專利名稱：具有集成的刺穿件的膠囊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及基于膠囊中容納的配料生產(chǎn)飲料或其它液體食物的領(lǐng)域。特別
地，本發(fā)明涉及包含一體形成的/集成的剌穿件的膠囊。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的背景是容納飲料或其它食物配料的膠囊的領(lǐng)域。通過這些配料與液體的 相互作用，可生產(chǎn)諸如咖啡、茶的飲料或者諸如湯的其它食物。所述相互作用可基于在具有 諸如水的液體稀釋劑的情況下飲料物質(zhì)的提取、混合或溶解的原理。 本發(fā)明的膠囊更特別地適合于容納研磨咖啡，以便通過將壓力下的熱水注入膠囊 并且從該膠囊獲得咖啡飲料來生產(chǎn)咖啡飲料。 用于從容納物質(zhì)的膠囊獲得流體食物的系統(tǒng)和方法例如從EP512470A已知。
現(xiàn)有技術(shù)中描述的提取過程的原理可被總結(jié)如下。 初始密封的膠囊被插入系統(tǒng)的專用室，在該專用室中設(shè)有注水裝置，該注水裝置 能夠?qū)⑺⑷肽z囊。在該室中，設(shè)有專用開口裝置，該開口裝置在膠囊的第一壁中產(chǎn)生至少 一個開口。因此，通過第一壁中的開口進(jìn)入膠囊的水在穿過膠囊內(nèi)部的同時與膠囊中容納 的配料相互作用，然后通過在膠囊的第二壁中形成的至少一個開口 /穿孔離開膠囊。膠囊 中的水與配料相互作用的結(jié)果是產(chǎn)生飲料或其它食物。 膠囊在使用之前可被氣密地封閉，以在規(guī)定的保存期內(nèi)確保配料的新鮮度。膠囊
也可僅形成封閉的但不一定氣密的包封件，并且被單獨(dú)地或成組地包裝在氣密包裝件中。
因此，至少可通過不可透過液體的壁、優(yōu)選地不可透過液體和氣體的壁來封閉膠
囊，至少其中一個壁僅在使用期間被剌穿，以便例如在膠囊被引入設(shè)備時注入水。 在已知的飲料制備設(shè)備中，通過引入不屬于膠囊本身的剌穿件、即設(shè)在飲料制備
設(shè)備上的剌穿件來剌穿膠囊。 一般來說，通過將剌穿件引入膠囊的外壁來剌穿該外壁。因
此，液體可通過在膠囊的外壁中生成的孔或開孔被注入膠囊。 但是，已知的實(shí)施例存在如下缺陷，即，某些膠囊可能難以被重復(fù)地剌穿。尤其對 于包括塑料壁的膠囊，該材料比較難以剌穿，并且設(shè)備的剌穿件可能比較快地變鈍。因此， 不再能剌穿新的膠囊，并且飲料制備設(shè)備必須返回服務(wù)站或維修站以便修理或更換剌穿 件。 此外，已知設(shè)備的剌穿裝置僅提供單一的膠囊注入模式。因此，不能改變液體被注 入膠囊的方式，例如在膠囊的體部中產(chǎn)生的孔的數(shù)量、注射方向、注射深度等，除非在設(shè)備 中提供如W0 2005/020768所描述的特定注射變換系統(tǒng)，但是其制造更為復(fù)雜。
已知設(shè)備還具有這樣的缺陷，S卩，當(dāng)膠囊被從設(shè)備中移除時，設(shè)備的剌穿件同時與 膠囊分離。結(jié)果，膠囊中大的孔使得飲料殘渣例如咖啡固體物可能泄露。此問題的一種已 知解決方案是如EP 1165398中提出的在膠囊中設(shè)置過濾器裝置，該過濾器裝置防止這樣 的殘渣離開或者排出。但是，此解決方案需要提供與膠囊的配料隔室中的飲料配料相接觸 的附加元件。因此，該該附加元件必須由食物級的并且通常惰性的材料制成。該過濾器還必須密封在膠囊的內(nèi)表面上，因此在密封方面與膠囊的體部材料相適應(yīng)。因此，比較難以找 到滿足所有要求的特征的相應(yīng)材料。 現(xiàn)有技術(shù)的開口裝置的另一個缺陷是，剌穿件在剌穿膠囊的壁或表面時通常與膠 囊中的配料相接觸。這對于某些配料例如嬰兒配方奶粉尤其不利，對于這樣的配料，如PCT/ EP08/057979中所描述的，在每個循環(huán)之后必須清潔或消毒剌穿件。 