Insbesondere wird vermieden, dass Übergänge zwischen umlaufenden Abschnitten, die sich in verschiedene Endformen verformen, während der Verformungen ausgebildet werden. Solche Übergänge führen zu einer erhöhten Gefahr einer Leckage.
Im vorliegenden Beispiel wird dieser Effekt besonders wirkungsvoll erzielt, weil sich der äußere Wandungsteil in einem schrägen Winkel relativ zur einer Ebene des zugehörigen durchgängigen Basisteils des Flanschs erstreckt und der innere Wandungsteil sich von dem zugehörigen durchgängigen Basisteil des Flanschs in einem entgegengesetzten Winkel erstreckt, sodass er parallel zum äußeren Wandungsteil 47 ist. Der schräge Winkel ist vorzugsweise 20 bis 60°, und besser 30 bis 50°, und der entgegengesetzte Winkel ist vorzugsweise 120 bis 160° und besser 110 bis 150° relativ zu einer Ebene der jeweiligen zugehörigen durchgängigen Basisteile des Flanschs 44, 45.
Bei dem in 4B gezeigten Beispiel ist der äußere Wandungsteil 147 ungefähr senkrecht zum Basisteil des damit durchgängigen Flanschs. Zusätzlich zu einem gekrümmten Teil, der den oberen Teil 149 einschließt, hat der Brückenteil 148 auch einen schrägen, allgemein flachen Teil 150. Für eine glattgängige, exakte und zuverlässige Verformung in eine vorbestimmte Form hat der innere Wandungsteil 146 eine gekrümmte Mittelebene, die mit der Krümmung des oberen Teils des Brückenteils durchgängig ist. Die relativ einfache Zusammendrückbarkeit des gekrümmten inneren Wandungsteils 146 wird durch eine allgemein scharnierartige Auslenkung des flachen Teils 150 des Brückenteils um seine Verbindung mit dem äußeren Wandungsteil 147 bewerkstelligt. Auf diese Weise wird vermieden, dass der innere Wandungsteil 146 und ein anschließender Teil des Brückenteils 148 flach auf eine Seite gefaltet werden, und sichergestellt, dass die gekrümmten Abschnitte, die durch diese Teile ausgebildet werden, während der Verformung auf sich selbst gefaltet werden, wodurch sichergestellt wird, dass während der Verformung eine relativ konstante Gegenkraft ausgeübt wird.
In 4C ist ein Beispiel gezeigt, bei dem das obere Ende 249 des Brückenteils 248 flach ist (d. h. einen unendlich großen Krümmungsradius hat). Außerdem ist ein solcher flacher Wandungsteil relativ einfach verformbar, um eine glattgängige Anpassung an die Form der ringförmigen Endoberfläche 30 zu bewerkstelligen. Der innere und der äußere Wandungsteil 246, 247 sind senkrecht zu den anliegenden Basisteilen des Flanschs 244, 245 ausgerichtet, sodass eine besonders steife Abstützung des Brückenteils 248 erhalten wird, wodurch verhindert wird, dass der Brückenteil als Ganzes als ein Ergebnis des durch die ringförmige Endoberfläche 30 ausgeübten Drucks verschoben wird, wodurch Verformungen mindestens anfänglich im Brückenteil 248 selbst konzentriert werden. Dies ist seinerseits wieder vorteilhaft für die Anpassung der Form des Dichtungsringteils 228 an die Form der ringförmigen Endoberfläche 30. Eine besonders wirkungsvolle und zuverlässige Abdichtung schon bei niedrigem Dichtungsdruck kann erreicht werden, wenn mindestens ein Teil des oberen Endes 249 des Brückenteils 248 eine verringerte Wandungsdicke hat, die kleiner als eine Wandungsdicke des inneren und des äußeren Wandungsteils 247, 246 ist (die verringerte Wandungsdicke ist in 4C nicht gezeigt). In dieser und in anderen Ausführungsformen kann die verringerte Wandungsdicke mindestens des oberen Teils des Brückenteils zum Beispiel 10 bis 95 μm, besser 30 bis 70 μm, am besten 40 bis 50 μm betragen.
