Капсула для приготовления напитка с уплотнительным элементом, выполненным как единое целое
Капсула для приготовления напитка при впрыскивании жидкости в капсулу посредством устройства для приготовления напитка содержит чашеобразный корпус-основание для размещения ингредиентов для приготовления напитка и обод фланцевого типа с уплотнительным элементом, имеющим внутреннюю и наружную последовательности дугообразных выступов. Корпус-основание, обод фланцевого типа и уплотнительный элемент выполнены как единое целое из металлического материала, такого как алюминий. Внутренняя и наружная последовательности уплотнительного элемента размещены концентрически на поверхности обода фланцевого типа таким образом, что образуют между собой кольцевое пространство для приема уплотнительной поверхности элемента задействования капсулы устройства для приготовления напитка. Соответствующие дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей представляют собой непрерывные выступы с проходящими по окружности зазорами, образованными между ними, и размещены таким образом, что перекрываются по окружности за пределами проходящих по окружности зазоров внутренней и наружной последовательностей, если смотреть на капсулу сбоку. Кольцевое пространство между внутренней и наружной последовательностями дугообразных выступов не содержит каких-либо выступов. Соответствующие дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей размещены радиально на равном расстоянии друг от друга по окружности корпуса-основания, так что образуют постоянные зазоры, проходящие по окружности между соответствующими выступами. Внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов размещены на радиальном расстоянии (d), составляющем от 0,6 до 1,2 мм, более предпочтительно от 0,8 до 1,0 мм. Капсула содержит закрывающую мембрану, соединенную с корпусом-основанием и/или ободом фланцевого типа капсулы. Закрывающая мембрана представляет собой алюминиевую фольгу. Группа изобретений обеспечивает надежную уплотнительную структуру, изготовленную из одного цельного элемента. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к капсуле, предназначенной для приготовления пищевого продукта, такого как напиток, с улучшенным уплотнительным средством. В частности, изобретение относится к капсуле, имеющей корпус с выполненным как единое целое уплотнительным элементом, изготовленным из металлического материала, такого как алюминий.
Уровень техники и цель изобретения
На рынке широко известны капсулы для приготовления пищевого продукта, такого как напиток. Пример такой капсулы, предназначенной для применения с устройством для приготовления напитка, описан в EP 0 512 468 A1. Для приготовления напитка в специальном устройстве для приготовления напитка капсулу вставляют в устройство и ингредиенты, содержащиеся в капсуле, приводят в контакт с жидкостью, подаваемой в капсулу, для формирования желаемого напитка, который после этого выпускают из капсулы. Таким образом, капсула открывается под воздействием растущего давления внутри капсулы, что подталкивает выпускную сторону капсулы к средствам для открытия, таким как приподнятые элементы, выполненные на несущей части устройства для приготовления напитка. Герметизация капсулы в процессе приготовления напитка достигается за счет наружной части обода капсулы фланцевого типа, который приводят в контакт вдоль контактной линии окружности с имеющим подходящую форму элементом задействования устройства для приготовления напитка.
Для улучшения герметизации между капсулой и элементом задействования устройства для приготовления напитка были разработаны капсулы, на которые нанесен специальный уплотнительный элемент, и причем уплотнительный элемент выполнен из другого материала, чем корпус капсулы. Публикации EP 1654966, EP 1 849 715 и EP 2151313, например, относятся к такой капсуле, в которой на капсулу нанесен уплотнительный элемент из эластичного каучукового материала. Уплотнительный элемент может быть нанесен на корпус капсулы посредством осаждения и отверждения жидкости, приклеивания или обжатия части корпуса капсулы и/или обода капсулы фланцевого типа на уплотнительном элементе.
Недостатком этих капсул является более сложный процесс изготовления, в ходе которого капсулу и уплотнительный элемент изготавливают на отдельных стадиях изготовления, а затем осуществляют сборку. Решение также является дорогостоящим для производства как с точки зрения затрат на материалы, так и с точки зрения производственных затрат. Таким образом, требуется решение, которое позволяет упростить процесс изготовления и в то же время обеспечить улучшенные уплотнительные свойства обода капсулы фланцевого типа.
Также известны капсулы, которые содержат выполненный как единое целое уплотнительный элемент, т.е. уплотнительный элемент, изготовленный из того же материала, что и корпус капсулы, соответственно, обод капсулы фланцевого типа. Публикации EP 2 303 077 B1, EP 2 387 922 B1 и EP 2 814 328 B1, например, относятся к капсуле, содержащей уплотнительный элемент, образованный из множества концентрических кольцевых выступов, выполненных как единое целое с ободом фланцевого типа.
В публикациях WO 2014/012783, WO 2014/184652, WO 2016/186489, WO 2016/186495 и WO 2016/186496 также описаны капсулы для приготовления напитка, которые содержат часть обода фланцевого типа с выполненным как единое целое кольцевым уплотнительным элементом.
Публикация WO 2016207845 относится к пластиковой капсуле, содержащей обод фланцевого типа с одним кольцевым уплотнительным кольцом, заключенным во внутренние и наружные центрирующие выступы, причем центрирующие выступы включают в себя множество дугообразных элементов, разделенных по окружности зазорами, которые выполнены с возможностью обеспечения лучшего центрирования уплотнительного кольца по отношению к окружному уплотнительному краю устройства для приготовления напитка.
