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Title:
APPARATUS FOR JOINING PRODUCT CAPSULES AND CAPSULE LIDS TO EACH OTHER, AND CAPSULE UNIT CONSISTING OF A PRODUCT CAPSULE AND A CAPSULE LID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/087041
Kind Code:
A1
Abstract:
In known hot beverage preparation machines, hot water is used to brew the beverage from a product powder that can be purchased in a capsule. However, these capsules are expensive and generate a considerable amount of waste. Furthermore, there is lack of flexibility insofar as only products provided by specific manufacturers can be brewed in said machines. Hence, the invention relates to an apparatus for sealing product capsules and to an associated capsule system which provide a user-friendly alternative to the known capsules and in particular reduce the amount of waste because reusable capsules are used. For this purpose, a product capsule and a capsule lid are retained between a ram and a supporting bolt within a multi-part housing, and the housing parts are pressed together against the force of a housing spring in such a way that the product capsule and the capsule lid are sealed together to form a capsule unit.

Inventors:
ALESSI, Mario (Herr Mario Alessi, Im Haberacker 1c, Karlsruhe, 76227, DE)
Application Number:
EP2017/078332
Publication Date:
May 17, 2018
Filing Date:
November 06, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ORTNER CONSULTING & TRADING GMBH (Buchenwaldweg 13a, 5280 Braunau am Inn, 5280, AT)
International Classes:
B65B29/02; A47J42/40; B65B7/28; B65B43/50; B65B59/04; B65D85/804
Domestic Patent References:
WO2016029355A12016-03-03
Foreign References:
BR202015002012U22016-11-01
CN103799874A2014-05-21
ES1139332U2015-05-22
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
GEITZ TRUCKENMÜLLER LUCHT CHRIST PATENTANWÄLTE PARTGMBB (Teckstr. 18, Pliezhausen, 72124, DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E

1 . Vorrichtung zum Verbinden von Produktkapseln (8) und Kapseldeckeln (9) zu einer Kapseleinheit, umfassend ein Gehäuse (1 ), welches einen unteren Gehäuseteil (3) und einen unter Zwischenlage einer Gehäusefederung (10) darüber gelagerten oberen Gehäuseteil (2) umfasst, wobei dem unteren Gehäuseteil (3) ein Stützbolzen (21 ) zur Abstützung einer in einem Kapselhalter aufgenommenen Produktkapsel (8) und dem oberen Gehäuseteil (2) ein Pressstempel (16) zum Anpressen eines mittels eines Deckelhalters (18) über dem Kapselhalter positionierten Kapseldeckels (9) an den oberen Rand einer Produktkapsel (8) jeweils druckfest zugeordnet sind, so dass bei einer Druckbelastung der Gehäusefederung (10) die Produktkapsel (8) mit dem Kapseldeckel (9) zu einer Kapseleinheit verbunden wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Gehäuse (1 ) ein Produktbehälter (1 1 ) zugeordnet ist, wobei zwischen dem Produktbehälter (1 1 ) und dem Kapselhalter eine röhrenförmige Produktrutsche (15) und Mittel zur Portionierung des Produktpulvers zugeordnet sind und die röhrenförmige Produktrutsche (15) an ihrem dem Kapselhalter zugewandten Ende mit dem Pressstempel (16) verbunden ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelhalter (18) Mittel zum Einschieben eines Kapseldeckels (9) zwischen den Pressstempel (16) und den Kapselhalter aufweist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Deckelhalter (18) ein Schieber (26) zum Verschieben eines Kapseldeckels (9) aus einer Lagerposition in eine Verschlussposition zugeordnet ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (26) mittels eines händisch oder über eine Rückstellfeder rückstellbaren Handgriffs (17) ausgelöst wird.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (26) durch die Druckbelastung der Gehäusefederung (10) ausgelöst wird.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelhalter (18) eine automatische Auslösung zur Zuführung von Kapseldeckeln (9) von innerhalb oder von außerhalb des Gehäuses (1 ) aufweist.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelhalter (18) als Lager für mehrere Kapseldeckel (9) ausgestaltet ist.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Produktbehälter (1 1 ) und der Produktrutsche (15) ein Mahlwerk (13) zwischengeschaltet ist, welches elektrisch betätigt ist und gleichzeitig über eine Laufzeiteinstellung als Mittel zur Portionierung des Produktpulvers eingesetzt wird.

10. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapselhalter als Karussell (19) zur Aufnahme mehrerer Produktkapseln (8) ausgebildet ist.

1 1 . Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Karussell (19) bei einer Druckbelastung der Gehäusefederung (10) von einer Position in eine benachbarte Position weitergedreht wird.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Karussell (19) bei einem Öffnen oder bei einem Schließen einer den Kapsel- halter aufnehmenden Kapselschublade (6) von einer Position in eine benachbarte Position weitergedreht wird.

