CN109071101B - 用于具体地为咖啡的浸泡产品的胶囊 - Google Patents

用于具体地为咖啡的浸泡产品的胶囊 Download PDF

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Abstract

一种胶囊(10)，包括杯形本体(12)和在上部封闭杯形本体(12)的盖(14)。杯形本体(12)包括侧壁(16)和底壁(18)。底壁(18)具有使饮料流出胶囊的至少一个出口孔(20)。杯形本体(12)还包括在下部限定容纳浸泡产品的中间隔室(22)的保持壁(26)。保持壁(26)包括不可渗透层(32)并与底壁(18)隔开，以便与底壁一起限定下部隔室(28)。不可渗透层(32)被构造为由于在加压热水引入胶囊(10)之后到达在中间隔室(22)中的压力而自动撕裂。胶囊(10)还包括穿孔且可弹性变形的支撑盘(34)，该支撑盘布置在不可渗透层(32)的下面，其周向边缘(34a)放置在胶囊(10)的底壁(18)上或放置在与胶囊(10)的底壁(18)有一距离的支撑表面上，并且该支撑盘被构造为由于在加压热水引入到胶囊(10)中之后中间隔室(22)内部的压力增加时不可渗透层(32)的弯曲，通过朝向胶囊(10)的底壁(18)弯曲而变形。

Description

用于具体地为咖啡的浸泡产品的胶囊
技术领域
本发明涉及在提取饮料的机器中使用的一种用于浸泡产品的胶囊。
背景技术
尽管在下文中将会具体参照咖啡胶囊说明本发明，但意欲一般可应用于包含任何其他浸泡产品的胶囊。
例如，从WO 2014/037339中已知上述识别的类型的胶囊。这种已知的胶囊包括具有较大的基部或盖的大致截头圆锥的杯形本体，加压热水通过该大致截头圆锥的杯形本体被引入到具有有着出口孔的较小的基部或底壁的胶囊内部，饮料通过该出口孔流动到胶囊以外，以便收集在容器中(例如，咖啡杯)。在杯形本体内部，设置适于容纳咖啡的隔室，该隔室由杯形本体横向限定并由不可渗透的保持壁在下部限定。保持壁包括可撕裂铝隔膜，该可撕裂铝隔膜焊接至杯形本体，以便在下部以液密方式和气密方式密封容纳咖啡的隔室。保持壁与胶囊的底壁隔开并在这些壁之间设置有穿孔底板，该穿孔底板适于在胶囊内部的压力增加时穿透铝隔膜。
为了获得咖啡/水浸液，将胶囊***咖啡机的渗滤室，其中通过盖将一定量的加压热水注入到胶囊的杯形本体内部从而与咖啡混合。加压热水的进入引起容纳咖啡的隔室内的压力增加，因此保持壁朝向穿孔底板变形。由于该变形，保持壁的铝隔膜与穿孔元件(诸如，穿孔底板的点)接触直至其撕裂。可替换地，保持壁的铝隔膜可以仅由于增加的压力撕裂，甚至在与穿孔底板的穿孔元件接触之前就撕裂。饮料此时可以通过由于铝隔膜撕裂而在其中形成的通道流出隔室并最终通过设置在杯形本体的底壁中的出口孔而流出胶囊。
发明内容
本发明的目标是提供相对于上面讨论的现有技术的一种改进的胶囊，具体地，不需要打开保持壁的穿孔底板的胶囊。
根据本发明特征的胶囊完全实现这一目的和其他目的。
简而言之，本发明基于提供胶囊的构思，其中在保持壁的下面布置穿孔且弹性可变形的支撑盘，保持壁在下部限定容纳浸泡产品的隔室(在下文中还称为“成分隔室”)并包括在其周向边缘牢固地固定至杯形本体的不可渗透层，由于引入加压热水之后隔室内部的压力增加时不可渗透层弯曲，盘被构造为从初始未变形状况开始朝向胶囊的底壁弯曲。支撑盘去除了面向覆盖的不可渗透层的穿孔元件。优选地，在初始未变形状况，支撑盘与保持壁接触。此外，在初始未变形状况，支撑盘仅布置有搁置在胶囊的杯形本体的底壁上或搁置在与底壁有一段距离处的合适的支撑表面上的其周向边缘。随着加压热水引入到胶囊内部，容纳浸泡产品的隔室内部的压力增加，保持壁朝向胶囊的底壁变形，使得支撑盘也变形。在这个阶段，支撑盘伴随着保持壁的变形，因此撕裂不可渗透层，归因于由于保持壁变形而经受的增加应力状态不在中央而在其周向边缘附近。这就使得饮料从隔室更好地流出并且因此改进所制造的饮料的质量。此外，不可渗透层在没有与穿孔元件的相互作用下发生撕裂，仅是因为由于加压热水引入到胶囊内部后容纳浸泡产品的隔室内部增加压力而经受的变形。
