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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Getränks, insbesondere
eine Vorrichtung, bei der eine Kapsel verwendet wird, die eine oder
mehrere Nahrungsmittelzutaten für
die Zubereitung eines Getränks
enthält.
Die Erfindung betrifft ferner einen Getränkespender, der eine solche
Vorrichtung benutzt.
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Die
Verwendung von Kapseln, die eine Substanz zur Herstellung eines
kalten oder heißen
Getränks
durch Extraktion oder Mischen mit einem Druckfluid enthalten, das
in die Kapsel eingeführt wird,
wie Wasser, ist insbesondere zur Herstellung von Kaffee, Espresso,
Cappuccino, Latte macchiato, Tee oder Kakao bekannt und ist insbesondere
aus Gründen
der Hygiene, der Frische, der Konservierung der Zutaten und der
einfachen Verwendung interessant.
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Es
gibt verschiedene Typen von Maschinen, die die Herstellung von Getränken aus
geschlossenen oder durchlässigen
Kapseln gestatten, die eine zu extrahierende Substanz, wie gemahlenen
Kaffee oder Tee, oder eine aufzulösende oder zu dispergierende
Substanz, wie löslichen
Kaffee, Schokolade, Milch oder eine Mischung oder eine einfache
Kombination dieser Substanzen enthalten. Im Allgemeinen wird das
Fluid für
die Extraktion oder die Auflösung der
Substanz in die Kapsel durch eine Wand eingespritzt; der Extrakt
oder die Mischung wird dann in der Kammer der Kapsel gebildet und
fließt
dann in Form eines Getränks
durch eine oder mehrere Öffnungen
ab. Die Einspritzung kann über
eine Einspritzdüse
vor sich gehen, die eine Membran der Kapsel perforiert oder die
in eine in einer Wand der Kapsel vorgeformte Eintritts öffnung eingeführt wird. Das
Getränk
fließt
aus der Kapsel aus, wenn ein gewisser Druck in der Kammer der Kapsel
erreicht ist. Die Kapsel kann dabei mit Mitteln zusammenwirken, die
eine Verzögerung
der Strömung
gestatten, wie z. B. Öffnungsmittel,
die eine Wand der Kapsel öffnen, beispielsweise
Vorsprünge
an einer Austrittsmembran, oder eine zwischen der Kammer und der
Ausflussöffnung
gelegene Filterwand.
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Die
Patentanmeldung
WO 03/059778 betrifft eine
Kapsel, die eine oder mehrere Zutaten enthält und die durch Öffnungsmittel
geöffnet
wird, die unter der Wirkung des Druckanstiegs in der Kapsel in Mittel zum
Zurückhalten
des Getränks
eintreten. Eine solche Kapsel besitzt unter anderen Vorteilen i)
die Möglichkeit,
Getränke
von verschiedenen Naturen ohne wechselseitige Verunreinigung abzugeben,
d. h. ohne dass ein erstes abgegebenes Getränk ein oder mehrere nicht gewünschte Merkmale,
wie Geschmack, Farbe und/oder Geruch, auf ein zweites, nach dem
ersten abgegebenes Getränk überträgt, ii) die
Flexibilität,
Kapseln zu gestalten, die besser an die abzugebenden Zutaten und
Produkte angepasst sind, iii) eine bessere Kontrolle und Wiederholbarkeit der
Extraktions- oder Mischbedingungen, iv) eine signifikante Vereinfachung
der Abgabemaschine.
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Ein
Nachteil der bekannten Systeme zur Herstellung von Getränken aus
einer Kapsel besteht darin, dass sie im Allgemeinen nicht dafür ausgelegt sind,
Kapseln von verschiedenen Formen oder Größen aufzunehmen, und/oder besondere
Anpassungen erfordern, die beispielsweise mit der Art der Einspritzung
des Fluids in die Kapsel verbunden sind.
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Beispielsweise
eine Kapsel, die eine aufzulösende
Mischung für
Cappuccino enthält,
erfordert ein größeres Volumen,
da die Pulvermilch, die sie enthält,
viel mehr Platz benötigt,
als eine Kapsel, die gemahlenen Kaffee für einen Espressokaffee enthält, oder
einen löslichen
Kaffee für
einen großen
Kaffee. Dagegen benötigt
ein löslicher
Kaffee oder Tee im Allgemeinen weniger Speicherplatz. Andererseits müssen manche
löslichen
Produkte, obwohl sie nicht notwendigerweise ein großes Volumen
einnehmen, dennoch in einer Gas enthaltenden Kammer von ausreichender
Größe gelöst werden,
um genügend
Gas zur Erzeugung von Schaum zu speichern. Zur Verringerung der
Kosten für
die Verpackung und zur Berücksichtigung
der Merkmale oder Attribute der abzugebenden Getränke (beispielsweise
ein Getränk
mit oder ohne Schaum) ist es deshalb vorzuziehen, Kapseln zu schaffen,
deren Größe an die
enthaltenen Zutaten und/oder an die hergestellten Getränke angepasst
ist.
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Es
ist ferner bekannt, dass die Einspritzbedingungen die Qualität des erzeugten
Getränks
beträchtlich
beeinflussen. Je nachdem, ob es sich um eine von einem Mahlgut kommende
Substanz oder um eine in einer Flüssigkeit zu lösende oder
zu dispergierende Substanz, wie löslichen Kaffee, oder eine Substanz
auf der Basis von Milch, wie Cappuccino, Schokolade oder anderes,
oder um eine aufzugießende
Substanz wie Tee handelt, kann die Art, auf die das Wasser zugeführt wird
und durch die Kapsel filießt,
einen beträchtlichen
Einfluss auf die Qualität des
erzeugten Endprodukts haben. Nun sind die bekannten Vorrichtungen
im Allgemeinen nicht dafür ausgelegt,
die Einspritzbedingungen in Abhängigkeit von
den herzustellenden Getränketypen
anzupassen oder zu modifizieren.
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Ein
anderer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, dass die
Einspritzmittel schnell verschmutzen und/oder verkalken können und
dadurch die Einspritzbedingungen än dern können (beispielsweise den Durchsatz
verringern, die Lastverluste erhöhen,
die Richtung des Strahls ändern
usw.) und auf diese Weise die Qualität und/oder die Attribute des
Getränks
beeinträchtigen.
Nun sind diese Mittel für
den Benutzer selten zugänglich.
Der Benutzer kann also schwer die Ursache des Problems erkennen
und kann sie auch schwer beheben.
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Die
Patentanmeldung
EP 1 440 638 betrifft eine
Maschine zur Herstellung eines Getränks unter Verwendung von Kapseln.
Die Maschine umfasst ein erstes Perforierungselement, das eine Eintrittsöffnung bildet,
und ein zweites Perforierungselement, das eine Austrittsöffnung bildet.
Die Öffnungen
werden bei der Verwendung der Kapsel gebildet. Die beiden Perforierungselemente
sind in einer einzigen abnehmbaren Einheit gebildet. Eine solche
Ausbildung dient nur dazu, die Reinigung der Perforierungselemente
zu erleichtern.
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Die
Patentanmeldung
WO 2004/0006740 betrifft
eine mit Dosen arbeitende Kaffeemaschine, die einen Halter aufweist,
der zwei nebeneinander angeordnete Vertiefungen zur Aufnahme von
zwei verschiedenen Dosen besitzt. Die Vertiefungen besitzen ringförmige Auflagen
mit verschiedenen Durchmessern, sind in der Höhe versetzt und entsprechen jeweils
den Abmessungen der ebenen Auflagefläche einer Dosis. In diesem
Fall hat man nur die Wahl zwischen zwei verschiedenen Kapselvolumen.