Bei dem in 4D gezeigten Beispiel ist der verformbare Dichtungsringteil Ω-förmig, wobei der innere Wandungsteil 346, der Brückenteil 348 mit dem oberen Teil 349 und der äußere Wandungsteil 347 einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius haben. Eine solche Form ist besonders vorteilhaft für eine glattgängige, exakte und zuverlässige Verformung in eine vorbestimmte Form. Ein weiterer Vorteil einer solchen Form besteht darin, dass nur eine kleine Lücke zwischen dem inneren und dem äußeren Basisteil des Flanschs 344, 345 verbleibt, sodass eine große Oberfläche zu Anhaftung des Deckels 14 des Flanschs übrig bleibt.
Ebenfalls im in 4D gezeigten Beispiel ist der verformbare Dichtungsringteil 428 Ω-förmig, hat jedoch einen größeren Krümmungsradius, sodass die Breite des Ω-förmigen Teils mindestens so breit wie die Breite der ringförmigen Endoberfläche 30 ist. Dies erlaubt, dass die ringförmige Endoberfläche in den (ursprünglich) Ω-förmigen Teil gedrückt wird, dessen Breite während der Verformung größer wird, sodass eine besonders wirkungsvolle Doppeldichtung an äußeren und inneren Grenzbereichen der ringförmigen Endoberfläche 30 erzielt wird.
Bei dem in 4F gezeigten Beispiel ist ein Abstützungselement 551 eines relativ federelastischen Materials zwischen dem inneren und dem äußeren Wandungsteil 546, 547 und unter dem Brückenteil 548 vorgesehen, um während eines Endstadiums der Verformung der Dichtungsstruktur einen hohen Gegendruck zu erhalten. Ein solches Abstützungselement ist besonders vorteilhaft, wenn wie im vorliegenden Beispiel der verformbaren Dichtungsringteil 528 relativ flach ausgebildet ist.
Eine besonders gute Anpassbarkeit an die Form der ringförmigen Endoberfläche 30 und demgemäß eine besonders wirksame und zuverlässige Abdichtung schon bei niedrigem Dichtungsdruck kann erzielt werden, wenn wie in dem in 4G gezeigten Beispiel mindestens ein Teil des oberen Teils 649 des Brückenteils 648 eine verringerte Wandungsdicke hat, die kleiner als eine Wandungsdicke des inneren und des äußeren Wandungsteils 647, 646 ist.
Der Brückenteil 649 kann eine unbeschichtete Oberfläche haben, die zur ringförmigen Endoberfläche 30 zeigt, während der Rest des Kapselkörpermaterials auf derselben Seite oder auf beiden Seiten beschichtet sein kann, um während der Verringerung der Wandungsdicke eine Beschädigung der Beschichtung zu vermeiden, oder durch Entfernen der Beschichtung, während die Wandungsdicke verringert wird. Während die Beschichtung entfernt wird, kann die Oberfläche, von der die Beschichtung entfernt wird, mit einer Textur versehen werden. Eine derartige Textur, die vorzugsweise Grate und Täler im umlaufenden Sinn des Flanschs aufweist, kann ferner die Anpassbarkeit während früher Stadien des Klemmens weiter verbessern, wenn der Dichtungsdruck noch gering ist, weil die Klemmkraft nur über erhabene Teile der Textur übertragen wird, sodass an den erhabenen Teilen ein höherer Kontaktdruck ausgeübt wird, als er über eine vollständig glatte Kontaktoberfläche ausgeübt würde.