13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelhalter (18) und der Kapselhalter einzeln oder gemeinsam in einer oder mehreren aus dem Gehäuse (1 ) zumindest teilweise herausziehbaren Schubladen (5, 6) angeordnet sind.

14. Kapseleinheit zur Verwendung mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einer Produktkapsel, welche aus einem Kunststoff gebildet ist und wenigstens eine bodenseitige, mittig angeordnete Öffnung aufweist sowie einem Kapseldeckel, wobei Produktkapsel und Kapseldeckel über eine kraftschlüssige Verbindung und/oder Klemmverbindung lösbar miteinander verbindbar sind.

15. Kapseleinheit gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapseldeckel 9 aus einem Kunststoff hergestellt ist und wenigstens eine mittige Öffnung aufweist.

16. Kapseleinheit gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kapseldeckel 9 ein Einlegekissen mit Aromastoffen fest oder lösbar zugeordnet ist.

Description:
VORRICHTUNG ZUM VERBINDEN VON PRODUKTKAPSELN UND KAPSELDECKELN UND KAPSELEINHEIT BESTEHEND AUS PRODUKTKAPSEL UND KAPSELDECKEL

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von Produktkapseln und Kapseldeckeln zu einer Kapseleinheit, sowie eine entsprechende Kapseleinheit aus einer Produktkapsel und einem Kapseldeckel.

Es ist im Stand der Technik bereits seit langer Zeit bekannt, Produktpulver zur Herstellung von Produkten wie insbesondere Kaffee oder Kakao, Tee oder ähnliche Heißgetränke in Kapseln zu verpacken, die jeweils ausreichend für eine Portion, in aller Regel eine Tasse sind. Diese Kapseln werden in hierfür speziell vorgesehene Kaffeemaschinen und -automaten eingesetzt, die eine speziell herstellerabhängig geformte Kapselaufnahme besitzen. Im Rahmen des Einsetzvorgangs werden die Kapseln an gegenüberliegenden Seiten eröffnet und mit heißem Wasser überbrüht, so dass die Aromastoffe auf der stromabwärts gelegenen Seite mit dem Wasser aus der Kapsel wieder austreten können.

Im Kleinen und in einer Einzelportionsgröße bilden diese Systeme damit die bis dahin üblichen Kaffeemaschinen nach, in welchen eine Filterkammer mit einer Filtertüte ausgelegt und in welche Kaffeepulver eingebracht wurde. Durch ein Auffüllen der Filterkammer mit heißem Wasser wurde auch hier Kaffee hergestellt, wobei die Filtertüte das Austreten von Kaffeepulver in die Tasse verhindert. Im Unterschied hierzu ist es mit den Kapseln aber auch möglich, Kaffeemischgetränke etwa unter Zugabe von Milchpulver, Zucker, Tee und Aromastoffen herzustellen. Die bestechende Einfachheit des Einsetzens einer fertigen Kapsel in die Maschine, des Hinzufügens von Wasser, das Einschalten und das an- schließende einfache Entsorgen der verbrauchten Kapsel führte durch die Reduktion des Aufwands und die gleichzeitige große Auswahl unter verschiedensten Sorten zum großen Erfolg solcher Systeme.

Allerdings liegen die Nachteile derartiger Systeme zugleich auf der Hand. Zu- vorderst muss festgestellt werden, dass die Kapseln aufgrund ihrer einmaligen

Verwendbarkeit eine hohe Abfallbelastung darstellen. Der zweite Punkt besteht in den hohen Kosten. Die günstigste Möglichkeit, frischen Kaffee zu erwerben, besteht darin, die ungemahlenen, gerösteten Kaffeebohnen in größeren Mengen von beispielsweise einem Kilogramm je Packung zu kaufen. Diese Mög- lichkeit besteht jedoch bei den bekannten Systemen nicht, weil die Kapseln nicht individualisierbar sind. Neben den hohen Kosten für geringe Mengen Kaffee tritt weiter auch der Umstand ein, dass es sich bei den Kapseln nicht um frisch gemahlenen Kaffee, sondern um vorgemahlenen Pulverkaffee handelt, der weitaus weniger aromatisch ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Verbinden von Produktkapseln und Kapseldeckeln zu einer Kapseleinheit zu schaffen, die eine einfache Handhabung ermöglicht, Abfall vermeidet und das Verarbeiten frisch gemahlenen Kaffees in Kaffeemaschi- nen zum Kapseleinsatz ermöglicht. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu

Grunde, eine Kapseleinheit zur Verwendung mit einer solchen Vorrichtung zu schaffen.