Ein solches System ist auch relativ kompliziert.
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Die
Anmeldung
FR 2842092 bezieht
sich auf eine mit Dosen arbeitende Kaffeemaschine, die Nadeln aufweist,
die über
eine Nadeltragplatine an einer Montagebasis montiert sind.
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Eines
der Ziele der Erfindung besteht darin, die Nachteile der Vorrichtungen
des Standes der Technik zu beseitigen.
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Insbesondere
ist es Ziel der Erfindung, ein System zu schaffen, das besser zur
Aufnahme von Kapseln angepasst ist, die verschiedene Formen oder
Größen besitzen
und/oder besondere Einspritzkonfigurationen erfordern, die mit der
Natur der Zutaten und/oder der herzustellenden Getränke verbunden
sind.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Zugang für den Benutzer zu den Einspritzmitteln
zu erleichtern und auch die Reinigung und/oder die Entkalkung der
Einspritzmittel der Vorrichtung zu erleichtern.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Getränks
aus einer Kapsel durch Einspritzen eines unter Druck stehenden Fluids
in die Kapsel, umfassend eine Fluidversorgungseinheit und eine Einspritzdüse zum Einspritzen
des Fluids in die Kapsel, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse von der
Fluidversorgungseinheit trennbar ist und dass die Vorrichtung einen
Kapselhalter umfasst, der dazu ausgebildet ist, eine Kapsel aufzunehmen,
und dass der Kapselhalter bezüglich
der Versorgungseinheit abnehmbar ist.
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zur
Einspritzung oder gegebenenfalls noch zu anderen möglichen
funktionellen Wechselwirkungen zwischen der Kapsel und dem Kapselhalter.
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Unter "trennbar" versteht man, dass
die Einspritzdüse
von der Versorgungseinheit getrennt werden kann, wenn der Kapselhalter
aus der Versorgungseinheit ausgerückt wird. Die Trennung kann entweder
als Ergebnis des Vorgangs der Tren nung des Kapselhalters von der
Versorgungseinheit oder manuell durch Einwirkung auf die Einspritzdüse selbst
stattfinden.
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Man
versteht, dass im Zusammenhang mit der Erfindung der Begriff "Kapsel" eine Verpackung, einen
Behälter,
einen Beutel, ein Behältnis
bedeutet, die wegwerfbar oder recyclierbar sind und ein oder mehrere
Zutaten enthalten, flexibel, teilweise starr oder vollständig starr
sind.
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Die
erfindungsgemäße Kapsel
kann ein oder mehrere Zutaten enthalten, die für die Herstellung eines Getränks geeignet
sind. Das Getränk
kann beispielsweise Kaffee, Tee, Schokolade oder ein Getränk auf Milchbasis
sein. Die Zutaten können
in Form von Pulver, Mahlgut, Aufguss, Flüssigkeit oder Gel oder auch
in einer Kombination dieser Zutatformen vorliegen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung umfasst die Einspritzdüse mindestens eine Einspritzöffnung zum
Einspritzen mindestens eines Fluidstrahls in die Kapsel. Die Einspritzdüse kann
je nach der gewünschten
Einspritzart verschiedene Formen annehmen.
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In
manchen Fällen
kann die Einspritzdüse ein
Perforierungsmittel umfassen, das eine oder mehrere Spitzen oder
Klingen oder andere schneidende, trennende oder zerreißende Elemente
sein kann, die ausgebildet sind, um auf eine starre, halbstarre
oder biegsame Wand der Kapsel so einzuwirken, dass eine oder mehrere
Eintrittstüren
in die Kapsel für
die Einführung
mindestens einer Fluideinspritzöffnung
der Einspritzdüse
geschaffen werden. In anderen Fällen
umfasst die Einspritzdüse
einen in einer Wand vorgesehenen Fluidkollektor, der an einer oder mehreren
Einspritzdüsen
ausmündet.
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Die
Einspritzdüse
ist in Abhängigkeit
von den gewünschten
Einspritzbedingungen gewählt,
wenn beispielsweise ein anderes Getränk entweder aus einer gleichen
Kapsel oder aus einer anderen Kapsel gewünscht wird.
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Beispielsweise
kann eine Einspritzdüse
verwendet werden, um einen sauber gerichteten Strahl mit hoher Geschwindigkeit
in der Kammer der Kapsel zu erzeugen, um die Turbulenzen zu begünstigen, wenn
die Kapsel aufzulösende
Zutaten enthält, und/oder
auch um ein schäumendes
Getränk
zu bilden. Dagegen kann eine andere Einspritzdüse verwendet werden, die beispielsweise
dafür ausgebildet ist,
eine diffusere Fluidabgabe mit niedrigerer Austrittsgeschwindigkeit
zu erzeugen, wenn die Kapsel beispielsweise ein Mahlgutbett, wie
gemahlenen Kaffee, enthält,
so dass die Zutaten gut benetzt werden und ein Kaffee oder ein Espresso
erzeugt wird.
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Bei
einer ersten Ausführungsform
bildet die Einspritzdüse
einen Teil des Kapselhalters oder ist an diesem angebracht. Wenn
dabei der Kapselhalter von der Fluidversorgungseinheit getrennt
wird, wird die Einspritzdüse
infolgedessen auch von der Fluidversorgungseinheit getrennt. Dies
bietet mehrere zusätzliche
Vorteile. Die Einspritzdüse
kann auf diese Weise vollkommen an den besonderen Kapselträgertyp,
d. h. also an einem Kapseltyp angepasst werden, der von dem Kapselhalter
aufgenommen werden kann, ohne dass der Benutzer sich darum kümmern muss,
welche Einspritzdüse
für einen
gegebenen Kapselhalter oder eine gegebene Kapsel zu verwenden ist.
Mit anderen Worten, dies bietet die Möglichkeit, ein aneinander angepasstes
Paar: einen Kapselhalter und eine Einspritzdüse, in Abhängigkeit von dem zu erzeugenden
Getränk
zu kombinieren.
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Beispielsweise
eine Kapsel, die ein aufzulösendes
Produkt, wie eine Mischung aus Kaffee- oder Milchpulver, für die Herstellung
eines Cappuccinos enthält,
erfordert eine Kapselhalteraussparung mit großen Abmessungen und eine Einspritzdüse, die
einen gerichteten Strahl mit hoher Geschwindigkeit erzeugt. Eine
Kapsel, die ein zu extrahierendes Produkt, wie gemahlenen Kaffee,
für die
Herstellung eines Kaffees oder Espressos enthält, erfordert ein kleineres
Kapselhaltervolumen und eine Einspritzdüse, die einen oder mehrere
diffusere Strahlen mit niedrigerer Geschwindigkeit erzeugt. Die
Möglichkeiten
der Konfigurierung der Kombination Kapselhalter/Einspritzdüse sind
also vielfältig
und hängen
natürlich
von den für
die zu erzeugenden Getränke
gewünschten
Merkmale ab.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
bildet die Einspritzdüse
einen Teil der Fluidversorgungseinheit oder ist an dieser angebracht.
In diesem Fall kann die Einspritzdüse direkt mit der Versorgungseinheit
kombiniert sein. Dabei erhält
man nur die durch die Möglichkeit
des Wechselns oder der Austauschbarkeit des Kapselhalters gegebenen
Flexibilitätsvorteile.