In 4H ist ein Beispiel gezeigt, bei dem einer der Wandungsteil 746, 747 (in diesem Fall der äußere Wandungsteil 747) steiler relativ zu den Basisteilen des Flanschs 744, 745 als der andere der Wandungsteil 746, 747 (in diesem Fall der innere Wandungsteil 747) ausgerichtet ist, der schräg relativ zu den Basisteilen des Flanschs 744, 745 ausgerichtet ist. Auch im vorliegenden Beispiel verhindert der schräge Wandungsteil 746, der verschwenkt wird, während er der Verformung des Brückenteils 748 und des steilen Wandungsteils 747 folgt, dass der steile Wandungsteil 747 resultierend aus dem Umfalten am meisten verformt wird. Der steile äußere Wandungsteil 747 ist so angeordnet, dass er zur Außenseite der ringförmigen Endoberfläche 30 hin ausgelenkt wird, während das einschließende Element gegen den oberen Teil 749 des Brückenteils gedrückt wird. Das Wandlungsmaterial am oberen Ende des steilen äußeren Wandungsteils 747 wird dann in einer abrollenden Weise verformt, während er dem Brückenteil 748 folgt, der nach unten gedrückt wird und durch den verschwenkten inneren Wandungsteil 746 gehalten wird, wie durch die verformten Zustände 728' und 728'' des verformbaren Dichtungsteils 728 veranschaulicht, die in 4H gezeigt sind. Auf diese Weise wird anfänglich eine lokale Verformung, die an die Form der ringförmigen Endoberfläche 30 angepasst ist, erzielt, wenn die ringförmige Endoberfläche 30 gegen den oberen Teil 749 des Brückenteils 748 gedrückt wird. Nachfolgend erlaubt die Verformung in einer einrollenden Weise eine glattgängige axiale Verformung über eine lange Verlaufsbahn.
Bei jedem der in den 4A bis 4H gezeigten Beispiele ist das obere Ende des Brückenteils so angeordnet, dass es zuerst durch den ringförmigen Endteil 30 kontaktiert wird, wenn der Dichtungsringteil zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem einschließenden Element einer kompatiblen Getränkezubereitungsvorrichtung eingeklemmt wird. Der Durchmesser des oberen Teils des Brückenteils ist darüber hinaus so, dass der obere Teil des Brückenteils relativ zur ringförmigen Endoberfläche 30 mittig angeordnet ist, um zuerst einen mittigen Teil dieser ringförmigen Endoberfläche zu kontaktieren, wenn der Dichtungsringteil zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem Verschlusselement einer kompatiblen Getränkezubereitungsvorrichtung eingeklemmt wird.
In der obigen Beschreibung wurde die Erfindung anhand spezifischer Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne dass dadurch vom breiteren Geist und Umfang der Erfindung abgewichen wird, wie er in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1700548 B [0003]
WO 2012/120459 [0006]

Claims

Kapsel, enthaltend eine Substanz zur Zubereitung eines trinkbaren Getränks durch Extrahieren und/oder Lösen der Substanz mittels der Zufuhr eines Fluids unter Druck in die Kapsel, wobei die Kapsel umfasst, einen Aluminiumkapselkörper, der eine mittlere Kapselkörperachse hat, wobei der Aluminiumkapselkörper einen Boden, eine Seitenwand, einen sich nach außen erstreckenden Flansch und eine Dichtungsstruktur an dem Flansch umfasst, und eine Deckelfolie, die auf dem Flansch befestigt ist und die Kapsel hermetisch abschließt, wobei die Dichtungsstruktur verformbar ist, um einen fluiddichten Kontakt mit einer ringförmigen Endoberfläche eines einschließenden Elements einer Getränkezubereitungsvorrichtung vorzusehen, wenn die Kapsel in dem einschließenden Element angeordnet ist und das einschließende Element mittels eines Verschlusselements der Getränkezubereitungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung, verschlossen wird, wobei mindestens Teile des Flanschs und der Dichtungsstruktur zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem Verschlusselement eingeklemmt werden, wobei die ringförmige Endoberfläche optional mit einer Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten ausgestattet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsstruktur einen verformbaren Dichtungsringteil des Flanschs aufweist, wobei der Dichtungsringteil sich axial von Basisteilen des Flanschs, an denen der Deckel befestigt ist, auf einer Seite der Basisteile gegenüber dem Deckel erstreckt, wobei der verformbare Dichtungsringteil umfasst: einen inneren Wandungsteil, der sich von einem inneren Basisteil des Flanschs erstreckt und mit diesem durchgängig ist; einen äußeren Wandungsteil, der sich von einem äußeren Basisteil des Flanschs erstreckt und mit diesem durchgängig ist, wobei der äußere Wandungsteil radial außerhalb des inneren Wandungsteils angeordnet und radial von diesem beanstandet ist; und einen Brückenteil, der den inneren Wandungsteil und den äußeren Wandungsteil miteinander verbindet, wobei der Brückenteil von den Basisteilen des Flanschs axial beanstandet angeordnet ist; wobei in einem radialen Querschnitt gesehen ein oberer Teil des Brückenteils, der von den Basisteilen des Flanschs am weitesten entfernt ist, flach ist oder eine Mittelebene hat, die gekrümmt ist, mit einem Krümmungsradius, der größer als zweimal eine Wandungsdicke des oberen Teils des Brückenteils ist.