Dies gelingt durch eine Vorrichtung zum Verbinden von Produktkapseln und Kapseldeckeln zu einer Kapseleinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Eine solche Vorrichtung kann mit den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 13 wei- tergebildet werden. Ferner gelingt dies durch eine Kapseleinheit mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 14.

Die Erfindung sieht vor, dass eine Vorrichtung zum verbinden von Produktkap- sein und Kapseldeckeln ein Gehäuse aufweist, welches einen unteren Gehäuseteil und einen oberen Gehäuseteil ausbilden. Weitere Gehäuseteile können im Rahmen der Erfindung ausgebildet werden. Zwischen dem unteren Gehäuseteil und dem oberen Gehäuseteil ist eine Gehäusefederung zwischengelegt, welche es erlaubt, den oberen Gehäuseteil auf den unteren Gehäuseteil zuzu- bewegen. Dies wird in der Regel durch einen mechanischen Druck auf den oberen Gehäuseteil geschehen, der dadurch auf den unteren Gehäuseteil zu bewegt wird.

Dem oberen Gehäuseteil ist hierbei ein Pressstempel druckfest zugeordnet, welcher sich im Zuge dieser Bewegung ebenfalls auf den unteren Gehäuseteil zu bewegt, während in dem unteren Gehäuseteil ein Stützbolzen in definierter, druckfester Lage angeordnet ist. Zwischen dem Stützbolzen und dem Pressstempel ist ein Kapselhalter angeordnet, welcher eine Produktkapsel hält, welche direkt oder indirekt von dem Stützbolzen abgestützt wird. Oberhalb des Kapselhalters ist ein Deckelhalter vorgesehen, der zwischen dem Kapselhalter und dem Pressstempel einen Kapseldeckel über einer in dem Kapselhalter aufgenommenen Produktkapsel positionieren kann.

Ist nun ein Kapseldeckel in dem Deckelhalter aufgenommen und mit diesem über einer mit einem Produktpulver gefüllten Produktkapsel in dem Kapselhalter angeordnet, so wird durch einen Druck auf den oberen Gehäuseteil dieser gegen die Federkraft der Gehäusefederung auf den unteren Gehäuseteil zubewegt, wobei der Pressstempel gegen den Kapseldeckel drückt und diesen auf den Rand der Produktkapsel presst. Hierdurch gerät der Kapseldeckel in klem- menden, kraftschlüssigen oder reibschlüssigen Kontakt mit der Produktkapsel und wird so mit diesem lösbar aber unverlierbar verbunden. Die Produktkapsel kann unterdessen der ausgeübten Kraft nicht ausweichen, da sie unterseitig von dem Stützbolzen des unteren Gehäuseteils gehalten wird. Die so entstehende Kapseleinheit kann dann entnommen und in einer Kaffeemaschine eingesetzt werden. Die Produktkapsel und der Kapseldeckel bestehen hierbei aus einem Kunststoff, welcher abwaschbar und lebensmittelecht ist. Die üblichen, von der Kaffeemaschine eingestanzten Löcher zur Beschickung mit Wasser sind in Produktkapsel und Kapseldeckel bereits vorab eingebracht. Aufgrund der sofortigen Verwendung kommt es auf einen luftdichten Abschluss, der hierdurch nicht gewährleistet ist, nicht an.

Eine solche Vorrichtung erlaubt es damit, wiederverwendbare Produktkapseln individuell zu befüllen und anschließend mithilfe der Vorrichtung zu verschließen, so dass eine direkt verwendbare Kapseleinheit entsteht. Aufgrund der Wiederverwendbarkeit der Kapseln wird unnötiger Abfall vermieden. Die Teile können einige tausend mal wiederverwendet werden. Da es auf die eingefüllten Produkte im Einzelnen nicht ankommt, können kostengünstiger erworbene Kaffeeprodukte eingesetzt werden, die in größeren Gebinden gekauft und verarbeitet werden können.

Zur Vereinfachung der Handhabung kann dem Gehäuse, insbesondere dem oberen Gehäuseteil, ein Produktbehälter zugeordnet sein, welcher eine größere Menge des in die Produktkapseln zu verbringenden Produkts enthalten kann. Hierdurch entfällt eine umständliche Handbefüllung der einzelnen Kapseln vor deren Einsetzen in die Vorrichtung. Diese kann dafür neben dem Produktbehälter mit Mitteln zur Portionierung des Produktpulvers und einer Produktrutsche ausgestattet sein, so dass eine passend portionierte Menge Produktpulvers über die Rutsche in die leer im Kapselhalter vorgehaltene Produktkapsel eingebracht werden kann. Erst im nächsten Schritt wird dann der Kapseldeckel über dem Kapselhalter und insbesondere der soeben befüllten Produktkapsel in Stellung gebracht und erfindungsgemäß verschlossen. Der Pressstempel kann hierfür so ausgestaltet werden, dass die röhrenförmige Produktrutsche in der Flä- chenmitte des Pressstempels mündet, so dass der Pressstempel wie ein endständiger Stempelrand der Produktrutsche gebildet sein kann. Es entfällt damit, die Produktrutsche und den Pressstempel für den Befüllvorgang und den Pressvorgang außer gegenseitigem Eingriff zu bringen, die Produktrutsche mit dem endständigen Pressstempel kann vielmehr dauerhaft über dem Kapselhalter in Position bleiben.

