ATBECHDEDKESFRGBGRITLILUNLSEMCPTIESILTLVFIROMKCYALTRBGCZEEHUPLSKBAHRIS..MTNORSMESMMA....MD..........
J
BDM Ver 0.1.63 (23 May 2017) - 1100000/0
3470350
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG
A1
20190417
EP
17196687.2
20171016
de
de
de
20190417
201916
20190417
201916
B65D 85/804 20060101AFI20180327BHEP
de
PORTIONENKAPSEL
en
PORTION CAPSULE
fr
CAPSULE MONO-DOSE
2
Tchibo GmbH
100232933
P4496 EP
Überseering 18
22297 Hamburg
DE
Bröckel, Jens
Barmbeker Str. 15
22303 Hamburg
DE
Balkau, Werner
Lassigen 277
8762 Schwändi
CH
Frei Patent Attorneys
100061424
Frei Patentanwaltsbüro AG Postfach
8032 Zürich
CH
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Die Portionenkapsel weist einen äusseren Becher (2) mit Deckel (4) und mit einer im Innern des Bechers ausgebildeten Kammer (8) mit einer löslichen Substanz sowie mit einer Mittelachse (10) auf. Ausserdem ist ein Einspritzelement (3) vorhanden, welches die Kammer (8) zu einer Deckelseite oder zu einer Bodenseite hin begrenzt und welches mindestens eine Einspritzöffnung (7) aufweist. Die Einspritzöffnung ist so ausgebildet, dass durch sie hindurch in Richtung Kammer geförderte Flüssigkeit in einem Strahl in die Kammer eingespritzt wird, der in einer durch die Mittelachse (10) verlaufenden Ebene und in einem Winkel zur Mittelachse verläuft.
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Systeme zum Zubereiten von Getränken mittels in eine Getränkekapsel eingeführter Flüssigkeit. Sie betrifft insbesondere eine Portionenkapsel, die eine lösliche Nahrungsmittelsubstanz enthält, aus welcher durch Einspritzen von Wasser ein Getränk oder Getränkebestandteil zubereitet werden kann.
Unter den Systemen zum Zubereiten von Getränken sind die sogenannten Kaffeekapselsysteme (es gibt sie auch in Varianten zur Zubereitung von Tee) bekannt, bei denen im Allgemeinen heisses Wasser meist unter Druck in eine Kapsel eingeführt wird, um ein Getränk zuzubereiten, beispielsweise durch Extraktion. Es sind auch Kapseln bekannt, die beispielsweise mit Kaffeekapselsystemen kompatibel sind, die aber anstatt eines Extraktionsguts eine lösliche Substanz enthalten, zum Beispiel Milchpulver, um einen Getränkebestandteil oder ein Getränk zuzubereiten.
Bei Kapseln mit löslichem Inhalt kann im Gegensatz zu mit Extraktionsgut gefüllten Kapseln nicht auf einfache Art im Kapselinnem ein Druck aufgebaut werden, der während des ganzen Zubereitungsprozesses über das in der Kapsel enthaltene Gut hinweg abfällt und der dafür sorgt, dass der Kapselinhalt gut mit der eingeführten Flüssigkeit getränkt werden kann. Um für eine gute Durchmischung und ein gleichmässiges Auflösen des Kapselinhaltes zu sorgen, müssen andere Massnahmen getroffen werden.
In der EP 1 659 909 wurde vorgeschlagen, die Flüssigkeit in eine die Nahrungsmittelsubstanz enthaltende Kammer in einem Winkel zu einer vertikalen Mittelebene einzuspritzen. Dies geschieht, damit eine Wirbelbewegung um den Mittelpunkt der Kammer bewirkt wird, die ein Mischen der Flüssigkeit mit der Substanz bewirkt - ähnlich einem Umrühren in einer Tasse. Die Mittel, die ein solches Einspritzen bewirken, können maschinenseitig vorhanden sein oder in die Kapsel integriert sein. Diese Lösung mag in vielen Fällen gut funktionieren. Allerdings gibt es bei einer solchen regelmässigen Wirbelbewegung immer einen Wirbelkern, in dem nicht umgerührt wird. Ausserdem kann sich die Wirbelbewegung im Aussenbereich der Kammer aufgrund der Reibung mit der Becherwand unter Umständen nicht genügend entwickeln, weshalb nicht für alle Konfigurationen (abhängig von Kapselgeometrie, Inhaltsstoff, Einspritzdruck und Wassertemperatur) ein genügend homogenes Auflösungsverhalten ergibt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Portionenkapsel mit einer löslichen Substanz zu schaffen, welche ein gutes und möglichst weit gehendes Auflösen der Substanz ermöglicht, wenn Wasser eingespritzt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kapsel wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.
