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Title:
SINGLE-SERVE CAPSULE FOR PREPARING A BEVERAGE IN A BEVERAGE PREPARATION MACHINE, AND SYSTEM FOR PREPARING A BEVERAGE FROM SAID SINGLE-SERVE CAPSULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/165302
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a portion capsule (1) for preparing a beverage in a beverage preparation machine, wherein: the portion capsule (1) comprises a base element (2), which has a cavity (3) for receiving a beverage raw material, and a capsule cover (4) sealing the cavity (3); the base element (2) comprises a capsule base (5), a peripheral flange (6), and a capsule wall (7) extending between the capsule base (5) and the peripheral flange (6); the capsule cover (4) is attached to the flange (6) along a sealing plane (8); the flange (6) has a peripheral bulge (9) at its outer free end; a sealing element in the form of a sealing bead (10) pointing away from the capsule cover (4) is provided on the flange (6); the sealing plane (8) extends along the flange (6) on the side of the capsule cover (4), between the bulge (9) and the sealing bead (10); and the sealing bead (10) comprises an inner flank (11) on the capsule wall (7) side and an outer flank (12) on the bulge (9) side; characterised in that both the outer flank (12) and the inner flank (11) are oriented at an angle (α, β) of greater than 80 to less than 90 degrees to the sealing plane (8).

Inventors:
KRÜGER MARC (DE)
EMPL GÜNTER (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/053677
Publication Date:
August 20, 2020
Filing Date:
February 13, 2020
Export Citation:
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Assignee:
K FEE SYSTEM GMBH (DE)
International Classes:
B65D85/804; A47J31/06
Domestic Patent References:
WO2014184653A12014-11-20
WO2018185058A12018-10-11
WO2018067009A12018-04-12
WO2016041596A12016-03-24
WO2016186488A12016-11-24
WO2016041596A12016-03-24
Foreign References:
EP2872421A22015-05-20
EP1654966A12006-05-10
EP1839543A12007-10-03
Attorney, Agent or Firm:
KUTZENBERGER WOLFF & PARTNER (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Portionskapsel (1 ) zur Zubereitung eines Getränks in einer Brühkammer (13) einer Geträn keherstellungsmaschine (14), wobei die Portionskapsel (1 ) ein Basiselement (2) mit einem Hohlraum (3) zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und einen den Hohlraum (3) ver schließenden Kapseldeckel (4) aufweist, wobei das Basiselement (2) einen Kapselboden (5), einen umlaufenden Flansch (6) und eine sich zwischen dem Kapselboden (5) und dem umlaufenden Flansch (6) erstreckende Kapselwandung (7) umfasst, wobei der Kapselde ckel (4) an einer Siegelebene (8) am Flansch (6) befestigt ist, wobei der Flansch (6) an sei nem äußeren freien Ende einen umlaufenden Wulst (9) aufweist, wobei an dem Flansch (6) ein Dichtelement in Form einer vom Kapseldeckel (4) weg weisenden Dichtsicke (10) vorge sehen ist, wobei sich auf der Seite des Kapseldeckels (4) zwischen dem Wulst (9) und der Dichtsicke (10) die Siegelebene (8) auf dem Flansch (6) erstreckt, wobei die Dichtsicke (10) eine innere Flanke (1 1 ) auf Seiten der Kapselwandung (7) und eine äu ßere Flanke (12) auf Seiten des Wulsts (9) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die äu ßere Flanke (12) als auch die innere Flanke (1 1 ) in einem Winkel (a, ß) von größer 80 bis kleiner 90 Grad zur Siegelebene (8) ausgerichtet ist.

2. Portionskasel nach Anspruch 1 , wobei sowohl die innere Flanke (1 1 ) als auch die äußere Flanke (12) einen Winkel (a, ß) von 81 bis 89 Grad, bevorzugt von 83 bis 87 Grad, beson ders bevorzugt von 84 bis 86 Grad und ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 85 Grad zur Siegelebene (8) aufweist.

3. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtsicke (10) derart ausgebildet ist, dass sie beim Schließen der Brühkammer (13) nur um maximal 30 %, bevorzugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 5 % ihrer Höhe (8) senkrecht zur Siegelebene (8) deformiert wird.

4. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtsicke (10) derart ausgebildet ist, dass sie bei einer senkrecht zur Siegelebene (8) auf die Dichtsicke (10) wirkenden Kraftbeaufschlagung von bis zu 100 N nur um maximal 30 %, bevorzugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 5 % ihrer Höhe (18) senkrecht zur Siegelebene (8) deformiert wird.

5. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtsicke (10) derart ausgebildet ist, dass sie beim Schließen der Brühkammer (13) nur soweit parallel zur Siegelebene (8) deformiert wird, dass sich ihr Radius bezogen auf eine zentrale Längs achse der Portionskapsel (1 ) nur um maximal 10 %, bevorzugt um maximal 8 %, besonders bevorzugt um maximal 5 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 4 % parallel zur Siegelebene (8) verschiebt.

6. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich zwischen der inneren Flanke (1 1 ) und der äu ßeren Flanke (12) ein Übergangsbereich (15) erstreckt, wo bei vorzugsweise der Übergangsbereich (15) gekrümmt ausgebildet ist oder eine sich paral lel zur Siegelebene (8) erstreckende Übergangsebene (16) aufweist.

7. Portionskapsel (1 ) nach Anspruch 6, wobei im radialen Querschnitt der umlaufenden Dicht sicke (10) die innere Flanke (1 1 ) und die äu ßere Flanke (12) jeweils einen geradlinigen Kon taktbereich (17) aufweist, der sich zwischen dem Flansch (6) und dem Übergangsbereich (15) erstreckt.

8. Portionskapsel (1 ) nach Anspruch 7, wobei der geradlinige Kontaktbereich (17) eine Länge von 0,1 bis 1 ,5 Millimeter, bevorzugt von 0,3 bis 1 ,3 Millimeter, besonders bevorzugt von 0,6 bis 1 ,0 Millimeter und ganz besonders bevorzugt von 0,7 bis 0,9 Millimeter aufweist.

9. Portionskapsel (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Portionskapsel (1 ) im Über gang vom geradlinigen Kontaktbereich (17) zum Übergangsbereich (15) auf der zum Kap seldeckel (4) zugewandten Seite einen Radius von 0,05 bis 0,2 Millimeter, bevorzugt von 0,09 bis 0,13 Millimeter und besonders bevorzugt von 0,1 1 aufweist.

10. Portionskapsel (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Portionskapsel (1 ) im Über gang von der äu ßeren Flanke (12) zum Übergangsbereich (15) auf der zum Kapseldeckel (4) zugewandten Seite einen Radius von 0,05 bis 0,2 Millimeter, bevorzugt von 0,09 bis 0,13 Millimeter und besonders bevorzugt von 0,1 1 aufweist.

1 1 . Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Höhe (18) der Dichtsicke (10) senkrecht zur Siegelebene (8) zwischen 0,6 und 1 ,3 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,3 und 0,6 Millimeter und besonders bevorzugt zwischen 0,9 und 1 ,0 Millimeter umfasst. 12. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtsicke (10) eine mittlere Materialstärke zwischen 0,05 und 0,3 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,08 und 1 ,8 Millimeter, besonders bevorzugt zwischen 0,09 und 1 ,5 Millimeter und ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 0,1 1 Millimetern umfasst.