不可渗透层由给定材料制成和/或具有给定厚度，以这样的方式选择材料和/或厚度，以便确保一旦达到成分隔室内的给定压力不可渗透层撕裂。不可渗透层例如可以由铝制成，例如，厚度等于0.02mm。可替换地或此外，可以通过在该层设置至少一个特定撕裂点获得保持壁的不可渗透层的撕裂。
根据一个实施方式，支撑盘在其上面具有以通孔结束的至少一个迷宫式凹槽。可替换地，支撑盘可具有分布在整个支撑盘本身或者至少分布在支撑盘的一部分上的多个通孔。
胶囊还包括过滤器件，其可以布置在不可渗透层的上面或下面，布置为与该层接触，或者布置在距该层一定距离处。过滤器件例如可以布置在不可渗透层与支撑盘之间或者布置在支撑盘的下面，布置为与该盘接触，或者布置在距该盘一定距离处。
优选地，过滤器件由一层滤纸形成。滤纸层可以布置在不可渗透层的下面，例如，牢固地连接到支撑盘，或者布置在不可渗透层的上面，例如，焊接至由胶囊的杯形本体形成的支撑表面。
支撑盘可以由塑料材料或者任何其他合适的材料(例如，示例性滤纸)制成。
在本发明的一个实施方式中，胶囊的盖是不可渗透的，例如由铝箔形成。在这种情况下，胶囊还可以包括上壁，该上壁在上部地限定容纳浸泡产品的隔室并与盖隔开，以便与后者一起限定上部隔室。该上壁具有多个孔并且例如由微穿孔膜形成。通过机器的针将加压热水引入上部隔室，在针对盖进行穿孔之后，从这里穿过设置在上壁中的孔而分配在容纳浸泡产品的隔室中。
根据本发明的一个变形，胶囊的盖是可渗透的并且容纳浸泡产品的隔室直接被盖封闭，即，与容纳浸泡产品的隔室直接不设置上部隔室。在这种情况下，通过设置在盖中的孔将加压热水直接注入容纳浸泡产品的隔室。由于在这种情况下，盖是可渗透的，自然必须要采取措施以防止胶囊中容纳的浸泡产品与空气接触。以本身已知的方式，胶囊可以例如***不可渗透的材料(诸如，铝)的包装。
在本发明的一个实施方式中，除了出口孔之外，胶囊的杯形本体在它的下部区域设置有侧孔，该侧孔适合使胶囊的下部隔室(即，设置在保持壁与底壁之间的隔室)与外部环境连通，以便将隔室内的压力保持为等于外部压力。
附图说明
本发明的其他的特征和优点从下文中的仅仅以非限制性实例方式参考附图给出的详细描述中将变得更加明显，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的浸泡产品的胶囊的等距视图；
图2是图1的胶囊的轴向截面图；
图3以放大的比例示出了图2的细节A；
图4和图5分别是详细地示出保持壁处于初始未变形状况中、和由于加压热水引入到胶囊内部并由此导致胶囊内部的压力增加引起的保持壁处于变形状况中的根据本发明的另一实施方式的浸泡产品的胶囊的下部区域一部分的轴向截面图；
图6示出胶囊的另一实施方式的前视分解图；以及
图7以放大比例示出了图6的胶囊的支撑盘。
具体实施方式
首先参照图1和图2，根据本发明的实施方式的浸泡产品(例如，咖啡)的胶囊总体用10标示。胶囊10包括杯形本体12和上部靠近杯形本体12的盖14。杯形本体12包括侧壁16和底壁18。底壁18具有至少一个出口孔20，优选地，在中央位置，以便允许饮料流出胶囊。优选地，杯形本体12具有大致截头圆锥形，其底壁构成较小的基部，而盖构成较大的基部。
