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EP3107833A1 - Kapsel umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten kapselkörper - Google Patents

Kapsel umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten kapselkörper

Info

Publication number
EP3107833A1
EP3107833A1 EP15704800.0A EP15704800A EP3107833A1 EP 3107833 A1 EP3107833 A1 EP 3107833A1 EP 15704800 A EP15704800 A EP 15704800A EP 3107833 A1 EP3107833 A1 EP 3107833A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capsule
barrier membrane
capsule according
retaining
substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP15704800.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3107833C0 (de
EP3107833B1 (de
Inventor
Markus BRÖNNIMANN
Roland Affolter
Alexander Panos
Guillaume Bugnard
Raphael Gugerli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delica AG
Original Assignee
Delica AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CH00244/14A external-priority patent/CH709295A1/de
Priority claimed from CH00245/14A external-priority patent/CH709296B1/de
Priority claimed from CH000642/2014A external-priority patent/CH709570B1/de
Priority claimed from CH01046/14A external-priority patent/CH709861A1/de
Application filed by Delica AG filed Critical Delica AG
Publication of EP3107833A1 publication Critical patent/EP3107833A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3107833C0 publication Critical patent/EP3107833C0/de
Publication of EP3107833B1 publication Critical patent/EP3107833B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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

  • Capsule comprising a preferably rotationally symmetrical capsule body
  • the invention relates to a capsule comprising a preferably rotationally symmetrical capsule body according to the preamble of claim 1.
  • Such capsules are now widely used in particular for the preparation of coffee or coffee blends.
  • Capsules of this type can also be used for the production of milk foam, mixed milk drinks or fruit drinks from concentrate.
  • the capsule forms a portion package, which has to absorb the in ⁇ hold a stable position and preferably also aroma-tight and sour ⁇ fabric tight.
  • opening of the capsule and the introduction of a liquid on the inlet side by Penetra ⁇ tion of the lid when enclosing the capsule in a beverage preparation machine ⁇ takes place.
  • the outlet ⁇ opening is sealed by a barrier membrane, which ruptures only under the influence of the building up internal pressure and thereby releases the treated liquid.
  • WO 2009/115475 AI a capsule has become known in which the bottom has a support structure over which a penetrable exit wall is stretched.
  • the output wall is pressed against penetration elements at the bottom of the capsule, so that the wall is penetrated.
  • the substance lies directly on the penetrable exit wall.
  • an additional filter would have to be provided, because otherwise coffee particles are flushed out.
  • From EP 1555219 Al a portion capsule with consorts ⁇ nem coffee for preparing a coffee beverage is well known gewor ⁇ .
  • the bottom-side opening is closed by a pierceable film.
  • a filter element is arranged, which is supported on the capsule bottom and which is latched into the side in a circumferential groove in the side wall of the capsule.
  • a capsule having the features in claim 1.
  • the side wall or the bottom of the capsule on a particular circular receiving shoulder.
  • a substance retaining and held by the liquid istströmbarer or flow around the retaining bottom is held, in particular locked or plugged.
  • a rupturable and / or penetrable barrier ⁇ membrane Between the retention floor and the outlet opening and at a distance to the return holding bottom is arranged a rupturable and / or penetrable barrier ⁇ membrane, wherein between the retaining bottom and the barrier membrane remains a substance-free gap.
  • the receiving shoulder makes it possible to use different retention trays using the same capsule body depending on the application. As a particularly advantageous ⁇ it has proven a locking connection. However, it would also be conceivable to press in or even glue in or weld in.
  • the capsule body can be produced as an injection molded part or as a deep-drawn part.
  • the retaining bottom has the task of retaining the powdery substance in the rule, so that the barrier membrane is not acted upon by the substance.
  • the region delimited by the barrier membrane and the retention substance-free floor space includes a small gas reservoir of play, in ⁇ air or nitrogen, which improves the foaming fixed ⁇ Lich.
  • the barrier membrane can be rupturable or repellable only under the influence of the internal pressure in the capsule.
  • the barrier membrane is penetrated by in the capsule or outside the capsule arranged Penetrati ⁇ onskar.
  • the possibility penetration elements be provided, which penetrate the barrier membrane, as soon as this by arching under the effect of internal pressure on the inside of the capsule.
  • the penetration means Kgs be ⁇ NEN but also so arranged on the capsule, in that they Closing the brewing chamber in the beverage preparation machine are pushed through the barrier membrane.
  • the penetration means of Getränkezuberei ⁇ processing machine associated with and at the same time penetrate the cover and the barrier membrane when closing the brewing chamber.
  • the retaining bottom and the barrier membrane can be arranged plane-parallel to each other. However, this is not mandatory. Thus, in particular, the retention floor could also be conical or convex.
  • the barrier membrane is secured on its outer edge on a peripheral edge, which is formed integrally with the bottom of the capsule and which extends within the receiving shoulder.
  • both the barrier membrane and the retention soil have supply lines associated with them Fixed To ⁇ .
  • the barrier membrane is fixed in the center on a support body which is arranged coaxially to the longitudinal central axis of the capsule and in particular to the outlet opening. It is of particular importance that the barrier membrane rests not only on the support body, but is firmly connected to this. As a result, depending on the nature of the barrier membrane tearing or bursting favors and indeed in a peripheral region around the center of the capsule.
  • the barrier membrane is between the peripheral edge and the support body advantageous ge without support or attachment ge ⁇ clamped. In certain cases, however, it would also be conceivable that below the barrier membrane penetration elements on the ground the capsule are arranged, which penetrate the barrier membrane at a deflection.
  • the distance between the barrier membrane and the retention tray can vary greatly. In this case, a distance of 0.1 to 6 mm has proven to be particularly advantageous.
  • star-shaped reinforcing ribs can be arranged on the underside of the retaining bottom. But also conceivable are reinforcing ribs on the top of the retaining floor or on both sides. Such ribs prevent a made of plastic retaining bottom under the action of pressure and temperature bends too much.
  • the retaining bottom may be formed as a sieve bottom with a plurality of openings.
  • the size and number of openings depends on the particle size of the substance to be retained and on the desired flow rate.
  • the retaining floor may also be part of a cylindrical receiving cup for the substance.
  • the substance does not fill the entire capsule body. Rather, a cavity or an annular cavity remains around the receiving area rather. This can be used as inflow space for the liquid or it can in turn receive a second substance.
  • the receiving cup can be supported in the upper, the lid facing region with a collar on the side wall of the capsule. This collar can be apertured, so too
  • Liquid can flow into the annulus below the collar.
  • the upper edge of the receiving cup extends beyond the attachment point of the collar, so that between the collar and the upper edge is an upwardly open channel is formed. Between the upper edge and the lid can remain a gap, so that the substance in the receiving cup in the channel can spread over the collar.
  • the retaining floor can also be closed and be provided only on its outer circumference with a plurality of slots or grooves. These slots or grooves may, for example, be arranged in a skirt directed against the bottom or against the lid of the capsule. The slots or grooves be ⁇ favorable flow around the closed retention floor, depending on the design strong shear forces can be achieved.