13. Portionskapsel (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei im radialen Querschnitt der umlaufenden Dichtsicke (10) der Übergangsbereich (1 5) einen geradlinigen Verbindungsbe reich aufweist, welcher eine Breite von zwischen 0,1 bis 0,4 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,15 bis 0,35 Millimeter und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,3 Millimeter aufweist.

14. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Portionskapsel (1 ) im Übergang von der äu ßeren Flanke (12) zum parallel zur Siegelebene (8) verlaufen den Flanschbereich (19) auf der zum Kapseldeckel (4) zugewandten Seiten einen Radius von 0,1 bis 0,3 Millimeter, bevorzugt von 0,18 bis 0,24 Millimeter und besonders bevorzugt von 0,20 bis 0,22 aufweist.

15. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Portionskapsel (1 ) einen sich parallel zur Siegelebene (8) erstreckenden Flanschbereich (19) zwischen dem Wulst (9) und der äu ßeren Flanke (12) aufweist und wobei die Portionskapsel (1 ) einen sich zwischen der inneren Flanke (1 1 ) und der Kapselwandung (7) erstreckenden Flansch- zwischenbereich (20) aufweist, wobei der Flanschbereich (19) und der Flanschzwischenbe- reich (20) entlang einer zur Siegelebene (8) senkrechten Vertikalrichtung (Y) auf gleicher Höhe liegen.

16. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Portionskapsel (1 ) im Übergang von der inneren Flanke (1 1 ) zu einem sich zwischen der Dichtsicke (10) und der Kapselwandung (7) erstreckenden Flanschzwischenbereich (20) auf der zum Kap seldeckel (4) zugewandten Seite einen Radius von 0,2 bis 0,35 Millimeter, bevorzugt von 0,26 bis 0,30 Millimeter und besonders bevorzugt von im Wesentlichen 0,28 aufweist.

17. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im radialen Quer schnitt der Flanschzwischenbereich (20) einen geradlinigen Abschnitt aufweist, der eine Länge zwischen 0,01 und 0,15 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,06 und 0,10 Millimeter und besonders bevorzugt 0,08 Millimeter umfasst. 18. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im radialen Quer schnitt die Erstreckung der Siegelebene (8) zwischen der äu ßeren Flanke (12) und dem Wulst (9) eine Länge zwischen 0,2 und 0,8 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,3 und 0,7 Milli meter und besonders bevorzugt zwischen 0,4 und 0,6 Millimeter umfasst.

19. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (9) über eine die Siegelebene (8) bildende Oberseite über den Flansch (6) vorsteht.

20. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (9) über eine der Siegelebene (8) abgewandten Unterseite vom Flansch (6) vorsteht, wobei der Wulst (9) auf der Unterseite weniger als die Dichtsicke (10) vom Flansch (6) absteht und/o der wobei der Wulst (9) auf der Oberseite weniger als auf der Unterseite über den Flansch (6) vorsteht.

21 . Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (9) durch ein Einrollen des Flanschrandes gebildet ist, wobei vorzugsweise der Flanschrand in Rich tung Kapselboden (5) eingerollt ist.

22. Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Basiselement (2) einstückig aus Aluminium gefertigt ist.

23. System zur Zubereitung eines Getränks aufweisend eine Getränkeherstellungsmaschine (14) und eine Portionskapsel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ge tränkeherstellungsmaschine (14) eine Brüheinheit mit einem ersten Brühkammerteil und ei nem zweiten Brühkammerteil aufweist, wobei das erste und/oder das zweite Brühkammer teil relativ zum anderen Brühkammerteil zwischen einer angenäherten Position, in welcher das erste und das zweite Brühkammerteil eine geschlossene Brühkammer (13) bilden, und einer offenen Position, in welcher das erste und das zweite Brühkammerteil zum Einsetzen oder Auswerfen einer Portionskapsel (1 ) voneinander beabstandet sind, bewegbar ist, wo bei das erste Brühkammerteil ein Aufnahmeelement (22) zur teilweisen Aufnahme der Porti onskapsel (1 ) und das zweite Brühkammerteil ein Verschlusselement (23) für das Aufnah meelement umfasst, wobei in der geschlossenen Position der Flansch (6) der Portionskap sel (1 ) zwischen einem Randbereich (24) des Aufnahmeelements (22) und dem Verschlus selement (23) formschlüssig und dichtend aufgenommen ist. 24. System nach Anspruch 23, wobei im Randbereich (24) eine Dichtkontur zum dichtenden Eingriff mit der Dichtsicke (10) ausgebildet ist, wobei die Dichtkontur eine umlaufende Ver tiefung (25) und eine benachbart zur Vertiefung (25) ausgebildete umlaufende Dichtnase (26) umfasst, wobei vorzugsweise die Vertiefung (25) in radialer Richtung (R) au ßerhalb der Dichtnase (26) angeordnet ist und wobei eine äu ßere Dichtnasenflanke (27) eine innere Wandung der Vertiefung (25) bildet.

25. System nach Anspruch 24, wobei in der geschlossenen Position die Dichtnase (26) in den Flanschzwischenbereich (20) und die Dichtsicke (10) in die Vertiefung (25) derart eingreifen, dass die Dichtnasenflanke (27) mit der inneren Flanke (1 1 ) in radialem Querschnitt einen Linienkontakt (28) ausbilden.

26. System nach Anspruch 25, wobei in der geschlossenen Position die Dichtsicke (10) durch die Dichtkontur nur um maximal 30 %, bevorzugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 5 % ihrer Höhe (18) senk recht zur Siegelebene (8) deformiert wird.

27. System nach einen der Ansprüche 23 bis 26, wobei die Dichtkontur eine weitere umlau fende Dichtnase (28) aufweist, wobei die Vertiefung (25) in radialer Richtung zwischen der Dichtnase (26) und der weiteren Dichtnase (28) angeordnet ist, wobei die Dichtnase (26) länger als die weitere Dichtnase (28) ausgebildet ist und wobei in der geschlossenen Posi tion die weitere Dichtnase (28) mit der äu ßeren Flanke (12) im radialen Querschnitt einen Punktkontakt ausbildet.

Description:
BESCHREIBUNG

Titel PORTIONSKAPSEL ZUR ZUBEREITUNG EINES GETRÄNKS IN EINER

GETRÄNKEHERSTELLUNGSMASCHINE UND SYSTEM ZUR ZUBEREITUNG EINES GETRÄNKS AUS DIESER PORTIONSKAPSEL

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Portionskapsel (1 ) zur Zubereitung eines Getränks in einer Getränkeherstellungsmaschine, wobei die Portionskapsel (1 ) ein Basiselement (2) mit einem Hohlraum (3) zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und einen den Hohlraum (3) verschließenden Kapseldeckel (4) aufweist, wobei das Basiselement (2) einen Kapselboden, ei nen umlaufenden Flansch und eine sich zwischen dem Kapselboden und dem umlaufenden Flansch erstreckende Kapselwandung umfasst, wobei der Kapseldeckel (4) an einer Siegelflä che am Flansch (7) befestigt ist, wobei der Flansch an seinem äu ßeren freien Ende einen um laufenden Wulst aufweist, wobei an dem Flansch (7) ein Dichtelement in Form einer vom Kap seldeckel weg weisenden Dichtsicke vorgesehen ist, wobei sich auf der Seite des Kapselde ckels zwischen dem Wulst und der Dichtsicke eine Siegelebene, an welchem der Kapseldeckel festgesiegelt ist, auf dem Flansch erstreckt und wobei die Dichtsicke eine innere Flanke auf Sei ten der Kapselwandung und eine äu ßere Flanke auf Seiten des Wulsts umfasst.