浸泡产品(例如，咖啡)容纳于中间隔室或成分隔室22，中间隔室或成分隔室的侧面由杯形本体12的侧壁16封闭，上部由上壁24封闭，下部由下壁或保持壁26封闭。可能不设置上壁24，在这样的情况下，成分隔室22的上部直接由盖14封闭。保持壁26与杯形本体12的底壁18隔开以便与后者一起限定下部隔室28。
在本文中提出的实施方式中，盖14是不可渗透的，例如由铝箔形成。当提供时，中间隔室22的上壁24设置为与盖14隔开以便与后者一起限定上部隔室30。此外，上壁24具有多个孔，例如由微穿孔膜形成，以便允许在针已穿透盖14之后通过机器的针被引入上部隔室30的加压热水均匀分布在中间隔室22内部。
根据本发明的变形(未示出)，盖是可渗透的，事实上例如由微穿孔膜形成。在这种情况下，盖直接形成成分隔室的上壁，并且因此盖与成分隔室之间不存在上部隔室。通过设置在盖中的孔将加压水直接注入成分隔室。由于在这种情况下，盖是可渗透的，自然必须要采取措施以防止胶囊中容纳的浸泡产品与空气接触。以本身已知的方式，胶囊可以例如放置于不可渗透的材料(诸如，铝)的包装中。
同样参考图3，保持壁26包括不可渗透层32，其牢固地连接到例如充当凸肩的侧壁16的水平平面16a(图3)上的杯形本体12的侧壁16，以便在下部以液密方式和气密方式密封成分隔室22。不可渗透层32被构造为自动撕裂，而不用与胶囊的穿孔元件或类似元件相互作用，仅因为引入加压热水时成分隔室22内部达到的压力。不可渗透层32例如由铝制成，厚度等于例如0.02mm。可替换地，不可渗透层32例如可由塑料材料制成。为了便于撕裂不可渗透层32和/或使得在一个或多个预定点撕裂，可以在该层中设置一个或多个撕裂点。
胶囊10还包括放置在不可渗透层32下面的弹性可变形支撑盘34。支撑盘34例如通过互锁耦接被限制在杯形本体12中。具体地，支撑盘34仅布置有其周向边缘34a(图3)，该周向边缘搁置在由杯形本体12的侧壁16形成的合适支撑表面并放置在与底壁18有一定距离处(如在图1至图3的实施方式中)或直接放置在底壁18上。可替换地，支撑盘34可以与杯形本体12形成为一体。支撑盘34被构造为当成分隔室22内部的压力由于加压热水引入到胶囊中而增加时由于不可渗透层32弯曲而从初始未变形状况(图2和图3中示出的)向下弹性弯曲到变形状况，即朝向底壁18弯曲。此外，支撑盘34被穿孔以便由于不可渗透层32的撕裂而允许饮料通过盘本身而朝向下部隔室28和出口孔20。在这方面，在图2和图3的实施方式中，支撑盘34具有分布在部分支撑盘本身上的多个孔35，但是可替换地，孔还可以分布在整个支撑盘上。支撑盘34没有面向覆盖不可渗透层32的穿孔元件。
优选地，支撑盘34由塑料材料制成，但也可以由另一种合适的材料(例如，滤纸)制成，以便与不可渗透层32一起变形而不会由于加压热水被引入胶囊10中时成分隔室中增加的压力而撕裂，并还用作过滤器件。
胶囊10还包括：过滤器元件36，被构造为在饮料通过出口孔20流出胶囊之前过滤饮料，从而防止由于不可渗透层32撕裂而使产品颗粒与饮料一起穿过保持壁26。过滤器元件36例如由一层滤纸形成。在图1至图3中示出的实施方式中，过滤器元件36布置在支撑盘34上面，牢固地连接到支撑盘。
可替换地，过滤器元件36可以布置在支撑盘34的下面(与其接触或距其一定距离处)或不可渗透层32的上面。
优选地，除出口孔20之外，杯形本体12在其下部区域中具有侧孔38(图2)，该侧孔适合使下部隔室28与外部环境连通，以便将隔室内的压力保持为等于外部压力并且因此改进饮料从胶囊的分配。