Eine solche Ausführungsform
besitzt jedoch den Vorteil eines einfachen Aufbaus des Kapselhalters.
Man reduziert auch die möglichen
Nachteile oder kleinen Risiken, die mit der Manipulation der Einspritzdüse verbunden
sind, wie die Gefahr von Stichen oder anderen kleinen versehentlichen
Verletzungen.
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Die
Einspritzdüse
ist auf den Kapselhalter vorzugsweise in einer Bezugsstellung bezüglich der Kapsel
konfigurierbar, die der Stellung der Einspritzung in die Kapsel
entspricht. Auf diese Weise ist die Einspritzdüse auf dem Kapselhalter in
einer Bezugsstellung bezüglich
der Kapsel konfigurierbar, die der Einspritzstellung entspricht.
Auf diese Weise gewährleistet
man, dass die Einspritzdüse
sich in der korrekten Stellung bezüglich der Kapsel selbst befindet.
So braucht sich der Benutzer nicht darum zu kümmern, dass die Einspritzdüse bezüglich der
Kapsel korrekt angeordnet ist. Hierbei sind Positionierungsmittel vorgesehen,
um die Einspritzdüse
vor oder während des
Verbindens des Kapselhalters mit dem Fluidversorgungsmittel in die
Einspritzstellung zu bringen. Man verhindert auf diese Weise jede
Gefahr einer falschen Kombination zwischen einer Einspritzdüse und der
Versorgungseinheit, wenn der Kapselhalter und die Einspritzdüse zur Herstellung
eines Getränks zusammengefügt werden.
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Insbesondere
bildet die Einspritzdüse
gemäß einem
möglichen
Aspekt einen Teil eines Einspritzsystems auf dem Kapselhalter, der
sie zwischen einer ausgerückten
Stellung und einer Stellung der Einspritzung in die Kapsel beweglich
macht. In der ausgerückten
Stellung der Einspritzdüse
kann eine Kapsel in dem Kapselhalter 3 positioniert werden.
Dann kann die Einspritzdüse
in die Einspritzstellung übergehen.
Insbesondere greift in der Einspritzstellung das Perforierungsmittel
perforierend in die Kapsel ein und die Einspritzöffnung ist korrekt eingeführt und
in der Kammer der Kapsel angeordnet.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
umfasst das Einspritzsystem
- – ein Teil
zum Tragen der Einspritzdüse,
das auf dem Rand der Aussparung des Kapselhalters drehbar angeordnet
ist,
- – ein
elastisches Mittel, das das Tragteil in Einspritzstellung hält,
- – ein
Betätigungsmittel
zum Bewegen des Tragteils und der Einspritzdüse in die ausgerückte Stellung
entgegen der Wirkung des elastischen Mittels.
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Auf
diese Weise wird die Einspritzdüse
automatisch in der Einspritzstellung positioniert, nachdem eine
Kapsel in den Kapselhalter eingesetzt wurde, d. h. sobald das Betätigungsmittel
losgelassen wird, so dass das elastische Mittel das Tragteil zwingt,
die Einspritzdüse
an der Kapsel in die Einspritzstellung zu bringen. Beispielsweise
sind das System und sein elastisches Mittel dafür ausgebildet, durch die erzeugte
Rückholkraft
das Tragteil der Einspritzdüse an
die zu perforierende Fläche
der Kapsel herunterzubewegen, wodurch die Einspritzdüse gezwungen wird,
diese Fläche
zu perforieren.
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Die
Einspritzdüse
ihrerseits wird im Allgemeinen mit der Fluidversorgungseinheit durch
Relativbewegung mindestens eines Teils der Versorgungseinheit und
der Einspritzdüse
dicht verbunden. Die Versorgungseinheit umfasst einen Fluidaustrittsteil,
der an einem Fluideintrittsteil der Einspritzdüse zur Anlage kommt. Der Anschluss
findet also vorzugsweise durch freie Verbindung und durch die Kontaktkraft
zwischen der Versorgungseinheit und der Einspritzdüse statt.
Ein solcher Anschluss vereinfacht also die Vorrichtung beträchtlich.
Er macht auch die Einspritzdüse
von der Einheit automatisch trennbar, sobald die Kontaktkraft nachgelassen
wird, d. h. wenn der abnehmbare Kapselhalter beispielsweise bei
dem Ersetzen einer verbrauchten Kapsel durch eine neue Kapsel von
der Versorgungseinheit getrennt wird.
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Bei
einem vorteilhaften Beispiel umfasst die Einspritzdüse einen
im Wesentlichen kegelstumpfförmigen
Fluideintritts teil und die Fluidversorgungseinheit umfasst einen
ergänzenden,
im Wesentlichen kegelstumpfförmigen
Fluidaustrittsteil, der mit dem Fluideintrittsteil der Einspritzdüse in Eingriff
kommt. Man erhält
auf diese Weise eine freie Verbindung vom Typ Kegel auf Kegel ohne
zusätzliches
Verbindungsmittel. Ein zusätzliches
Dichtungsmittel kann verwendet werden, wie eine oder mehrere Dichtungen,
wie ein Wulstring oder andere. Andere Oberflächenausbildungen können jedoch
auch in Betracht kommen und liegen im Bereich des Fachmanns, ohne
dass man den Rahmen der Erfindung verlässt.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung umfasst der Kapselhalter ein langgestrecktes
Element, das einen Griff bildet. Dadurch wird die manuelle Einführung des
Kapselhalters in die Fluidversorgungseinheit erleichtert.
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Auf
diese Weise umfassen der Kapselhalter und die Versorgungseinheit
gemäß einer
möglichen Ausführungsform
ergänzende
Eingriffsmittel, die eine Vorpositionierung des Kapselhalters in
der Versorgungseinheit in einer Konfiguration gestatten, in der die
Einspritzdüse
die Bezugsstellung bezüglich
der Fluidversorgungsmittel der Versorgungseinheit einnimmt. Diese
Vorpositionierung gestattet es, die Bezugsstellung der Einspritzdüse bezüglich der
Versorgungsmittel, an denen sie angebracht werden soll, zu konfigurieren.
Die Versorgungsmittel werden auch bewegt, um die Verbindung der
Versorgungsmittel mit der eigentlichen Einspritzdüse vorzunehmen.
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Beispielsweise
können
die ergänzenden
Eingriffsmittel des Kapselhalters und der Versorgungseinheit eine
einander ergänzende
Einheit von Rändern
und Führungsrippen
umfassen. Die Vorpositionierung des Kapselhalters in der Versorgungs einheit besteht
beispielsweise darin, dass der Kapselhalter durch Gleiten des Kapselhalters
längs der
Ränder-Rippen-Montage in einer
bevorzugten Richtung eingeführt
wird. Die Einführung
durch Gleiten ist für den
Benutzer leicht durchzuführen,
ist zuverlässig und
erfordert keine besondere Kraft.