Solche Portionskapseln sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die Druckschrift WO 2016 / 186 488 A1 eine solche gattungsgemäße Portionskapsel bekannt. Diese Portionskapsel ist dazu vorgesehen, in eine Brühkammer eingelegt zu werden, in welcher der Kapselboden perforiert wird, um Brühflüssigkeit in Form heißen Wassers unter Druck in den Hohlraum einzuleiten. Hierdurch erhöht sich der Druck innerhalb der Portionskapsel, wodurch der Kapseldeckel gegen eine Relief- oder Pyramidenplatte in der Brühkammer gedrückt wird und bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes an den Kontaktstellen perforiert wird. Das durch Wechselwirkung zwischen dem eingeleiteten Wasser mit dem Getränkerohmaterial, insbeson dere gerösteter und gemahlener Kaffee, entstandene Getränk verlässt sodann durch diese Per forationsstellen in der Deckelfolie die Kapsel.

Alle solche Portionskapseln haben gemein, dass eine hinreichende Abdichtung zwischen der Brühkammer und der Portionskapsel im Bereich des Kapselflansches notwendig ist, damit das Wasser innerhalb der Brühkammer durch das Bett aus Getränkerohmaterial zur Bildung des Ge tränks fließt und nicht au ßerhalb der Portionskapsel, also zwischen einer Wandung der Brüh kammer und der Au ßenseite der Kapselwandung, am Getränkerohmaterial vorbeifließt.

Dafür weisen diese Arten von Portionskapseln im Bereich ihres Flansches ein Dichtelement auf, welches in der Brühkammer gegen ein Brühkammerelement abdichtet. Hierbei ist es wün schenswert, dass das Dichtelement aus dem gleichen Material wie der Kapselkörper (auch als Basiselement bezeichnet) besteht, um die Fertigungskosten für die Portionskapsel gering zu halten und die Entsorgung bzw. Wiederverwertung bereits verwendeter Portionskapseln zu be günstigen.

In Figur 4H der Druckschrift WO 2016 / 186 488 A1 wird eine eingeprägte Dichtsicke als Dich telement im Flanschbereich der Portionskapsel offenbart, die eine senkrechte äu ßere Flanke und eine geneigte innere Flanke aufweist. Das Ziel dieser Anmeldung besteht darin, die Dicht wirkung zu verbessern. Der Kerngedanke besteht hierbei darin, eine möglichst leicht deformier bare Dichtsicke zu verwenden, welche beim Schließen der Brühkammer unter dem Druck des Brühkammerelements plastisch deformiert wird und sich somit an die Kontur des Brühkam merelements zur Verbesserung der Dichtwirkung anschmiegt. Um diese Deformation zu be günstigen, soll die innere Flanke einen Winkel von 20 bis 60 Grad und vorzugsweise von 30 bis 50 Grad gegenüber der Flanschebene aufweisen. Die innere Flanke verläuft also relativ flach, um eine leichte Deformierbarkeit zu gewährleisten.

Eine ähnliche Portionskapsel ist aus der Druckschrift WO 2016 / 041 596 A1 bekannt. Auch hier weist die Portionskapsel in ihrem Flansch eine eingeprägte Dichtsicke auf. Auch hier soll die Dichtwirkung zwischen der Dichtsicke und dem Brühkammerelement durch eine einfache Defor mation der Dichtsicke erzielt werden, weswegen die innere Flanke der Dichtsicke wiederum ei nen möglichst flachen Winkel aufweisen soll, der besonders bevorzugt weniger als 50 Grad zur Flanschebene aufweist.

Eine weitere Portionskapsel mit einem umlaufenden Dichtelement kennt der Fachmann aus der Druckschrift EP 2 872 421 A1 . Bei dieser Lösung sollen beide Flanken des Dichtelements einen Winkel aufweist, wobei die innere Flanke erneut einen möglichst flachen Winkel zwischen 40 und 80 Grad zur Flanschebene aufweisen soll. Es wird sogar explizit offenbart, dass ab einem Winkel von 80 Grad die Flanke„zu vertikal“ werden würde, um noch eine Abdichtung zwischen Brühkammerelement und Flansch erreichen zu können, weil auch dieses Dichtelement darauf basiert, dass es durch das Brühkammerelement deformiert wird (um 20 bis 30 %).

Die vorgenannten Portionskapseln haben allesamt gemein, dass die Dichtwirkung ihrer Dichtele mente jeweils auf einer starken Deformation ihrer selbst basieren. Hierfür werden innere Flan ken mit einem möglichst flachen Winkel verwendet, damit das Brühkammerelement beim Schlie ßen der Brühkammer auf die Flanke einwirken kann und somit zu einer leichten Deformation des Dichtelements führt.

Nachteilig an einer Dichtlösung, die auf einer Deformation des Dichtelements basiert ist, dass hierdurch deutlich erhöhte Kräfte zum Schließen der Brühkammer notwendig sind. Der Bedien komfort und die Langlebigkeit der Getränkezubereitungsmaschine werden somit erheblich er höht.

Zudem sind die aus dem Stand der Technik bekannten Dichtelemente asymmetrisch ausgebil det. Bei einer Deformation kippen diese Dichtelemente daher seitlich weg. Hierdurch wird zwar eine erhöhte Dichtwirkung erzielt, jedoch besteht durch das seitliche Verkippen der Dichtele mente regelmäßig das Problem, dass das Brühkammerelement vom Dichtelement derart einge klemmt wird, dass sich die Portionskapsel nach dem Brühvorgang nicht mehr ohne erhöhten Kraftaufwand vom Brühkammerelement trennen lässt. Das Auswerfen der verwendeten Porti onskapsel aus der Brühkammer wird somit erheblich erschwert und beeinträchtigt maßgeblich den Bedienkomfort.

Eine Alternative wären separate Dichtelemente aus einem Dichtmaterial, wie sie aus den Druck schriften EP 1 654 966 A1 und EP 1 839 543 A1 bekannt sind. Solche Dichtelemente haben aber den oben bereits genannten Nachteil, dass aufgrund der Verwendung separater Materia lien einerseits die Fertigungskosten für die Portionskapseln deutlich höher sind und andererseits die Entsorgung bzw. Wiederverwertung bereits verwendeter Portionskapseln schwieriger ist, weil die unterschiedlichen Materialien voneinander getrennt werden müssen.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Portionskapsel eingangs genannter Art zur Verfügung zu stellen, welche die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik skizzierten Probleme nicht aufweist. Insbesondere soll eine Portionskapsel bereitgestellt werden, die eine verbesserte Dichtwirkung zwischen Flansch und Brühkammerelement ermöglicht, ohne dass hierfür erhöhte Kräfte beim Schließen der Brühkammer oder beim Entferne der gebrühten Porti onskapsel notwendig sind oder separate Materialien zur Realisierung der Dichtwirkung notwen dig werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst mit einer Portionskapsel zur Zubereitung ei nes Getränks in einer Brühkammer einer Getränkeherstellungsmaschine, wobei die Portionskap sel ein Basiselement mit einem Hohlraum zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und ei nen den Hohlraum verschließenden Kapseldeckel aufweist, wobei das Basiselement einen Kap selboden, einen umlaufenden Flansch und eine sich zwischen dem Kapselboden und dem um laufenden Flansch erstreckende Kapselwandung umfasst, wobei der Kapseldeckel an einer Sie gelebene am Flansch befestigt ist, wobei der Flansch an seinem äu ßeren freien Ende einen um laufenden Wulst aufweist, wobei an dem Flansch ein Dichtelement in Form einer vom Kapselde ckel weg weisenden Dichtsicke vorgesehen ist, wobei sich auf der Seite des Kapseldeckels zwi schen dem Wulst und der Dichtsicke die Siegelebene auf dem Flansch erstreckt, wobei die Dichtsicke eine innere Flanke auf Seiten der Kapselwandung und eine äußere Flanke auf Seiten des Wulsts umfasst, wobei sowohl die äu ßere Flanke als auch die innere Flanke in einem Win kel von größer 80 bis kleiner 90 Grad zur Siegelebene ausgerichtet ist.

