專利名稱：用于萃取物的膠囊及其制造方法和咖啡沖泡裝置的制作方法
用于萃取物的膠囊及其制造方法和咖啡沖泡裝置本發(fā)明涉及由盛裝在膠囊中的萃取物如磨制咖啡制備飲料等。本發(fā)明尤其涉及作為定量包裝的可刺破的膠囊及其制造方法。用于由盛裝在定量包裝內(nèi)的萃取物制備飲料等的萃取裝置例如以咖啡機(jī)或或者意式濃縮(Espresso)咖啡機(jī)的形式是已知的并且一直越來越受人們喜愛。在許多相應(yīng)的裝置中，定量包裝以膠囊的形式構(gòu)成，在膠囊中例如氣密地封裝有萃取物。為了萃取，膠囊在對(duì)置的兩側(cè)被刺透。在第一側(cè)，注入萃取液體(一般是熱水)。在第二側(cè)，萃取產(chǎn)物從膠囊中被排出。根據(jù)待準(zhǔn)備的飲料和裝置，此時(shí)可能在膠囊內(nèi)存在相當(dāng)高的例如為5巴至20 巴的壓力。這樣的膠囊不會(huì)與濾咖啡定量包裝混淆并且遇到與濾咖啡定量包裝完全不同的要求，濾咖啡定量包裝通過揭開薄膜、取下蓋等被打開并且在任何時(shí)刻都不會(huì)承受高壓。膠囊同樣與不透香味的濾墊外包裝不太像。在此所述類型的膠囊在咖啡機(jī)的沖泡模塊中通常被熱沖泡液體沿水平方向或豎向穿流而過，同時(shí)如上所述地在內(nèi)部承受相當(dāng)高的壓力。 此時(shí)也產(chǎn)生了密封問題，畢竟壓力下的沖泡液體不一定會(huì)經(jīng)過膠囊而直接流入到排出裝置中。作為膠囊材料，尤其知道了鋁和塑料例如聚丙烯。鋁制膠囊?guī)矸浅：玫妮腿∥锍志帽４嫘裕谏a(chǎn)中非常耗能。聚丙烯制膠囊在耗能和丟棄處理方面是有利的，但對(duì)刺破機(jī)構(gòu)的要求較高。就耗能而言，深拉形成的膠囊是非常有利的，但其總是具有明顯的圓錐體形狀。在市場(chǎng)上不僅可以得到集成有過濾件的膠囊，也有僅具有包裹萃取物的殼的膠囊，就是說，對(duì)此需要如此構(gòu)成穿刺機(jī)構(gòu)，即，萃取物不會(huì)按照不希望的方式連同萃取產(chǎn)物從膠囊中流出。未集成有過濾件的膠囊的一個(gè)例子例如在EP1886942中被公開。可得到的膠囊一般為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的并且具有環(huán)繞的凸緣，凸緣具有對(duì)于其適當(dāng)?shù)毓ぷ骱苤匾娜毓δ?凸緣用于在填充過程中封閉膠囊，做法是，凸緣在與膠囊內(nèi)室間隔足夠遠(yuǎn)的情況下具有用于超聲波焊的能量定向集中器或者具有大到足以實(shí)現(xiàn)熱焊的面積；-凸緣用于在沖泡過程前保持該膠囊；-凸緣對(duì)于沖泡過程中的密封是重要的，因?yàn)樗璧K沖泡液體繞過膠囊直接流至排出裝置。圓錐體形狀可能擔(dān)負(fù)起在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的膠囊中的附加密封功能，這種形狀很精確地穿過沖泡室的相應(yīng)容座。許多可以買到的膠囊呈杯狀，就是說，它們以一個(gè)軸線為中心是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的并且為圓錐體形。杯狀膠囊的蓋通常具有不同于構(gòu)成周面和底面的真正杯體的材料組成。此外，萃取液體的注入通過蓋或者底面來完成，萃取產(chǎn)物的排出則相應(yīng)地通過底面或者蓋來完成。就機(jī)械穩(wěn)定性和制造工藝方面而言，膠囊的形狀已證明是成功的。一個(gè)突出的問題是關(guān)于萃取物在沖泡過程中旋流。在萃取過程中，液體高速流過膠囊。在萃取物有限的壓實(shí)情況下，萃取物在沖泡中強(qiáng)烈旋流。為此緣故，已經(jīng)有人提出 (EP1886942)在膠囊填充過程中強(qiáng)烈壓縮萃取物。但是該方法非常費(fèi)事，并且在膠囊運(yùn)輸當(dāng)中，通過該壓縮而達(dá)到的萃取物片狀密實(shí)程度可能損失掉。另一個(gè)常談到的關(guān)于沖泡飲料用的定量膠囊的問題是使能量平衡變差的復(fù)雜包裝。