  • Such a closed retention tray is suitable, for example, for receiving milk powder for the formation of milk foam.
  • the barrier membrane may consist of a foil of aluminum or of an aluminum alloy. Under the occurring in a beverage preparation machine internal pressure of up to 20 bar, a wall thickness of 0.01 to 0.4 mm as a particularly advantageous way has proven ⁇ .
  • the barrier membrane could also consist of a plastic material or a laminate.
  • the barrier membrane can also be designed as the actual rupture disk made of plastic material. In such a case, the wall thickness is for example from 0.005 to 0.4 mm.
  • the barrier membrane it may be particularly advantageous if it has one or more Soll ⁇ breaking points. In this way can be very targeted to create openings and perform certain flow conditions caused ⁇ .
  • a particularly advantageous installation of the retaining bottom can he ⁇ ranges are sufficient if a handle is arranged on the side facing the lid. This may for example consist of star-shaped ⁇ arranged ribs with which even a stiffening of the retainer bottom is caused in addition.
  • the blocking membrane is fastened in the center on a support body which is arranged above the outlet opening and on whose outer circumference preferably slot-shaped openings are arranged, which extend from the contact plane of the barrier membrane against the floor. As a result, the liquid flows after tearing the
  • the remaining on the support body portions of the barrier membrane form against the top of a limitation of the flow.
  • the support body may be surrounded by an apertured baffle, wherein the openings of the baffle are arranged radially offset from the openings of the support body.
  • a turbulent outflow of the liquid is achieved against the outlet opening, with a particularly good mixing takes place.
  • Foaming is favored by the air supply available in the substance-free intermediate space.
  • the barrier membrane is also firmly connected to the upper edge of the baffle, so that the annular chamber between the support body and baffle on the top remains bounded by the barrier membrane even after their tearing.
  • the invention also relates to a system comprising a capsule as described above and a beverage preparation machine with a receiving chamber for the capsule, and with means for penetrating the lid and / or the barrier membrane of the capsule and for passing a fluid under pressure through the capsule. It does not matter whether the liquid is injected into the interior of the capsule, for example by means of a hollow needle, or whether the liquid is forced through a plurality of perforation openings.
  • FIG. 1 shows an external view of a capsule according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through the capsule according to FIG. 1 with a receiving cup closed by the lid
  • FIG. 3 shows a cross-section through a modified exporting approximately ⁇ for example with a capped by a filter sheet receiving cup
  • FIG. 4 shows a cross section through a modified embodiment of a capsule with an integrated one
  • Figure 5 is a cross-section through a modified exporting ⁇ approximately example of a capsule with a simple sieve plate
  • Figure 6 is a cross-section through a modified exporting ⁇ approximately example of a capsule with integrated return ⁇ holding cage
  • Figure 7 is an exploded view of a further embodiment of a capsule with a receiving cup and bursting disc
  • FIG. 8 A cross section through the assembled capsule according to FIG. 7,
  • Figure 9 is a perspective view of the capsule ge ⁇ Häss Figure 8, in partial section
  • Figure 10 is a cross-section through a modified exporting ⁇ approximately example of the capsule according to FIG 8,
  • FIG. 11 shows a perspective view in cross section through a capsule with a closed retaining bottom
  • Figure 12 is a partial perspective view of the remindhal ⁇ teières in the capsule according to figure 11, figure 13 The capsule according to FIG 11 with a removed retainer bottom,
  • FIG. 14 shows the capsule according to FIG. 13 with the barrier membrane removed
  • Figure 15 is a perspective view of a formed as a sieve ⁇ bottom retaining soil
  • 16 is a perspective view in cross section through a capsule with an alternatively removablestal ⁇ teten receiving cup
  • FIG 17 is a partial perspective view of the receiving cup in the capsule according to FIG 16,
  • Figure 18 is a perspective view of a Kapselkör ⁇ pers with alternatively ausgestaltetem support body
  • FIG. 19 A greatly enlarged cross section through the
  • FIG. 20 is a perspective view in cross section through a capsule with an alternatively removablestal ⁇ ended support body
  • a capsule 1 consists of a capsule body 2, for example of plastic material, which has a side wall 3 and a bottom 4.
  • a pipe socket 23 with an outlet opening 8 is arranged coaxially to the longitudinal central axis of the capsule.
  • the pipe socket 23 is additionally connected via stiffening ribs 24 to the bottom 4.
  • a peripheral edge 22 is arranged, on which a cover 5 is fixed.
  • a circular receiving shoulder 10 is also arranged, which is formed by a recess 25 in the bottom. From the recess, a pipe stub 23 extends down, in the cross section of a baffle plate 26 is held. The pipe socket 23 opens into the outlet opening 8.
  • the capsule body 2 encloses a total of a chamber 6, which can receive a substance 7.
  • this substance is held within a receiving cup 17, which is integrally formed with a retaining bottom 11.
  • This retaining bottom is designed as a sieve with sieve openings.
  • a circumferential snap edge 28 is arranged, with the aid of which the entire receiving ⁇ cup is engaged in the receiving shoulder 10.
  • the upper edge of the receiving cup is welded circumferentially to the lid 5.
  • circumferential slots 27 are provided at the upper edge, through which a liquid injected into the outer ring chamber can penetrate into the interior of the receiving cup.
  • a barrier membrane 9 is fixed in the form of a film. In this way, a substance-free gap 12 is formed between the barrier membrane 9 and the retaining ⁇ bottom 11. A liquid introduced into the chamber 6 on the inlet side flows through the substance 7 and the perforated retaining floor 11 and subsequently causes the barrier membrane 9 to tear open.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 mainly in that the receiving cup 17 is not closed at the upper end by the lid 5 but by a separate filter foil 29 through which the liquid can flow.
  • the slightly inwardly curved cover 5 is loosely on this filter film. Zusharm ⁇ Lich is on the bottom 4 or a circumferential sealing lip 30 angeord ⁇ net which presses laterally against the receiving cup 17 and so causes an improved seal.
  • the pipe socket 23 with the integrated baffle plate 26 has a slightly different Konfi ⁇ guration.
  • the retaining bottom 11 is formed substantially as a closed plate.
  • In ⁇ centering around an overflow pipe 31 is arranged whose upper end is closed by a predetermined breaking point 32nd This can be ⁇ example, as a slot or as a cross slot.
  • the bottom 4 of the capsule is practically the same design as the
  • Embodiment according to FIG 3. A liquid introduced through the lid 5 in the chamber 6 flows through the substance 7 and causes first bursting of the predetermined breaking point 32. Since ⁇ the liquid flows through the overflow pipe 31 into the substance-free gap 12 and then causes a
  • the retaining bottom 11 is designed only as a simple sieve bottom with openings 16.
  • the anchoring in the bottom 4 is the same as in the embodiment according to FIG. 3
  • an apertured cage 34 is arranged on the closed retaining floor 11.
  • this cage for example, a stuffed with flavor soft capsule 35 ge ⁇ hold.