Nach dem Befüllen der Kapsel muss jedoch vor dem Pressen ein Kapseldeckel zwischen Pressstempel und Kapselhalter mit nun gefüllter Produktkapsel ein- geschoben werden. Um hier ein händisches Eingreifen zu vermeiden, kann der

Deckelhalter hierfür Mittel zum Einschieben eines Kapseldeckels zwischen Pressstempel und Kapselhalter aufweisen.

Derartige Mittel zum Einschieben eines Kapseldeckels können unterschiedlich gestaltet sein. Insbesondere kann dem Deckelhalter ein Schieber zugeordnet sein, welcher mithilfe einer geeigneten Mechanik einen Kapseldeckel aus einer Lagerposition außer Eingriff in eine Verschlussposition über der befüllten Produktkapsel verschiebt. Es kann sich zunächst bei dem Schieber um einen Schiebemechanismus handeln, welcher über einen von außen zugänglichen, an der Gehäusewand angebrachten Handgriff ausgelöst werden kann. Der

Handgriff kann dabei wiederum händisch oder über eine Rückstellfeder in die Ausgangslage zurückversetzt werden. In der Ausgangslage kann dann ein weiterer, bevorrateter Kapseldeckel in den Eingriff des Schiebers einfallen, um diesen für den nächsten Vorgang zu beladen.

Alternativ kann der Schieber auch so gestaltet sein, dass die Druckbelastung der Gehäusefederung, die für den Pressvorgang manuell ausgeführt wird, den Schieber auslöst. Hierdurch entfällt ein Arbeitsschritt, der damit auch nicht vergessen werden kann und eine Wiederholung des Pressvorgangs bei einem Vergessen des Vorlegens eines neuen Kapseldeckels kann so vermieden werden. Schließlich kann ein Antrieb vorgesehen sein, welche einen Kapseldeckel im Vorfeld des Pressvorgangs vorlegt und diesen über ein Produktlager oder über eine außenseitig am Gehäuse vorgesehene Zuführöffnung einzieht. Durch eine Bevorratung mehrerer Kapseldeckel in einem Lagerteil des Deckelhalters muss nicht bei jedem Vorgang ein Kapseldeckel zugeführt werden. Mit einigem Vorteil nimmt der Lagerteil ebenso viele Kapseldeckel auf, wie in dem Kapselhalter Produktkapseln aufgenommen sein können. Der Kapselhalter kann hierfür vorzugsweise als Karussell aufgebaut sein, in dem mehrere leere Produktkapseln aufgenommen sind. Diese werden dann nacheinander in Position verfahren, befüllt und mit einem Kapseldeckel verschlossen, indem mehrere Pressvorgänge durchgeführt werden. Dies ist insbesondere dann bevorzugtermaßen möglich, wenn der Pressvorgang und der damit verbundene Druck auf die Gehäusefederung über einen geeigneten Mechanismus das Weiterdrehen eines solchen Karussells bewirkt. In einer solchen Konfiguration können durch mehrere Betätigungen hintereinander mehrere Produktkapseln in Folge befüllt und dann am Ende gemeinsam entnommen werden.

Alternativ und bevorzugtermaßen ist vorgesehen, dass der als Karussell ausgestaltete Produkthalter in einer Schublade des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Karussell bei jedem Öffnen der Schublade um eine Drehposition weiterge- dreht wird. Dies bedeutet etwa im Fall eines Karussells für sechs Produktkapseln, dass bei jedem Öffnungs- oder Schließvorgang eine Drehung des Karussells um 60° erfolgt. Bei mehr Drehpositionen verringert sich der Winkel, bei weniger Drehpositionen vergrößert er sich entsprechend.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, in der sowohl der Kapselhalter, als auch der Deckelhalter in Schubladen angeordnet sind, so dass diese leicht aus dem Gehäuse herausgezogen und die gefüllten Kapseleinheiten entnommen und neue Produktkapseln und Kapseldeckel eingesetzt werden können. Hierbei ist es ausreichend, wenn die Schubladen nur teilweise herausgezogen werden können, zur Reinigung der Schubladen ist es aber sinnvoll, sie ganz herausziehbar zu gestalten. Da die Kapseln herstellerabhängig für unterschiedliche Systeme unterschiedlich groß sein können, sieht die Erfindung vor, dass die

Schubladen ausgetauscht werden können, um die erfindungsgemäße Vorrichtung an unterschiedliche Kapselgrößen anzupassen.