本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于沖泡飲料等的膠囊，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且?guī)砹嗽谀芰科胶夂挽`活性方面得到改善的解決方案。該任務(wù)將通過如權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明來完成。根據(jù)本發(fā)明的定量膠囊屬于文首的類型，其中，萃取物例如被氣密封裝起來并且規(guī)定了在對(duì)置的兩側(cè)刺破膠囊以便萃取。在第一側(cè)，注入萃取液體，一般是熱水。在第二側(cè)， 萃取產(chǎn)物從膠囊中被排出。根據(jù)要準(zhǔn)備的飲料和裝置的不同，此時(shí)膠囊必須在膠囊內(nèi)部能承受相當(dāng)高的例如為5-20巴、尤其高于10巴的壓力。但這沒有排除在具有較低壓力例如僅為1-2巴的壓力的沖泡過程中使用蓋膠囊，尤其針對(duì)按照美國標(biāo)準(zhǔn)的濾咖啡。膠囊沒有設(shè)于內(nèi)部的篩濾或載體件等，就是說，它例如僅由至少在多個(gè)側(cè)面具有均勻壁厚的膠囊壁和膠囊內(nèi)裝物(萃取物)構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，膠囊呈正方體形或者長方體形并且沒有凸出的凸緣等類似物。在這里，長方體形或正方體形是指這樣的形狀，所述形狀與幾何學(xué)上精確形狀的長方體形或正方體形相差沒有大到它們?cè)诠δ苌嫌泻艽髤^(qū)別，例如包含具有長方形或正方形底面的截頭棱錐體形狀，在這里，與底面相鄰接的多個(gè)側(cè)面相對(duì)于底面法線僅傾斜一個(gè)小的、例如最大為3°或2°的且優(yōu)選最大為約1°的傾斜角度α。正方體形或長方體形如上所述排除了在端面平面上從膠囊體凸出的、設(shè)置用于保持膠囊就位于導(dǎo)向縫中的環(huán)繞凸緣。然而，長方體形或正方體形的膠囊可能具有由生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的環(huán)繞的邊緣(例如焊道)，其例如最多以1.5mm或者lmm、0. 8mm、0. 6mm、特別優(yōu)選是0. 5mm以下的尺寸向側(cè)向凸出，由這些邊緣限定的尺寸沒有顯著影響長方體形狀或正方體形狀的功能，而且這些邊緣例如與端面平面偏置。這種形狀首先具有巨大的優(yōu)勢(shì)，S卩，萃取物可從不同側(cè)面起被壓縮，但對(duì)于上述杯狀膠囊，情況并非如此。尤其是，萃取物也可以在已經(jīng)包封在膠囊內(nèi)的狀態(tài)下還能被壓縮， 通過將對(duì)置的兩個(gè)側(cè)壁壓合。對(duì)于杯狀膠囊，這可能不容易以非破壞性的方式做到。最好如此構(gòu)成膠囊，對(duì)置的兩個(gè)側(cè)壁(例如該側(cè)壁的中心點(diǎn))可以克服彈力地實(shí)現(xiàn)變形，從而縮小體積。這涉及室溫狀態(tài)且沒有排除塑料膠囊壁在灼熱狀態(tài)中的殘余變形。其次，得到了封裝性明顯改善的優(yōu)點(diǎn)。填充封裝好的膠囊可以排成行并堆疊起來， 從而得到基本沒有間隙的疊摞，該疊摞例如也可以呈正方體形地表現(xiàn)美觀，并且仍然有最小的外包裝就夠了。該膠囊優(yōu)選可從每一側(cè)或者說每對(duì)對(duì)置側(cè)面起被刺破。這在此意味著，在相關(guān)的正方體側(cè)面膠囊壁不僅可以通過一個(gè)相應(yīng)的金屬尖被刺透，而且從每對(duì)對(duì)置膠囊側(cè)面被刺破的膠囊在液體注入時(shí)承受沖泡壓力并且沖泡液體僅在萃取側(cè)并且僅在刺透點(diǎn)處流出。膠囊通過包含所有側(cè)面、邊緣和角部的壁被密封且不透氧氣地封閉。就是說，不需要獨(dú)立的、完全或部分封蓋膠囊的箔膜和不透氧氣的兜袋等用于膠囊。與已知的裝置相比，