Kapsel gemäß Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil des oberen Teils des Brückenteils eine verringerte Wandungsdicke hat, die kleiner als eine Wandungsdicke des inneren und des äußeren Wandungsteils ist.
Kapsel gemäß Anspruch 2, ferner umfassend eine Beschichtung an mindestens einer Seite des Kapselkörpers, wobei die Beschichtung in mindestens dem Teil des oberen Teils des Brückenteils, der eine verringerte Wandungsdicke hat, abwesend ist.
Kapsel gemäß Anspruch 3, wobei der unbeschichtete Teil des Brückenteils auf einer Seite des Flanschs gegenüber dem Deckel ist und eine texturierte Oberfläche hat.
Kapsel gemäß Anspruch 4, wobei die texturierte Oberfläche Grate und Täler aufweist, die sich im umlaufenden Sinn des Flanschs erstrecken.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einer aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil in einem anderen Winkel zu den Basisteilen des Flanschs als der andere aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil ausgerichtet ist.
Kapsel gemäß Anspruch 6, wobei einer aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil sich in einem schrägen Winkel, vorzugsweise von 20 bis 60° relativ zu einer Ebene des zugehörigen durchgängigen Basisteils des Flanschs erstreckt und der andere aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil sich von dem zugehörigen durchgängigen Basisteil des Flanschs in einem steileren oder entgegengesetzten Winkel, vorzugsweise 60 bis 160°, relativ zu einer Ebene des zugehörigen durchgängigen Basisteils des Flanschs erstreckt.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Querschnitt gesehen mindestens ein Teil des mindestens einen aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil eine gekrümmte Mittelebene hat.
Kapsel gemäß Anspruch 8, wobei der gekrümmte Teil des mindestens einen aus dem inneren und dem äußeren Wandungsteil mit der Krümmung des oberen Teils des Brückenteils durchgängig ist.
Kapsel gemäß Anspruch 9, wobei im Querschnitt gesehen der verformbaren Dichtungsringteil Ω-förmig ist.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Abstützungselement zwischen dem inneren und dem äußeren Wandungsteil.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der obere Teil des Brückenteils dazu angeordnet ist, zuerst von dem ringförmigen Endteil kontaktiert zu werden, wenn der Dichtungsringteil zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem einschließenden Element einer kompatiblen Getränkezubereitungsvorrichtung eingeklemmt wird.
Kapsel gemäß Anspruch 12, wobei der obere Teil des Brückenteils eine Kuppe ausbildet, die sich im Umkreis um die Mittellinie der Kapsel erstreckt, wobei die Kuppe einen Durchmesser von 29 bis 33 mm, besser von 30,0 bis 31,4 Millimeter und am besten von 30,3 bis 31,0 mm aufweist.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kapsel mit 5 bis 20 Gramm, vorzugsweise 5 bis 10 Gramm, noch besser 5 bis 7 Gramm eines extrahierbaren Produkts, wie zum Beispiel gerösteten und gemahlenen Kaffees, gefüllt ist.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außendurchmesser des sich nach außen erstreckenden Flanschs der Kapsel größer als der Durchmesser des Bodens der Kapsel ist.