Die erfindungsgemäße Portionskapsel hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass der Winkel der inneren Flanke zwischen 80 und 90 Grad liegt. Der Winkel ist somit deutlich stei ler als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Winkeln. Dies führt dazu, dass sich die Dichtsicke beim Schließen der Brühkammer bzw. Aufbrühen der Portionskapsel weniger ver formt und insbesondere die Dichtsicke steif genug ist, um die gewünschte Dichtwirkung durch einen starken Kontakt zwischen der inneren Flanke und dem Brühkammerelement herbeizufüh ren. Es war für den Fachmann überraschend und nicht zu erwarten, dass eine Abkehr von den aus dem Stand der Technik wohlbekannten Dichtelementen, die allesamt auf einer möglichst leichten Deformation des Dichtelements basieren, zu einer Dichtsicke, die sich aufgrund ihrer steilen Flanken weniger verformt und insbesondere steifer ist, das gewünschte Ergebnis von ho her Dichtigkeit erzielt. Zudem braucht es bei dieser Lösung keine hohen Schließkräfte, da keine Verformung herbeigeführt werden muss. Zudem ist die erfindungsgemäße Dichtsicke symmet risch ausgebildet, da die innere Flanke und die äußere Flanke den gleichen Winkel zur Siegel ebene einschließen, so dass eine extreme seitliche Verkippung der Dichtsicke verhindert wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass sich die Portionskapsel auch trotz einer etwai gen gewissen Deformation des Dichtelements leicht und ohne erhöhten Kraftaufwand aus der Brühkammer wieder entfernen lässt. Die innere Flanke und äu ßere Flanke weisen insbesondere jeweils einen Winkel von 81 bis 89 Grad, bevorzugt 83 bis 87 Grad, besonders bevorzugt von 84 bis 86 Grad und ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 85 Grad zur Siegelebene auf. Es hat sich gezeigt, dass bei in diesem Winkelbereich einerseits die Deformation der Dichtsicke verringert und die Steifigkeit der Dichtsicke erhöhte werden kann, weil der Winkel möglichst steil ist und die Dichtsicke somit eine hohe Stabilität gegenüber senkrecht zur Siegelebene (auch als Vertikalrichtung Y bezeichnet) auf die Dichtsicke einwirkenden Kräften gewährleistet und ande rerseits eine einfache und kostengünstige Herstellung der Portionskapsel ermöglicht wird, weil der Winkel stets kleiner als ein rechter Winkel ist. Bei einem rechten Winkel an beiden Flanken der Dichtsicke, der inneren Flanke und der äu ßeren Flanke, wäre die Entformung der Portions kapsel aus dem Form- bzw. Prägewerkzeug bei der Herstellung der Portionskapsel deutlich schwieriger.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, so wie der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Diese vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen beziehen sich damit gleichermaßen auf beide vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Portionskapseln.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtsicke derart ausgebildet ist, dass sie beim Schließen der Brühkammer nur um maximal 30 %, bevorzugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz beson ders bevorzugt um maximal 5 % ihrer Gesamthöhe senkrecht zur Siegelebene deformiert wird. Insbesondere ist die Dichtsicke derart ausgebildet, dass sie bei einer senkrecht zur Siegelebene auf die Dichtsicke wirkenden Kraftbeaufschlagung von bis zu 100 N nur um maximal 30 %, be vorzugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevor zugt um maximal 5 % ihrer Höhe senkrecht zur Siegelebene deformiert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtsicke derart ausgebildet ist, dass sie beim Schließen der Brühkammer nur soweit paral lel zur Siegelebene deformiert wird, dass sich ihr Radius zu einer zentralen Längsachse (um welche der Flansch rotationssymmetrisch angeordnet ist) der Portionskapsel nur um maximal 10 %, bevorzugt um maximal 8 %, besonders bevorzugt um maximal 5 % und ganz besonders be vorzugt um maximal 4 % parallel zur Siegelebene verschiebt. Vorteilhafterweise wird hierdurch ein Einklemmen des Brühkammerelements durch die seitlich verkippende Dichtsicke verhindert, so dass die gebrühte Portionskapsel stets einfach und ohne erhöhten Kraftaufwand aus der Brühkammer wieder entfernt werden kann.