WO 2006/030461涉及一種包括沿外部隔膜的方向向上翻轉(zhuǎn)的剌穿件的膠囊。因 而，該剌穿件從內(nèi)部面向膠囊的外部隔膜。因此，通過流體壓力實(shí)現(xiàn)膠囊的隔膜的剌穿，該 流體壓力將隔膜壓在膠囊中設(shè)置的尖銳元件上。但是，此解決方案具有一些缺陷。特別地， 隔膜容易由于偶然情況破裂。因而，用戶可能由于面向膠囊外部的尖銳的突出剌穿件而傷 到自己。此外，如果在膠囊使用之前隔膜被剌穿，則會導(dǎo)致配料的迅速劣化。
因此，本發(fā)明旨在提供上述問題的解決方案。 本發(fā)明還針對其他目標(biāo)，尤其旨在提供在本說明書的以下部分中顯現(xiàn)的其它問題 的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明提出了一種用于容納飲料配料的膠囊，所述膠囊包括密封的
配料隔室、入口面和出口面，所述膠囊還包括開口裝置，所述開口裝置在所述入口面處定位
在所述配料隔室外部，并且具有朝向所述配料隔室定向的至少一個剌穿件。 根據(jù)本發(fā)明的膠囊可與專用的飲料制備設(shè)備或飲料系統(tǒng)結(jié)合使用，以便能夠通過
與供給到膠囊中的液體和飲料配料的相互作用來制備飲料；所述相互作用在膠囊的配料隔
室中發(fā)生。這里，設(shè)置在膠囊的配料隔室外部的具有至少一個剌穿件的開口裝置使得能夠
通過飲料制備設(shè)備的專用致動構(gòu)件實(shí)現(xiàn)剌穿致動。 對于根據(jù)本發(fā)明的膠囊，由于開口裝置形成為膠囊的一個部分或多個部分，所以 可提供用于每個膠囊的可靠的開口機(jī)構(gòu)。因此，即使是由難以剌穿的材料制成的膠囊，例如 由塑料如PP塑料制成的膠囊，也可被有效地剌穿，這是因?yàn)樨荽┘H使用一次，因而不會 遭受磨損作用。 應(yīng)理解，根據(jù)膠囊中容納的配料的類型和/或要由膠囊生產(chǎn)的飲料，膠囊可包括 具有不同設(shè)計的開口裝置。因而，可使剌穿模式適合于膠囊中配料的類型和/或要生產(chǎn)的 飲料。因此，可提高系統(tǒng)的通用性。 膠囊的開口裝置可被保持在設(shè)在膠囊的體部中的至少一個凹部內(nèi)。在一個模式
中，所述凹部為突出到膠囊的配料隔室內(nèi)的環(huán)形凹槽。因此，可利用膠囊本身確保對開口裝
置的機(jī)械引導(dǎo)，而不需要外部引導(dǎo)裝置。此外，開口裝置至少部分地被隱藏在膠囊內(nèi)，以避
免偶然/人為地剌穿膠囊。應(yīng)指出，根據(jù)本發(fā)明，所述凹部也可具有適合于容納開口裝置的
不同幾何形狀。此外，在膠囊上可設(shè)置多于一個的凹部以用于容納開口裝置。 用于容納開口裝置的凹部可被隔膜或?qū)Ｓ蒙w構(gòu)件覆蓋，以便隱藏剌穿件。因而，可
進(jìn)一步降低偶然打開膠囊的危險。 由于包含所述至少一個剌穿件的開口裝置設(shè)置在隔室外部且在膠囊的凹部內(nèi)，所 以可保持將與膠囊一起使用的飲料制備設(shè)備的專用致動裝置不與隔室內(nèi)容納的配料相接 觸。因此，可提供更衛(wèi)生的系統(tǒng)，并且可有效地防止要制備的飲料的交叉污染。
所述開口裝置優(yōu)選地可移動地設(shè)置在環(huán)形凹部內(nèi)。在一種可能的模式中，開口裝置通過壓配合或夾持被連接在凹部內(nèi)。此外，專用支承件或至少一個定位構(gòu)件可設(shè)置在膠囊的凹部內(nèi)，以支承該開口裝置。這樣，由于開口裝置連接在凹部內(nèi)，有效地防止了在膠囊運(yùn)輸期間開口裝置發(fā)生不必要的移動。 在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，開口裝置以這樣的方式配置在凹部內(nèi)，S卩，當(dāng)例如通過設(shè)