Zur weiteren Ergänzung der Funktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es schließlich sinnvoll sein, zwischen dem Produktbehälter und der Produktrutsche, soweit vorhanden, ein Mahlwerk einzusetzen. Dieses kann über einen Antrieb betrieben und über einen Betätigungsschalter am Gehäuse zugeschaltet werden. Vorteilhafterweise bewirkt ein Druck auf den Betätigungsschalter das Mahlen genau einer Portion für eine Produktkapsel. Hierfür ist in dem Produktbehälter nun kein fertiges Produktpulver, sondern ein Rohprodukt wie

Kaffeebohnen eingefüllt. Diese können über einen Trichter dem Mahlwerk zugeführt werden und über die Dauer des Betriebs des Mahlwerks kann die Portionsgröße eingestellt werden. Das so entstehende Produktpulver kann dann über einen Auslass des Mahlwerks in die Produktrutsche gegeben werden wie zuvor beschrieben.

Ebenfalls von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind geeignete Produktkapseln und Kapseldeckel, die sich zu einer Kapseleinheit verbinden lassen. Sie bestehen aus waschbarem Kunststoff, wobei sich Kapseldeckel und Pro- duktkapsel wie eine Haushaltsdose kraftschlüssig aufeinanderstecken lassen.

In dem Kapseldeckel sind Eintrittsöffnungen vorgesehen, über welche die Kapseleinheit mit dem eingefüllten Produktpulver in der Kaffeemaschine mit heißem Wasser beschickt werden kann, in dem Boden der Produktkapsel sind Aus- trittsöffnungen vorgesehen, über die das heiße Wasser, welches das Produkt- pulver aufgelöst und sich mit diesem verbunden hat, die Kapsel wieder verlassen kann. Die Eintritts- und Austrittsöffnungen entsprechen den ansonsten von den Kaffeemaschinen eingebrachten Öffnungen, die in herkömmliche Kapseln eingestanzt werden.

Den Kapseldeckeln können zusätzlich Einlegekissen mit Aromastoffen zuge- ordnet werden, welche vorzugsweise inwendig an dem Kapseldeckel befestigt werden können. Hierdurch können zusätzliche Aromen wie Amaretto und dergleichen in die Kapseleinheit eingebracht werden und erweitern die Möglichkeiten des Einsatzes der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein solches Einlegekissen hat beidseitig wasser- und/oder dampfdurchlässige Wände und ist dadurch für das Wasser, welches durch die Kapsel hindurchgeleitet wird, durchlässig, so dass das durch die Produktkapsel hindurchgeleitete Wasser die Aromen aus dem Einlegekissen mitnehmen kann.

Auch können Einwegdeckel mit der wiederverwendbaren Produktkapsel kombi- niert werden, welche ein Kissen mit Aromastoffen direkt mit angeformt haben.

Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Vorrichtung zur Verbindung einer Produktkapsel mit einem Kapseldeckel zu einer Kapseleinheit in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben,

Figur 2 eine Kapseleinheit in einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung in einer seitlichen Querschnittsdarstellung,

Figur 3 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer seitlichen

Querschnittsdarstellung, die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer frontalen

Querschnittsdarstellung, eine Deckelschublade mit einer manuellen Schieber- auslösung in einer Draufsicht, eine alternative Deckelschublade mit einer mechanisch automatisierten Schieberauslösung in einer Draufsicht, eine Variante der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit einer außenseitigen automatischen Zuführung für die Kapseldeckel in einer Frontalansicht,

Figur 8 eine Kapselschublade in geöffnetem Zustand in einer oberseitigen Draufsicht,

Figur 9 die Kapselschublade gemäß Figur 8 in geschlossenem Zustand in einer oberseitigen Draufsicht

Figur 10 die Kapselschublade gemäß Figur 8 in geöffnetem

Zustand in einer unterseitigen Draufsicht, sowie

Figur 1 1 die Kapselschublade gemäß Figur 8 in geschlosse- nem Zustand in einer unterseitigen Draufsicht.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Verbindung einer Produktkapsel mit einem Kapseldeckel zu einer Kapseleinheit. Ein Gehäuse 1 ist hierfür in einen oberen Gehäuseteil 2 und einen unteren Gehäuseteil 3 unterteilt, wobei der untere Ge- häuseteil 3 im vorliegenden Fall mehr oder minder einen Standfuß darstellt. Ein