Однако эти известные капсулы имеют недостаток, который заключается в том, что из-за размещенных по окружности выступов уплотнительного элемента в процессе изготовления могут возникать напряжения при формировании выступов, что, в свою очередь, приводит к дефектам уплотнительного элемента и/или обода фланцевого типа и что отрицательно влияет на уплотнительные свойства уплотнительного элемента. Это в особенности относится к металлическим капсулам, например изготовленным из алюминия. Таким образом, в процессе глубокой вытяжки алюминия при формировании капсулы могут возникать такие дефекты, как стрессовое растрескивание, образование складок и другие дефекты поверхности. Кроме того, уплотнительные выступы, размещенные по окружности, могут приводить к меньшим допускам коррекции уплотнения при проблемах с концентричностью.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной капсулы, которая позволяет преодолеть недостатки решений предшествующего уровня техники. Эта цель достигается при помощи независимых пунктов формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к капсуле, предназначенной приготовления напитка при впрыскивании жидкости в капсулу посредством устройства для приготовления напитка, причем капсула имеет чашеобразный корпус-основание для размещения ингредиентов для приготовления напитка и обод фланцевого типа с уплотнительным элементом, имеющим внутреннюю и наружную последовательности дугообразных выступов, причем корпус-основание, обод фланцевого типа и уплотнительный элемент выполнены как единое целое из металлического материала, такого как алюминий, причем внутренняя и наружная последовательности выступов уплотнительного элемента расположены концентрически на поверхности обода фланцевого типа так, что они образуют между собой кольцевое пространство для приема уплотнительной поверхности элемента задействования капсулы в устройстве приготовления напитка, при этом соответствующие дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей представляют собой непрерывные выступы с проходящими по окружности зазорами и при этом соответствующие дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей размещены таким образом, что перекрываются по окружности за пределами проходящих по окружности зазоров, если смотреть на капсулу сбоку.
Капсула в соответствии с изобретением обеспечивает надежную и допускающую погрешности уплотнительную структуру, изготовленную из одного цельного элемента и, таким образом, без какого-либо дополнительного материала, такого как каучук. Таким образом, капсула может быть образована в рамках упрощенного процесса изготовления при меньших затратах, в то же время позволяя получить улучшенный уплотнительный элемент без каких-либо дефектов материала, таких как трещины, складки и поверхностные дефекты, которые могут повлиять на качество и герметичность капсулы, а также на процесс экстракции.
Термин «перекрытие» в контексте настоящей заявки относится к соответствующим дугообразным выступам внутренней и наружной последовательностей выступов, размещенным таким образом, что соответствующие выступы по меньшей мере частично закрывают друг друга, если смотреть сбоку (см. направление SV на фиг. 4). В частности, если смотреть сбоку, соответствующие дугообразные выступы наружной последовательности выступов по меньшей мере частично соответственно закрывают соответствующий дугообразный выступ, размещенный во внутренней последовательности выступов, так чтобы закрывать любые зазоры, образованные между дугообразными выступами внутренней последовательности. Если смотреть на обод фланцевого типа сверху, соответствующие дугообразные выступы перекрываются по меньшей мере частично в радиальном направлении.
Обод фланцевого типа предпочтительно представляет собой, по существу, плоскую манжету, которая проходит от открытого конца чашеобразного корпуса-основания, по существу, перпендикулярно наружным боковым стенкам корпуса-основания и/или оси вращения капсулы. Внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов размещены на удалении от чашеобразного корпуса-основания и от наружной периферии обода фланцевого типа.
Соответствующие выступы уплотнительного элемента предпочтительно выполнены как единое целое с, по существу, плоским в иных отношениях ободом фланцевого типа. Выступы, образованные в ободе фланцевого типа, предпочтительно имеют толщину материала, по существу, соответствующую остальной части обода фланцевого типа.
Выступы в ободе фланцевого типа предпочтительно изготовлены методом глубокой вытяжки. В предпочтительном варианте осуществления корпус капсулы, обод фланцевого типа и уплотнительный элемент изготовлены в рамках одного процесса глубокой вытяжки. Капсула может быть, например, произведена посредством глубокой вытяжки изначально плоского металлического листа.
Капсула предпочтительно изготовлена из одного листа металла, такого как алюминий.
Соответствующие дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей уплотнительного элемента размещены на одной и той же поверхности обода фланцевого типа. Поверхность направлена к чашеобразному корпусу-основанию капсулы. На противоположной ей поверхности обода фланцевого типа к корпусу-основанию капсулы может быть прикреплена закрывающая мембрана.
Соответствующие дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей уплотнительного элемента представляют собой предпочтительно непрерывные выступы с зазорами, образованными между соответствующими выступами каждой последовательности. Таким образом, зазоры представляют собой кольцевые зазоры, которые проходят между соответствующими соседними дугообразными выступами внутренней и наружной последовательностей.
Каждая из внутренней и наружной последовательностей дугообразных выступов предпочтительно содержит по меньшей мере два, предпочтительно по меньшей мере три или четыре дугообразных выступа. Каждая из внутренней и наружной последовательностей также может содержать множество дугообразных выступов.
Перекрытие между соответствующими дугообразными выступами внутренней и наружной последовательностей выступов предпочтительно равно по меньшей мере 10%, предпочтительно по меньшей мере 20%, но менее чем 50% длины дуги L соответствующих перекрывающихся выступов. В данном случае длиной L дуги называется минимальная длина дуги соответствующих перекрывающихся дугообразных выступов во внутренней и наружной последовательностях выступов. Длина дуги каждого выступа по окружности обода фланцевого типа зависит от общего количества выступов как для внутренней, так и для наружной последовательностей выступов. Чем больше количество, тем короче соответствующая длина дуги.
Угловая длина перекрытия между соответствующими дугообразными выступами составляет от 5° до 90°, предпочтительно от 10° до 70°, наиболее предпочтительно от 20° до 60°.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующие дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей размещены радиально на равном расстоянии друг от друга по окружности корпуса-основания, так что образуют постоянные зазоры, проходящие по окружности между соответствующими выступами.