Kapsel gemäß Anspruch 15, wobei der Außendurchmesser des sich nach außen erstreckenden Flanschs ungefähr 37,1 mm und der Durchmesser des Bodens der Kapsel ungefähr 23,3 mm beträgt.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke des Aluminiumkapselkörpers 20 bis 200 μm, vorzugsweise 90 bis 110 μm beträgt
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Deckel aus Aluminium ist, das eine Dicke von 15 bis 65 μm, vorzugsweise 30 bis 45 μm und noch besser 39 μm hat.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Aluminiumkapselkörpers eine Wandungsdicke hat, die größer als die Wandungsdicke des Deckels ist.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Deckel dazu angeordnet ist, auf einem Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer Extraktionsplatte der Getränkezubereitungsvorrichtung, unter dem Einfluss von Fluiddruck in der Kapsel aufgerissen zu werden.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers ein freies Ende gegenüber dem Boden hat, wobei sich der nach außen erstreckende Flansch von dem freien Ende der Seitenwand in einer Richtung erstreckt, die mindestens im Wesentlichen quer zur mittleren Kapselkörperachse verläuft.
Kapsel gemäß Anspruch 19, wobei der sich außen erstreckende Flansch radial außerhalb des Dichtungsteils einen eingerollten äußeren Rand umfasst.
Kapsel gemäß Anspruch 22, wobei der innere Rand des eingerollten äußeren Rands des sich nach außen erstreckenden Flanschs einen Radius um die mittlere Kapselkörperachse von mindestens 32 mm hat.
Kapsel gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei der eingerollte äußere Rand des sich nach außen erstreckenden Flanschs eine größte radiale Querschnittsabmessung von ungefähr 1,2 mm hat.
Kapsel gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei der Innendurchmesser des freien Endes der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers ungefähr 29,5 mm beträgt.
Kapsel gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Abstand zwischen dem freien Ende der Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers und einem äußersten Rand des sich nach außen erstreckenden Flanschs ungefähr 3,8 mm beträgt.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aluminiumkapselkörpers eine Höhe in axialer Richtung von ungefähr 28,4 mm hat.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aluminiumkapselkörper kegelstumpfförmig ist, wobei vorzugsweise die Seitenwand des Aluminiumkapselkörpers mit einer Linie quer zur mittleren Kapselkörperachse vorzugsweise einen Winkel von ungefähr 97,5° einschließt.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Boden des Aluminiumkapselkörpers einen größten Innendurchmesser von ungefähr 23,3 mm hat.
Kapsel gemäß Anspruch 29, wobei der Boden des Aluminiumkapselkörpers kegelstumpfförmig ist, wobei er vorzugsweise eine Bodenhöhe von ungefähr 4,0 mm hat, und wobei der Boden ferner einen allgemein flachen mittleren Teil gegenüber dem Deckel hat, der einen Durchmesser von ungefähr 8,3 mm hat.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsstruktur eine Höhe in axialer Richtung von mindestens ungefähr 0,1 mm, vorzugsweise mindestens 0,2 mm und noch besser mindestens 0,8 mm und höchstens 3 mm, noch besser höchstens 2 mm und am besten höchstens 1,2 mm hat.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsringteil verformbar ist, sodass der Dichtungsringteil wirkungsvoll gegen die ringförmige Oberfläche abdichtet, wenn während des Aufbrühens die ringförmige Endoberfläche eine Kraft F auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, um einen abdichtenden Kontakt zwischen dem Flansch und der ringförmigen Endoberfläche vorzusehen, wobei F im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N ist, wenn der Fluiddruck in dem einschließenden Element außerhalb der Kapsel im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar ist.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsringteil verformbar ist, sodass der Dichtungsringteil wirkungsvoll gegen die ringförmige Oberfläche abdichtet, wenn in der Verwendung vor oder bei Beginn des Aufbrühens ein freies Ende des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung eine Kraft F1 auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, um einen fluiddichten Kontakt zwischen dem Flansch der Kapsel und der ringförmigen Endoberfläche bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 150 N, noch besser von 50 bis 100 N ist, wenn der Fluiddruck P1 im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 bar beträgt.