Bei der vorliegenden Erfindung ist die Dichtsicke also derart steif und stabil ausgebildet, dass bei einer senkrecht zur Siegelebene, also entlang der Vertikalrichtung, zentral auf die Dichtsicke wirkenden Kraftbeaufschlagung mit einer Kraft von insbesondere bis zu 100 N, die insbesondere plan auf die Spitze der Dichtsicke oder auf einen Flankenbereich der Dichtsicke oder auf eine plane Übergangsebene der Dichtsicke wirkt, eine reduzierte Deformation der Dichtsicke stattfin det. Die Dichtsicke soll dabei in ihrer Höhe insbesondere maximal 30 %, bevorzugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 5 % verändert werden können. Weiterhin ist denkbar, dass nur eine reduzierte seitliche Verschie bung bzw. Verformung entlang einer zur Siegelebene parallelen Richtung, also in radialer Rich tung R von der Mittellängsachse der konzentrisch ausgebildeten Portionskapsel aus betrachtet, erfolgt. Auch hier ist vorgesehen, dass sich die Spitze der Dichtsicke, also der Übergangsbe reich der Dichtsicke, um maximal 10 %, bevorzugt um maximal 8 %, besonders bevorzugt um maximal 5 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 4 % ihres Gesamtradius von der zent ralen Längsachse der Portionskapsel aus verschiebt oder deformiert. Als Gesamtradius kann hier beispielsweise der Radius von der Dichtsickenmitte aus betrachtet werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Winkel zwischen der inneren und äu ßeren Flanke bevor zugt 5 bis 15 Grad, besonders bevorzugt 8 bis 12 Grad und ganz besonders bevorzugt im We sentlichen 10 Grad beträgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass sich zwischen der inneren Flanke und der äu ßeren Flanke ein Übergangsbereich erstreckt, wo bei vorzugsweise der Übergangsbereich gekrümmt ausgebildet ist oder eine sich parallel zur Siegelebene erstreckende Übergangsebene aufweist. Die gekrümmte Ausbildung des Über gangsbereichs hat den Vorteil, dass die Dichtsicke an Stabilität gewinnt und somit eine Verfor mung noch wirksamer verhindert werden kann. Hingegen hat die ebene Ausbildung der Über gangsbereichs den Vorteil, dass die Dichtsicke flacher ist und dadurch weniger weit in die Ver tiefung der Dichtkontur des Aufnahmeelements der Brühkammer eingreift, so dass beim Schlie ßen der Brühkammer weniger Kraft auf die Dichtsicke ausgeübt wird. Zudem ist die Gefahr des Einklemmens des Brühkammerteils bei der flachen Dichtsicke geringer. Vorzugsweise weist im radialen Querschnitt der umlaufenden Dichtsicke sowohl die innere Flanke als auch die äu ßere Flanke jeweils einen geradlinigen Kontaktbereich aufweist, der sich zwischen dem Flansch und dem Übergangsbereich erstreckt. Die Begrifflichkeit„im radialen Querschnitt“ bedeutet, dass man auf eine Schnittbilddarstellung der Flanschkontur entlang der Umfangsrichtung der umlaufenden Flanschkontur schaut. Die Ebene der Schnittbilddarstellung wird demnach durch die Vertikalrichtung und die radiale Richtung aufgespannt, so wie in den Fi guren 3 bis 5 illustriert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der geradlinige Kontaktbereich eine Länge von 0,1 bis 1 ,5 Millimeter, bevorzugt von 0,3 bis 1 ,3 Millimeter, besonders bevorzugt von 0,5 bis 1 ,0 Millimeter und ganz besonders bevorzugt von 0,7 bis 0,9 Millimeter aufweist. Es hat sich in Simulationen und Experimenten gezeigt, dass bei einem geradlinigen Kontaktbereich der genannten Längen eine optimale Dichtung zwischen der Dichtkontur des Brühkammerelements und dem Flansch erzielt werden kann. Mit anderen Wor ten: Ein form- und kraftschlüssiges planes Anliegen der inneren Flanke mit einer Dichtnasen flanke der Dichtkontur des Brühkammerelements über eine Länge von 0,1 bis 1 ,5 Millimeter, be vorzugt von 0,3 bis 1 ,3 Millimeter, besonders bevorzugt von 0,5 bis 1 ,0 Millimeter und ganz be sonders bevorzugt von 0,7 bis 0,9 Millimeter reicht aus, um eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen (im Bereich der inneren Flanke), ohne dass eine starke Deformation der Dichtsicke durch die Dichtkontur notwendig ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Portionskapsel im Übergang vom geradlinigen Kontaktbereich zum Übergangsbereich auf der zum Kapseldeckel 4 zugewandten Seite einen Radius von 0,05 bis 0,2 Millimeter, bevorzugt von 0,09 bis 0,13 Millimeter und besonders bevorzugt von 0,1 1 aufweist. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Portionskapsel im Übergang von der äu ßeren Flanke zum Übergangsbereich auf der zum Kapseldeckel zuge wandten Seite einen Radius von 0,05 bis 0,2 Millimeter, bevorzugt von 0,09 bis 0,13 Millimeter und besonders bevorzugt von 0,1 1 aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Höhe der Dichtsicke senkrecht zur Siegelebene zwischen 0,6 und 1 ,3 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,3 und 0,6 Millimeter und besonders be vorzugt zwischen 0,9 und 1 ,0 Millimeter umfasst. Die vorstehend beschriebene bevorzugte Be maßung der Dichtsicke führt dazu, dass die Dichtsicke eine ausreichende Stabilität aufweist, da mit keine starke Deformation derselben während des Schließens der Brühkammer und/oder dem Aufbrühen der Kapsel in der Brühkammer erfolgt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtsicke eine mittlere Materialstärke zwischen 0,05 und 0,3 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,08 und 1 ,8 Millimeter, besonders bevorzugt zwischen 0,09 und 1 ,5 Millimeter und ganz beson ders bevorzugt von im Wesentlichen 0,1 1 Millimetern umfasst. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im radialen Querschnitt der um laufenden Dichtsicke der Übergangsbereich einen geradlinigen Verbindungsbereich aufweist, welcher eine Breite von zwischen 0,1 bis 0,4 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,15 bis 0,35 Milli meter und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,3 Millimeter aufweist. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Portionskapsel im Übergang von der äu ßeren Flanke zum parallel zur Siegelebene verlaufenden Flanschbereich einen Radius von 0,1 bis 0,3 Millimeter, bevorzugt von 0,18 bis 0,24 Millimeter und besonders bevorzugt von 0,20 bis 0,22 aufweist. Die vorstehend beschriebene bevorzugte Bemaßung der Dichtsicke führt dazu, dass die Dichtsicke eine ausreichende Stabilität aufweist, damit keine De formation derselben während des Schließens der Brühkammer und/oder dem Aufbrühen der Kapsel in der Brühkammer erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Portionskapsel einen sich parallel zur Siegelebene erstreckenden Flanschbereich zwischen dem Wulst und der äußeren Flanke aufweist und wobei die Portionskapsel einen sich zwischen der inneren Flanke und der Kapselwandung erstreckenden Flanschzwischenbereich aufweist, wobei der Flanschbereich und der Flanschzwischenbereich entlang einer zur Siegelebene senk rechten Vertikalrichtung auf gleicher Höhe liegen. Dies hat den Vorteil, dass es beim Schließen der Brühkammer nicht zu einer indirekten Verlagerung oder Verformung der Dichtsicke kommt, indem sich der Flanschzwischenbereich oder der Flanschbereich relativ zueinander in Vertikal richtung verformen oder verlagern. Stattdessen können sich sowohl der Flanschzwischenbe reich als auch der Flanschbereich am Verschlusselement der Brühkammer abstützen und so eine geeignete Gegenkraft zur Vermeidung einer nennenswerten Deformation der Dichtsicke aufbauen. Denkbar ist, dass die Deckelfolie sowohl am Flanschzwischenbereich als auch im Flanschbereich jeweils an den Flansch gesiegelt oder geklebt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Portionskapsel im Übergang von der inneren Flanke zu einem sich zwischen der Dichtsicke und der Kapselwandung erstreckenden Flanschzwischenbereich einen Radius von 0,2 bis 0,35 Millimeter, bevorzugt von 0,26 bis 0,30 Millimeter und besonders bevorzugt von im Wesentlichen 0,28 aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im radialen Querschnitt der Dichtsicke die äu ßere Flanke einen geradlinigen Flankenabschnitt auf weist, der eine Länge zwischen 0,01 und 0,15 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,06 und 0,10 Mil limeter und besonders bevorzugt 0,08 Millimeter umfasst. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im radialen Querschnitt die Erstre ckung der Siegelebene zwischen der äu ßeren Flanke und dem Wulst eine Länge zwischen 0,2 und 0,8 Millimeter, bevorzugt zwischen 0,3 und 0,7 Millimeter und besonders bevorzugt zwi schen 0,4 und 0,6 Millimeter umfasst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Wulst über eine die Siegelebene bildende Oberseite über den Flansch vorsteht. Vorzugs weise steht der Wulst über eine der Siegelebene abgewandten Unterseite vom Flansch vor, wo bei der Wulst auf der Unterseite weniger als die Dichtsicke vom Flansch absteht und/oder wobei der Wulst auf der Oberseite weniger als auf der Unterseite über den Flansch vorsteht. Der Wulst ist insbesondere durch ein Einrollen des Flanschrandes gebildet, wobei vorzugsweise der Flan schrand in Richtung Kapselboden eingerollt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Basiselement einstückig aus Aluminium gefertigt ist. Vorzugsweise wird das Basiselement durch Kalt- oder Warmverformung, insbesondere Tiefziehen hergestellt, bei welchem die Dicht sicke integral in den Flansch eingeprägt wird. Die Portionskapsel ist bevorzugt kegelstumpfför mig oder zylinderförmig ausgeführt. Der durch das Basiselement gebildete Hohlraum dient der Aufnahme von Getränkerohmaterial, beispielsweise Kaffeeröstgranulat, Instantkaffee, Schokola denpulver, Teeverschnitt, Milchpulver und/oder dergleichen.