  • a liquid introduced into the chamber 6 first flows through the substance 7 and then penetrates into the cage 34, where the soft capsule is dissolved.
  • the thus formed mixture of extract and ingredient of the capsule flows then down into the substance-free gap 12 and causes a tearing of the barrier membrane.
  • the barrier membrane is designed as an actual rupture disk with predetermined breaking points 20.
  • This disc of plastic material rests on the bottom of the recess 25 and is sealingly connected to the outer periphery with this. In order to prevent bending of the disc it also has on the underside on support means 36, which are also supported on the bottom of the recess.
  • the latched receiving cup 17 is configured similar to the ⁇ one who according to FIG 2. Again, the lid 5 is directly connected to the upper edge of the receiving cup and the flues ⁇ stechnik penetrates through side slots 27 formed as rupture disk barrier membrane is in the construction of the internal pressure open only just in the region of the predetermined breaking points 20, which are arranged in a star shape in the present embodiment. Again, however, it is evident that a substance-free gap 12 is formed.
  • FIGS 11 to 14 shows an arrangement in which the barrier membrane 9 is connected in the center with a support body 14.
  • the barrier membrane with a peripheral edge 13 is fixedly connected, which is formed integrally with the bottom 4 of the capsule. Between this peripheral edge 13 and the support body 14 is the barrier membrane. 9 freely curious.
  • the support body is designed star-shaped here. Under the influence of the internal pressure, the rice tension in the barrier membrane 9 increases strongly along the outer edge of the support body 14 until the barrier membrane ruptures and the resulting cracks continue against the peripheral edge 13.
  • the peripheral edge 13 is arranged within the receiving shoulder 10 ⁇ and this lowered over something.
  • the remindhaltebo ⁇ 11 is formed here completely closed without screen structure and provided on the outer circumference with a circumferential skirt 18.
  • a handle 21 is also arranged, which facilitates the assembly and at the same time causes a stiffening.
  • a circumferential intermediate rib 33 is arranged, the upper end face of which bears against a corresponding rib on the retaining floor 11.
  • FIG. 15 shows a retaining bottom 11 which can be inserted into the capsule body 2 according to FIG. 11, but which is designed as a sieve bottom with openings 16. Again, a handle 21 is provided hen.
  • a receiving cup 17 is inserted into the capsule body 2 or into the receiving shoulder 10, but in the upper area it is provided on the outer side with a circumferential collar 38. This is supported on the side wall 3 of the capsule and he is except ⁇ provided with openings 39.
  • the retaining bottom 11 is formed as a sieve bottom with openings 16 and also with reinforcing ribs 15 on both sides.
  • the capsule body 2 is substantially the same design as in the embodiment 11.
  • FIG ge ⁇ Gurss The lid is not shown here lies loosely on the upper edge of the receiver cup 17, or is possibly detachably connected thereto under pressure.
  • inlet slots 27 may also be provided in the upper edge.
  • the collar has the function of a flow brake. Subsequently, the liquid penetrates through the substance in the receiving cup and through the perforated retaining bottom 11 into the substance-free intermediate space 12 between the barrier membrane 9 and the retaining bottom 11.
  • the capsule body 2 according to FIG. 18 essentially corresponds to that according to FIG. 16.
  • the support body 14 is not star-shaped, but slightly frusto-conical with vertical slots 40 which extend as far as the contact surface of the barrier membrane 9.
  • a toothed wheel-like edge region is also formed, on which the barrier membrane 9 can tear under the action of pressure.
  • a flow element 41 also extends into the pipe socket 23 in the center. From Figure 18, in turn, the fan-like segments 37 can be seen, which favor a swirling flow.
  • the capsule according to Figures 20 and 21 is constructed similarly as that according to FIG 16.
  • a recess in the Kapselbo ⁇ is locked in a receiving cup 17 which is provided with a sieve bottom.
  • the sieve bottom is reinforced by means of star-shaped reinforcing ribs 15.
  • the receiving cup is supported on the side wall 3 via a trumpet-shaped collar 38.
  • the upper edge of the cup extends beyond the attachment point of the collar out.
  • the cover 5 is arranged at a distance from the upper edge of the collar, so that the substance in Aufnah ⁇ mebecher 17 in the annular channel over the collar 38 can spread.
  • the support body 14 is provided in this embodiment, similar to the embodiment according to Figures 18 and 19 with slots 40 which are arranged at regular intervals on the outside senocc.
  • the blocking membrane 9 is not shown in FIG. 20 and is partly shown in FIG. broken. It can be seen that the support body 14 is surrounded by a baffle 42, in which also slots 43 are arranged ⁇ .
  • the baffle wall has the appearance of a pinnacle with crenellations arranged therein.
  • the slots 43 in the baffle are radially offset from the slots 40 in the Stitzkör ⁇ arranged by 14, whereby a turbulence of the flow is enforced.
  • eight slots are arranged in the support ⁇ body and in the baffle. Of course, this number could be changed depending on the application and it would also be conceivable that the number of slots in the support body does not match the number of slots in the baffle.
  • the barrier membrane 9 is fixed both on the surface of the support body 14, as well as on the upper edge of the baffle 42, for example, welded or sealed. On the outer circumference, the barrier membrane 9 is connected to the surface of the peripheral edge 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Packging For Living Organisms, Food Or Medicinal Products That Are Sensitive To Environmental Conditiond (AREA)

Abstract

Die Kapsel (1) umfasst einen Kapselkörper (2) mit einer Seitenwand (3) und mit einem einstückig mit dieserausgebildeten Boden (4), sowie einen den Kapselkörper abdeckenden Deckel (5) zur Bildung einer Kammer (6). In der Kammer (6) ist eine Substanz (7) für die Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels enthalten, wobei eine Flüssigkeit durch die Kammer durchleitbar ist. Am Boden des Kapselkörpers ist eine Auslauföffnung (8) angeordnet. Die Seitenwand oder der Boden weist eine Aufnahmeschulter (10) auf, an der ein die Substanz (7) zurückhaltender und von der Flüssigkeit durchströmbarer oder umströmbarer Rückhalteboden (11) gehalten ist. Zwischen dem Rückhalteboden (11) und der Auslauföffnung (8) ist eine Sperrmembran derart angeordnet, dass zwischen dem Rückhalteboden und der Sperrmembran ein substanzfreier Zwischenraum verbleibt. Die Sperrmembran ist unter Innendruck der Kapsel zerreissbar.

Description

Kapsel umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper
Die Erfindung betrifft eine Kapsel umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Kapseln finden heute insbesondere für die Zubereitung von Kaffee oder Kaffeemischgetränken verbreitet Anwendung. Kapseln dieser Art können auch für die Herstellung von Milchschaum, Milchmischgetränken oder Fruchtge- tränken aus Konzentrat eingesetzt werden.