Кольцевое пространство между внутренней и наружной последовательностями дугообразных выступов предназначено для приема предпочтительно кольцевой уплотнительной поверхности элемента задействования капсулы устройства для приготовления напитка. Элемент задействования предпочтительно представляет собой, по существу, колоколообразный элемент задействования, соответственно, так называемую клетку для капсулы, выполненную с возможностью размещения чашеобразного корпуса-основания капсулы. Уплотнительная поверхность элемента задействования может представлять собой плоскую или закругленную торцевую поверхность элемента задействования.
В предпочтительном варианте уплотнительная поверхность элемента задействования размещена с возможностью зацепления выступов внутренней последовательности дугообразных выступов и выступов наружной последовательности дугообразных выступов. Зацепление уплотнительной поверхности элемента задействования может быть таким, что это может приводить к по меньшей мере частичной деформации выступов. Зацепление уплотнительной поверхности элемента задействования может быть таким, что оно оказывает по меньшей мере, по существу, радиально ориентированные герметизирующие усилия на выступы.
Кольцевое пространство между внутренней и наружной последовательностями дугообразных выступов предпочтительно не содержит каких-либо выступов. Нижняя часть кольцевого пространства предпочтительно представляет собой плоскую кольцевую часть. Нижняя часть кольцевого пространства предпочтительно соответствует верхней поверхности части обода фланцевого типа.
Внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов размещены на радиальном расстоянии d, составляющем от 0,6 до 1,2 мм, более предпочтительно от 0,8 до 1,0 мм, для образования между ними кольцевого пространства. Таким образом, радиальным расстоянием d называется толщина кольцевого пространства для приема уплотнительной поверхности элемента задействования капсулы. Расстояние d между соответствующими дугообразными выступами предпочтительно выбрано таким, что оно равно или меньше, чем радиальная ширина D кольцевой уплотнительной поверхности.
В предпочтительном варианте осуществления радиальное расстояние d выбрано таким, что оно по меньшей мере на 1–2%, предпочтительно по меньшей мере на 2–5% меньше радиальной ширины кольцевой уплотнительной поверхности элемента задействования в устройстве для приготовления напитка.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующие выступы во внутренней и наружной последовательностях имеют, по существу, одинаковые размеры на виде в разрезе сбоку. Соответствующие выступы внутренней и наружной последовательностей могут иметь одинаковую высоту и/или ширину.
Однако соответствующие выступы могут иметь и разную высоту и/или ширину. Например, выступы наружной последовательности могут иметь меньшую высоту, чем выступы внутренней последовательности, или наоборот. Например, выступы наружной последовательности могут иметь меньшую ширину, чем выступы внутренней последовательности, или наоборот.
Выступы в каждой внутренней или наружной последовательности могут иметь разную высоту и/или ширину.
Соответствующие выступы внутренней и наружной последовательностей предпочтительно имеют ширину основания BW от 0,3 до 1,3 мм, более предпочтительно от 0,5 до 1,0 мм и/или высоту H от 0,8 до 1,7 мм, более предпочтительно от 1 до 1,5 мм.
Соответствующие выступы предпочтительно имеют на виде в разрезе сбоку нижнюю часть-основание B с двумя противолежащими, предпочтительно линейными секциями стенки, и верхнюю часть А с двумя противолежащими, предпочтительно закругленными секциями стенки.
Две противолежащие закругленные секции стенки верхней части А предпочтительно соединены закругленной верхушечной частью С.
Две противолежащие линейные секции стенки предпочтительно размещены так, чтобы они сходились к верхней части А соответствующих выступов. Две противолежащие линейные секции стенки предпочтительно размещены под углом наклона от 3 до 12°, более предпочтительно от 5 до 10° относительно перпендикуляра, проведенного к ободу фланцевого типа, и/или относительно оси вращения капсулы.
Две противолежащие закругленные секции стенки верхней части А предпочтительно имеют радиус R1 от 0,5 до 5,5 мм, более предпочтительно от 1 до 5 мм.
Закругленная верхушечная часть С предпочтительно имеет радиус R2 от 0,2 до 2,3 мм, более предпочтительно от 0,5 до 2 мм.
Две противолежащие секции стенки нижней части B могут быть не строго линейными, а слегка выпуклыми. Например, две противолежащие секции стенки А и B могут вместе образовывать непрерывно выпуклые секции стенки с возрастающей кривизной в направлении к верхушечной части С.
Капсула предпочтительно также содержит закрывающую мембрану, соединенную с корпусом-основанием и/или ободом фланцевого типа капсулы. Закрывающая мембрана предпочтительно соединена с поверхностью обода фланцевого типа, противоположной поверхности, на которой размещена внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов. Закрывающая мембрана может быть соединена с ободом фланцевого типа посредством адгезива и/или сварки. Закрывающая мембрана предпочтительно представляет собой закрытую мембрану, т.е. не имеет каких-либо перфораций. Однако закрывающая мембрана может также иметь предварительно выполненные в ней перфорации. Закрывающая мембрана предпочтительно представляет собой алюминиевую фольгу. Фольга предпочтительно герметично соединена с ободом фланцевого типа таким образом, чтобы образовать уплотнение, герметичное для газа, с корпусом-основанием капсулы для сохранения свежести ингредиентов, содержащихся в картридже.
В дополнительном аспекте изобретение относится к системе, содержащей капсулу, описанную выше, и устройство для приготовления напитка, предназначенное для подачи нагретой и/или находящейся под давлением жидкости в капсулу с целью приготовления напитка в результате взаимодействии жидкости с ингредиентами, содержащимися внутри капсулы.
Устройство для приготовления напитка предпочтительно содержит насос, нагреватель и/или охладитель, источник жидкости, такой как бак для воды, и/или варочную камеру для напитка для избирательного приема капсулы с целью приготовления с ее помощью напитка.