Die Kapsel gemäss einem Aspekt der Erfindung bildet einen äusseren Becher mit Deckel und mit einer im Innern des Bechers ausgebildeten Kammer mit der löslichen Substanz. Eine Kapsel-Mittelachse verläuft zwischen Deckel und Becherboden, also beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zum Deckel. Die Becher und Deckel können im Wesentlichen um die Mittelachse drehsymmetrisch sein, wobei andere, bspw. kubische, Kapselformen nicht ausgeschlossen sind. Die Kapsel weist ein Einspritzelement auf, welches die Kammer zur Deckelseite oder zur Becherbodenseite hin begrenzt und welches mindestens eine Einspritzöffnung aufweist, die so ausgebildet ist, dass durch sie hindurch geförderte Flüssigkeit in einem Strahl in die Kammer eingespritzt wird, der in einer Ebene durch die Mittelachse und in einem Winkel zur Mittelachse (d.h. nicht parallel zu dieser) verläuft.
Insbesondere kann die Einspritzöffnung nahe der Mittelachse (bspw. um nicht mehr als 20% des senkrecht zur Mittelachse gemessenen Kapseldurchmessers auf Höhe der betreffenden Einspritzöffnung) angeordnet sein und/oder so ausgebildet sein, dass der Strahl in der genannten Ebene zur Mittelachse hin verläuft, dass also zur Mitte hin eingespritzt wird.
Insbesondere können mehrere solcher Einspritzöffnungen vorhanden sein, die insbesondere alle die genannte Bedingung erfüllen, dass der durch sie erzeugte Strahl jeweils in einer durch die Mittelachse verlaufenden Ebene und in einem Winkel zur Mittelachse verläuft. Dadurch können also beim Einbringen der Flüssigkeit mehrere Flüssigkeitsstrahlen voneinander weg oder zueinander hin gerichtet sein.
Indem die Strahlrichtungen verteilt sind - bspw. gleichmässig - wird nicht nur eine besonders gute Durchmischung erreicht. Die Kapsel ist dann auch für horizontale Getränkezubereitungsmodule geeignet (d.h. Module, in denen die Kapsel mit der Mittelachse ungefähr parallel zur Horizontalen geführt wird), und zwar unabhängig von der Orientierung der Kapsel um ihre Mittelachse, da ausgeschlossen werden kann, dass sich bspw. nur ein Strahl nach unten oder nur ein Strahl nach oben ergibt und so Bereiche nicht mit dem Wasser in Berührung kommen.
Aufgrund des erfindungsgemässen Vorgehens entsteht nicht wie im Stand der Technik ein im Wesentlichen laminarer Wirbel, sondern es entsteht eine turbulente Strömung im Innern der Kapsel. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine besonders gute Durchmischung zwischen Flüssigkeit und löslicher Substanz bewirkt werden kann. Ganz besonders effizient wirkt das Vorgehen, wenn mehrere Einspritzöffnungen vorhanden sind, insbesondere wenn diese in unterschiedliche Richtungen gerichtet sind.
In einer Gruppe von Ausführungsformen ist das Einspritzelement als vom Becher und vom Deckel separates Element ausgebildet, so dass sich zwischen Kapseldeckel und Einspritzelement oder alternativ zwischen Kapselboden und Einspritzelement ein Einspritzraum bildet. Beispielsweise kann ein nach aussen dichter Deckel vorhanden sein, der zum Einbringen der Flüssigkeit anstechbar sein kann, wie das an sich von Getränkezubereitungskapseln her bekannt ist.