Vorzugsweise weist die Portionskapsel auf ihrer Kapselwandung eine oder mehrere, vorzugs weise 6, konzentrisch umlaufende Rillen zur Versteifung der Kapselwandung auf. Die Rillen kön nen dabei als nach innen oder nach au ßen gewandten Vertiefungen und/oder Erhebungen aus gebildet sein. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Zubereitung eines Ge tränks aufweisend eine Getränkeherstellungsmaschine und die erfindungsgemäße Portionskap sel, wobei die Getränkeherstellungsmaschine eine Brüheinheit mit einem ersten Brühkammerteil und einem zweiten Brühkammerteil aufweist, wobei das erste und/oder das zweite Brühkammer teil relativ zum anderen Brühkammerteil zwischen einer angenäherten Position, in welcher das erste und das zweite Brühkammerteil eine geschlossene Brühkammer bilden, und einer offenen Position, in welcher das erste und das zweite Brühkammerteil zum Einsetzen oder Auswerfen einer Portionskapsel voneinander beabstandet sind, bewegbar ist, wobei das erste Brühkam merteil ein Aufnahmeelement zur teilweisen Aufnahme der Portionskapsel und das zweite Brüh kammerteil ein Verschlusselement für das Aufnahmeelement umfasst, wobei in der geschlosse nen Position der Flansch der Portionskapsel zwischen einem Randbereich des Aufnahmeele ments und dem Verschlusselement formschlüssig und dichtend aufgenommen ist.

Die erfindungsgemäße Portionskapsel ist Teil des erfindungsgemäßen Systems, weswegen alle im Zusammenhang mit der Portionskapsel erläuterten Vorteil und Weiterbildungen gleicherma ßen auch für das erfindungsgemäße System gelten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das im Randbereich eine Dichtkontur zum dichtenden Eingriff mit der Dichtsicke ausgebildet ist, wobei die Dichtkontur eine umlaufende Vertiefung und eine benachbart zur Vertiefung ausgebil dete umlaufende Dichtnase umfasst, wobei vorzugsweise die Vertiefung in radialer Richtung au ßerhalb der Dichtnase angeordnet ist und wobei eine äu ßere Dichtnasenflanke eine innere Wandung der Vertiefung bildet. Insbesondere greifen in der geschlossenen Position die Dicht nase in den Flanschzwischenbereich und die Dichtsicke in die Vertiefung derart ein, dass die Dichtnasenflanke mit der inneren Flanke in radialem Querschnitt einen Linienkontakt ausbilden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in der geschlossenen Position die Dichtsicke durch die Dichtkontur nur um maximal 30 %, bevor zugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 5 % ihrer Höhe senkrecht zur Siegelebene deformiert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtkontur eine weitere umlaufende Dichtnase aufweist, wobei die Vertiefung in radialer Richtung zwischen der Dichtnase und der weiteren Dichtnase angeordnet ist, wobei die Dicht nase länger als die weitere Dichtnase ausgebildet ist und wobei in der geschlossenen Position die weitere Dichtnase mit der äußeren Flanke im radialen Querschnitt einen Punktkontakt ausbil det.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figuren 1 und 2 zeigen schematische Schnittbildansichten einer Portionskapsel und eines

Systems zur Zubereitung eines Getränks gemäß einer beispielhaften ers ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figuren 3 und 4 zeigen schematische Detailansichten der Portionskapsel gemäß der bei spielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 5 zeigt eine schematische Detailansichten der Portionskapsel gemäß einer beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

In Figuren 1 und 2 sind eine schematische Seitenansicht einer Portionskapsel 1 und ein Schnittbildansicht eines Systems aus der Portionskapsel 1 und einem Teil einer Getränkeher stellungsmaschine 14 zur Zubereitung eines Getränks gemäß einer beispielhaften ersten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Die Portionskapsel 1 weist ein beispielhaft becherförmig und kegelstumpfförmig ausgebildetes Basiselement 2 auf, welches an seiner geschlossenen Seite einen Kapselboden 5 und an seiner offenen Seite einen umlaufenden Flansch 6 aufweist. Zwischen dem Kapselboden 5 und dem Flansch 6 erstreckt sich eine Kapselwandung 7 um einen Hohlraum 3. Die Portionskapsel 1 ist um ihre zentrale Mittellängsachse M, die eine Vertikalrichtung Y definiert, rotationssymmetrisch aufgebaut. In radialer Richtung R steht der Flansch 6, der kreisförmig und somit in Umfangsrich tung umlaufend ausgebildet ist, nach au ßen über die Kapselwandung 7 vor. Der Flansch 6 ist mit einem Kapseldeckel 4 in Form einer Deckelfolie fest verbunden, welche den Hohlraum 3 auf der offenen Seite des Basiselements 2 verschließt. Der Flansch 6 weist hierfür eine dem Kapseldeckel 4 zugewandte Siegelebene 8 auf, welche sich ungefähr recht winklig zur Vertikalrichtung Y erstreckt. Der Kapseldeckel 4 ist in seinem Randbereich auf die Siegelebene 8 gesiegelt, geschweißt oder geklebt.

Der Kapseldeckel 4 ist bevorzugt aus Aluminium oder Kunststoff, ausgeführt. Innerhalb des Ba siselements 2 ist der Hohlraum 3 ausgebildet, welcher mit Getränkerohmaterial, beispielsweise Kaffeeröstgranulat, Instantkaffee, Schokoladenpulver, Teeverschnitt, Milchpulver und/oder der gleichen befüllt ist (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht illustriert) und welcher durch den Kapseldeckel 4 verschlossen ist.

Die becherförmige Ausgestaltung des Basiselements 2 wird vorzugsweise durch Thermoformen, beispielsweise Tiefziehen mittels Unterdrucks, Überdrucks und/oder einem beweglichen Stem pel, erzeugt. Das Basiselement 2 ist vorzugsweise als tiefgezogenes Aluminiumteil ausgebildet. Alternativ wäre aber auch denkbar, dass das Kunststoffteil aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylenterephthalat (PET) ausgebildet ist. Alternativ wird die Portionskapsel 1 mittels Spritzgussverfahren, insbesondere im Einkomponenten-, Mehrkom ponenten- oder In-Mold-Verfahren, hergestellt.

Die Portionskapsel 1 wird im Gebrauch in einer Getränkeherstellungsmaschine 14 in eine Brü heinheit eingeführt. Die Brüheinheit umfasst ein erstens Brühkammerteil und ein zweites Brüh kammerteil, wobei das erste oder das zweite Brühkammerteil relativ zum anderen Brühkammer teil zwischen einer angenäherten Position, in welcher das erste und das zweite Brühkammerteil eine geschlossene Brühkammer 13 bilden, und einer offenen Position, in welcher das erste und das zweite Brühkammerteil zum Einsetzen oder Auswerfen der Portionskapsel 1 voneinander beabstandet sind, bewegbar ist.