Устройство для приготовления напитка предпочтительно содержит элемент задействования капсулы, например, в составе варочной камеры, который выполнен с возможностью размещения капсулы и, в частности, корпуса-основания капсулы, когда капсула вставляется в устройство. Элемент задействования капсулы содержит кольцевую уплотнительную поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом капсулы для обеспечения эффективной герметизации капсулы в процессе приготовления напитка. Как было упомянуто ранее, уплотнительная поверхность элемента задействования может быть выполнена с возможностью зацепления выступов внутренней последовательности дугообразных выступов и выступов наружной последовательности дугообразных выступов. Зацепление уплотнительной поверхности элемента задействования может быть таким, что это может приводить к по меньшей мере частичной деформации выступов. Зацепление уплотнительной поверхности элемента задействования может быть таким, что оно оказывает по меньшей мере, по существу, радиально ориентированные герметизирующие усилия на выступы.
Устройство для приготовления напитка предпочтительно дополнительно содержит средство перфорирования, такое как инжекционные лезвия или т.п., выполненные с возможностью перфорации впускной поверхности капсулы, которая, в частности, расположена на закрытом конце корпуса-основания капсулы, и для подачи жидкости во внутреннее пространство капсулы.
Устройство для приготовления напитка предпочтительно дополнительно содержит опору для капсулы, выполненную с возможностью удержания обода фланцевого типа капсулы со стороны, противоположной стороне, на которой элемент задействования устройства зацепляет уплотнительный элемент капсулы. Опора для капсулы предпочтительно содержит средство вскрытия, такое как, например, элементы в форме усеченной пирамиды, в которые может упираться закрывающий элемент капсулы во время роста давления внутри капсулы, например, для вскрытия закрывающего элемента, например путем протыкания или разрыва.
Капсула в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно имеет вращательную симметрию, т.е. является симметричной по ее вертикальной оси.
Толщина t корпуса-основания капсулы предпочтительно находится в диапазоне от 0,3 до 1,7 мм, более предпочтительно от 0,7 до 1,3 мм. Толщина t1 закрывающей мембраны предпочтительно находится в диапазоне от 60 до 100 мкм (включая тисненую структуру и лак(-и) на поверхности).
Ингредиенты для приготовления напитка, расположенные в капсуле, предпочтительно выбраны из группы, состоящей из обжаренного молотого кофе, чая, растворимого кофе, смеси обжаренного молотого кофе и растворимого кофе, концентрата сиропа, концентрата фруктового экстракта, шоколадного продукта, продукта на основе молока или любого другого дегидрированного съедобного вещества, такого как дегидрированное сырье. Жидкость, используемая для приготовления напитка, предпочтительно является водой с любой температурой.
Изобретение дополнительно относится к чашеобразному корпусу-основанию капсулы для приготовления пищевого продукта с улучшенным уплотнительным элементом, выполненным как единое целое.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки, преимущества и цели настоящего изобретения будут понятны специалисту в данной области после прочтения приведенного ниже подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения при их рассмотрении вместе с фигурами на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1a представлен вид в перспективе в поперечном сечении предпочтительного варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением.
На фиг. 1b представлен вид сверху капсулы в соответствии с фиг. 1a.
На фиг. 2 представлен схематический вид сверху предпочтительного варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением.
На фиг. 3 представлен вид в поперечном сечении сбоку выступа уплотнительного элемента в соответствии с изобретением.
На фиг. 4 представлен вид в разрезе сбоку в направлении S на фиг. 2 предпочтительного варианта осуществления уплотнительного элемента в соответствии с изобретением и элемента задействования устройства для приготовления напитка перед зацеплением друг с другом.
На фиг. 5 представлен вид в разрезе сбоку в направлении V на фиг. 2 предпочтительного варианта осуществления уплотнительного элемента в соответствии с изобретением и элемента задействования устройства для приготовления напитка перед зацеплением друг с другом.
На фиг. 6 представлен вид в разрезе сбоку в направлении T на фиг. 2 предпочтительного варианта осуществления уплотнительного элемента в соответствии с изобретением и элемента задействования устройства для приготовления напитка перед зацеплением друг с другом.
Осуществление изобретения
Фиг. 1a и 1b относятся к предпочтительному варианту осуществления капсулы 10 в соответствии с изобретением. Капсула 10 содержит чашеобразный корпус-основание 1. Корпус-основание 1 имеет закрытый конец 10a и открытый конец 10b. Закрытый конец 10a может служить в качестве поверхности для впрыска в процессе приготовления напитка, и его может вскрывать специальный впрыскивающий элемент устройства 20 для приготовления напитка.
Капсула 10 дополнительно содержит обод 2 фланцевого типа, который предпочтительно размещен на открытом конце 10b капсулы 10. Обод 2 фланцевого типа может проходить 1 радиально наружу от боковых стенок чашеобразного корпуса-основания 1. Обод 2 фланцевого типа предпочтительно размещен поперечно к оси Y вращения капсулы 10.
На открытом конце 10b корпуса-основания 1 капсулы может быть размещена закрывающая мембрана 9. Закрывающая мембрана 9 предпочтительно соединена с ободом 2 фланцевого типа (см. фиг. 4). Закрывающая мембрана 9 предпочтительно соединена с по меньшей мере одной нижней кольцевой поверхностью 2b обода 2 фланцевого типа, причем поверхность 2b направлена от корпуса-основания 1 капсулы.
Чашеобразный корпус-основание 1 предпочтительно вмещает ингредиенты напитка, подходящие для приготовления жидкого пищевого продукта при взаимодействии с жидкостью, впрыскиваемой в капсулу 10. Ингредиенты предпочтительно заключены в чашевидный корпус-основание 1 и закрывающую мембрану 9. Ингредиенты напитка могут представлять собой обжаренный молотый кофе или другие типы ингредиентов, как описано ранее.