Die Kapsel bildet dabei eine Portionsverpackung, welche den In¬ halt lagestabil und vorzugsweise auch aromadicht bzw. Sauer¬ stoffdicht aufnehmen muss. Bei zahlreichen gattungsmässig ver- gleichbaren Kapseln erfolgt das Öffnen der Kapsel und das Einbringen einer Flüssigkeit auf der Eintrittsseite durch Penetra¬ tion des Deckels beim Einschliessen der Kapsel in eine Getränke¬ zubereitungsmaschine. Auf der Austrittsseite ist die Austritts¬ öffnung durch eine Sperrmembran abgedichtet, welche erst unter der Einwirkung des sich aufbauenden Innendrucks aufreisst und dabei die aufbereitete Flüssigkeit frei gibt.
So ist durch die WO 2009/115475 AI eine Kapsel bekannt geworden, bei welcher der Boden eine Stützstruktur aufweist, über der eine penetrierbare Ausgangswand gespannt ist. Beim Aufbau eines In¬ nendrucks wird die Ausgangswand gegen Penetrationselemente am Boden der Kapsel gepresst, so dass die Wand penetriert wird. Die Substanz liegt dabei unmittelbar auf der penetrierbaren Ausgangswand. Eine derartige Konstruktion ist jedoch nur dann ge- eignet, wenn die Substanz durch die einströmende Flüssigkeit aufgelöst werden soll. Für eine Extraktion, wie bei der Zuberei¬ tung von Kaffee, müsste ein zusätzlicher Filter vorgesehen werden, weil sonst Kaffeepartikel ausgeschwemmt werden. Durch die EP 1 555 219 AI ist eine Portionenkapsel mit gemahle¬ nem Kaffee zur Herstellung eines Kaffeegetränks bekannt gewor¬ den. Die bodenseitige Öffnung ist dabei durch eine aufstechbare Folie verschlossen. Direkt über dem Boden der Kapsel ist ein Filterelement angeordnet, das sich am Kapselboden abstützt und das seitlich in einer umlaufenden Nut in der Seitenwand der Kapsel eingerastet ist. Ein Nachteil der bekannten Kapseln besteht darin, dass sie jeweils stark auf das zuzubereitende Getränk ausgerichtet sind und somit nicht universell eingesetzt werden können. Ausserdem ist das selbstständige Öffnen unter der Einwirkung eines Innendrucks nur schwer beherrschbar. Schliesslich ist es bei zahlreichen Ge- tränken wünschenswert, dass sich eine Schaumbildung einstellt, was jedoch wiederum nur unter bestimmten Druckverhältnissen und unter Beimischung von Luft möglich ist. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Kapsel der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeidet und welche sich sowohl für Extraktionsprozesse, wie auch für Lösungsprozes¬ se eignet, wobei der hermetische Verschluss an der Austrittsöff¬ nung ausschliesslich unter der Einwirkung des Innendrucks und/oder mit Penetrationsmitteln freilegbar ist. Ausserdem soll eine gute Durchmischung und nach Möglichkeit eine Schaumbildung erzielt werden.
Diese Aufgaben werden durch eine Kapsel gelöst, welche die Merk¬ male im Anspruch 1 aufweist. Dabei weist die Seitenwand oder der Boden der Kapsel eine insbesondere kreisförmige Aufnahmeschulter auf. An dieser ist ein die Substanz zurückhaltender und von der Flüssigkeit durchstömbarer oder umströmbarer Rückhalteboden gehalten, insbesondere eingerastet oder eingesteckt. Zwischen dem Rückhalteboden und der AuslaufÖffnung sowie im Abstand zum Rück- halteboden ist eine zerreissbare und/oder penetrierbare Sperr¬ membran angeordnet, wobei zwischen dem Rückhalteboden und der Sperrmembran ein substanzfreier Zwischenraum verbleibt. Die Aufnahmeschulter ermöglicht es, dass unter Verwendung des gleichen Kapselkörpers je nach Einsatzzweck unterschiedliche Rückhalteböden eingesetzt werden können. Als besonders vorteil¬ haft hat sich dabei eine Rastverbindung erwiesen. Denkbar wäre aber auch ein Einpressen oder gar ein Einkleben oder Einschweis- sen. Der Kapselkörper kann als Spritzgussteil oder als Tiefziehteil hergestellt werden. Der Rückhalteboden hat die Aufgabe, die in der Regel pulverförmige Substanz zurückzuhalten, so dass die Sperrmembran nicht von der Substanz beaufschlagt wird. Der durch die Sperrmembran und den Rückhalteboden abgegrenzte substanz- freie Zwischenraum beinhaltet einen kleinen Gasvorrat von bei¬ spielsweise Luft oder Stickstoff, was die Schaumbildung erheb¬ lich verbessert.
Die Sperrmembran kann ausschliesslich unter der Einwirkung des Innendrucks in der Kapsel zerreissbar oder aufplatzbar sein.
Dies hat den Vorteil, dass keinerlei mechanische Mittel vorgese¬ hen werden müssen, um die AuslaufÖffnung freizulegen. Je nach Wandstärke, Befestigung oder Abstützung der Sperrmembran lässt sich dabei der Öffnungsvorgang relativ präzise steuern.
Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die Sperrmembran durch in der Kapsel oder ausserhalb der Kapsel angeordnete Penetrati¬ onsmittel penetrierbar ist. Wie durch die vorstehend beschriebe¬ ne WO 2009/115475 AI bereits bekannt, können dabei Penetrations- elemente auf der Innenseite der Kapsel vorgesehen sein, welche die Sperrmembran penetrieren, sobald sich diese unter der Einwirkung des Innendrucks durchwölbt. Die Penetrationsmittel kön¬ nen aber auch so an der Kapsel angeordnet sein, dass sie beim Schliessen der Brühkammer in der Getränkezubereitungsmaschine durch die Sperrmembran gestossen werden. Schliesslich ist es auch möglich, dass die Penetrationsmittel der Getränkezuberei¬ tungsmaschine zugeordnet sind und beim Schliessen der Brühkammer gleichzeitig den Deckel und die Sperrmembran penetrieren.
Der Rückhalteboden und die Sperrmembran können planparallel zueinander angeordnet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. So könnte insbesondere der Rückhalteboden auch konisch oder konvex ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist die Sperrmembran an ihrem Aussenrand auf einem umlaufenden Rand befestigt, der einstückig mit dem Boden der Kapsel ausgebildet ist und der innerhalb der Aufnahme- schulter verläuft. Auf diese Weise haben sowohl die Sperrmembran als auch der Rückhalteboden ihnen jeweils zugeordnete Befesti¬ gungslinien. Im Hinblick auf eine rationelle Fabrikation kann zuerst die Sperrmembran und anschliessend der Rückhalteboden eingesetzt werden.