Produktbehälter 1 1 im Inneren des Gehäuses 1 wird über eine Befüllöffnung 4 mit gerösteten Kaffeebohnen befüllt, die durch einen Druck auf den Betäti- gungsschalter 7 gemahlen und damit eine in einer Kapselschublade 6 aufgenommene Produktkapsel 8 gefüllt. Dann wird über einen mechanischen Schieber 26 ein Kapseldeckel 9 in eine Position über der nun befüllten Produktkapsel 8 gebracht. Durch einen Druck auf die Oberseite des Gehäuses 1 wird der obe- re Gehäuseteil 2 auf den unteren Gehäuseteil 3 zu bewegt und der in Position geschobene Kapseldeckel 9 mit der darunterliegenden, gefüllten Produktkapsel 8 zu einer Kapseleinheit verbunden. Über die Kapselschublade 6 kann nun die Kapseleinheit entnommen und in einer Kaffeemaschine eingesetzt werden. Dies zum Funktionsablauf. Im Folgenden sollen die einzelnen Funktionen anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher betrachtet werden.

Zunächst wird in Figur 2 die Produktkapsel 8 betrachtet, welche becherförmig aus einem abwaschbaren, lebensmittelechten Kunststoff gebildet ist. An ihrer Bodenseite weist die Produktkapsel 8 hier nicht gezeigte Austrittsöffnungen auf, die den ansonsten von Kaffeemaschinen für den Kapseleinsatz in die herkömmlichen Kapseln eingestanzt werden. An der Oberseite weist die Produktkapsel 8 einen Rand auf, der eine Kontaktfläche zur Auflage des Kapseldeckels 9 darstellt. Der Rand der Wandung der Produktkapsel 8 ist wulstig gebildet, so dass dieser in eine entsprechende Ausnehmung des Kapseldeckels 9 eingreifen und kraftschlüssig in dieser aufgenommen werden kann. In der rechten Darstellung ist dieser gegenseitige Eingriff gezeigt, welcher kraftschlüssig aber lösbar ist. Dieser Kraftschluss wird durch eine Verpressung des Kapseldeckels 9 mit der Produktkapsel 8 hergestellt, wie im Folgenden geschildert.

Figur 3 zeigt einen seitlichen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur 1 . Über die Befüllöffnung 4 werden die Kaffeebohnen in den Produktbehälter 1 1 eingefüllt und können dort im ungemahlenen Zustand vorgehalten werden. Soll eine Produktkapsel zur Verwendung befüllt werden, wird zunächst durch eine Betätigung des hier nicht sichtbaren Betätigungsschalters 7 ein Motor 24 in

Gang gesetzt, welcher ein Mahlwerk 13 antreibt. Das Mahlwerk wird von dem Produktbehälter 1 1 über einen Trichter 12 beschickt und so lange betrieben, bis eine vorgegebene Portion Kaffeepulver hergestellt ist, was über die Betriebsdauer des Mahlwerks 13 ermittelt wird. Durch eine Verlängerung der Betriebszeit kann die Portionsgröße erhöht, durch eine Verkürzung verringert werden. Die gemahlenen Kaffeebohnen werden über einen Produktauslass 14 seitlich ausgegeben und fallen in eine Produktrutsche 15, die über einer in einem Kapselhalter aufgenommenen Produktkapsel 8 endet. In dieser Zeichnung sind die Austrittsöffnungen der Produktkapsel 8 gezeichnet.

An dieser Stelle beginnt für den Benutzer der zweite Bedienungsschritt. Auf die befüllte aber noch offene Produktkapsel 8 wird nun durch Betätigung eines

Handgriffs 17 an einer Deckelschublade 5 ein Kapseldeckel 9 aus einer Lagerposition in einer Verschlussposition geschoben. Im Einzelnen wird dieser Vorgang nochmals in Figur 5 näher beschrieben, Alternativen hierzu ergeben sich aus den Figuren 6 und 7.

Es folgt die eigentliche Verbindung zwischen der Produktkapsel 8 mit dem Kapseldeckel 9. Die Produktrutsche 15, welche über der Produktkapsel 8 endet, mündet in einen Pressstempel 16, in dessen Flächenmitte die Produktrutsche 15 eine Austrittsöffnung bildet. Durch einen mechanischen Druck auf die Ober- seite des Gehäuses 1 wird der obere Gehäuseteil 2 unter Stauchung einer Gehäusefederung 10 auf den unteren Gehäuseteil 3 zu bewegt, wobei ein Stützbolzen unterhalb der Produktkapsel 8 verhindert, dass diese die Abwärtsbewegung mitgeht. Der Stützbolzen 21 ist hierbei über ein Gewinde höhenverstellbar in den unteren Gehäuseteil 3 eingedreht, so dass durch die Höhenverstellung die Presskraft angepasst werden kann. Zwischen dem Boden der Produktkapsel 8 und dem Stützbolzen 21 ist ein Stützstempel 22 zwischengelegt, welcher die Kraft des Stützbolzens 21 überträgt. Der Stützstempel 22 ist mit der Kapselschublade 6 aus- und einschiebbar, während der Stützbolzen 21 feststeht. Der Stützstempel wird in seiner Position über dem Stützbolzen 21 zunächst ein Stück in Richtung einer Durchgriffsöffnung 23 dem Druck des Pressstempels 16 ausweichen, aber nach Eingriff mit dem Stützbolzen 21 gegenhalten, so dass der Pressstempel 1 dann Produktkapsel 8 und Kapseldeckel 9 zusammen- presst, bis eine Kapseleinheit aus den beiden Teilen entsteht. Nach dem Pressvorgang wird der Druck auf den oberen Gehäuseteil 2 wieder gelockert und er kehrt aufgrund der Federkraft der Gehäusefederung 10 wieder in seine Ausgangslage zurück.