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsringteil verformbar ist, sodass der Dichtungsringteil wirkungsvoll gegen die ringförmige Oberfläche abdichtet, wenn die ringförmige Endoberfläche, die gegen den Dichtungsringteil gedrückt wird, eine Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten hat, die im umlaufenden Sinn der ringförmigen Endoberfläche gleichmäßig relativ zueinander beanstandet sind.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsringteil verformbar ist, sodass der Dichtungsringteil wirkungsvoll gegen die ringförmige Oberfläche abdichtet, wenn die größte Breite einer jeden der Nuten 0,9 bis 1,1 mm, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 mm, noch besser 0,98 bis 1,02 mm, beträgt, wobei eine maximale Höhe einer jeden Nut in einer axialen Richtung des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung 0,01 bis 0,09 mm, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 mm, noch besser 0,045 bis 0,055 mm, am besten 0,05 mm beträgt, und wobei die Anzahl von Nuten 90 bis 110, vorzugsweise 96 beträgt, und wobei optional die radiale Breite der ringförmigen Endoberfläche an dem Ort der Nuten 0,05 bis 0,9 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,7 mm und noch besser 0,3 bis 0,55 mm beträgt.
Kapsel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtungsringteil und der Rest des Kapselkörpers aus demselben Blechmaterial hergestellt sind.
System zur Zubereitung eines trinkbaren Getränks aus einer Kapsel unter der Verwendung eines Fluids, das unter Druck in die Kapsel zugeführt wird, umfassend: eine Getränkezubereitungsvorrichtung, umfassend ein einschließendes Element zum Aufnehmen der Kapsel, wobei das einschließende Element ein Fluideinspritzmittel zum Zuführen von Fluid unter Druck in die Kapsel aufweist, wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung ferner ein Verschlusselement, wie zum Beispiel eine Extraktionsplatte, umfasst, um das einschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung zu verschließen, wobei das einschließende Element ein ringförmiges Ende mit einer ringförmigen Endoberfläche umfasst, wobei die ringförmige Endoberfläche optional mit einer Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten ausgestattet ist; eine Kapsel, enthaltend eine Substanz zur Zubereitung eines trinkbaren Getränks durch Extrahieren und/oder Lösen der Substanz mittels der Zufuhr eines Fluids unter Druck in die Kapsel enthält, wobei die Kapsel umfasst, einen Aluminiumkapselkörper, der eine mittlere Kapselkörperachse hat, wobei der Aluminiumkapselkörper einen Boden, eine Seitenwand, einen sich nach außen erstreckenden Flansch und eine Dichtungsstruktur an dem Flansch umfasst, und eine Deckelfolie, die auf dem Flansch befestigt ist und die Kapsel hermetisch abschließt, wobei die Dichtungsstruktur verformbar ist und in einem fluiddichten Kontakt mit einer ringförmigen Endoberfläche ist, wenn die Kapsel in dem einschließenden Element angeordnet ist und das einschließende Element mittels des Verschlusselements verschlossen wird, wobei mindestens Teile des Flanschs und der Dichtungsstruktur zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem Verschlusselement eingeklemmt werden; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsstruktur einen verformbaren Dichtungsringteil des Flanschs aufweist, wobei der Dichtungsringteil sich axial von Basisteilen des Flanschs, an denen der Deckel befestigt ist, auf einer Seite der Basisteile gegenüber dem einschließenden Element erstreckt, wenn die Kapsel in dem einschließenden Element ist, wobei der verformbaren Dichtungsringteil umfasst: einen inneren Wandungsteil, der sich von einem inneren Basisteil des Flanschs erstreckt und mit diesem durchgängig ist; einen äußeren Wandungsteil, der sich von einem äußeren Basisteil des Flanschs erstreckt und mit diesem durchgängig ist, wobei der äußere Wandungsteil radial außerhalb des inneren Wandungsteils angeordnet und radial von diesem beanstandet ist; und einen Brückenteil, der den inneren Wandungsteil und den äußeren Wandungsteil miteinander verbindet, wobei der Brückenteil von den Basisteilen des Flanschs axial beanstandet angeordnet ist; wobei in einem radialen Querschnitt gesehen ein oberer Teil des Brückenteils, der von den Basisteilen des Flanschs axial am weitesten entfernt ist, flach ist oder eine Mittelebene hat, die gekrümmt ist, mit einem Krümmungsradius, der größer als zweimal eine Wandungsdicke des oberen Teils des Brückenteils ist.