Weitere Vorteile können erzielt werden, wenn die Sperrmembran im Zentrum auf einem Stützkörper befestigt ist, der koaxial zur Längsmittelachse der Kapsel und insbesondere zur AuslaufÖffnung angeordnet ist. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass die Sperrmembran nicht nur auf dem Stützkörper aufliegt, sondern fest mit diesem verbunden ist. Dadurch wird je nach Beschaffenheit der Sperrmembran das Reissen oder Aufplatzen begünstigt und zwar in einem Umfangsbereich um das Zentrum der Kapsel. Die Sperrmembran ist dabei zwischen dem umlaufenden Rand und dem Stützkörper vorteilhaft ohne Auflage oder Befestigung frei ge¬ spannt. In bestimmten Fällen wäre es jedoch ebenfalls denkbar, dass unterhalb der Sperrmembran Penetrationselemente am Boden der Kapsel angeordnet sind, welche bei einer Durchbiegung die Sperrmembran penetrieren.
Je nach Volumen der Kapsel und nach der Beschaffenheit der Sub- stanz kann die Distanz zwischen der Sperrmembran und dem Rückhalteboden stark variieren. Dabei hat sich eine Distanz von 0,1 bis 6 mm als besonders vorteilhaft erwiesen.
Auf der Unterseite des Rückhaltebodens können sternförmig ver- laufende Verstärkungsrippen angeordnet sein. Denkbar sind aber auch Verstärkungsrippen auf der Oberseite des Rückhaltebodens oder auf beiden Seiten. Derartige Rippen verhindern, dass sich ein aus Kunststoff hergestellter Rückhalteboden unter der Einwirkung von Druck und Temperatur zu stark durchbiegt.
Der Rückhalteboden kann als Siebboden mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet sein. Die Grösse und Anzahl der Öffnungen richtet sich dabei nach der Korngrösse der zurück zu haltenden Substanz sowie nach der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit.
Der Rückhalteboden kann auch Bestandteil eines zylindrischen Aufnahmebechers für die Substanz sein. Dabei füllt die Substanz ersichtlicherweise nicht den gesamten Kapselkörper aus. Vielmehr verbleibt ein Hohlraum bzw. ein Ringhohlraum um den Aufnahmebe- eher. Dieser kann als Einströmraum für die Flüssigkeit genutzt werden oder er kann seinerseits eine zweite Substanz aufnehmen.
Der Aufnahmebecher kann sich im oberen, dem Deckel zugewandten Bereich mit einem Kragen an der Seitenwand der Kapsel abstützen. Dieser Kragen kann mit Öffnungen versehen sein, sodass auch
Flüssigkeit in den Ringraum unterhalb des Kragens strömen kann. Der obere Rand des Aufnahmebechers erstreckt sich dabei über die Ansatzstelle des Kragens hinaus, sodass zwischen dem Kragen und dem oberen Rand ein nach oben offener Kanal gebildet wird. Zwischen dem oberen Rand und dem Deckel kann dabei ein Zwischenraum verbleiben, sodass sich die Substanz im Aufnahmebecher auch im Kanal über dem Kragen ausbreiten kann.
Der Rückhalteboden kann aber auch geschlossen sein und lediglich an seinem Aussenumfang mit einer Mehrzahl von Schlitzen oder Nuten versehen sein. Diese Schlitze oder Nuten können beispielsweise in einer gegen den Boden oder gegen den Deckel der Kapsel gerichteten Schürze angeordnet sein. Die Schlitze oder Nuten be¬ günstigen das Umströmen des geschlossenen Rückhaltebodens, wobei je nach Konstruktion starke Scherkräfte erzielt werden können. Ein derart geschlossener Rückhalteboden eignet sich beispielsweise für die Aufnahme von Milchpulver zur Bildung von Milch- schäum.
Die Sperrmembran kann aus einer Folie aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Unter dem in einer Getränkezubereitungsmaschine auftretenden Innendruck von bis zu 20 bar hat sich eine Wandstärke von 0,01 bis 0,4 mm als besonders vorteil¬ haft erwiesen. Selbstverständlich könnte die Sperrmembran auch aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem Laminat bestehen. Die Sperrmembran kann auch als eigentliche Berstscheibe aus Kunststoffmaterial ausgebildet werden. In einem derartigen Fall beträgt die Wandstärke beispielsweise von 0,005 bis 0,4 mm.
Unabhängig von der Beschaffenheit der Sperrmembran kann es besonders vorteilhaft sein, wenn diese eine oder mehrere Soll¬ bruchstellen aufweist. Auf diese Weise lassen sich sehr gezielt Öffnungen schaffen und bestimmte Strömungsverhältnisse herbei¬ führen . Eine besonders vorteilhafte Montage des Rückhaltebodens kann er¬ reicht werden, wenn auf der dem Deckel zugewandten Seite ein Griffstück angeordnet ist. Dieses kann beispielsweise aus stern¬ förmig angeordneten Rippen bestehen, mit denen zusätzlich noch eine Versteifung des Rückhaltebodens bewirkt wird.
Weitere Vorteile können erreicht werden, wenn die Sperrmembran im Zentrum auf einem Stützkörper befestigt ist, der über der AuslaufÖffnung angeordnet ist und an dessen Aussenumfang vor- zugsweise schlitzförmige Öffnungen angeordnet sind, welche sich von der Auflageebene der Sperrmembran gegen den Boden erstrecken. Dadurch fliesst die Flüssigkeit nach dem Reissen der
Sperrmembran konzentrisch gegen den Stützkörper nach unten in die AuslaufÖffnung . Die noch auf dem Stützkörper verbleibenden Abschnitte der Sperrmembran bilden gegen oben eine Begrenzung der Strömung.
Weiter kann der Stützkörper von einer mit Öffnungen versehenen Prallwand umgeben sein, wobei die Öffnungen der Prallwand radial versetzt zu den Öffnungen des Stützkörpers angeordnet sind. Mit dieser Anordnung wird eine turbulente Ausströmung der Flüssigkeit gegen die AuslaufÖffnung erzielt, wobei eine besonders gute Durchmischung erfolgt. Eine Schaumbildung wird dabei durch den im substanzfreien Zwischenraum vorhandenen Luftvorrat begüns- tigt. Besonders vorteilhaft ist die Sperrmembran auch fest mit dem oberen Rand der Prallwand verbunden, sodass die Ringkammer zwischen Stützkörper und Prallwand auf der Oberseite durch die Sperrmembran auch nach deren Einreissen begrenzt bleibt. Die Erfindung betrifft auch ein System umfassend eine vorstehend beschriebene Kapsel sowie eine Getränkezubereitungsmaschine mit einer Aufnahmekammer für die Kapsel, sowie mit Mitteln zum Pe- netrieren des Deckels und/oder der Sperrmembran der Kapsel und zum Durchleiten einer Flüssigkeit unter Druck durch die Kapsel. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Flüssigkeit ins Innere der Kapsel beispielsweise mit Hilfe einer Hohlnadel injiziert wird oder ob die Flüssigkeit durch eine Mehrzahl von Perforationsöff- nungen gedrückt wird.
Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen.