Abschließend wird die Kapselschublade 6 geöffnet und die gefüllte Kapseleinheit entnommen. Beim anschließenden Zuschieben der Kapselschublade 6 wird eine nachfolgende leere Produktkapsel 8 in die Befüllposition verbracht. Die hierfür eingesetzte Mechanik wird in den Figuren 8 bis 1 1 näher betrachtet.

Figur 4 zeigt einen anderen Schnitt durch das Gehäuse 1 , an dem nochmals der Mahlvorgang beleuchtet werden soll. Das Mahlwerk 13 wird durch den Motor 24 angetrieben, welcher über den Betätigungsschalter 7 gestartet wird. Befüllt wird das Mahlwerk 13 hierbei aus einem Produktbehälter 1 1 , aus dem das ungemahlene Kaffeeprodukt über einen Trichter 12 in das Mahlwerk 13 einfällt.

Über eine Stellschraube 25 kann das Mahlwerk 13 eingestellt werden, so dass gröber oder feiner gemahlen wird. Je feiner gemahlen wird, desto stärker wird der Kaffee, da dieser durch die relativ größere Oberfläche leichter wasserlöslich wird.

Figur 5 zeigt eine erste Variante einer Deckelschublade 5, bei der ein Handgriff 17 die vorgehaltenen Kapseldeckel 9 in Position bringt. Die zu befüllende Produktkapsel 8 wird sich bestimmungsgemäß unter einer Bodenöffnung 27 der Deckelschublade 5 befinden, oberhalb endet die Produktrutsche 15 mit dem endständigen Pressstempel 16. Durch ein seitliches Verschieben des Handgriffs 17 zur im Bild rechten Seite hin, also entlang der oberen Außenwand der Schublade, wird mit dem Handgriff 17 auch der Schieber 26 verschoben, welcher den untersten Kapseldeckel 9 mitnimmt und über die Bodenöffnung 27 schiebt. Durch eine Zentrierwand wird verhindert, dass der Kapseldeckel 9 mit zu viel Schwung über die Bodenöffnung 27 hinausgeschoben wird. Ein Sensor

29 zeigt an, wenn kein Kapseldeckel 9 mehr in der Deckelschublade 5 vorhanden ist. Entsprechende Sensoren können auch das Vorhandensein von Pro- duktkapseln 8 an der Befüllposition des Karussells 19 in der Kapselschublade 6 oder von Kaffeebohnen in dem Produktbehälter 1 1 erfassen.

Eine zweite Variante der Deckelschublade 5 ist in Figur 6 gezeigt, wo eine Aus- lenkung des Schiebers 26 mit der Stauchung der Gehäusefederung 10 einhergeht. Der Schieber 26 ist hier schwenkbar angeordnet und schiebt gleichermaßen bei seiner Bewegung einen Kapseldeckel 9 bis zum Anschlag an der Zentrierwand 28 in die Position über der soeben befüllten Produktkapsel 8. Mithilfe einer Schieberfederung 30 wird der Schieber zwischen beiden Positionen hin- und herbewegt. Der Handgriff 17 ist in dieser Ausgestaltung ohne Funktion und dient nur dem Herausziehen der Deckelschublade 5 aus dem Gehäuse 1 .

Eine weitere Möglichkeit, die Kapseldeckel 9 zuzuführen besteht, wie in Figur 7 gezeigt, in einer Zuführung von außen, über eine Zuführöffnung 31 in der De- ckelschublade 5. Hier kann eine automatische Zuführung vorgesehen sein, welche die Kapseldeckel 9 durch die Zuführöffnung entgegennimmt und positioniert.