Обод 2 фланцевого типа имеет выполненный как единое целое уплотнительный элемент 3, который размещен на верхней кольцевой поверхности 2a обода фланцевого типа. Кольцевая поверхность 2a размещена напротив поверхности 2b, к которой предпочтительно присоединена закрывающая мембрана 9. Таким образом, кольцевая поверхность 2a обращена от открытого конца 10b капсулы.
Уплотнительный элемент 3 содержит внутреннюю и наружную последовательности дугообразных выступов 4, 5, которые размещены концентрически на поверхности 2a обода 2 фланцевого типа. Внутренняя и наружная последовательности 4, 5 дугообразных выступов выполнены как единое целое с ободом 2 фланцевого типа. Это означает, что они образованы из того же материала, что и обод фланцевого типа, и, например, из самого обода фланцевого типа (не являются дополнительными элементами), выступая из поверхности 2a.
Внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов 4, 5 размещены таким образом, что образуют между собой кольцевое пространство 6 для приема уплотнительной поверхности 21a элемента 21 задействования капсулы устройства 20 для приготовления напитка (см. фиг. 4). Таким образом, радиальное расстояние d между внутренней и наружной последовательностями 4, 5 предпочтительно выбрано так, что выступы надлежащим образом вступают в уплотнительное взаимодействие со специальной уплотнительной поверхностью 21a элемента 21 задействования. Более конкретно, в области перекрытия (фиг. 4) специальная уплотнительная поверхность фактически разделяется на часть 21aa уплотнительной поверхности, которая зацепляет выступы 4b наружной последовательности, и часть 21ab уплотнительной поверхности, которая зацепляет выступы 4a внутренней последовательности. Радиальное расстояние d предпочтительно составляет от 0,6 до 1,2 мм, более предпочтительно от 0,8 до 1,0 мм. Кольцевое пространство 6 между внутренней и наружной последовательностями 4, 5 предпочтительно не имеет никаких выступов. Таким образом, кольцевое пространство 6 предпочтительно имеет, по существу, плоскую нижнюю поверхность 2d, которая соединяет смежные дугообразные выступы внутренней и наружной последовательностей 4, 5.
Чашеобразный корпус-основание 1, обод 2 фланцевого типа и уплотнительный элемент 3 выполнены как единое целое, т.е. как один элемент из одного и того же материала. Соответственно, чашеобразный корпус-основание 1, обод 2 фланцевого типа и уплотнительный элемент 3 могут быть изготовлены из одного материала с помощью процесса формования. В частности, корпус-основание 1, обод 2 фланцевого типа и выполненный как единое целое уплотнительный элемент 3 могут быть сформированы в рамках процесса глубокой вытяжки. Процесс глубокой вытяжки может потребовать более одной стадии глубокой вытяжки для правильного формирования из плоского фрагмента материала корпуса капсулы и уплотнительного элемента.
Корпус-основание 1, обод 2 фланцевого типа и уплотнительный элемент 3 сформированы из одного фрагмента металла, предпочтительно из алюминия, наиболее предпочтительно из алюминиевого сплава.
Внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов 4, 5 предпочтительно размещены на поверхности 2a на удалении от наружного окружного края или наружного конца 2c обода 2 фланцевого типа. Внутренняя и наружная последовательности 4, 5 дополнительно размещены на удалении от чашеобразного корпуса-основания 1 капсулы 1. Внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов 4, 5 предпочтительно размещены на кольцевой части поверхности 2a обода 2 фланцевого типа, которая ближе к чашеобразному корпусу 1, чем к наружному концу 2c. Относительное положение внутренней и наружной последовательностей дугообразных выступов на ободе фланцевого типа естественным образом зависит от соответствующего расположения уплотняющих поверхностей, определяемого размерами элемента задействования.
Каждая из внутренней и наружной последовательностей дугообразных выступов 4, 5 содержит индивидуальные дугообразные выступы 4a, 5a, размещенные с заданным радиусом вокруг оси Y вращения капсулы 10. Каждая из внутренней и наружной последовательностей дугообразных выступов 4, 5 предпочтительно содержит по меньшей мере два, более предпочтительно по меньшей мере три, четыре, пять или шесть дугообразных выступов 4а, 5а. Соответствующие дугообразные выступы 4a, 5a внутренней и наружной последовательностей 4, 5 предпочтительно представляют собой непрерывные выступы с зазорами 4b, 5b, образованными между ними.
Соответствующие дугообразные выступы 4a, 5a внутренней и наружной последовательностей 4, 5 размещены таким образом, что они перекрываются, если смотреть на капсулу сбоку. Таким образом, соответствующие дугообразные выступы 5a наружной последовательности 5 перекрываются с проходящими по окружности зазорами 4b, образованными между соответствующими дугообразными выступами 4a внутренней последовательности 4, если смотреть на капсулу сбоку, и наоборот. Перекрытие между соответствующими дугообразными выступами 4a, 5a предпочтительно составляет по меньшей мере от 20 до 25%, более предпочтительно от 30 до 35% длины L дуги соответствующих перекрывающихся выступов 4a, 5a. Таким образом, соответствующие дугообразные выступы 4a, 5a внутренней и наружной последовательностей 4, 5 размещены под разными углами вдоль 360° окружности обода 2 фланцевого типа, если смотреть сверху.
Соответствующие дугообразные выступы 4a, 5a внутренней и наружной последовательностей 4, 5 могут быть размещены по окружности на равном расстоянии друг от друга вдоль окружности корпуса-основания таким образом, что образуют постоянные зазоры 4b, 5b, проходящие по окружности между соответствующими выступами 4a, 5a в соответствующих последовательностях 4, 5.