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Die
Versorgungseinheit umfasst insbesondere eine Führungsbasis, mit der der Kapselhalter
bei der Einführung
bis in die Bezugsstellung der Fluidversorgungsmittel zusammenwirkt;
eine
Fluidversorgungsbasis, die einen Fluidaustrittsverbinder umfasst,
der konfiguriert ist, um mit einem ergänzenden Verbinder der Einspritzdüse verbunden zu
werden;
wobei die Versorgungsbasis bezüglich der Führungsbasis von einer ausgerückten Stellung
der Verbinder in eine eingerückte
Abdichtungsstellung der Verbinder beweglich ist. Eine solche Ausbildung
der Einheit in zwei getrennten Teilen: einer Versorgungsbasis und
einer Führungsbasis,
hat den Vorteil, dass die Positionierung des Kapselhalters in zwei
Schritten erleichtert wird: ein erster Schritt für die Einführung des Kapselhalters durch
Gleiten bis zur korrekten Vorpositionierung der Einspritzdüse, ein
zweiter Schritt zur Verbindung der Versorgungsmittel mit der Einspritzdüse, wenn
der Kapselhalter und die Einspritzdüse in Bezugsstellung sind.
Diese beiden Schritte sind für einen
durchschnittlich achtsamen Benutzer leicht durchzuführen.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform ist
die Fluidversorgungsbasis der Versorgungseinheit auf diese Weise
an der Führungsbasis über ein
Kniegelenksystem so angelenkt, dass ein Druck, der auf den Kapselhalter
in einer bevorzugten, von der Einschubrichtung verschiedenen Richtung
ausgeübt wird,
die Schließung
der Versorgungsbasis bezüglich der Führungsbasis
bis in die eingerückte
Stellung der Verbinder bewirkt, und damit die Schließung der
Versorgungseinheit an dem Kapselhalter. Die verwendeten Mittel,
insbesondere Kniegelenke, zum Bewirken der Verschließung der
Versorgungsbasis an dem Kapselhalter sind in ihrer Verwendung sicher.
Sie gewährleisten
ein genaues Eingreifen der einzelnen Teile ineinander, das auf einer
großen
Anzahl von Zyklen wiederholt werden kann.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Getränkespender, umfassend eine
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung werden Ausführungsformen
als nicht begrenzende Beispiele der Erfindung beschrieben, die in
den beiliegenden Figuren dargestellt sind. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Spenders mit einer erfindungsgemäßen Zubereitungsvorrichtung,
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2 eine
perspektivische Darstellung der Zubereitungsvorrichtung vor Einführung des
Kapselhalters in die Fluidversorgungseinheit,
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3 eine
perspektivische Ansicht des Kapselhalters selbst und einer Kapsel
bei ihrer Anordnung in dem Kapselhalter,
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4 eine
perspektivische Ansicht des Kapselhalters und einer in dem Kapselhalter
angeordneten Kapsel,
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5 einen
Längsschnitt
des Kapselhalters von 4,
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6 eine
Einzelheit der Einspritzdüse
des Kapselhalters,
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7 eine
auseinandergezogene Ansicht der Aufnahmeeinheit,
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8 eine
Schnittansicht der Zubereitungsvorrichtung in Verschlussstellung,
wenn die Versorgungseinheit mit der Einspritzdüse verbunden ist,
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9 eine
Darstellung der Einführung
des Kapselhalters in eine Fluidversorgungseinheit vor Schließung und
Verbindung mit der Einspritzdüse,
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10 eine
Darstellung der Schließung
der Versorgungseinheit und des Anschlusses an die Einspritzdüse,
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11 eine
perspektivische Ansicht einer Variante des Kapselhalters, in dem
eine Kapsel untergebracht ist, die eine andere Größe als die
vorhergehende Ausführungsform
besitzt,
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12 eine
Schnittansicht des Kapselhalters von 11,
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13 ein
Detail der Einspritzdüse
des Kapselhalters von 12,
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14 eine
Längsschnittansicht
einer anderen Variante des Kapselhalters mit einem anderen Einspritzdüsentyp,
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15 eine
Längsschnittansicht
einer anderen Variante des Kapselhalters mit einem anderen Einspritzdüsentyp,
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16 eine
Längsschnittansicht
eines Kapselhalters gemäß einer
anderen Variante der Erfindung,
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17 eine
Längsschnittansicht
einer Vorrichtung gemäß einer
Variante mit einem in die Versorgungseinheit eingeführten Kapselhalter
von 16.
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Spenders oder einer Getränkeabgabemaschine 1 perspektivisch
dargestellt, die eine erfindungsgemäße Zubereitungsvorrichtung
bzw. ein Zubereitungsmodul umfasst. Die Vorrichtung wird in der nachfolgenden
Beschreibung ausführlicher
beschrieben. Sie ist mit einem Gestell 3 der Maschine verbunden,
das ein an sich bekanntes Wasserversorgungssystem umfasst, das ausgebildet
ist, um die Vorrichtung mit unter Druck stehendem Wasser zu versorgen,
und einen Wasserbehälter 30 wie
eine transparente Flasche, eine Pumpe und einen Wassererhitzer (beide
nicht sichtbar) im Inneren des Gestells, eine Wasserzuleitung 31,
die die Pumpe und den Wassererhitzer mit der Vorrichtung 2 verbindet.
Der Wasserzulauf in die Vorrichtung wird durch ein Betätigungssystem 32 gesteuert,
das beispielsweise auf an sich bekannte Weise ein Ventil und einen
manuell betätigbaren
Hebel umfasst. Jedes andere System kann auch in Betracht kommen,
wie ein Abschaltknopf, der mit einem elektromechanischen Ventil
verbunden ist. Eine allgemeine Steuerung 38 der elektrischen
Versorgung ist auf dem Gestell vorgesehen, die es gestattet, die
Maschine unter Spannung zu setzen und beispielsweise nötigenfalls
die Vorwärmung
des Heizwassers einzuschalten, um ein Wasservolumen vorzuerhitzen.
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Die
Abgabemaschine besitzt allgemein eine Abgabezone 33, die
zur Aufnahme eines Behälters ausgelegt
ist. Die Zone erstreckt sich vertikal zwischen der Zubereitungsvorrichtung 2 und
einem Behälterhalter 34,
der beispielsweise mit einem Abtropfbehälter 35 und einem
Ablaufrost 36 versehen ist, die beide für die Reinigung vom Gestell
getrennt werden können.
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Die
eigentliche Vorrichtung (oder Modul) zur Zubereitung aus einer Kapsel
wird nun unter Bezugnahme auf die 2 bis 11 beschrieben.
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Die
Zubereitungsvorrichtung 2, wie sie 2 zeigt,
umfasst einerseits einen Kapselhalter 4 und andererseits
eine Einheit 5 zur Versorgung mit unter Druck stehendem
Fluid. Gemäß einem
wichtigen Aspekt der Erfindung ist der Kapselhalter 4 so
ausgebildet, dass er mit der Versorgungseinheit längs ergänzenden
Eingriffsmitteln, die im Nachstehenden ausführlicher beschrieben werden,
lösbar
kombiniert werden kann. Die Versorgungseinheit 5 ist ihrerseits an
dem Gestell der Maschine gleichzeitig mechanisch und unter Fluidverbindung
angebracht. Genauer gesagt, die Versorgungseinheit 5 ist
durch mechanische Verbindungsmittel, wie Schrauben oder dergleichen, über Verbindungsachsen 5a bis 5d an gebracht.
Die Einheit ist mit der Pumpe und dem Wassererhitzer über die
Leitung 31 verbunden, die an den über der Einheit angeordneten
Fluidverbinder 50 angeschlossen ist. Der Fluidverbinder 50 kann
auch ein Gegendruckventil 500 umfassen, das die Leitung
unter einem hydraulischen Mindestdruck stromauf des Ventils geschlossen
hält.