Figuren 8 bis 1 1 beschreiben die Funktion der Kapselschublade 6, welcher ein Karussell 19 zur Aufnahme der einzelnen Produktkapseln 8 zugeordnet ist. Das

Karussell 19 ist einem Boden der Kapselschublade 6 um eine Achse drehbar zugeordnet, wobei auf der Unterseite ein Zahnrad 33 angeordnet ist, welches die Drehung des Karussells 19 bewirkt. Auch ist das Karussell 19 höhenverstellbar gelagert, um so den Abstand der Produktkapsel 8 zu dem Stützstempel 22 und zum Pressstempel 16 anzupassen und so die wirkenden Kräfte fein zu justieren. Das Karussell hat in der in Figur 8 gezeigten Anordnung sechs Positionen, in denen jeweils eine Produktkapsel 8 aufgenommen ist. unter einer der Positionen ist der Stützstempel 22 angeordnet, welcher sich in geschlossenem Zustand der Kapselschublade 6 auf dem Stützbolzen 21 des unteren Gehäuse- teils 3 abstützt. Das Karussell weist zwischen den Positionen, in denen die Produktkapseln 8 angeordnet sind, Zentriersicken auf, welche alternativ mit einem Zentrierstößel 20 zusammenwirken können, der im Gehäuseinneren angeord- net ist. In der gezeigten Situation sind die Kapseln nicht in einer definierten Position, sondern beliebig verdreht.

Figur 9 zeigt die eingeschobene Position der Kapselschublade 6, in der das Karussell 19 positionsgenau ausgerichtet ist. Hierzu greift der Zentrierstößel 20 in eine Zentriersicke 32 zwischen zwei Produktkapseln 8 ein und richtet damit das Karussell gerade aus. Dies ist wichtig, um den Kapseldeckel 9 sauber auf einer Produktkapsel 8 auszurichten und die beiden Teile mithilfe des Pressstempels 16 zusammenpressen und damit verbinden zu können.

Figur 10 zeigt die Kapselschublade 6 nochmals in der offenen Stellung von unten. Unter dem Boden der Kapselschublade 6 ist ein Zahnrad 33 angeordnet, dessen Achse mit der Drehachse des Karussells identisch ist. Eine federnde erste Sperrklinke 34 verhindert, dass sich das Zahnrad in eine falsche Richtung dreht und sorgt damit dafür, dass eine Kapsel nach der anderen entnommen werden kann. Ein mit dem Gehäuse verbundener Betätigungsarm 37 weist einen starren Mitnehmer auf, welcher beim nun folgenden Einschieben das Zahnrad rechts herum drehen wird, was die erste Sperrklinke 34 erlaubt und in dieser Richtung die Drehung freigibt.

Diese Position ist in Figur 1 1 gezeigt. Der Mitnehmer 36 ist aufgrund des Einschiebens der Kapselschublade 6 an dem Zahnrad 33 vorbeigeschoben worden, wobei er vorübergehend mit den Zähnen des Zahnrads 33 in Eingriff stand. Nun greift eine zweite Sperrklinke 35 in das Zahnrad 33 ein und verhin- dert zusammen mit der ersten Sperrklinke 34 jedwede größere Bewegung des

Zahnrads 33. Der Zentrierstößel 20 erledigt die feinere Ausrichtung auf der Oberseite mit dem Karussell 19 und dessen Zentriersicken 32. Bei einem erneuten Öffnen der Schublade werden die am Betätigungsarm 37 angebrachten Elemente wiederum durch das Zahnrad durchrutschen, während die Sperrklinke 34 eine Drehung verhindert. So erfolgt eine begrenzte Drehung nur beim Zuschieben der Kapselschublade 6. Vorstehend beschrieben ist somit eine Vorrichtung zum Verbinden einer Produktkapsel mit einem Kapseldeckel zu einer Kapseleinheit, welche wiederverwendbar und vielseitig einsetzbar ist. Mit zusätzlichen Ausgestaltungen kann eine solche Vorrichtung bis zu einer vollständigen Kaffeemühle mit Kapselbefül- lung und -verschluss ausgebaut werden.

BEZUGSZEICH EN LISTE

1 Gehäuse

2 oberer Gehäuseteil

3 unterer Gehäuseteil

4 Befüllöffnung

5 Deckelschublade

6 Kapselschublade

7 Betätigungsschalter

8 Produktkapsel

9 Kapseldeckel

10 Gehäusefederung

11 Produktbehälter

12 Trichter

13 Mahlwerk

14 Produktauslass

15 Produktrutsche

16 Pressstenn pel

17 Handgriff

18 Deckelhalter

19 Karussell

20 Zentrierstößel

21 Stützbolzen

22 Stützstempel

23 Durchgriffsöffnung

24 Motor

25 Stellschraube

26 Schieber

27 Bodenöffnung

28 Zentrierwand Sensor

Schieberfederung Zuführöffnung Zentriersicke Zahnrad erste Sperrklinke zweite Sperrklinke Mitnehmer Betätigungsarm