System gemäß Anspruch 37, wobei die ringförmige Endoberfläche dazu angeordnet ist, zuerst den oberen Teil des Brückenteils zu kontaktieren, wenn der Dichtungsringteil zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem einschließenden Element eingeklemmt wird.
System gemäß Anspruch 38, wobei im Querschnitt gesehen der obere Teil des Brückenteils mittig relativ zur ringförmigen Endoberfläche angeordnet ist, um zuerst einen mittleren Teil der ringförmigen Endoberfläche zu kontaktieren, wenn der Dichtungsringteil zwischen der ringförmigen Endoberfläche und dem Verschlusselement eingeklemmt wird.
System gemäß einem der Ansprüche 37 bis 39, wobei die Kapsel eine Kapsel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 36 ist.
System gemäß einem der Ansprüche 37 bis 40, wobei in der Verwendung der maximale Fluiddruck im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar ist.
System gemäß einem der Ansprüche 37 bis 41, wobei das System so angeordnet ist, dass in der Verwendung während des Aufbrühens die ringförmige Endoberfläche eine Kraft F2 auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, um einen dichtenden Kontakt zwischen dem Flansch und der ringförmigen Oberfläche vorzusehen, wobei F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N ist, wenn der Fluiddruck P2 im einschließenden Element außerhalb der Kapsel im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar ist.
System gemäß einem der Ansprüche 37 bis 42, wobei das System so angeordnet ist, dass in der Verwendung vor oder bei Beginn des Aufbrühens die ringförmige Endoberfläche eine Kraft F auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, um einen dichtenden Kontakt zwischen dem Flansch und der ringförmigen Endoberfläche bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 150 N, noch besser von 50 bis 100 N ist, wenn der Fluiddruck P1 im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 bar beträgt.
System gemäß einem der Ansprüche 37 bis 43, wobei die Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten im umlaufenden Sinn der ringförmigen Endoberfläche gleichmäßig relativ zueinander beabstandet ist.
System gemäß Anspruch 44, wobei die größte Breite einer jeden der Nuten 0,9 bis 1,1 mm, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 mm, noch besser 0,98 bis 1,02 mm, beträgt, wobei eine maximale Höhe einer jeden Nut in einer axialen Richtung des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung 0,01 bis 0,09 mm, vorzugsweise 0,03 bis 0,07 mm, noch besser 0,045 bis 0,055 mm, am besten 0,05 mm beträgt, und wobei die Anzahl von Nuten 90 bis 110, vorzugsweise 96 beträgt, wobei die radiale Breite der ringförmigen Endoberfläche an dem Ort der Nuten kann zum Beispiel 0,05 bis 0,9 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,7 mm und noch besser 0,3 bis 0,55 mm betragen.
System gemäß einem der Ansprüche 37 bis 45, wobei während der Verwendung, wenn das Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung das einschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung verschließt, mindestens ein Teil des einschließenden Elements, der die ringförmige Endoberfläche beinhaltet, sich relativ zum einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung unter der Wirkung des Drucks des Fluids in dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung zu dem Verschlusselement hin bewegen kann, wodurch veranlasst wird, dass die ringförmige Endoberfläche die maximale Klemmkraft an den Flansch der Kapsel anlegt.