5廢料量顯著較少。膠囊優(yōu)選在所有側(cè)面由基本相同的材料組成構(gòu)成。尤其是膠囊也可在所有側(cè)面具有基本相同的厚度。換句話說，不需要特殊的以不同于主體形式構(gòu)成的蓋膜?！盎鞠嗤暮穸取崩缈梢员硎靖鱾?cè)面的厚度相差最多30%。正方體形狀是特別有利的。在所有側(cè)面都具有相同的材料組成和厚度的實(shí)施方式中，正方體形的膠囊如何被置入萃取裝置(咖啡機(jī)等類似裝置)的沖泡模塊中是不重要的。 這降低了使用者誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。該膠囊優(yōu)選由塑料構(gòu)成。膠囊的特別優(yōu)選材料是聚丙烯(PP)。也可以想到其它材料，尤其是其它的食品相容塑料。在呈塑料膠囊形式的情況下，壁厚優(yōu)選為0. Imm至0. 5mm, 例如為0. 2mm至0. 4mm,尤其是0. 25mm至0. 35mm0在呈塑料膠囊形式的情況下，該膠囊優(yōu)選通過使塑料膜變形(如深拉)來制造。這使得與其它方法例如注塑相比，顯著減少材料用量成為可能。塑料膜可以如本身已知的那樣包含阻氧層。目前深拉的塑料膠囊一直是圓錐體形的，因?yàn)閳A錐體形狀受深拉方法的歡迎。本發(fā)明(或者說其實(shí)施方式)對(duì)此描述了一種全新方式，這是因?yàn)檫x擇了不同于圓錐體形的形狀，該形狀如上所述被證明是非常有利的。為此目的，采用了專門針對(duì)這種應(yīng)用而研發(fā)出的具有特殊性能的深拉模具。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，該膠囊連同咖啡機(jī)或者說咖啡機(jī)的沖泡模塊來提供使用，該咖啡機(jī)具有以下部分-第一沖泡模塊部件，-可相對(duì)第一沖泡模塊部件移動(dòng)的第二沖泡模塊部件，其中第一和第二沖泡模塊部件構(gòu)成用于從膠囊排出萃取產(chǎn)物的排出裝置和用于將萃取液體注入膠囊的注入器和具有與膠囊形狀匹配的形狀的沖泡室，該沖泡室在沖泡過程中至少部分包圍該膠囊，該排出裝置和該注入器均具有至少一個(gè)穿刺尖，該穿刺尖在沖泡室封閉的情況下刺透膠囊，-該沖泡室匹配于該膠囊的形狀并且起到密封作用，從而通過注入器被注入該膠囊的沖泡液體僅能經(jīng)過該膠囊到達(dá)排出裝置側(cè)。換句話說，該方法放棄起到密封作用的環(huán)繞凸緣而，轉(zhuǎn)而提供這樣的沖泡室，該沖泡室容納基本呈正方體形的膠囊并且還具有使處于壓力的沖泡液體經(jīng)過膠囊的機(jī)構(gòu)。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，沖泡模塊沒有設(shè)置用于保持根據(jù)本發(fā)明未提供凸緣的定位槽或類似構(gòu)造，而是膠囊直接被裝入沖泡室。這例如意味著第一沖泡模塊部件構(gòu)成具有支座和側(cè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的膠囊容座，在這里，該支座如此定位，即，經(jīng)裝入位置投入的膠囊引導(dǎo)經(jīng)過側(cè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)并且落放在支座上，從而第二沖泡模塊部件可以相對(duì)第一沖泡模塊部件運(yùn)動(dòng)以關(guān)閉沖泡室，并且該支座和該側(cè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)構(gòu)成沖泡室壁的一部分。同樣優(yōu)選的是，該沖泡模塊具有壓縮機(jī)構(gòu)，膠囊例如自兩側(cè)面被該壓縮機(jī)構(gòu)壓縮， 這導(dǎo)致萃取效果更好。壓縮機(jī)構(gòu)例如可以具有兩個(gè)能克服彈簧力移入膠囊內(nèi)腔的銷，它們?cè)跊_泡室封閉時(shí)借助于導(dǎo)向仿形輪廓而位移?！N制造膠囊的優(yōu)選方法如下所述首先，由合適的塑料制造具有五面的、單側(cè)敞開的正方體主體(或者相應(yīng)地，其它多面體形主體)。這可以在包裝生產(chǎn)工廠中以深拉方法完成。接著，在填充設(shè)備中用萃取物灌充敞開的主體。接著，呈蓋狀的缺失側(cè)面被固定在敞開的主體上，在這里，該蓋優(yōu)選具有與該主體一樣的材料組成和厚度。