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Der
Kapselhalter 4 ist, wie die 3 bis 5 zeigen,
ausgebildet, um eine Kapsel 6 aufzunehmen. Zu diesem Zweck
ist der Kapselhalter mit einem Napf 40 mit Wänden versehen,
die mit Innenflächen
versehen sind, die sich vorzugsweise an die allgemeine Form der
Kapsel anschmiegen. Die Anpassung des Kapselhalters an die Form
der Kapsel ist in 5 zu sehen. Hierbei umfasst
ein Kapselkörper 60 Außenflächen, die
zu den Innenflächen
oder der Aussparung 41 des Napfs ergänzend sind. Auf diese Weise
kann ein Kapseltyp für
die Erzeugung eines besonderen Getränks mit einem Kapselhalter
mit angepasster Ausbildung kombiniert werden. So kann man durch Änderung
der Größe und/oder
der Form des Napfs eine Kapsel von dem Einsatz in den Kapselhalter
ausschließen,
die für
einen solchen Kapselhalter nicht bestimmt ist. Dies gestattet eine
Steuerung des Standards, der Merkmale und/oder der Qualität der abgegebenen
Produkte.
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Der
Napf des Kapselhalters endet unten mit einer Freigabeöffnung 42,
die mit Rändern 420 versehen
ist, die so ausgebildet sind, dass eine Öffnung 61 zum Ausfließen der
Kapsel freigesetzt wird. Diese Öffnung
ist vorzugsweise in ihrer Größe so ausgebildet,
dass vermieden wird, dass ihre Ränder 420 durch
das durch die Kapsel abfließende
Getränk
verschmutzt werden, was die Reinigung begrenzt und die Gefahr der
wechselseitigen Verunreinigung zwischen zwei Getränken reduziert.
Die Auslauföffnung 61 erstreckt
sich außerdem
vorzugsweise über
die Ränder 420 des
Napfs hinaus nach un ten, so dass die Gefahr des Kontakts der Flüssigkeit
mit diesen Rändern
reduziert wird. Zu diesem Zweck können die Ränder 420 auch im Vergleich
zu der Dicke der Wände
des Rests des Napfs 40 in der Dicke reduziert sein.
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Wie 3 zeigt,
ist der Napf nach oben durch Auflageränder 43 verlängert, die
es der Kapsel 6 gestatten, über ihre seitlichen Ränder 62 aufzuliegen.
Die Kapsel ist auf diese Weise in dem Kapselhalter in einer stabilen
Position gehalten, wobei eine Querwand 63 für den Fluideintritt
nach oben freigelegt (nicht bedeckt) ist. Die Wand kann eine beispielsweise
auf die Ränder
aufgesiegelte Membran oder eine halbstarre Wand sein, die mit dem
Körper
durch andere Mittel verbunden ist. Die Wände des Körpers 60 sind typischerweise
beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt, der aus der Gruppe
besteht, die EVOH, PVDC, PP, PE, PA, einschichtig oder mehrschichtig,
umfasst. Der Körper 60 ist
durch die Fluideintrittswand 63 beispielsweise mit Hilfe
eines Deckels luftdicht verschlossen, der auf den Rändern des
Körpers 60 heißgesiegelt
ist. Der Deckel besteht typischerweise aus einem Werkstoff, der
durch Perforierungsmittel, insbesondere eine Einspritzdüse, perforiert
werden kann, die im Nachstehenden beschrieben werden. Der Werkstoff
des Deckels 63 kann beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt werden,
die Aluminium, einen Aluminium/Polymer-Verbund, einen Cellulose/Aluminium/Polymer-Verbund,
ein reines einschichtiges oder mehrschichtiges Polymer umfasst.
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Bei
dem dargestellten Beispiel bemerkt man, dass die Kapsel
6 vorzugsweise
ihre eigenen Öffnungsmittel
aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie das Getränk durch
die Auslauföffnung
61 in
einer Konfiguration durchlassen, in der die Kapsel durch das in
sie eingespritzte Fluid unter Druck gesetzt ist. Hierzu besitzt
die Kapsel, wie
5 zeigt, in ihrem unteren Teil
eine dünne
Folie
65, die auf einem Innenrand
650 des Körpers
60 der
Kapsel aufgesiegelt ist. Diese Folie
64 ist über einer
Scheibe
66 angeordnet, die eine Vielzahl von vorstehenden
Elementen
67 umfasst, die auf der Oberfläche der
Scheibe voneinander entfernt sind und eine Vielzahl von Kanälen
68 bilden,
die am Umfang der Scheibe ausmünden. Für eine ausführlichere
Beschreibung der Kapsel
6 wird auf die internationale Patentanmeldung
WO 03/059778 verwiesen,
die am 13. Januar 2003 im Namen der Anmelderin eingereicht wurde,
ohne jedoch die vorliegende Erfindung auf die Aufnahme einer in dieser
Anmeldung beschriebenen Kapsel beschränken zu wollen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung sind der Kapselhalter 4 und eine Einspritzdüse 70,
die dazu bestimmt ist, das unter Druck stehende Fluid in die Kapsel
einzuspritzen, miteinander kombiniert. Die Einspritzdüse kann
einen Teil des Kapselhalters bilden oder an diesem trennbar angebracht
sein. Bei dem in 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Einspritzdüse
das Teil 70, das einen Teil eines Einspritzsystems 7 bildet,
das ein Teil 71 zum Tragen der Einspritzdüse 70 umfasst,
welches auf einer Seite des Umfangsrandes des Napfs 40 drehbar
montiert ist. Das Teil 71 ist um die Gelenkachse 72 drehbar
montiert, die auf der Seite des Napfs angeordnet ist. Die Seite,
auf welcher das Tragteil 71 montiert ist, ist vorzugsweise
diejenige, die einen Griff 73 umfasst, um gleichzeitig
das Ergreifen des Kapselhalters und die Manipulierung des Einspritzsystems
bei der Ausrückung
zu erleichtern. Das Tragteil 71 kann auf diese Weise in
die ausgerückte Stellung
bewegt werden, in der die Einspritzdüse 70 aus der Öffnung des
Napfs ausgerückt
ist (3), um die Einführung einer Kapsel in den Napf
zu gestatten. Dann wird das Tragteil in eine eingerückte Stellung
verschwenkt, in der die Einspritzdüse in die Eintrittswand der
Kapsel eintritt, um sie zu perforieren (4).
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Das
Einspritzsystem 7 besitzt ein elastisches Mittel, wie mindestens
eine Feder (nicht dargestellt) und ein Betätigungsmittel 74,
um das Tragteil 71 und die Einspritzdüse, die mit diesem fest verbunden
ist, entgegen der Kraft des elastischen Mittels in die ausgerückte Stellung
zu bewegen, um die Einführung der
Kapsel zu gestatten. Das Betätigungsmittel 74 kann
ein Drücker
sein, der mit dem Daumen manipuliert werden kann und in eine Aufnahme 75 des
vorderen Teils des Griffs 73 eintritt. Auf diese Weise
ist das Einspritzsystem, wenn der Drücker nicht eingedrückt ist,
in eingerückter
Stellung ohne Verletzungsgefahr für den Benutzer.