Es zeigen:
Figur 1 Eine Aussenansicht einer erfindungsgemässen Kapsel,
Figur 2 Ein Querschnitt durch die Kapsel gemäss Figur 1 mit einem durch den Deckel verschlossenen Aufnahmebecher,
Figur 3 Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausfüh¬ rungsbeispiel mit einem durch eine Filterfolie verschlossenen Aufnahmebecher,
Figur 4 Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausfüh- rungsbeispiel einer Kapsel mit einem integrierten
Steigrohr,
Figur 5 Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausfüh¬ rungsbeispiel einer Kapsel mit einem einfachen Siebboden, Figur 6 Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausfüh¬ rungsbeispiel einer Kapsel mit integriertem Rück¬ haltekäfig, Figur 7 Eine Explosionszeichnung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kapsel mit Aufnahmebecher und Berstscheibe,
Figur 8 Ein Querschnitt durch die zusammengebaute Kapsel gemäss Figur 7,
Figur 9 Eine perspektivische Darstellung der Kapsel ge¬ mäss Figur 8 im Teilschnitt, Figur 10 Ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausfüh¬ rungsbeispiel der Kapsel gemäss Figur 8,
Figur 11 Eine perspektivische Darstellung im Querschnitt durch eine Kapsel mit geschlossenem Rückhaltebo- den,
Figur 12 Eine perspektivische Teildarstellung des Rückhal¬ tebodens in der Kapsel gemäss Figur 11, Figur 13 Die Kapsel gemäss Figur 11 bei entferntem Rückhalteboden,
Figur 14 Die Kapsel gemäss Figur 13 mit entfernter Sperrmembran,
Figur 15 Eine perspektivische Darstellung eines als Sieb¬ boden ausgebildeten Rückhaltebodens, Figur 16 Eine perspektivische Darstellung im Querschnitt durch eine Kapsel mit einem alternativ ausgestal¬ teten Aufnahmebecher,
Figur 17 Eine perspektivische Teildarstellung des Aufnahmebechers in der Kapsel gemäss Figur 16,
Figur 18 Eine perspektivische Darstellung eines Kapselkör¬ pers mit alternativ ausgestaltetem Stützkörper,
Figur 19 Ein stark vergrösserter Querschnitt durch den
Stützkörper in der Kapsel gemäss Figur 18,
Figur 20 Eine perspektivische Darstellung im Querschnitt durch eine Kapsel mit einem alternativ ausgestal¬ teten Stützkörper,
Figur 21 Eine vergrösserte perspektivische Darstellung des
Stützkörpers gemäss Figur 20.
Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, besteht eine Kapsel 1 aus einem Kapselkörper 2, beispielsweise aus Kunststoffmaterial , der eine Seitenwand 3 und einen Boden 4 aufweist. Am Boden 4 ist koaxial zur Längsmittelachse der Kapsel ein Rohrstutzen 23 mit einer AuslaufÖffnung 8 angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Rohrstutzen 23 über Versteifungsrippen 24 zusätzlich mit dem Boden 4 verbunden. Am oberen Ende der Seitenwand 3 ist ein umlaufender Rand 22 angeordnet, auf dem ein Deckel 5 fixiert ist.
Am Boden 4 ist ausserdem eine kreisförmige Aufnahmeschulter 10 angeordnet, welche durch eine Vertiefung 25 im Boden gebildet wird. Von der Vertiefung aus erstreckt sich ein Rohrstutzen 23 nach unten, in dessen Querschnitt eine Prallplatte 26 gehalten ist. Der Rohrstutzen 23 mündet in die AuslaufÖffnung 8.
Der Kapselkörper 2 umschliesst insgesamt eine Kammer 6, welche eine Substanz 7 aufnehmen kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Substanz innerhalb eines Aufnahmebechers 17 gehalten, der einstückig mit einem Rückhalteboden 11 ausgebildet ist. Dieser Rückhalteboden ist als Siebboden mit Sieböffnungen ausgestaltet. Unterhalb des Rückhaltebodens ist ein umlaufender Schnapprand 28 angeordnet, mit dessen Hilfe der ganze Aufnahme¬ becher in die Aufnahmeschulter 10 eingerastet ist. Der obere Rand des Aufnahmebechers ist umlaufend mit dem Deckel 5 ver- schweisst. Ausserdem sind am oberen Rand umlaufend vertikale Schlitze 27 vorgesehen, durch welche eine in die äussere Ring- kammer eingespritzte Flüssigkeit ins Innere des Aufnahmebechers eindringen kann.
Auf dem Boden der Vertiefung 25 und über der AuslaufÖffnung 8 ist eine Sperrmembran 9 in der Form einer Folie befestigt. Auf diese Weise wird zwischen der Sperrmembran 9 und dem Rückhalte¬ boden 11 ein substanzfreier Zwischenraum 12 gebildet. Eine auf der Eintrittsseite in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit durchströmt die Substanz 7 und den gelochten Rückhalteboden 11 und bewirkt anschliessend ein Aufreissen der Sperrmembran 9.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3 unterscheidet sich von demjenigen gemäss Figur 2 hauptsächlich dadurch, dass der Auf- nahmebecher 17 am oberen Ende nicht durch den Deckel 5, sondern durch eine separate Filterfolie 29 abgeschlossen ist, welche von der Flüssigkeit durchströmt werden kann. Der etwas nach innen gewölbte Deckel 5 liegt lose auf dieser Filterfolie auf. Zusätz¬ lich ist am Boden 4 noch eine umlaufende Dichtlippe 30 angeord¬ net, welche sich seitlich gegen den Aufnahmebecher 17 presst und so eine verbesserte Abdichtung bewirkt. Auch der Rohrstutzen 23 mit der integrierten Prallplatte 26 hat eine etwas andere Konfi¬ guration . Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist der Rückhalteboden 11 im Wesentlichen als geschlossene Platte ausgebildet. Im Zent¬ rum ist ein Überlaufrohr 31 angeordnet, dessen oberes Ende über eine Sollbruchstelle 32 abgeschlossen ist. Diese kann beispiels¬ weise als Schlitz oder als Kreuzschlitz ausgebildet sein. Der Boden 4 der Kapsel ist praktisch gleich ausgebildet wie beim
Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3. Eine durch den Deckel 5 in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit durchströmt die Substanz 7 und bewirkt zunächst ein Aufplatzen der Sollbruchstelle 32. Da¬ nach strömt die Flüssigkeit durch das Überlaufrohr 31 in den substanzfreien Zwischenraum 12 und bewirkt anschliessend ein
Reissen der Sperrmembran 9, bevor sie durch die AuslaufÖffnung 8 abfliesst .