根據(jù)第一可行方式，固定沿著主體的環(huán)繞邊緣進(jìn)行，例如利用超聲波焊、熱焊或者粘結(jié)。為此目的，主體最初可以具有一個(gè)沿著開放側(cè)面環(huán)繞的、朝內(nèi)或朝外凸出的凸緣，蓋與該凸緣焊接或粘結(jié)在一起。在借助超聲波焊進(jìn)行固定的情況下，凸緣此外可以配設(shè)有能量定向集中器。此時(shí)，與已知的解決方案不同的是，能量定向集中器沒有盡量遠(yuǎn)地外設(shè)，而是設(shè)置在內(nèi)表面附近。例如，在能量定向集中器的一個(gè)邊緣和由膠囊內(nèi)壁限定的平面之間的距離d可以不超過0. 7mm,最好不超過0. 6mm、0. 5mm或者0. 4mm,并且例如在0. 2mm至 0.4mm之間。如果(優(yōu)選的是)凸緣向外凸出，則蓋可以略微大于主體的敞開側(cè)面并且例如大致凸出到凸緣的外邊緣。在焊接之后，環(huán)繞的邊緣或許可以至少部分?jǐn)嚅_，例如通過沖切，以便獲得盡量最小的與正方體形狀(相應(yīng)的其它多面體)的偏差。根據(jù)第二可行方式，首先，主體最開始同樣具有環(huán)繞的朝外凸出的凸緣。蓋可以是扁平的，或者最好朝外隆起。接著，采用超聲切斷焊接方法，在此方法中，超聲波能在焊頭和切割砧塊之間被吸收，該超聲波能一方面造成比較深層的也具有高耐壓性能的焊接結(jié)構(gòu)， 另一方面，在焊接過程中同時(shí)切割掉凸出的凸緣。以下，將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的或者相似的零部件。這些附圖沒有按照比例繪制，而是按照?qǐng)D與圖之間不同的尺寸示出了部分相互對(duì)應(yīng)的零部件，其中

圖1是膠囊的視圖，圖2是圖1所示膠囊的變型的視圖，圖3是圖1所示膠囊的另一變型的視圖，圖4示意性示出了近似為正方體形的、略微呈截頭棱錐體形狀的膠囊，圖5示出了經(jīng)膠囊側(cè)面的刺穿，圖6示出了經(jīng)膠囊邊緣或者角的刺穿，圖7示出了用于制造本發(fā)明膠囊的、具有輔助凸緣的主體，圖8示出了在膠囊制造方法過程中的主體和蓋的細(xì)節(jié)，圖9和圖10示出了用于制造本發(fā)明膠囊的替代方法的主體和蓋，圖11是根據(jù)圖9和圖10所示方法制造的膠囊的視圖，圖12至圖13是用于與本發(fā)明的膠囊配合使用的沖泡模塊。根據(jù)圖1的膠囊1為正方體形并且由聚丙烯構(gòu)成，其壁厚在0. Imm至0. 5mm之間， 優(yōu)選在0. 2mm至0. 4mm、例如0. 25mm至0. 35mm之間。對(duì)于針對(duì)歐洲大陸飲用習(xí)慣的單份定量咖啡，正方體外邊長1. 2優(yōu)選為24mm至 30mm，例如為^mm至27mm。在外邊長為27. 5mm時(shí)，得到最大為約8. 5克咖啡的填充重量。 但是例如針對(duì)美國咖啡習(xí)慣，單個(gè)定量膠囊的膠囊體積也可以具有其它尺寸。在美國，針對(duì)約14-15克的填充量，膠囊可以具有例如長達(dá)34mm的外邊長，尤其是例如約32mm。針對(duì)這樣的引用習(xí)慣，對(duì)所注入的水的壓力也可相應(yīng)地做不同選擇，并且例如僅為約1-2巴，而不是在其它情況下優(yōu)選的10-18巴。總體上，優(yōu)選邊長范圍為Mmm至34mm。為了注入萃取液體和排出萃取產(chǎn)物，該膠囊可以從所有六個(gè)側(cè)面1. 1、所有十二個(gè)邊緣1. 2和所有八個(gè)角部1. 3起被刺穿，在這里，注入和排出最好在彼此對(duì)置的側(cè)面/邊緣 /角部進(jìn)行。