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Wie 3 zeigt,
besitzt der Kapselhalter seitliche Führungsränder 44, 45 in
Form von geradlinigen Rippen, die sich einerseits nach außen und
andererseits in der Richtung der Einführung des Kapselhalters in
die Versorgungseinheit erstrecken. Diese Ränder erstrecken sich längs der Öffnung des Napfs 40,
so dass eine gute Auflage des Kapselhalters in der Einführungseinheit
geschaffen wird. Auf der vorderen Seite des Kapselhalters kann auch
ein Formerkennungselement oder Schlüssel 46 vorgesehen
sein, der dazu bestimmt ist, in eine ergänzende Form der Versorgungseinheit
einzutreten.
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Ein
Beispiel einer Einspritzdüse
wird unter Bezugnahme auf die 3, 5 und 6 beschrieben.
Die Einspritzdüse
umfasst eine Eintrittsöffnung 76,
die auf der vorderen Seite eines Eintrittsteils oder Verbinders 77 gebildet
ist. Der Eintrittsteil oder Verbinder 77 erstreckt sich
vorstehend auf dem oberen Rand des Tragteils 71 und ist
vorzugsweise kegelstumpfförmig.
In ihrem entgegengesetzten Teil ist die Einspritzdüse 70 durch
einen Perforierungsteil 78 verlängert, der mit einer Klinge
oder Schneidfläche 780 endet,
die die Einführung
des Teils durch Perforierung in die Eintrittwand 63 und
in das Innere der Kapsel gestattet. Der Teil umfasst ferner ein
oder mehrere Fluidaustrittsöffnungen 79,
die auf geeignete Weise gerichtet sind, um das Fluid in das Innere der
Kapsel in einer oder mehreren geeigneten Richtungen abzugeben, wie 5 und 6 zeigen.
Die Eintrittsöffnung 76 und
die Austrittsöffnung 75 sind durch
einen inneren Kanal 750 verbunden, der die Einspritzdüse in ihrer
axialen Richtung durchquert.
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Der
innere Kanal der Einspritzdüse
kann so dimensioniert sein, dass eine Kapillaritätswirkung auftritt, um das
Fluid in dem Kanal zurückzuhalten, wen
der Fluiddruck unterbrochen wird. Der Vorteil davon ist, dass ein
Tropfen der Kapsel vermieden wird, wenn der Kapselhalter nach der
Extraktion von der Versorgungseinheit getrennt wird. Das Fluid wird
dadurch in dem Kanal durch Kapillarität zurückgehalten, was in Kombination
mit der zwischen der Einspritzdüse
und der Oberfläche
der Kapsel hergestellten Abdichtung verhindert, dass Luft in die
Kapsel eintritt und dass damit das noch in der Kapsel enthaltene
Fluid über
die Auslauföffnung 61 der
Kapsel ausläuft.
Der Kanal hat vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als oder
gleich 0,5 mm und eine Länge
von mindestens 5 mm, vorzugsweise mehr als 8 mm.
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Für lösliche Produkte
ist der Einspritzpunkt und die Einspritzrichtung vorzugsweise in
einem Abstand von dem Mittelpunkt der Kapsel oder des Napfs 40 angeordnet
und die Achse der Austrittsöffnung des
Fluids ist vorzugsweise in einer Richtung gerichtet, die in einem
Abstand vom Mittelpunkt der Kapsel oder des Napfs 40 verläuft. Man
erhält
auf diese Weise eine Vortexwirkung, die die Auflösung der lös lichen Zutaten im Inneren
der Kapsel begünstigt.
Es ist zu bemerken, dass die Einspritzöffnung auch anders gerichtet
sein könnte.
beispielsweise könnte
die Einspritzöffnung 79 in
derselben Achse wie der geradlinige Kanal 750 liegen. Eine
solche Anordnung der Öffnung 79 in
der Verlängerung
des Kanals 750 kann vorteilhaft sein, um die Reinigung
des Kanals im Fall einer Verstopfung oder Verkalkung mit Hilfe einer
einfachen Nadel oder anderer Mitteln zu erleichtern.
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Die
Einspritzdüse
umfasst ferner einen Dichtungsteil 781, der eine Zone großen Querschnitts
bezüglich
des ihm benachbarten Perforierungsteils 78 bildet. Der
Dichtungsteil besteht vorzugsweise aus einem Material, das weicher
ist als das Perforierungsmaterial, um als Außendichtung um die in der Eintrittswand 63 der
Kapsel vorgesehene Perforierung herum zu dienen. Es kann sich dabei
beispielsweise um einen Elastomer- oder Silikonring handeln. Der
Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass die Abdichtung
auf einem kleinen Umfang um die Perforierung herum mit dem Teil 781 hergestellt wird,
der auf der Wand der Kapsel ausreichend aufliegt, um diese Abdichtung
herzustellen. Dies vereinfacht den allgemeinen Aufbau der Fluidzufuhr
in die Kapsel erheblich. Die auf diese Weise um die Perforierung
der Kapsel herum hergestellte Abdichtung wird aufrechterhalten,
wenn der Kapselhalter von der Fluidversorgungseinheit getrennt wird,
was in Kombination mit geeigneten Mitteln, die in der Einspritzdüse vorgesehen
sind, um Fluid in der Einspritzdüse
zu halten und auf diese Weise den Eintritt von Luft zu vermeiden,
die Wirkung hat, zu vermeiden, dass die Kapsel tropft, wenn sie
noch eine Fluidmenge enthält.
Geeignete Mittel können
ein Kapillarkanal im Inneren der Einspritzdüse oder ein Rückschlagventil sein,
das den Eintritt des Kanals schließt, wie ein Schlitz-, Kugel-
oder Nadelventil.
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Der
Aufbau der Versorgungseinheit wird nun unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 beschrieben.
Die Versorgungseinheit umfasst eine Hauptbasis 51 zur Führung und
Aufnahme, die dazu bestimmt ist, den Kapselhalter 4 in
der Einheit aufzunehmen; eine Stellung, in der die Einspritzdüse in Bezug
auf die Fluidversorgungsmittel der Einspritzeinheit angeordnet ist.
Die Versorgungseinheit besitzt einen zweiten Teil, Versorgungsbasis 52 genannt, der
eigentlich die Fluidversorgungsmittel trägt. Die Führungsbasis 51 und
die Versorgungsbasis 52 sind in Bezug aufeinander verschwenkbar
montiert, so dass die Versorgungsbasis und die Führungsbasis zwei Relativstellungen
einnehmen können:
eine ausgerückte
Stellung der Einspritzdüse 70 bezüglich der Fluidversorgungsmittel
und eine eingerückte
Stellung der Einspritzdüse 70 bezüglich der
Fluidversorgungsmittel.
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Die
Führungsbasis 51 besteht,
genauer gesagt, aus einem Führungselement 53 mit
einer U-Querform, dessen Seitenteile Führungslängsrippen 530, 531 besitzen,
die zu den Führungsrändern 44, 45 des
Kapselhalters komplementär
sind. Das Führungselement 53 endet
mit einer vorderen Querwand 532, die als Anschlag für den Kapselhalter
in seiner Einführungsstellung
dient. Eine Aufnahme 533 in Riegelform zur Aufnahme des
Schlüssels 46 gewährleistet
endgültig
die korrekte Einrückung
des Kapselhalters in die Bezugsstellung.