На фиг. 2 представлен схематический вид сверху капсулы 10 в соответствии с изобретением, на котором указаны соответствующие радиусы капсулы 10. Как показано на фиг. 2, корпус-основание 1 капсулы и обод фланцевого типа сливаются на окружном крае, обозначенном r1, радиус которого предпочтительно находится в диапазоне от 12 до 18 мм, а наиболее предпочтительно составляет 15 мм. Наружный радиус r6 обода 2 фланцевого типа на наружном конце 2c предпочтительно находится в диапазоне от 18 до 20 мм, а наиболее предпочтительно составляет 18,5 мм.
Разность между r2 и r3 соответствует радиальной протяженности дугообразных выступов 4a и соответствующих промежуточных зазоров 4b внутренней последовательности выступов 4 и предпочтительно находится в диапазоне от 0,3 до 1,3 мм, более предпочтительно от 0,5 до 1,0 мм.
Разность между r4 и r5 соответствует радиальной протяженности дугообразных выступов 5a и соответствующих промежуточных зазоров 5b наружной последовательности выступов 5 и предпочтительно находится в диапазоне от 0,3 до 1,3 мм, более предпочтительно от 0,5 до 1,0 мм.
Разность между r3 и r4 соответствует радиальной протяженности, соответствующей радиальному расстоянию d дугообразных выступов 4a, 5a, как указано выше. Особенно предпочтительное значение радиального расстояния d составляет от 0,7 до 1,1 мм, а наиболее предпочтительное составляет 0,9 мм.
Угловая длина Δ перекрытия между соответствующими дугообразными выступами составляет от 5° до 90°, предпочтительно от 10° до 70°, наиболее предпочтительно от 20° до 60°.
На фиг. 3 представлен вид в поперечном сечении сбоку примера осуществления дугообразного выступа 4a, 5a. Дугообразные выступы 4a, 5a предпочтительно имеют, по существу, одинаковые размеры на виде в разрезе сбоку. Однако дугообразные выступы 4a, 5a также могут иметь разные размеры на виде в разрезе сбоку.
Соответствующие выступы 4a, 5a предпочтительно имеют нижнюю часть основания B с двумя противолежащими линейными секциями b1 и b2 стенки и верхнюю часть А с двумя противолежащими закругленными секциями a1 и a2 стенки. Две противолежащие закругленные секции а1 и а2 стенки верхней части А предпочтительно соединены закругленной верхушечной частью С.
Две противолежащие линейные секции b1, b2 стенки предпочтительно размещены так, что сближаются к верхней части А соответствующих выступов 4а, 5а. Две противолежащие линейные секции b1, b2 стенки предпочтительно размещены под углом α наклона от 3 до 12°, более предпочтительно от 5 до 10° относительно перпендикуляра N, проведенного к ободу 2 фланцевого типа, и/или относительно оси Y вращения капсулы 10.
Две противолежащие закругленные секции a1, a2 стенки верхней части А предпочтительно имеют радиус R1 от 0,5 до 5,5, более предпочтительно от 1 до 5 мм. Закругленная верхушечная часть С предпочтительно имеет радиус R2 от 0,2 до 2,3 мм, более предпочтительно от 0,5 до 2 мм.
Ширина BW основания соответствующих выступов 4a, 5a предпочтительно находится в диапазоне от 0,3 до 1,3 мм, более предпочтительно от 0,5 до 1,0 мм. Высота H предпочтительно находится в диапазоне от 0,8 до 1,7 мм, более предпочтительно от 1 до 1,5 мм.
Часть B основания предпочтительно проходит до высоты h1, составляющей от 1/3 до 1/2 общей высоты H. Соответственно, верхняя часть А может проходить до высоты h2, составляющей от 2/3 до 1/2 общей высоты H.
Выступы 4a, 5a могут иметь свободные концы 7a, 7b постепенно уменьшающихся размеров для обеспечения более плавного перехода к поверхности 2a обода фланцевого типа. Ширина r3–r2, r5–r4 и высота H на этих свободных концах 7a, 7b предпочтительно постепенно уменьшаются в направлении проходящих по окружности зазоров 4b, 5b. В частности, форма этих концов 7a, 7b может быть слегка треугольной или закругленной, если смотреть сверху в направлении обода фланцевого типа, как проиллюстрировано на фиг. 2. В результате этого формирование выступов облегчается и снижается риск образования трещин или складок.
На фиг. 4 представлен вид в разрезе сбоку предпочтительного варианта осуществления уплотнительного элемента 3 капсулы 10 и элемента 21 задействования устройства 20 для приготовления напитка перед зацеплением друг с другом.
Как показано на фиг. 4, соответствующие выступы 4a, 5a уплотнительного элемента 3 предпочтительно являются полыми. Соответственно, выступы 4a, 5a не заполнены материалом обода 2 фланцевого типа, а образованы профилем толщины t2 стенки. Таким образом, соответствующие выступы 4a, 5a предпочтительно образуют полое тело, которое открыто на нижней поверхности 2b обода 2 фланцевого типа.
Из-за процесса вытяжки толщина t1 стенки обода 2 фланцевого типа может быть в целом несколько больше толщины t2 стенок выступов 4a, 5a, и по этой же причине толщина стенок t1, t2 может быть в целом больше толщины стенки tb корпуса-основания 2 капсулы.
Элемент 21 задействования в специализированном устройстве 20 для приготовления напитка предпочтительно представляет собой, по существу, полый колоколообразный элемент задействования для размещения в нем корпуса-основания 1 капсулы. При помещении капсулы 10 в устройство 20 для приготовления напитка элемент 21 задействования опускается на капсулу 10 посредством специального запирающего усилия F, как показано на фиг. 4. Уплотнительная поверхность 21a элемента 21 задействования может представлять собой кольцевую нижнюю поверхность с закругленными внутренними и наружными окружными краями. Передняя поверхность 21a имеет радиальную толщину D, которая предпочтительно находится в диапазоне от 0,8 до 1,2, более предпочтительно от 0,9 до 1,1 мм.