在根據(jù)圖2的視圖中看到，正方體形膠囊具有多個(gè)棱邊，它們以倒圓棱邊1. 2形式構(gòu)成。此外，設(shè)有在圖2中位于底側(cè)的、環(huán)繞的且略微側(cè)向凸出的凸緣1. 4，凸緣是由制造形成的，以后還將詳加描述。如圖3所示，也可以設(shè)有一個(gè)環(huán)繞的加厚結(jié)構(gòu)1. 6，其同樣由制造工藝來形成。根據(jù)圖4的膠囊1同樣近似呈正方體形。不過，在圖中頂側(cè)面1. 1略微大于底面， 因此膠囊嚴(yán)格從數(shù)學(xué)角度上講為截透棱錐體形狀。在圖中位于側(cè)旁的側(cè)面相對(duì)于底面垂直面(當(dāng)然是指垂直于底面的那個(gè)平面，該平面經(jīng)過在底面和對(duì)應(yīng)的側(cè)面之間的棱邊)的傾斜角度α很小，該角度優(yōu)選最多為2°，例如僅為約1°。此外，在底面上方的膠囊高度近似等于底邊長度，并且例如具有最多5%的偏差。圖5非常示意性示出了用穿刺件3刺穿膠囊側(cè)壁。用于刺穿膠囊以便注入或排出液體的穿刺件是已知的并且也還在持續(xù)研發(fā)中。原則上，本發(fā)明的膠囊適用于為了刺穿所選的具有選定壁厚的膠囊材料的已經(jīng)研發(fā)出來的任何穿刺機(jī)構(gòu)，就是說，本發(fā)明膠囊的特殊形狀并不會(huì)帶來與其它形狀對(duì)刺穿機(jī)構(gòu)所不同的要求。不過，優(yōu)選是這樣的布置，在這里，在注入器側(cè)和尤其在萃取側(cè)設(shè)有多個(gè)分布的穿刺元件，而不是僅有一個(gè)居中安置的穿刺元件。圖6示出從邊緣起刺破膠囊1的相應(yīng)布置結(jié)構(gòu)。該布置結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)相互對(duì)應(yīng)的且緊鄰邊緣的穿刺元件，所述穿刺元件刺透與一個(gè)邊緣相鄰的側(cè)面，以便能使液體注入或流出。其它對(duì)穿刺元件可以沿著邊緣長度布置，或者可以給與該邊緣相鄰的兩個(gè)側(cè)面配置不同數(shù)量的穿刺元件。也可以想到從角部刺破膠囊，在這里，優(yōu)選設(shè)有至少三個(gè)穿刺元件， 對(duì)于在角部相接的每個(gè)膠囊側(cè)面各設(shè)一個(gè)。用于注入或流出的穿刺元件的相應(yīng)布置結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在對(duì)置的側(cè)面/邊緣/角部上，在這里，原則上也可以想到非對(duì)稱的布置結(jié)構(gòu)(經(jīng)一個(gè)邊緣注入，經(jīng)一個(gè)側(cè)面等流出)。結(jié)合圖7和圖8，以下還要描述制造上述類型的膠囊的方法，在這里，該方法對(duì)應(yīng)于第一可行方式。圖7示出了單側(cè)敞開的正方體形膠囊體11，就像例如可通過深拉制造的膠囊體。與在圖中靠上的開口相鄰的側(cè)壁11. 1僅略微以1°相對(duì)于與開口對(duì)置的壁面(底壁)的垂直面傾斜，確切說是如此傾斜，在該內(nèi)側(cè)面上測(cè)量，該開口略大于底壁面積。通過該或選特征，正方體形膠囊體可以在未填充狀態(tài)中以省地的方式堆疊。根據(jù)本發(fā)明，還有以下的可能性，即，省去略微傾斜，以獲得正好呈正方體形狀的膠囊。在此情況下，未填充的敞開的正方體形膠囊體無法再良好堆疊并且例如有利地作為散放貨物來輸送。在開口區(qū)域內(nèi)，從外側(cè)在該打開的正方體形膠囊體上設(shè)置一個(gè)環(huán)繞的凸緣12，凸緣能在側(cè)向上明顯突出。如從根據(jù)圖8的視圖中看到的那樣，凸緣12具有朝上(就是說朝開口側(cè))指向的凸脊11. 5，該凸脊具有頂側(cè)邊緣(在橫截面視圖中對(duì)應(yīng)于尖頭)。帶有凸脊11. 5的凸緣12作為借助超聲波焊固定蓋13時(shí)的輔助手段。為此，蓋13 如圖8所示地安放。接著，從上方(就圖8所示的取向而言)將超聲波焊接裝置的焊頭壓到蓋上，超聲振蕩被耦合輸入蓋中。凸緣12此時(shí)首先用于施加反作用力填充有萃取物的膠囊體11在承受超聲振蕩之前被安放在支座15上，從而它突入一個(gè)根據(jù)膠囊體橫截面而形成的開口并以凸緣12抵靠著開口邊緣。這樣一來，膠囊體在超聲波焊接時(shí)被固定，所需要的反作用力可以與膠囊體11穩(wěn)定性無關(guān)地來施加。凸脊11. 5作為超聲波焊過程中的能量定向集中器。在凸脊區(qū)域中，超聲波能主要被轉(zhuǎn)換為熱，從而蓋13和膠囊體材料11在周邊開始熔化并且相互熔接。代替凸脊11. 