Das erste Brühkammerteil ist als becherförmiges Aufnahmeelement 22 ausgebildet, welches die Portionskapsel 1 größtenteils aufnimmt, insbesondere wenn die Brühkammer 13 in der ge schlossenen Position befindlich ist. Das zweite Brühkammerteil ist als Verschlusselement 23 für das Aufnahmeelement 22 ausgebildet. In der in Figur 2 abgebildeten geschlossenen Position ist der Flansch 6 der Portionskapsel 1 zwischen einem Randbereich 24 des Aufnahmeelements 22 und dem Verschlusselement 23 dichtend eingeklemmt. In dieser geschlossenen Position werden der Kapseldeckel 4 und der Kapselboden 5 nachei nander oder gleichzeitig perforiert. Die eine oder mehrere Perforationsöffnungen im Kapselbo den 5 werden dabei insbesondere durch eine oder mehrere Perforationsspitzen am Verschlus selement 23 während des Schließens der Brühkammer 13 gebildet, während die Perforationsöff nungen im Kapseldeckel 4 vorzugsweise durch Perforationsstrukturen im Boden des Aufnahme elements schon während des Schließens der Brühkammer 13 oder erst durch den Druckaufbau im Inneren der Portionskapsel 1 während des Getränkeherstellungsprozesses erzeugt werden.

Durch die eine oder mehrere Perforationsöffnungen im Kapselboden 5 wird Extraktionsflüssig keit unter Druck in den Hohlraum 3 eingeleitet. Durch die Wechselwirkung zwischen der Extrakti onsflüssigkeit und dem Getränkerohmaterial entsteht das gewünschte Getränk, welches die Por tionskapsel 1 durch die Perforationsöffnungen im Kapseldeckel 4 verlässt und einem Getränke gefäß zugeführt wird. Durch ein optionales Filtermedium können etwaige Partikel des Getränke rohmaterials aus dem Getränk gefiltert und in der Portionskapsel 1 zurückgehalten werden. Vor zugsweise fungiert aber der mehrfach perforierte Kapseldeckel 4 als Filterelement.

In Figuren 3 und 4 sind eine Detailansicht der in Figur 2 illustrierten Portionskapsel 1 und Brüh kammer 13 gemäß der beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar gestellt. Die Figuren 3 und 4 zeigen dabei die Schnittdarstellung des Flansches 6 auf der linken Seite von Figur 2 in einer vergrößerten Illustration. Die Figur 3 ist weder maßstabsgetreu noch sind die Winkel richtig wiedergegeben. Es handelt sich hier lediglich um eine Prinzipskizze, aus der keinerlei Winkel- oder Längsverhältnisse entnommen werden können. Die Figur 3 soll ledig lich die grundsätzliche Anordnung der einzelnen Bereiche sowie der Bezugszeichen verdeutli chen. In Figur 4 ist der in Figur 3 gezeigte Bereich maßstabsgetreuer und mit korrekterer Wie dergabe der Winkel- und Längsverhältnisse illustriert. Die Maße und Winkel der in Figur 3 ge zeigten Ausführungsform können also der Figur 4 entnommen werden.

Der abgebildete Flansch 6 erstreckt sich im Wesentlichen horizontal, also parallel zur radialen Richtung R, von dem oberen Ende der Kapselwandung 7 bis zu seinem freien äu ßeren Ende, an welchem der Flansch 6 mit einem Wulst 9 abschließt. Der Wulst 9 umfasst insbesondere ein in Richtung des Kapselbodens 5 aufgerolltes Flanschende

Zudem steht der Wulst 9 in Vertikalrichtung Y insbesondere sowohl über eine die Siegelebene 8 bildende Oberseite vom den Flansch 6 als auch über eine der Siegelebene 8 abgewandten Un terseite vom Flansch 6 jeweils vor, wobei der Flansch 6 auf der Unterseite weniger als eine Dichtsicke 10 vom Flansch 6 absteht und ferner auf der Oberseite weniger oder identisch wie auf der Unterseite über den Flansch 6 vorsteht.

Zwischen dem Wulst 9 und dem Ende der Kapselwandung 7 weist der Flansch 6 die Dichtsicke 10 auf, welche in Form eine in Vertikalrichtung Y vom Kapseldeckel 4 weg gerichteten und kon zentrisch in Umfangsrichtung um die Mittellängsachse M umlaufende Einprägung ausgebildet ist. Die Dichtsicke 10 weist dabei eine der Kapselwandung 7 zugewandte innere Flanke 1 1 und eine dem Wulst 9 zugewandte äu ßere Flanke 12 auf.

Zwischen der inneren Flanke 1 1 und der äu ßeren Flanke 12 erstreckt sich ein planer Über gangsbereich 15 in Form der Übergangsebene 16, die insbesondere flach (also geradlinig) und parallel zur Siegelebene 8 verläuft. Zwischen der äußeren Flanke 12 und dem Wulst 9 weist der Flansch 6 einen Flanschbereich 19, dessen Oberseite die Siegelebene 8 bildet, auf. Die äu ßere Flanke 12 verläuft zur Siegelebene 8 und somit zur Ebene des Flanschbereichs 19 in einem Winkel a von ca. 85 Grad.

Die äußere Flanke 12 hat insbesondere einen geradlinigen Flankenabschnitt 21 , der vorzugs weise eine Länge zwischen 0,5 und 0,9 Millimeter umfasst. Der Flanschbereich 19 hat vorzugs weise eine Länge von 0,2 bis 0,8 Millimeter. Der Übergang zwischen Flanschbereich 19 und äu ßerer Flanke 12 weist auf der Oberseite des Flansches 6 vorzugsweise einen Radius von 0,20 bis 0,21 Millimeter auf, während der Übergang von der äu ßeren Flanke 12 zur Übergangsebene 16 sowie zur Übergangsebene 16 zur inneren Flanke 1 1 auf der Oberseite des Flansches 6 je weils einen Radius von 0,1 bis 0,12 aufweisen.

Zwischen der inneren Flanke 1 1 und dem oberen Ende der Kapselwandung 7 weist der Flansch 6 einen Flanschzwischenbereich 20 auf. Der Flanschzwischenbereich ist im vorliegenden Bei spiel im radialen Querschnitt zumindest abschnittsweise geradlinig ausgebildet. Der geradlinige Bereich hat insbesondere eine Länge von 0,07 bis 0,09 Millimeter.

Die innere Flanke 1 1 weist im radialen Querschnitt einen geradlinigen Kontaktbereich 17 auf, d.h. der geradlinige Kontaktbereich ist die Länge der Gerade zwischen den zwei Wendepunkten im Verlauf der inneren Flanke 1 1 . Die Länge des Kontaktbereichs 17 beträgt im vorliegenden Beispiel bevorzugt 0,5 bis 0,9 Millimeter. Erfindungsgemäß beträgt der Winkel ß zwischen der inneren Flanke 1 1 bzw. dem geradlinigen Kontaktbereich 17 und der Siegelebene 8 im Wesentlichen 85 Grad zur Siegelebene 8.

Der Winkel zwischen der inneren und äu ßeren Flanke 1 1 , 12 beträgt somit bevorzugt 5 bis 15 Grad, besonders bevorzugt 8 bis 12 Grad und ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen 10 Grad.

Der Flanschbereich 19 und der geradlinige Abschnitt des Flanschzwischenbereichs 20 liegen in Vertikalrichtung Y auf gleicher Höhe. Die Höhe 18 der Dichtsicke 10 entspricht der Gesamter streckung der Dichtsicke 10 von der Unterseite des Flansch- und Flanschzwischenbereichs 19, 20 zur Unterseite des Flansches 6 im Bereich der Übergangsebene 16. Diese Höhe 18 beträgt senkrecht zur Siegelebene 8 zwischen 0,9 und 1 ,0 Millimeter.