Es ist aber als Alternative zur Ausgestaltung des Einspritzelements als separates Element nicht ausgeschlossen, dass das Einspritzelement durch den Deckel bzw. den Becherboden gebildet wird.
Auch das Ausleiten des Getränks kann ergänzend oder alternativ ein Anstechen - auf der entsprechend gegenüberliegenden Seite - voraussetzen.
Die Kammer kann optional auch zur anderen Seite hin - also zum Boden bzw. Deckel hin - ein vom Becher und vom Deckel separates Siebelement aufweisen, welches die Kammer zur dem Einspritzelement gegenüberliegenden Seite hin begrenzt.
Der Winkel des Strahles zur Mittelachse kann insbesondere plusminus 63°-68° betragen, beispielsweise etwa 65°, 66° oder 67°. Es hat sich gezeigt, dass bei solchen Winkeln - der Bereich kann als 45°-75° definiert werden, speziell 55° bis 70° - die Durchmischungswirkung besonders gut ist.
Die Einspritzöffnungen sind im Allgemeinen klein, ihr Durchmesser ist beispielsweise zwischen 0.5 mm und 2 mm, insbesondere ca. 1 mm, so dass sich mit den bei Getränkezubereitungsmaschinen üblichen Einspritzdrücken von bspw. 5-15 bar ein satter Strahl in die gewünschte Richtung ergibt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1, eine Ansicht einer erfindungsgemässen Kapsel ohne Kapseldeckel;
- Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Kapsel mit teilweise schematisch dargestellten Elementen;
- Fig. 3 eine Ansicht des Einspritzelementes von oben; und
- Fig. 4 einen Schnitt entlang der Ebene A-A in Fig. 3.
Die Kapsel 1 gemäss Figuren 1 und 2 weist einen Becher 2 und einen der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 nicht dargestellten Deckel 4 (siehe Fig. 2) auf. Becher und Deckel können in an sich bekannter Art aus Kunststoff gefertigt sein; auch auf Kapseln aus anderen Materialien, bspw. Aluminium, ist die Erfindung jedoch anwendbar. Die Befestigung des Deckels am Becher ist ebenfalls auf bekannte Art vorgenommen worden, bspw. durch Ultraschallschweissen oder eventuell durch Kleben.
Im Becher 2 ist ein als Einlegeteil ausgebildetes Einspritzelement 3 befestigt. Die Befestigung des Einlegeteils am Becher kann über eine Formschlussverbindung (bspw. mit Nut oder anderen hinterschnittenen Strukturen im Becher), über eine Kraftschlussverbindung (klemmend) und/oder über eine Stoffschlussverbindung (schweissen, kleben) bewerkstelligt sein.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Einspritzelement 3 auf Seiten des Deckels vorhanden und begrenzt die mit der löslichen Substanz (Milchpulver oder ähnlich) gefüllte Kammer 8 zur Seite des Deckels hin, in Fig. 2 also nach oben hin. Zwischen dem Deckel 4 und dem Einspritzelement 3 bildet sich ein Einspritzraum 5 aus.
Die Kapsel kann optional noch ein Siebelement 11 vorhanden sein, welches die Kammer 8 zur anderen Seite - in Fig. 2 nach unten hin - begrenzt, für das Getränk durchlässig ist und in Fig. 2 nur sehr schematisch und gestrichelt dargestellt ist. In einem solchen Fall bildet sich zwischen dem Siebelement 11 und dem Boden (bzw. in umgekehrten Anordnungen dem Deckel) ein Sammelbereich 12, von dem aus das Getränk aus der Kapsel abgeleitet wird.
Das in Figuren 3 und 4 noch mit etwas mehr Details dargestellte Einspritzelement 3 weist einen zum Kapselinneren hin ragenden, in Bezug auf die Mittelachse 10 zentralen, kegelförmigen Vorsprung 6 auf. In den Bereich dieses Vorsprungs kann einerseits eine das Wasser einspritzende Perforationsspitze aufgenommen werden, ohne dass das Einspritzelement beschädigt wird, sofern das Einbringen der Flüssigkeit über eine solche erfolgt. Andererseits weist der Vorsprung 6 die Einspritzöffnungen 7 auf.