5或者除此之外，凸緣還可以具有其它的作為能量定向集中器的結(jié)構(gòu)，例如多個(gè)尖頭等。在超聲波焊作業(yè)之后，凸緣可被沖切除去。這樣出現(xiàn)了如圖3所示的正方體，充其量具有僅略微(例如以不超過0. Imm的程度)凸出的如圖2所示的凸緣1. 4。對(duì)此目的有利的是，如圖8所示，能量定向集中器(在此是凸脊11. 5)不像現(xiàn)有技術(shù)所公開的那樣盡量遠(yuǎn)地外設(shè)在凸緣上，而是位于內(nèi)側(cè)，靠近膠囊體11的內(nèi)壁，因?yàn)樵跊_切過程中優(yōu)選應(yīng)該將沖切模具安置在能量定向集中器在焊接前所處的地點(diǎn)之外。例如，由凸脊11. 5構(gòu)成的棱邊和內(nèi)壁之間的距離d不超過0. 7mm，特別優(yōu)選更小，例如最多0. 6mm、 0. 5mm或者0. 4mm,例如在0. 25mm至0. 4mm之間。在圖9和圖10中示出了膠囊體11和蓋的變型(帶有略微夸大示出的輕微錐體形狀)，如同可被用于按照第二可行方式的制造方法(利用超聲切斷和封焊工藝)那樣。膠囊體的凸緣12和蓋的凸緣13. 2在砧上相互抵靠，隨后用超聲切斷封焊方法被斷開，在這里， 得到了帶有僅略微突出的焊道的正方體形膠囊。與上述的實(shí)施方式不同，該膠囊體具有與側(cè)壁寬度相比略小的高度，并且蓋朝外隆起(在圖中能清楚看到蓋內(nèi)部13. 1的隆起)，以補(bǔ)充不足的正方體高度。由此一來，焊道略微從上端面偏移，就是說向下錯(cuò)移。圖11示出了利用上述的超聲切斷封焊方法制造的膠囊1的一個(gè)例子?？梢郧宄吹綖榧s1° (也見圖4)的僅略微不等于0°的角度α和周向的焊道14，焊道以最大約d =0. 35mm的程度向四面?zhèn)认蛲钩?，就是說，對(duì)于27. 5毫米見方的正方體尺寸，最多凸出約 3%。焊道如所述的那樣相對(duì)于頂側(cè)端面朝下略微偏移。圖12和圖13示出帶有膠囊1的沖泡模塊。沖泡模塊按照已知方式具有在機(jī)座與兩個(gè)豎直導(dǎo)向壁之間被導(dǎo)向的排出裝置103和注入器104，它們可以通過可繞轉(zhuǎn)動(dòng)銷106擺轉(zhuǎn)的操作手柄相對(duì)相互移動(dòng)。在所示的實(shí)施方式中，注入器通過操作手柄的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以移向排出裝置103，而排出裝置無法相對(duì)機(jī)座移動(dòng)。在圖12中能清楚看到用于裝入立方體形的定量膠囊的裝入口 107。裝入口形成在機(jī)座中，位于排出裝置103的區(qū)域內(nèi)并且在操作手柄運(yùn)動(dòng)時(shí)保持固定不動(dòng)。裝入口可以朝下略微縮小呈錐形，以便在裝入時(shí)對(duì)膠囊產(chǎn)生對(duì)中作用，而膠囊傾斜的危險(xiǎn)不會(huì)太高。在工作狀態(tài)中，沖泡模塊作為咖啡機(jī)的水平?jīng)_泡模塊，咖啡機(jī)除了沖泡模塊外還具有水箱、水加熱裝置(例如連續(xù)加熱器)和用于供應(yīng)沖泡水給注入器104的泵。注入器的相應(yīng)的供應(yīng)管路118可以按照已知的方式構(gòu)成，它們不是本發(fā)明的主題，在這里沒有詳加描述。此外，注入器具有至少一個(gè)帶有對(duì)應(yīng)的供應(yīng)口的穿刺尖112，從而膠囊可被刺破并且可通過供應(yīng)口接受萃取液體?？Х葯C(jī)還具有例如安置在沖泡室下方的膠囊容器，在膠囊容器中，膠囊在沖泡過程后通過操作手柄的提起被自動(dòng)拋卸出。排出裝置103也配備有至少一個(gè)穿刺尖111和一個(gè)對(duì)應(yīng)的排出口。此外，根據(jù)配置，也可以設(shè)有排出管路，從排出裝置的出口流出的咖啡等利用蓋排出排出管路被輸送，從而咖啡流入擱在預(yù)定地點(diǎn)的杯子中。如尤其是在圖12中清楚看到的那樣，排出裝置103構(gòu)成膠囊容座，其具有限定出安放面20的支座21用于經(jīng)裝入口裝入的膠囊。在沖泡室敞開時(shí)經(jīng)裝入口裝入的近似正方體形的膠囊將穿過第一側(cè)壁地被安放到支座21上。