图4和图5示出了根据本发明的胶囊的另一实施方式，其中已给予与根据前图的胶囊的那些相同或相对应的胶囊的部件和元件相同的参考标号。根据这个实施方式，支撑盘34的周向边缘34a搁置在胶囊的底壁18上。此外，不可渗透层32布置为与支撑盘34的上面接触并例如通过焊接牢固地固定至杯形本体12的侧壁16的凸肩16a，优选地，不可渗透层由铝隔膜形成。过滤器元件36布置在不可渗透层32的上面，优选地，过滤器元件由一层滤纸形成。附加过滤器元件(未示出)也可以布置在不可渗透层32的下面并且焊接至支撑盘34的上面。图4示出了在将加压热水引入到胶囊中之前处于初始未变形状况下的支撑盘34和保持壁26，而图5示出在加压热水引入胶囊之后处于变形状况下的支撑盘34和保持壁26。如图5所示，由于由胶囊中的压力增加引起的该层的变形导致不可渗透层32的应力状态，不可渗透层32在支撑盘34的周向边缘34a附近的区域(由T表示)撕裂。
最后在图6和图7中示出胶囊的又一实施方式，其中已给予与图1至图3中示出的胶囊的那些相同或相对应的部件和元件相同的参考标号。胶囊的该另一实施方式与图1至图3的不同之处大致在于支撑盘34在其上面具有各自以相应孔42结束的一个或多个迷宫式凹槽40(在所示出的实施例中，两个凹槽)。由于迷宫式凹槽40的存在，流出成分隔室22的浸液在被从胶囊分配之前经受更大的摩擦效果，这对某些类型的饮料是优选的。除此之外，先前参照图1至图3的实施方式所述的也适用于该另一实施方式。
上面描述的胶囊10的操作如下。
在对盖14打孔之后，加压热水通过机器的针被引入胶囊10。因此被引入胶囊10的水穿过成分隔室22的上壁24(如果存在)，并且因此进入这种隔室内，在此与容纳于其中的浸泡产品混合。由于加压水的引入引起的成分隔室22中的压力增加引起保持壁26向下(即，朝向底壁18)弯曲(参见图5)直至不可渗透层32破损。正如前面提到的那样，由于支撑盘34随着不可渗透层32变形，因为其与支撑盘34一起变形，不可渗透层32在支撑盘34的周向边缘34a附近的区域T撕裂，而不是该层的中央区发生撕裂。不可渗透层32的撕裂使得饮料能朝向下部隔室28流出成分隔室22，并由此通过出口孔20流出胶囊。不可渗透层32以自主的方式发生撕裂，仅由于由成分隔室22内部的压力增加引起的变形导致的应力状态增加，而不必在不可渗透层32的下面设置适于与这种层相互作用的穿孔元件。
由于不可渗透层32在不用与穿孔元件相互作用的情况下发生撕裂，过滤器元件36仍是完整的(即，未撕裂)，并且因此甚至在具有非常精细粒度的浸泡产品的情况下，过滤器元件能够在饮料的准备过程的整个持续时间完全地执行其过滤动作，借此所获得的饮料的质量得到显著改进。
当然，在本发明的原理保持不变的情况下，实施方式和制造细节可以相对于纯粹通过非限制性示例描述和说明的那些实施方式有宽泛地变化，而不会由此脱离所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (15)

1.一种用于浸泡产品的胶囊(10)，所述浸泡产品具体地为咖啡，所述胶囊包括杯形本体(12)和在上部封闭所述杯形本体(12)的盖(14)，
其中，所述杯形本体(12)包括：侧壁(16)；和底壁(18)，所述底壁具有使浸液流出所述胶囊(10)的至少一个出口孔(20)；以及保持壁(26)，在下部限定包含所述浸泡产品的中间隔室(22)，所述保持壁(26)包含不可渗透层(32)，所述不可渗透层在其周向边缘处牢固地固定至所述杯形本体(12)，并且所述不可渗透层被构造为由于在加压热水引入到所述胶囊(10)之后引起的所述中间隔室(22)中的压力增加而撕裂，并所述不可渗透层还与所述底壁(18)隔开以便与所述底壁一起限定下部隔室(28)，并且