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Die
Führungsbasis
und die Versorgungsbasis sind einerseits über eine im hinteren Bereich
dieser Basen angeordnete Gelenkachse 86 und andererseits
durch ein Kniehebelsystem 8 angelenkt, das zwei Schenkel 80, 81 umfasst,
die hinten über
die Gelenkachsen 5a–5c an
dem Rahmen fest montiert sind. Die Führungsbasis 51 ist
an den Seitenschenkeln 80, 81 durch zwei seitliche
Gelenkachsen 800 montiert, die der Führungsbasis gestatten, sich
bezüglich
der am Gestell befestigten Schenkel zu verschwenken. Die Fluidversorgungsbasis
ist auch auf jeder Seite der Schenkel durch zwei Gelenke 82 verbunden,
die in zwei gebogenen Führungslanglöchern 83 geführt sind,
die in diesen Schenkeln 80, 81 des Kniehebelsystems
vorgesehen sind.
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Wie 10 zeigt,
sind die Führungslanglöcher 83 so
ausgebildet, dass, wenn der Kapselhalter manuell nach unten (Richtung
0) bewegt wird, die Führungsbasis 51 sich
bezüglich
der Schenkel 80, 81 um die Achse 800 verschwenkt
und die Versorgungsbasis 52 mitnimmt, die sich nun der
Führungsbasis 51 in
der mit dem Pfeil A dargestellten Richtung schließend nähert, da
die Achsen 82 zwangsweise in den Langlöchern 83 in der Richtung
F geführt
werden.
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Ein
Wiederöffnungshebel 87 ist
auch vorgesehen, um die Wiederöffnung
der Versorgungseinheit zu erleichtern. Der Hebel 87 hat
die Form eines Bügels
in Form eines umgekehrten U mit zwei seitlichen Lappen 870, 871.
Die Lappen 870, 871 sind um die Achse 88 im
oberen Teil der Schenkel 80, 81 verschwenkbar
montiert und sind an den Gelenken 82 in den Langlöchern 83 geführt. Wie 9 zeigt,
verschwenken sich die Lappen des Bügels, wenn der Hebel manuell
in der Richtung des Pfeils B insbesondere nach unten betätigt wird,
um die Achse 88 und nehmen das Gelenk 82 in der
Richtung C nach hinten mit, was zur Folge hat, dass die Versorgungsbasis 52 nach
oben (Richtung D) mitgenommen wird, also wieder geöffnet wird.
Wenn das Gelenk in dem Langloch in Anschlag ist, wird die Führungsbasis 51 nach oben
(Richtung D1) mitgenommen, um wieder in die Stellung der Öffnung oder
der Einführung
des Kapselhalters zu gelangen.
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Wie 8 zeigt,
ist in der Verschlussstellung der Versorgungseinheit 5 an
dem Kapselhalter 4 die Fluidverbindung hergestellt. Die
Fluidversorgungsmittel der beweglichen Versorgungsbasis umfassen einen
Fluidverbinder 50, der mit einem inneren Kanal 54 zur
Beförderung
des Fluids bis zu einem Austritt 55 versehen ist, der mit
der Eintrittsöffnung 76 der Einspritzdüse in Verbindung
ist. Zur Begünstigung
eines Anschlusses, der hohe Drücke
aushält,
endet der Verbinder der Versorgungseinheit vorzugsweise mit einem
konischen Teil 56, der eine freie Verbindung Kegel auf
Kegel mit dem Eingangsteil 77 der Einspritzdüse bildet.
Eine Dichtung 57, wie ein Wulstring, kann hinzugefügt werden,
um eine gute Abdichtung der Verbindung zu gewährleisten.
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Die 11 bis 13 zeigen
einen anderen erfindungsgemäßen Kapselhaltertyp 4b.
Dieser Kapselhalter 4b ist dafür ausgebildet, in die Versorgungseinheit 5 mit
Hilfe von ergänzenden
Eingriffsmitteln 44, 45, 46 eingeführt zu werden,
die mit den oben beschriebenen Einführungsmittel des Kapselhalters 4 identisch
bleiben. Die Kapselhalter 4, 4b sind also beide
austauschbar und bezüglich
der Versorgungseinheit 5 abnehmbar.
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Die
Kapselhalter 4, 4b besitzen jedoch mindestens
ein spezielles Merkmal, das sie voneinander unterscheidet und das
sich bezieht auf:
- i) die Form und/oder die
Größe der Aufnahme zum
Aufnehmen der Kapsel, und/oder
- ii) die Einspritzart, entsprechend der die Einspritzdüse für die Abgabe
des Fluids in die Kapsel ausgebildet ist.
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Bei
dem dargestellten Beispiel ist der Kapselhalter 4b hinsichtlich
Volumen und Einspritzart ausgebildet, um insbesondere Kapseln aufzunehmen,
die Zutaten enthalten, die ein kleines Speichervolumen und eine
auf den Querschnitt des Substanzbetts verteilte Benetzung erfordern.
Die Zutaten können
beispielsweise ein Mahlgut wie Kaffee oder Tee sein.
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Der
Kapselhalter 4b umfasst einen Napf 40b, der eine
Innenfläche
oder Aufnahme 41b bildet, deren Volumen kleiner als das
Volumen der Innenfläche oder
Aufnahme 41 des oben beschriebenen Kapselhalters 4b ist.
Insbesondere ist die Tiefe Hb, die den inneren Auflagerand 69b vom
oberen Rand 43 trennt, bezüglich derselben Tiefe H der
Kapsel 4 verkürzt. Deshalb
nimmt der Kapselhalter Kapseln auf, deren Innenreserve weniger dick
ist, was beispielsweise geeigneter sein kann, um Kaffee oder Espresso
aus einem gemahlenen Kaffeebett zu extrahieren.
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Dagegen
besitzt der Kapselhalter 4 von 5 seinerseits
eine Aufnahme 41, deren Tiefe H größer ist und die ihm gestattet,
Kapseln aufzunehmen, deren Vorratsvolumen größer ist, was für die Speicherung
einer größeren Menge
von Zutaten geeignet sein kann, wie Milchpulver, und/oder zur Abgabe
von größeren Getränkevolumen,
beispielsweise zwischen 110 und 500 ml Flüssigkeit.
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Ein
anderer Unterschied der Kapselhalter 4, 4b besteht
in der Einspritzart. Der Kapselhalter 4b umfasst ein Einspritzsystem 7b,
das nach demselben Prinzip der Einführung in die Kapsel wie das
Einspritzsystem 7 der Kapsel 4 arbeitet, jedoch
mit einer Einspritzdüse 70b mit
einer anderen Einspritzkonfiguration. Wie 13 detailliert
zeigt, besitzt die Einspritzdüse 70b eine
Austrittsöffnung 79b,
die sich in ihrer Form und ihrer Richtung unterscheidet. Die Form
und die Ausrichtung der Austrittsöffnung sind dabei ausgebildet,
um das Fluid stärker
verteilt abzugeben, d. h. auf einer breiteren Fläche des Querschnitts, was die
Benet zung der Zutaten verbessert und die Bildung von ungewünschten
bevorzugten Wegen verringert. Die Form der Öffnung ist vorzugsweise ein
Schlitz, der den zylindrischen Teil der Einspritzdüse teilweise
und in Querrichtung schneidet. Die Richtung ist auf diese Weise
in der Kapsel mehr quer gerichtet. Auf diese Weise kann aufgrund
der Form und der Ausrichtung der Strahleffekt abgeschwächt werden
und das Fluid kann das Zutatenbett so durchqueren, dass das Substanzbett
auf seinem ganzen Querschnitt homogener benetzt wird.