此外，注入器在兩側(cè)各有一個(gè)通過導(dǎo)向片31安裝的壓緊銷32，壓緊銷可克服一個(gè)附圖未示出的、設(shè)置在壓緊銷的凸緣32. 1和側(cè)壁115之間的彈簧的彈力地朝內(nèi)移動(dòng)，從而壓緊銷在靜止位置上沒有向內(nèi)超出側(cè)壁115，而在偏離位置上朝內(nèi)超出側(cè)壁并突入沖泡室中。凸緣32. 1同時(shí)也與導(dǎo)向片31 —起構(gòu)成用于限制壓緊銷32徑向外移的止擋。壓緊銷32的作用方式如圖13所示。在沖泡模塊的側(cè)部中，在兩側(cè)分別集成有一個(gè)仿形曲面42。這樣的仿形曲面或是可以形成在相應(yīng)的側(cè)壁本身中，或是如圖所示形成在被固定在側(cè)壁上的仿形曲面元件41中。壓緊銷32被彈簧力向外側(cè)緊壓到仿形曲面42。當(dāng)注入器104從敞開位置移動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)，它因?yàn)榉滦吻嫘螤疃朔椈闪Τ瘍?nèi)偏轉(zhuǎn)。 這樣，被送入的膠囊在兩側(cè)被壓縮。壓緊銷的朝內(nèi)偏轉(zhuǎn)例如可以在2mm至8mm之間，最好在 3. 5mm至7mm之間。這樣，咖啡粉在膠囊內(nèi)被壓實(shí)，尤其在中央?yún)^(qū)域內(nèi)。結(jié)果，也防止居中流過的沖泡液體遇到比沿膠囊周邊流動(dòng)的沖泡液體低的阻力。此外，在過渡至沖泡室封閉狀態(tài)時(shí)，膠囊被略微移向排出裝置側(cè)，同時(shí)在兩側(cè)通過排出裝置的刺透尖111和注入器刺透尖112被刺透。壓緊銷32除了壓縮萃取物外還有其它功能。它們?cè)斐赡z囊在沖泡之后在沖泡室開放時(shí)將沿注入器方向排出膠囊容座，從而膠囊可向下掉落到一個(gè)(未標(biāo)出)膠囊容器中。 這是如此自動(dòng)完成的，當(dāng)注入器移動(dòng)時(shí)，壓緊銷32首先還是插入沖泡室內(nèi)并且固定住膠囊。這種固定大概在圖12所示的位置上才解除，在此位置上，膠囊重心已經(jīng)離開了安放區(qū)。 根據(jù)膠囊的充滿程度，這種效果會(huì)因通常萃取物在沖泡之后泡脹并且因而易于使膠囊壁略微朝外鼓起而進(jìn)一步增強(qiáng)。同樣能在圖13中看到，在注入器側(cè)的刺透尖112具有不同于在排出裝置側(cè)的刺透尖111的相互間距。在所示的例子中，在注入器側(cè)的這些刺透尖明顯比在排出裝置側(cè)的刺透尖(在這里有14mm的相互間距)進(jìn)一步更靠外地設(shè)置(在此有19mm的相互間距)?？傮w優(yōu)選的是，所述尖的間距明顯不同，例如相差至少15 %。如此構(gòu)成該沖泡室，在沖泡過程中，沒有沖泡水繞過膠囊到達(dá)排出裝置，并且也沒有萃取產(chǎn)物向排出裝置之外的別處流動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于咖啡機(jī)的定量膠囊(1)，包括膠囊壁，其中該膠囊壁包圍一個(gè)封閉的填充有萃取物的內(nèi)腔并且完全沒有過濾件和其它設(shè)置在該壁和萃取物之間的元件，因而萃取物能直接貼靠在每一側(cè)，其中該膠囊壁還能利用注入器的或者排出裝置的穿刺件C3)在封閉咖啡機(jī)的沖泡室的情況下被刺穿，以注入處于壓力的萃取液體和在沖泡過程后排出在膠囊內(nèi)制得的萃取產(chǎn)物，該膠囊被構(gòu)造成在沖泡過程中處于正壓，其特征是，該膠囊呈正方體形或者長方體形并且沒有從表面突出的、明顯不同于正方體形狀或者長方體形狀的定位件、 凸緣或邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊，其特征是，該膠囊呈正方體形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠囊，其特征是，該膠囊在每對(duì)對(duì)置的立方體側(cè)面可被刺穿。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的膠囊，其特征是，該膠囊在所有六個(gè)側(cè)面具有基本相同的材料成分和基本相同的厚度。