Кольцевое пространство 6 между выступами 4a, 5a внутренней и наружной последовательностей 4, 5 уплотнительного элемента 3 предназначено для приема уплотнительной поверхности 21a элемента 21 задействования капсулы устройства 20 для приготовления напитка. Кольцевое пространство 6 имеет предпочтительно плоскую кольцевую нижнюю поверхность 6a, которая соединяет соседние выступы 4a, 5a. Кольцевая нижняя поверхность 6a проходит на радиальное расстояние, соответствующее толщине d, описанной выше. Расстояние d предпочтительно выбрано так, чтобы оно было равным или несколько меньше, чем кольцевая радиальная толщина D уплотнительной поверхности 21a элемента 21 задействования. В предпочтительном варианте осуществления толщина d выбрана так, чтобы она была на величину от 0,1 до 0,5, более предпочтительно на величину от 0,2 до 0,3 мм меньше, чем кольцевая радиальная толщина D уплотнительной поверхности 21a.
Кольцевое пространство 6 предпочтительно расширяется от нижней поверхности 6a к верхушечным частям C соседних выступов 4a, 5a. Таким образом, соответствующие верхние концы частей B основания соседних выступов 4a, 5a предпочтительно разнесены на радиальное расстояние d1, которое больше расстояния d у нижней поверхности 6a. Предпочтительно расстояние d1 выбрано так, что оно на величину от 0,2 до 0,3 мм больше радиальной толщины D уплотнительной поверхности 21a элемента 21 задействования.
Когда элемент 21 задействования опускается из положения, показанного на фиг. 4, на уплотнительный элемент 3 под действием запирающего усилия F кольцевая уплотнительная поверхность 21a входит в зацепление с кольцевым пространством 6, таким образом обеспечивая герметичное для жидкости зацепление между уплотнительной поверхностью 21a и соседними дугообразными выступами 4a, 5a уплотнительного элемента 3.
В перекрывающихся по окружности областях выступов 4a, 5b (фиг. 4) зацепление уплотнительной поверхности 21 может быть достигнуто как посредством зацепления наружной части 21aa уплотнительной поверхности со стенкой выступов 5a наружной последовательности, так и посредством зацепления внутренней части 21ab уплотнительной поверхности со стенкой выступов 4a внутренней последовательности. Кроме того, закругленная верхушечная часть C может быть зацеплена имеющей соответствующую форму кольцевой приемной канавкой E элемента 21 задействования. Соответственно, достигается эффективное уплотнительное взаимодействие между уплотнительным элементом 3 и внешним элементом 21 устройства для приготовления напитка.
Как проиллюстрировано на фиг. 5 и 6 соответственно, за пределами перекрывающихся по окружности областей выступов уплотнительное взаимодействие уплотнительной поверхности элемента 21 задействования может быть ограничено контактом одной из частей 21ab или 21aa уплотнительной поверхности с выступами 4a внутренней последовательности (фиг. 5) или выступами 5a наружной последовательности (фиг. 6) соответственно. По мере того как элемент задействования перемещается к ободу фланцевого типа под действием давления во время закрывания и/или экстракции, части 21aa, 21ab уплотнительной поверхности могут деформировать выступы и увеличивать площадь поверхности контакта с выступами соответственно.
В частности, как показано на фиг. 5, радиус rei положения части 21ab уплотнительной поверхности элемента 21 задействования, подходящий для зацепления выступов 4a внутренней последовательности, предпочтительно выбран так, что он меньше, чем наружный радиус r3 выступов 4. Как показано на фиг. 6, радиус ree положения части 21aa уплотнительной поверхности элемента 21 задействования, подходящий для зацепления выступов 5a внутренней последовательности, предпочтительно выбран так, что он больше, чем радиус r4 радиальной протяженности дугообразных выступов 5a. В результате этого уплотнительный элемент 3 создает уплотняющее давление по всей окружности уплотнительной поверхности 21a элемента задействования, таким образом обеспечивая непрерывность уплотнения.
Закрывающая мембрана 9 предпочтительно герметично закреплена на кольцевых нижних поверхностях 2d и на наружной кольцевой поверхности 2b. Предпочтительно, чтобы кольцевая нижняя поверхность 2d между внутренней и наружной последовательностями 4, 5 не была расположена выше или ниже по отношению к наружной кольцевой поверхности 2b и/или внутренней кольцевой нижней поверхности 2d. предпочтительно, чтобы кольцевые нижние поверхности 2d и наружная кольцевая поверхность 2b были, по существу, выровнены.
Как также показано на фиг. 4, закрывающая мембрана 9 присоединена к кольцевому наружной части поверхности 2b обода фланцевого типа. Закрывающая мембрана 9 может быть дополнительно присоединена к промежуточными кольцевым поверхностям 2d, размещенным между наружной кольцевой поверхностью 2b и корпусом-основанием 1 капсулы. Закрывающая мембрана 9 предпочтительно представляет собой алюминиевую фольгу, герметично соединенную с ободом 2 фланцевого типа.
На наружном периферийном крае 2c обод 2 фланцевого типа может иметь закрученный край 11, известный в данной технической области.