Die Materialstärke des Aluminiums im Bereich des Flansches 6 beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,13 Millimeter.

In Figur 3 ist ebenfalls der Randbereich 24 des Aufnahmeelements 22 dargestellt, welcher mit dem Flansch 6 der Portionskapsel 1 in dichtendem Eingriff steht. Der Randbereich 24 umfasst eine Dichtkontur zum dichtenden Eingriff mit der Dichtsicke 10 ausgebildet ist.

Die Dichtkontur weist hierfür eine in Umfangsrichtung umlaufende Vertiefung 25 und eine be nachbart zur Vertiefung 25 ausgebildete in Umfangsrichtung ebenfalls umlaufende Dichtnase 26 auf. In radiale Richtung R betrachtet ist die Vertiefung 25 außerhalb der Dichtnase 26 angeord net, so dass eine äußere Dichtnasenflanke 27 der Dichtnase 26 eine innere Wandung der Ver tiefung 25 bildet.

In der abgebildeten geschlossenen Position greift die Dichtnase 26 in den Flanschzwischenbe- reich 20 ein, während die Dichtsicke 10 in die Vertiefung 25 eingreifen. Hierdurch bildet sich zwi schen der Dichtnasenflanke 27 und der inneren Flanke 1 1 in radialem Querschnitt ein Kontakt 28 aus. Dieser Kontakt 28 ist in Umfangsrichtung vorzugsweise umlaufend vorhanden und bildet damit die eigentliche Abdichtung zwischen Flansch 6 und Aufnahmeelement 22, so dass keine oder kaum Extraktionsflüssigkeit an der Getränkesubstanz vorbei zum Auslass der Brühkammer 13 fließen kann. Der Scheitelpunkt der Dichtnase 26 berührt optional die Unterseite der Krümmung des Flansch- zwischenbereichs 20, während die Unterseite der Übergangsebene 16 optional den Boden der Vertiefung 25 berührt.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung und Dimensionierung der Dichtsicke 10 führt dazu, dass sich die Dichtsicke 10 beim Schließen der Brühkammer 14 und/oder beim Aufbrühen des Getränks nicht erheblich deformiert. Die Abdichtung erfolgt hauptsächlich durch den insbeson dere umlaufenden Kontakt 28, der aufgrund der Steifigkeit der Dichtsicke 10 relativ stark kraftbe aufschlagt ist.

Mit anderen Worten: Die Dichtsicke 10 ist derart ausgebildet, dass sie beim Schließen der Brüh kammer 13 und/oder Aufbrühen der Portionskapsel 1 nur um maximal 30 %, bevorzugt um ma ximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt um maximal 5 % ihrer Höhe 18 senkrecht zur Siegelebene 8 deformiert wird. Insbesondere ist die Dichtsicke 10 somit derart ausgebildet ist, dass sie bei einer senkrecht zur Siegelebene 8 auf die Dichtsi cke 10 wirkenden Kraftbeaufschlagung von bis zu 100 N nur um maximal 30 %, bevorzugt um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % und ganz besonders bevorzugt um ma ximal 5 % ihrer Höhe 18 senkrecht zur Siegelebene 8 deformiert wird. Nur so steht ausreichend Kraft für den Kontakt 28 zur Verfügung.

Denkbar ist, dass die Dichtsicke 10 beim Schließen der Brühkammer 13 und/oder Aufbrühen der Portionskapsel 1 in ihrer Höhe 18 insbesondere um maximal 0,2 Millimeter, bevorzugt um maxi mal 0,15 Millimeter, besonders bevorzugt um maximal 0,1 Millimeter und ganz besonders bevor zugt um maximal 0,05 Millimeter in Vertikalrichtung Y verändert wird.

Vorzugsweise ist die Dichtsicke 10 dadurch ebenfalls derart steif ausgebildet, dass auch keine zu starke seitliche Verschiebung bzw. Verformung in radialer Richtung R erfolgt. Es ist vorgese hen, dass die Dichtsicke 10 derart ausgebildet ist, dass sie beim Schließen der Brühkammer 13 vorzugsweise nur soweit parallel zur Siegelebene 8 deformiert bzw. verschoben wird, dass sich ihr Radius bezogen auf eine zentrale Längsachse der Portionskapsel 1 nur um maximal 5 % pa rallel zur Siegelebene 8 verschiebt, damit die Portionskapsel 1 nach dem Brühen leicht wieder aus der Brühkammer entnommen werden kann und sich die Dichtnase 26 nicht mit der seitliche verkippenden Dichtsicke 10 verklemmt. Denkbar ist, dass bei der Dichtsicke 10 beim Schließen der Brühkammer 13 und/oder Aufbrühen der Portionskapsel 1 vorzugsweise vorgesehen ist, dass sich die Spitze der Dichtsicke 10, also der Übergangsbereich 15 der Dichtsickei 0, um maximal 0,2 Millimeter, bevorzugt um maximal 0,15 Millimeter, besonders bevorzugt um maximal 0,1 Millimeter und ganz besonders bevorzugt um maximal 0,05 Millimeter in radialer Richtung R verschiebt oder deformiert.

Die übrigen in der Figur 4 nummerisch aufgezeigten Maße können vorzugsweise ebenfalls als erfindungswesentlich betrachtet werden.

In Figur 5 ist eine Detailansicht der in Figuren 3 und 4 illustrierten Portionskapsel 1 und Brüh kammer 13 gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figur 5 zeigt dabei die Schnittdarstellung der Dichtsicke 10 (in gleicher Ausrich tung wie bei Figur 4, also links die Kapselwandung 7 und rechts 7 der Wulst 9) in einer vergrö ßerten Illustration.

Die zweite Ausführungsform gleicht im Wesentlichen der in Figuren 3 und 4 illustrierten ersten Ausführungsform, so dass alle vorstehenden Erläuterungen analog gelten.

Im Unterschied ist der Übergangsbereich 15 allerdings als gekrümmter Übergangsbereich und nicht als geradliniger, abgeflachter Übergangsbereich 15 ausgebildet. Der geradlinige Kontakt bereich 17 weist auf der äu ßeren Flanke 12 eine Länge von 0,5 bis 0,6 Millimeter, insbesondere 0,53 Millimeter auf. Der geradlinige Kontaktbereich 17 weist auf der inneren äußeren Flanke 1 1 eine Länge von 0,4 bis 0,55 Millimeter, insbesondere 0,473 Millimeter auf.

Der Winkel zwischen der inneren und äu ßeren Flanke 1 1 , 12 beträgt bevorzugt 5 bis 15 Grad, besonders bevorzugt 8 bis 12 Grad und ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen 10 Grad.

Bezugszeichenliste

1 Portionskapsel

2 Basiselement

3 Hohlraum

4 Kapseldeckel

5 Kapselboden

6 Flansch

7 Kapselwandung

8 Siegelebene

9 Wulst

10 Dichtsicke

1 1 Innere Flanke

12 Äußere Flanke

13 Brühkammer

14 Getränkeherstellungsmaschine

15 Übergangsbereich

16 Übergangsebene

17 Kontaktbereich

18 Höhe der Dichtsicke

19 Flanschbereich

20 Flanschzwischenbereich

21 Flankenabschnitt

22 Aufnahmeelement

23 Verschlusselement

24 Randbereich

25 Vertiefung

26 Dichtnase

27 Dichtnasenflanke

28 Weitere Dichtnase

a Winkel

ß Winkel

R Radiale Richtung

Y Vertikalrichtung

M Mittellängsachse