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的膠囊，其特征是，該膠囊可通過在對(duì)置的兩個(gè)側(cè)壁上對(duì)每個(gè)中心點(diǎn)施加壓力克服彈性反作用力地被壓縮，從而縮小體積。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的膠囊，其特征是，壁厚在0.Imm至0.5mm之間。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的膠囊，其特征是，該膠囊由塑料最好是聚丙烯構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠囊，其特征是，膠囊六個(gè)側(cè)面中的至少五個(gè)側(cè)面通過使塑料膜變形來形成。
9.一種咖啡沖泡裝置，具有至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的膠囊以及咖啡機(jī)， 該咖啡機(jī)具有沖泡模塊，該沖泡模塊具有第一沖泡模塊部件(103)，可相對(duì)該第一沖泡模塊部件移動(dòng)的第二沖泡模塊部件(104)，其中該第一和第二沖泡模塊部件構(gòu)成用于從膠囊排出萃取產(chǎn)物的排出裝置和用于將萃取液體注入膠囊的注入器和具有與膠囊形狀匹配的形狀的沖泡室，該沖泡室在沖泡過程中至少部分包圍該膠囊，該排出裝置和該注入器均具有至少一個(gè)穿刺尖，該穿刺尖在沖泡室封閉的情況下刺透該膠囊，該沖泡室匹配于該膠囊的形狀并且起到密封作用，從而通過注入器被注入該膠囊的沖泡液體僅能經(jīng)過該膠囊到達(dá)排出裝置側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征是，沖泡模塊具有壓縮機(jī)構(gòu)，該膠囊在沖泡室內(nèi)通過該壓縮機(jī)構(gòu)被壓縮，從而縮小體積。
11.一種制造根據(jù)權(quán)利要求8所述的膠囊的方法，包括以下步驟-通過深拉制造具有五個(gè)側(cè)面且在第六側(cè)面敞開的多面體形主體(11)；-用萃取物或提取物填充該主體(11)；-沿著敞開的該第六側(cè)面的環(huán)繞邊緣固定一個(gè)蓋(1 ，從而所形成的內(nèi)腔被完全封閉。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，該主體形成有沿環(huán)繞邊緣設(shè)置的凸緣 (12)，并且在固定該蓋(1 時(shí)，該蓋在該凸緣處與該主體焊接或粘結(jié)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征是，在焊接或粘結(jié)時(shí)，該凸緣(1 支承在支座 (15)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13之一所述的方法，其特征是，該蓋利用超聲波焊被固定在該主體上。
15.根據(jù)引用權(quán)利要求12或13的權(quán)利要求14所述的方法，其特征是，在超聲波焊工序中，通過超聲波作用同時(shí)斷開該凸緣(12)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的用于形成封閉的且填充有萃取物或提取物的內(nèi)腔的膠囊(1)可如本身已知的那樣通過注入器或者排出裝置的穿刺元件刺透，以便注入萃取液體和排出在沖泡過程后在膠囊內(nèi)制得的萃取產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明，該膠囊的特征是，該膠囊呈正方體形或者長方體形。
文檔編號(hào)A47J31/24GK102405179SQ201080017018
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
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