1. Капсула (10), предназначенная для приготовления напитка при впрыскивании жидкости в капсулу посредством устройства для приготовления напитка,
причем капсула (10) содержит чашеобразный корпус-основание (1) для размещения ингредиентов для приготовления напитка и обод (2) фланцевого типа с уплотнительным элементом (3), имеющим внутреннюю и наружную последовательности (4, 5) дугообразных выступов (4a, 5a),
причем корпус-основание (1), обод (2) фланцевого типа и уплотнительный элемент (3) выполнены как единое целое из металлического материала, такого как алюминий,
причем внутренняя и наружная последовательности (4, 5) уплотнительного элемента (3) размещены концентрически на поверхности (2а) обода (2) фланцевого типа таким образом, что образуют между собой кольцевое пространство (6) для приема уплотнительной поверхности (21a) элемента (21) задействования капсулы устройства (20) для приготовления напитка,
причем соответствующие дугообразные выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) представляют собой непрерывные выступы с проходящими по окружности зазорами (4b, 5b), образованными между ними, и
причем соответствующие дугообразные выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) размещены таким образом, что перекрываются по окружности за пределами проходящих по окружности зазоров (4b, 5b) внутренней и наружной последовательностей (4, 5), если смотреть на капсулу сбоку,
в которой кольцевое пространство (6) между внутренней и наружной последовательностями дугообразных выступов (4, 5) не содержит каких-либо выступов;
соответствующие дугообразные выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) размещены радиально на равном расстоянии друг от друга по окружности корпуса-основания, так что образуют постоянные зазоры (4b, 5b), проходящие по окружности между соответствующими выступами (4a, 5a);
внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов (4, 5) размещены на радиальном расстоянии (d), составляющем от 0,6 до 1,2 мм, более предпочтительно от 0,8 до 1,0 мм;
капсула дополнительно содержит закрывающую мембрану (9), соединенную с корпусом-основанием (1) и/или ободом (2) фланцевого типа капсулы;
при этом закрывающая мембрана (9) представляет собой алюминиевую фольгу, герметично соединенную с ободом (2) фланцевого типа.
2. Капсула по п. 1, в которой каждая из внутренней и наружной последовательностей дугообразных выступов (4, 5) содержит по меньшей мере два, предпочтительно по меньшей мере три, четыре, пять или шесть дугообразных выступов (4а, 5а).
3. Капсула по п. 1 или 2, в которой перекрытие между соответствующими дугообразными выступами (4a, 5a) составляет по меньшей мере от 20 до 25%, предпочтительно от 30 до 35% длины (L) дуги соответствующих перекрывающихся выступов (4a, 5a).
4. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой угловая длина перекрытия между соответствующими дугообразными выступами (4a, 5a) составляет от 5° до 90°, предпочтительно от 10° до 70°, наиболее предпочтительно от 20° до 60°.
5. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов (4, 5) размещены на удалении от чашеобразного корпуса-основания (1) и от наружной периферии (2с) обода (2) фланцевого типа.
6. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой соответствующие выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) имеют, по существу, одинаковые размеры на виде в разрезе сбоку.
7. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой соответствующие выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) предпочтительно имеют ширину основания (BW) от 0,3 до 1,3 мм, предпочтительно от 0,5 до 1,0 мм, и/или высоту (H) от 0,8 до 1,7 мм, предпочтительно от 1 до 1,5 мм.
8. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой соответствующие выступы (4a, 5a) имеют на виде в разрезе сбоку нижнюю часть (B) основания с двумя противолежащими линейными секциями (a1, a2) стенки и верхнюю часть (A) с двумя противолежащими закругленными секциями (b1, b2) стенки.
9. Капсула по п. 8, в которой две противолежащие закругленные секции (b1, b2) стенки верхней части (А) соединены закругленной верхушечной частью (С).
10. Капсула по п. 8 или 9, в которой две противолежащие линейные секции (a1, a2) стенки размещены так, что сходятся к верхней части (А) соответствующих выступов.
11. Капсула по любому из предшествующих пунктов, в которой корпус (1) капсулы, обод (2) фланцевого типа и уплотнительный элемент (3) изготавливаются путем глубокой вытяжки изначально плоского металлического листа.
12. Капсула по любому из предшествующих пунктов, причем капсула (10) изготовлена из алюминия.
13. Капсула по п. 1, в которой закрывающая мембрана (9) соединена с поверхностью (2b) обода (2) фланцевого типа, противоположной поверхности (2a), на которой размещены внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов (4, 5).
14. Система, содержащая капсулу (10) по любому из пп. 1–13 и устройство (20) для приготовления напитка, выполненное с возможностью подачи нагретой и/или находящейся под давлением жидкости в капсулу для приготовления напитка в результате взаимодействия жидкости с ингредиентами, содержащимися внутри капсулы.
15. Чашеобразный корпус-основание (1) капсулы для размещения ингредиентов для приготовления напитка и обод (2) фланцевого типа с уплотнительным элементом (3), имеющим внутреннюю и наружную последовательности (4, 5) дугообразных выступов (4a, 5a),
причем корпус-основание (1), обод (2) фланцевого типа и уплотнительный элемент (3) выполнены как единое целое из металлического материала, такого как алюминий,
причем внутренняя и наружная последовательности (4, 5) уплотнительного элемента (3) размещены концентрически на поверхности (2а) обода (2) фланцевого типа таким образом, что образуют между собой кольцевое пространство (6) для приема уплотнительной поверхности (21a) элемента (21) задействования капсулы устройства (20) для приготовления напитка,
причем соответствующие дугообразные выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) представляют собой непрерывные выступы с проходящими по окружности зазорами (4b, 5b), образованными между ними, и
причем соответствующие дугообразные выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) размещены таким образом, что перекрываются по окружности за пределами проходящих по окружности зазоров (4b, 5b) внутренней и наружной последовательностей (4, 5), если смотреть на капсулу сбоку, в которой кольцевое пространство (6) между внутренней и наружной последовательностями дугообразных выступов (4, 5) не содержит каких-либо выступов;
соответствующие дугообразные выступы (4a, 5a) внутренней и наружной последовательностей (4, 5) размещены радиально на равном расстоянии друг от друга по окружности корпуса-основания, так что образуют постоянные зазоры (4b, 5b), проходящие по окружности между соответствующими выступами (4a, 5a); и
внутренняя и наружная последовательности дугообразных выступов (4, 5) размещены на радиальном расстоянии (d), составляющем от 0,6 до 1,2 мм, более предпочтительно от 0,8 до 1,0 мм.