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 ist der Rückhalteboden 11 nur als einfacher Siebboden mit Öffnungen 16 ausgebildet. Die Verankerung im Boden 4 erfolgt gleich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 ist an Stelle des Über- laufrohrs ein mit Öffnungen versehener Käfig 34 auf dem geschlossenen Rückhalteboden 11 angeordnet. In diesem Käfig ist beispielsweise eine mit Aromastoffen gefüllte Weichkapsel 35 ge¬ halten. Die restliche Anordnung ist identisch wie beim Ausführungseispiel gemäss Figur 4. Eine in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit durchströmt zuerst die Substanz 7 und dringt danach in den Käfig 34 ein, wo die Weichkapsel aufgelöst wird. Die so gebildete Mischung aus Extrakt und Inhaltstoff der Kapsel strömt anschliessend nach unten in den substanzfreien Zwischenraum 12 und bewirkt ein Zerreissen der Sperrmembran 9.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 7 bis 9 ist die Sperrmembran als eigentliche Berstscheibe mit Sollbruchstellen 20 ausgebildet. Diese Scheibe aus Kunststoffmaterial liegt auf dem Boden der Vertiefung 25 auf und ist am Aussenumfang dichtend mit diesem verbunden. Um ein Durchbiegen der Scheibe zu verhindern verfügt sie auf der Unterseite ausserdem über Stützmittel 36, die sich ebenfalls am Boden der Vertiefung abstützen. Der eingerastete Aufnahmebecher 17 ist ähnlich ausgebildet wie der¬ jenige gemäss Figur 2. Auch hier ist der Deckel 5 unmittelbar mit dem oberen Rand des Aufnahmebechers verbunden und die Flüs¬ sigkeit dringt durch seitliche Schlitze 27. Die als Berstscheibe ausgebildete Sperrmembran wird beim Aufbau des Innendrucks nur gerade im Bereich der Sollbruchstellen 20 geöffnet, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sternförmig angeordnet sind. Auch hier wird jedoch ersichtlicherweise ein substanzfreier Zwischenraum 12 gebildet.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 10 ist bezüglich der Be¬ schaffenheit der Sperrmembran 9 gleich ausgebildet wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Anstelle des Aufnah¬ mebechers ist jedoch nur ein einfacher, als Siebboden ausgestal- teter Rückhalteboden 11 eingebaut, ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5.
Das Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 11 bis 14 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Sperrmembran 9 im Zentrum mit einem Stützkörper 14 verbunden ist. Am Aussenumfang ist die Sperrmembran mit einem umlaufenden Rand 13 fest verbunden, der einstückig mit dem Boden 4 der Kapsel ausgebildet ist. Zwischen diesem umlaufenden Rand 13 und dem Stützkörper 14 ist die Sperrmembran 9 frei gespannt. Der Stützkörper ist hier sternförmig ausgebildet. Unter der Einwirkung des Innendrucks steigt die Reissspannung in der Sperrmembran 9 entlang der Aussenkante des Stützkörpers 14 stark an, bis die Sperrmembran reisst und sich die entstandenen Risse gegen den umlaufenden Rand 13 hin fortsetzen.
Der umlaufende Rand 13 ist innerhalb der Aufnahmeschulter 10 an¬ geordnet und dieser gegenüber etwas abgesenkt. Der Rückhaltebo¬ den 11 ist hier ohne Siebstruktur völlig geschlossen ausgebildet und am Aussenumfang mit einer umlaufenden Schürze 18 versehen.
In dieser sind in regelmässigen Abständen vertikale Nuten 19 angeordnet, die sich bis in den Übergangsbereich zwischen Schürze und Rückhalteboden erstrecken. Auf der dem Deckel zugewandten Seite des Rückhaltebodens ist ausserdem ein Griffstück 21 ange- ordnet, welches die Montage erleichtert und gleichzeitig eine Versteifung bewirkt.
Zwischen der Aufnahmeschulter 10 und dem Rand 13 ist eine umlaufende Zwischenrippe 33 angeordnet, deren obere Stirnseite an ei- ner korrespondierende Rippe am Rückhalteboden 11 anliegt.
In der nur noch den Kapselkörper 2 darstellenden Figur 14 ist die sternartige Konfiguration des Stützkörpers 14 gut sichtbar. Ausserdem ist zu erkennen, dass die AuslaufÖffnung 8 an der tiefsten Stelle des Kapselbodens 4 von schaufelradartig ausge¬ bildeten Segmenten 37 umgeben ist, welche der ausströmenden Flüssigkeit eine Drallwirkung verleihen.
Eine in die Kammer 6 eingebrachte Flüssigkeit dringt zunächst durch die Nuten 19 bis in den Bereich der Rastverbindung an der Aufnahmeschulter 10 und durchströmt die Schärspaltlinie. Danach wird die Stossverbindung an der Stirnseite der Zwischenrippe 33 aufgedrückt und die mit der Substanz vermischte Flüssigkeit dringt in den substanzfreien Zwischenraum 12 zwischen der Sperrmembran 9 und dem Rückhalteboden 11. Danach reisst die Sperrmembran 9 und die Mischung strömt aus der AuslaufÖffnung 8. Diese Anordnung eignet sich für Substanzen, welche mit der durch- strömenden Flüssigkeit eine Lösung oder eine Mischung bilden, wie z.B. Milchpulver oder Schokoladepulver. Die Figur 15 zeigt einen Rückhalteboden 11, der in den Kapselkörper 2 gemäss Figur 11 eingesetzt werden kann, der jedoch als Siebboden mit Öffnungen 16 ausgebildet ist. Auch hier ist ein Griffstück 21 vorgese- hen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 16 und 17 ist in den Kapselkörper 2 bzw. in die Aufnahmeschulter 10 ein Aufnahmebecher 17 eingesetzt, der jedoch im oberen Bereich auf der Aussen- seite mit einem umlaufenden Kragen 38 versehen ist. Dieser stützt sich an der Seitenwand 3 der Kapsel ab und er ist ausser¬ dem mit Öffnungen 39 versehen. Der Rückhalteboden 11 ist als Siebboden mit Öffnungen 16 ausgebildet und ausserdem mit Verstärkungsrippen 15 auf beiden Seiten. Der Kapselkörper 2 ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel ge¬ mäss Figur 11. Der hier nicht dargestellte Deckel liegt lose auf dem oberen Rand des Aufnahmebechers 17 auf oder ist ggf. mit diesem unter Druck ablösbar verbunden. Zusätzlich können im oberen Rand auch noch Einlassschlitze 27 vorgesehen sein.
Eine in den Bereich über dem Kragen 38 eingebrachte Flüssigkeit dringt einerseits durch die Öffnungen 39 in die umlaufende Ring¬ kammer ausserhalb des Aufnahmebechers 17 und andererseits ins Innere des Aufnahmebechers 17. Der Kragen hat dabei die Funktion einer Strömungsbremse. Anschliessend dringt die Flüssigkeit durch die Substanz im Aufnahmebecher und durch den perforierten Rückhalteboden 11 in den substanzfreien Zwischenraum 12 zwischen der Sperrmembran 9 und dem Rückhalteboden 11. Der Kapselkörper 2 gemäss Figur 18 entspricht im Wesentlichen demjenigen gemäss Figur 16. Der Stützkörper 14 ist dabei jedoch nicht sternförmig ausgestaltet, sondern leicht kegelstumpfförmig mit vertikalen Schlitzen 40, die sich bis zur Auflagefläche der Sperrmembran 9 erstrecken. Dadurch wird von oben betrachtet ebenfalls ein zahnradartiger Randbereich gebildet, an dem die Sperrmembran 9 unter Druckeinwirkung reissen kann. Wie aus Figur 19 ersichtlich ist, erstreckt sich im Zentrum ebenfalls ein Strömungselement 41 bis in den Rohrstutzen 23 hinein. Aus Figur 18 sind wiederum die fächerartigen Segmente 37 ersichtlich, welche eine drallartige Strömung begünstigen.