Verwendung einer Kapsel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 36 in einer Getränkezubereitungsvorrichtung, umfassend ein einschließendes Element zum Aufnehmen der Kapsel, wobei das einschließende Element ein Fluideinspritzmittel zum Zuführen von Fluid unter Druck in die Kapsel umfasst, wobei die Getränkezubereitungsvorrichtung ferner ein Verschlusselement, wie zum Beispiel eine Extraktionsplatte, zum Verschließen des einschließenden Elements der Getränkezubereitungsvorrichtung umfasst, wobei das einschließende Element ein ringförmiges Ende mit einer ringförmigen Endoberfläche umfasst, wobei die ringförmige Endoberfläche optional mit einer Vielzahl sich radial erstreckender offener Nuten ausgestattet ist; wobei die Kapsel in dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung angeordnet ist, das einschließende Element mittels des Verschlusselements der Getränkezubereitungsvorrichtung verschlossen wird und mindestens ein Teil der Dichtungsstruktur zwischen dem einschließenden Element und dem Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung eingeklemmt wird, wodurch verursacht wird, dass die Dichtungsstruktur mit der ringförmigen Endoberfläche in dichtenden Eingriff gebracht wird.
Verwendung gemäß Anspruch 47, wobei der maximale Fluiddruck in dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar ist.
Verwendung gemäß Anspruch 47 oder 48, wobei in der Verwendung während des Aufbrühens die ringförmige Endoberfläche des einschließenden Elements eine Kraft F2 auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, um einen dichtenden Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung vorzusehen, wobei F2 im Bereich von 500 bis 1500 N, vorzugsweise im Bereich von 750 bis 1250 N ist, wenn der Fluiddruck P2 im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 6 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 12 und 18 bar ist, während die Dichtungsstruktur mit der ringförmigen Endoberfläche in dem dichtenden Kontakt ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 47 bis 49, wobei vor dem Start des Aufbrühens oder bei Beginn des Aufbrühens die ringförmige Endoberfläche des einschließenden Elements eine Kraft F1 auf die Dichtungsstruktur der Kapsel ausübt, um einen dichtenden Kontakt zwischen dem sich nach außen erstreckenden Flansch der Kapsel und dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung bereitzustellen, wobei F1 im Bereich von 30 bis 150 N, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 150 N, noch besser von 50 bis 100 N ist, wenn der Fluiddruck P1 im einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung außerhalb der Kapsel im Bereich von 0,1 bis 4 bar, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 bar beträgt, während die Dichtungsstruktur mit der ringförmigen Endoberfläche in dem dichtenden Kontakt ist.
Verwendung gemäß einem der Ansprüche 47 bis 50, wobei, nachdem das Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung das einschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung verschlossen hat, das einschließende Element der Getränkezubereitungsvorrichtung sich relativ zum Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung unter dem Effekt des Drucks des Fluid in dem einschließenden Element der Getränkezubereitungsvorrichtung zum Verschlusselement der Getränkezubereitungsvorrichtung hin bewegt, wodurch verursacht wird, dass die ringförmige Endoberfläche die maximale Klemmkraft auf den Flansch der Kapsel ausübt.
Verfahren zum Herstellen eines Kapselkörpers einer Kapsel gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, ausgehend von einem halbfertigen tiefgezogenen Napfelement, wobei das Verfahren umfasst: Verringern einer Wandungsdicke eines Teils des Flanschs zum Ausbilden des Teils des oberen Teils des Brückenteils, der eine verringerte Wandungsdicke hat, die kleiner als eine Wandungsdicke des inneren und des äußeren Wandungsteils ist, wobei die Beschichtung vor oder während des Verringerns der Wandungsdicke von dem Teil des Flanschs entfernt wird, dessen Wandungsdicke zu verringern ist.
Verfahren gemäß Anspruch 52, wobei die Beschichtung während eines Materialabtragschrittes zum Entfernen des Wandungsmaterials zum Verringern der Wandungsdicke von dem Teil des Flanschs entfernt wird, dessen Wandungsdicke zu verringern ist.