其中，所述胶囊(10)进一步包括过滤器件(36)，所述过滤器件被构造为过滤所述出口孔(20)上游的浸液，
其特征在于，
所述胶囊进一步包括穿孔的且能弹性变形的支撑盘(34)，所述支撑盘布置在所述不可渗透层(32)的下面，所述支撑盘的周向边缘(34a)放置在所述胶囊(10)的底壁(18)上或放置在距离所述胶囊(10)的底壁(18)一距离的支撑表面上，并且所述支撑盘被构造为由于加压热水引入到所述胶囊(10)中所述中间隔室(22)内部的压力增加时所述不可渗透层(32)的变形，而朝向所述胶囊(10)的底壁(18)弯曲变形，直至所述不可渗透层(32)由于所述支撑盘的变形而撕裂。
2.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述不可渗透层(32)由铝或塑料材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述不可渗透层(32)具有至少一个撕裂点，以便在所述至少一个撕裂点处撕裂。
4.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述支撑盘(34)具有分布在整个或部分的所述支撑盘(34)上的多个孔(35)。
5.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述支撑盘(34)在其上表面具有以孔(42)结束的至少一个迷宫式凹槽(40)。
6.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述过滤器件(36)放置于所述不可渗透层(32)的上面或下面。
7.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述过滤器件(36)放置于所述不可渗透层(32)与所述支撑盘(34)之间或放置于所述支撑盘(34)的下面。
8.根据权利要求6所述的胶囊，其中，所述过滤器件(36)牢固地连接到所述支撑盘(34)。
9.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述过滤器件(36)包括滤纸的层。
10.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述支撑盘(34)由塑料材料或者滤纸制成。
11.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述盖(14)是不可渗透的。
12.根据权利要求11所述的胶囊，还包括在上部限定所述中间隔室(22)的上壁(24)，所述上壁(24)具有多个孔并与所述盖(14)隔开，以便与所述盖构成上部隔室(30)。
13.根据权利要求12所述的胶囊，其中，所述上壁(24)由微穿孔膜形成。
14.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，所述盖(14)是可渗透的。
15.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中，除了所述至少一个出口孔(20)之外，所述杯形本体(12)在其下部区域设置有侧孔(38)，所述侧孔适合使所述胶囊的下部隔室(28)与外部环境连通，以便将所述下部隔室内的压力保持为等于外部压力。
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