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei der Einspritzöffnungen vorhanden, deren Einspritzrichtungen jeweils einen Winkel β von 120° zueinander bilden, die also gleichmässig in Umfangrichtung verteilt sind. Der Winkel α zur Deckelebene (der Winkel zur Mittelachse ist entsprechend 90°-α) beträgt knapp 25°, und der Durchmesser der Einspritzöffnungen 7 beträgt ca. 1 mm.
In Figur 4 sieht man noch einen optionalen umgefalteten Randbereich 9, der elastisch nach radial-innen verformbar ist und der Befestigung des Einspritzelements 3 im Kapselbecher dienen kann.
Das dargestellte Einspritzelement ist also so ausgebildet, dass die Einspritzöffnungen in Bezug auf radiale Richtungen zentral angeordnet sind, d.h. in der Nähe der Mittelachse 10 und dass die von ihnen erzeugten Strahlen voneinander weg laufen. Eine solche Anordnung ergibt sich zwangslos beim Anbringen der Einspritzöffnungen 7 im Vorsprung 6. Insbesondere wenn die Einspritzöffnungen peripher angeordnet sind, kann auch eine Anordnung eine Option sein, in welcher die Strahlen aufeinander zu, in Richtung zur Mittelachse verlaufen.
Weitere Ausführungsformen sind möglich.
1. Portionenkapsel mit einem äusseren Becher (2) mit Deckel (4) und mit einer im Innern des Bechers ausgebildeten Kammer (8) mit einer löslichen Substanz sowie mit einer Mittelachse (10), aufweisend ein Einspritzelement (3), welches die Kammer (8) zu einer Deckelseite oder zu einer Bodenseite hin begrenzt und welches mindestens eine Einspritzöffnung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzöffnung so ausgebildet ist, dass durch sie hindurch in Richtung Kammer geförderte Flüssigkeit in einem Strahl in die Kammer eingespritzt wird, der in einer durch die Mittelachse (10) verlaufenden Ebene und in einem Winkel (90°-α) zur Mittelachse verläuft.
2. Portionenkapsel nach Anspruch 1, wobei die Einspritzöffnung um nicht mehr als 20% des Kapseldurchmessers von der Mittelachse entfernt ist und/oder so ausgebildet ist, dass der Strahl auf die Mittelachse zu verläuft.
3. Portionenkapsel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Einspritzelement (3) mehrere der Einspritzöffnungen (7) aufweist.
4. Portionenkapsel nach Anspruch 3, wobei das Einspritzelement (3) drei Einspritzöffnungen (7) aufweist.
5. Portionenkapsel nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Einspritzöffnungen (7) in Umfangrichtung gleichmässig verteilt sind.
6. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einspritzelement einen zum Kapselinneren hin ausgerichteten Vorsprung (6) ausbildet und wobei die mindestens eine Einspritzöffnung im Vorsprung (6) ausgebildet ist.
7. Portionenkapsel nach Anspruch 6, wobei der Vorsprung (6) kegelförmig ist.
8. Portionenkapsel nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Vorsprung in Bezug auf die Mittelachse (10) zentral angeordnet ist.
9. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Winkel (90°-α) zur Mittelachse (10) zwischen 45° und 75°, insbesondere zwischen 60° und 70° beträgt.
10. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser der Einspritzöffnung (7) zwischen 0.5 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0.8 mm und 1.5 mm beträgt.
11. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einspritzelement (3) als vom Becher (2) und vom Deckel (4) separates, am Becher und/oder am Deckel befestigtes Element ausgebildet ist, so dass sich zwischen Kapseldeckel und dem Einspritzelement oder alternativ zwischen Kapselboden und Einspritzelement ein Einspritzraum (5) bildet.
12. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die lösliche Substanz Milchpulver ist.
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IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente
- EP
1659909
A
[0004]