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Man
versteht also, dass die Kapselhalter mit Merkmalen versehen sind,
die nach Wahl in Abhängigkeit
von den in der Kapsel enthaltenen Zutaten und/oder von der abzugebenden
Zubereitung angepasst sind. Die Vorrichtung bietet somit mehr Flexibilität, leichtere
Anpassung und die Möglichkeit
der Abgabe einer größeren Skala
von Getränken
oder Zubereitungen, die beispielsweise Getränke wie Kaffee, Espresso, löslichen
Kaffee, Spezialitäten
auf Milchbasis, wie Cappuccino, Latte oder Tee, Schokolade oder
auch Erfrischungsgetränke
mit großem
Volumen auf Basis von Kaffee, Tee, Milch, Kakao, Obstsaft, oder
auch spezielle Zubereitungen, die Nährstoffe enthalten, beispielsweise
Produktformen für Kleinkinder,
Sportler, Kranke oder alte Menschen.
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14 zeigt
eine andere Ausführungsform eines
Kapselhalters 4c, der ein Einspritzsystem 7c aufweist,
das sich von der vorhergehenden Ausführungsform unterscheidet. In
diesem Fall umfasst das Einspritzsystem 7c eine Einspritzdüse 70c in
Form einer Wand 71c, die mit einem Fluidkollektor oder Sammelkammer 710 versehen
ist. Der Kollektor 710 gibt das Fluid durch eine Vielzahl
von Einspritzöffnungen 79c ab,
die in die Aufnahme 71 des Kapselträgers ausmünden. Ein solcher Kapselhalter
kann eine Kapsel aufnehmen, die eine für das Fluid durchlässige obere
Fläche
umfasst, wie ein Filterpapier, eine gewebte oder nicht gewebte Textilwand
oder ein Gitter oder einfach eine auf dieser Seite offene Kapsel.
Das Fluid wird wie bei der Einspritzdüse der vorhergehenden Ausführungsformen
durch einen Eintrittsteil 77c, einen inneren Kanal 750c,
der in den Kollektor mündet,
abgegeben. Die Einspritzdüse 70c ist
bezüglich
der Kapsel mit Hilfe einer Dichtung 740 abgedichtet, die
an der Schnittfläche
zwischen dem Rand 710c der Einspritzdüse und dem Rand 43 des Kapselhalters
angeordnet ist. Die Dichtung 740 kann einen Teil der Einspritzdüse selbst
und/oder des Kapselhalters und/oder der Kapsel selbst bilden. Ein
solcher Kapselhalter kann auf diese Weise Kapseln aufnehmen, die
beispielsweise mit Filterwänden
versehen sind.
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Eine
andere Ausführungsform
des Kapselhalters 4d ist in 15 dargestellt.
In diesem Fall umfasst das Einspritzsystem 7d eine Einspritzdüse 70d in
der Form einer zentralen Nadel, die in einer Platte 71d gebildet
ist, die sich im Inneren der Aufnahme 41 des Kapselhalters
erstreckt. Die Nadel gibt das Fluid über Einspritzöffnungen 79d ab,
die am Umfang der Nadel angeordnet sind. Wie bei den vorhergehenden
Ausführungsformen
kommt das Fluid von einem Eintrittsteil 77d und von einem
inneren Kanal 750d, der in einen Kollektor 710d mündet. Die
anderen Elemente des Einspritzsystems bleiben denen der anderen
Ausführungsformen ähnlich.
Eine solche Anordnung gestattet eine radiale Abgabe des Fluids in
einer gewünschten
Tiefe in der Aufnahme. Die Nadel kann perforierend oder nicht perforierend
sein, je nachdem, ob die Kapsel eine zu perforierende Wand oder
eine mit einer bereits perforierten Öffnung versehene Wand aufweist.
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Eine
andere Variante des Kapselhalters ist in 16 dargestellt.
Der Kapselhalter 4e unterscheidet sich von dem Kapselhalter 4 der 3–6 durch
einige an dem Einspritzsystem 7e vorgenommene Änderungen.
Das System umfasst eine Einspritzdüse 70e, die eine Rückschlagventilvorrichtung umfasst.
Eine Kammer 760 ist in der Einspritzdüse durch Zusammenschieben eines
ersten oberen Teils 761 und eines zweiten unteren Teils 762 vorgesehen, das
den Einspritzkanal 763 trägt. Die Kammer ist durch einen
Wulstring 764 abgedichtet, der die Verbindung 765 des
Verbindungsteils (beispielsweise eine Schraubenwindung) zwischen
den beiden Teilen bedeckt. Die Schließung der Kammer wird durch
eine Nadel 766 erreicht, die durch ein elastisches Element,
wie eine Schraubenfeder (nicht dargestellt) angepresst wird. Wenn
das unter Druck stehende Fluid in die Kammer eintritt, wird die
Nadel 766 zurückgedrückt, was
die Feder komprimiert und den Eintritt 767 der Kammer öffnet, um
den Durchgang des Fluids durch den Kanal 763 und damit
seine Einführung in
die Kapsel 6 zu gestatten.
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17 zeigt
den Anschluss der Einspritzdüse 70e in
Verbindung an der Fluidversorgungseinheit 5. Der Verbinder
der Einheit umfasst ein rohrförmiges Element 500 aus
verformbarem Werkstoff, das durch einfachen Druck an der konischen
Außenfläche des Verbindungsteils
der Einspritzdüse
zusammengedrückt
wird. Das rohrförmige
Element ist in eine am Ende des Versorgungskanals der Einheit vorgesehene
Nut 501 eingesetzt. Das rohrförmige Element 500 bildet
den Fluidaustritt 55 des Kanals 54 der Einheit. Es
drückt
auf die konischen oder ausgeweiteten Flächen des Verbindungsteils 77 der
Einspritzdüse
und dient damit gleichzeitig als Auflage- und Verbindungsfläche und
gleichzeitig als Dichtring. Ein solches Element kann beispielsweise
ein Rohr aus Elastomer oder Silikon sein, dessen Enden gerade (nicht ko nisch)
oder konisch sind und sich auf der Verbindungsfläche der Einspritzdüse komprimieren.
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Das
Tragteil 71 der Einspritzdüse ist um eine Gelenkachse 72 drehbar
montiert, die in einem Langloch montiert ist, so dass eine gewisse
vertikale Bewegungsamplitude geschaffen wird, um dem Tragteil ein
gewisses seitliches Kippspiel zu gestatten, so dass die Dichtungszone
der Einspritzdüse
sich genauer an der Eintrittswand der Kapsel positioniert. Zu diesem
Zweck ist das Tragteil von einem Langloch 720 durchquert,
das vertikal gerichtet ist und in dem die Querachse 72 zum
Halt des Teils auf dem Körper des
Kapselhalters kippen kann. Man gewährleistet auf diese Weise eine
bessere Abdichtung der Einspritzung in die Kapsel. Der Kapselhalter 7e besitzt ferner
einen ergonomischeren schalenförmigen
Griff, der das Ergreifen erleichtert. Der Rand 420 der
Austrittsöffnung 42 weist
ferner eine Abschrägung
auf, um bezüglich
des Rands 610 dieser Öffnung 61 der Kapsel
zurückversetzt
zu sein, um den Kontakt mit der ausfließenden Flüssigkeit zu vermeiden und um auch
das Austreten der Flüssigkeit
im Fall eines eventuellen Kontakts mit ihr zu erleichtern.
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Die
Erfindung ist natürlich
nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise
sind je nach den Anforderungen andere Kapselhalterversionen möglich.