Die Kapsel gemäss den Figuren 20 und 21 ist ähnlich aufgebaut, wie diejenige gemäss Figur 16. In einer Vertiefung im Kapselbo¬ den ist ein Aufnahmebecher 17 eingerastet, der mit einem Siebboden 11 versehen ist. Der Siebboden ist mittels sternförmig verlaufender Verstärkungsrippen 15 verstärkt. Im Oberen, dem Deckel 5 zugewandten Bereich ist der Aufnahmebecher über einen trompe- tenförmigen Kragen 38 an der Seitenwand 3 abgestützt. Der obere Rand des Bechers erstreckt sich dabei über die Ansatzstelle des Kragens hinaus. Der Deckel 5 ist jedoch im Abstand zum oberen Rand des Kragens angeordnet, sodass sich die Substanz im Aufnah¬ mebecher 17 auch in den Ringkanal über dem Kragen 38 ausbreiten kann.
Der Stützkörper 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 18 und 19 mit Schlitzen 40 versehen, welche in regelmässigen Abständen am Aus- senumfang angeordnet sind.
Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist die Sperrmembran 9 in Figur 20 nicht dargestellt und in Figur 21 teilweise aufge- brochen. Dabei ist erkennbar, dass der Stützkörper 14 von einer Prallwand 42 umgeben ist, in welcher ebenfalls Schlitze 43 ange¬ ordnet sind. Die Prallwand hat dabei das Aussehen einer Zinne mit darin angeordneten Zinnenscharten. Die Schlitze 43 in der Prallwand sind radial versetzt zu den Schlitzen 40 im Stützkör¬ per 14 angeordnet, womit eine Verwirbelung der Strömung erzwungen wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Stütz¬ körper und in der Prallwand je acht Schlitze angeordnet. Diese Anzahl könnte selbstverständlich je nach Anwendungsfall geändert werden und es wäre ausserdem denkbar, dass die Anzahl Schlitze im Stützkörper nicht mit der Anzahl Schlitze in der Prallwand übereinstimmt .
Die Sperrmembran 9 ist sowohl auf der Oberfläche des Stützkörpers 14, als auch auf dem oberen Rand der Prallwand 42 fixiert, beispielsweise aufgeschweisst oder aufgesiegelt . Am Aussenumfang ist die Sperrmembran 9 mit der Oberfläche des umlaufenden Randes 13 verbunden.

Claims

Kapsel (1) umfassend einen vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Kapselkörper (2) mit einer Seitenwand (3) und mit einem einstückig mit dieser ausgebildeten Boden (4), sowie einen den Kapselkörper abdeckenden Deckel (5) zur Bildung wenigstens einer Kammer (6), welche eine Substanz (7) für die Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels enthält, wobei für die Durchleitung einer Flüssigkeit durch die Kammer der Deckel eine Eintrittsseite und der Boden ei¬ ne Austrittsseite mit wenigstens einer AuslaufÖffnung (8) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (3) oder der Boden (4) eine insbesondere kreisförmige Aufnahme¬ schulter (10) aufweist, an der ein die Substanz (7) zurückhaltender und von der Flüssigkeit durchströmbarer oder umströmbarer Rückhalteboden (11) gehalten, insbesondere eingerastet oder eingesteckt ist, und dass zwischen dem Rück¬ halteboden (11) und der AuslaufÖffnung (8) sowie im Abstand zum Rückhalteboden (11) eine zerreissbare und/oder penet- rierbare Sperrmembran (9) angeordnet ist, wobei zwischen dem Rückhalteboden (11) und der Sperrmembran (9) ein substanzfreier Zwischenraum (12) verbleibt.
2. Kapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran unter Innendruck in der Kapsel zerreissbar ist .
3. Kapsel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran durch in der Kapsel oder ausserhalb der Kapsel angeordnete Penetrationsmittel penetrierbar ist.
4. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) und die Sperrmembran (9) planparallel zueinander angeordnet sind.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) an ihrem Aussenrand auf einem umlaufenden Rand (13) befestigt ist, der einstückig mit dem Boden (4) der Kapsel ausgebildet ist und der inner¬ halb der Aufnahmeschulter (10) verläuft.
Kapsel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) im Zentrum auf einem Stützkörper (14) befestigt ist, der koaxial zur AuslaufÖffnung (8) angeordnet ist .
Kapsel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) zwischen dem umlaufenden Rand (13) und dem Stützkörper (14) ohne Auflage oder Befestigung frei gespannt ist.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz zwischen der Sperrmembran (9) und dem Rückhalteboden (11) wenigstens 0,1 bis 6 mm be¬ trägt .
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des Rückhaltebodens (11) vorzugsweise sternförmig verlaufende Verstärkungsrippen (15) angeordnet sind.
Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) ein Siebboden mit einer Mehrzahl von Öffnungen (16) ist.
11. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) Bestandteil eines zylindrischen Aufnahmebechers (17) für die Substanz (7) ist .
12. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückhalteboden (11) geschlossen ist und an seinem Aussenumfang mit einer Mehrzahl von Schlitzen oder Nuten versehen ist.
13. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) eine Folie aus Alumini¬ um oder aus einer Aluminiumlegierung besteht und dass sie eine Wandstärke von 0,01 bis 0,4 mm aufweist.
14. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) aus Kunststoffmaterial besteht und dass sie eine Wandstärke von 0,005 bis 0,4 mm aufweist .
15. Kapsel nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) eine oder mehrere Sollbruchstel¬ len (20) aufweist.
16. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Deckel zugewandten Seite des Rückhaltebodens (11) ein Griffstück (21) angeordnet ist.
17. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmembran (9) im Zentrum auf einem Stützkörper (14) befestigt ist, der über der AuslaufÖffnung (8) angeordnet ist und an dessen Aussenumfang vorzugsweise schlitzförmige Öffnungen (40) angeordnet sind, welche sich von der Auflageebene der Sperrmembran gegen den Boden erstrecken .
18. Kapsel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (14) von einer mit Öffnungen (43) versehenen Prallwand (42) umgeben ist, wobei die Öffnungen der Prall¬ wand radial versetzt zu den Öffnungen (40) des Stützkörpers (14) angeordnet sind und wobei vorzugsweise die Sperrmemb¬ ran (9) auf dem oberen Rand der Prallwand befestigt ist.
19. System umfassend eine Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 18 sowie eine Getränkezubereitungsmaschine mit einer Auf¬ nahmekammer für die Kapsel, sowie mit Mitteln zum Penetrie- ren des Deckels und/oder der Sperrmembran der Kapsel und zum Durchleiten einer Flüssigkeit unter Druck durch die Kapsel .
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