置在將與膠囊一起使用的設(shè)備上的機(jī)械裝置在開口裝置上施加一定壓力時，該開口裝置發(fā)
生滑動。因此，可在專用飲料制備設(shè)備上提供致動構(gòu)件，其適合于在開口裝置上施加預(yù)先限
定的力或壓力，以便克服將開口裝置支承在膠囊的凹部中的壓配合布置的摩擦力，從而使
開口裝置朝配料隔室移動，并且利用開口裝置的剌穿裝置來剌穿配料隔室。 在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述開口裝置是包括至少一個剌穿件的形成為一個部分的
剌穿元件，其優(yōu)選地由與膠囊的體部不同的材料制成。但是，開口裝置和膠囊也可由相同材
料形成。 膠囊的體部優(yōu)選地由注塑塑料或熱成型塑料例如PP或PA、或者金屬制成。特別地，可使用具有一個或多個阻氣層(例如EV0H、金屬)的塑料例如PP。 所述開口裝置優(yōu)選地由硬塑料例如PP、 PET、聚碳酸酯或PA制成，或者由金屬制成。因而，通過該剌穿裝置能夠?qū)崿F(xiàn)膠囊體部、相應(yīng)地配料隔室的有效剌穿。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述開口裝置包括環(huán)形基部和由數(shù)個剌穿刀片或尖釘形成的剌穿件。因而，根據(jù)要剌穿的膠囊的材料和/或厚度和/或希望的注水模式，剌穿刀片或尖釘可具有適合于剌穿膠囊的配料隔室的可變的形狀。因此，在配料隔室中可形成具有不同形狀和橫截面的孔或開孔，通過所述孔或開孔可注入液體。 所述開口裝置可由插入膠囊的凹部的整體式部件或者數(shù)個部件形成。特別地，剌穿裝置可由具有諸如數(shù)個刀片或尖釘?shù)呢荽┘墓谛位啃纬?。在另一模式中，開口裝置可包括數(shù)個弧形區(qū)段，所述區(qū)段包括剌穿刀片或尖釘并且分布在膠囊的凹部內(nèi)。這里，通過開口裝置的冠形部分或弧形區(qū)段，阻止了固體殘渣從由于開口裝置而在膠囊的入口面處生成的剌穿孔再次涌出，即使在從設(shè)備移除膠囊之后，所述冠形部分或弧形區(qū)段仍封閉該凹部或凹槽。因此，在膠囊被使用之后，可有效地防止研磨咖啡或液體從注射孔再次涌出。
所述開口裝置還可包括用于在膠囊的入口面與配料隔室之間建立尺寸受控的流體流徑的內(nèi)部流道。因此，在膠囊的入口面處的從設(shè)備提供的液體可根據(jù)更加受控的注射模式經(jīng)由所述內(nèi)部流道被有效地注入配料隔室。 在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述內(nèi)部流道包括出口開孔，所述出口開孔設(shè)計成將提供給流道的液體引到配料隔室中。因此，可影響在膠囊的配料隔室中的液體分布，從而使液體分布適合于膠囊內(nèi)提供的配料的性質(zhì)和/或要制備的飲料。 在一個可能的模式中，所述內(nèi)部流道設(shè)計為具有這樣的出口開孔，即，該出口開孔分布成相對于流道的主方向沿至少一個徑向方向引導(dǎo)注入隔室的液體。因此，可在隔室的整個橫截面上將液體更均勻地分布到配料隔室中。 在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述開口裝置包括閥裝置，所述閥裝置設(shè)計成響應(yīng)在其上施加的壓力和/或力而打開或封閉開口裝置的內(nèi)部流道或膠囊的凹部。特別地，所述閥裝置可以是諸如橡膠彈性密封墊圈的單向閥，其在剌穿件被向下推進(jìn)或擠壓時和/或水被注入凹部時打開，并且在開口裝置上的壓力被釋放時封閉凹部或流道。結(jié)果，當(dāng)膠囊在使用之
6后從飲料制備設(shè)備被移除時，從膠囊釋放的液體大大減少或者沒有釋放液體。 優(yōu)選地，膠囊的開口裝置被設(shè)計成與專用的機(jī)械或物理致動裝置相互作用，所述
致動裝置由與根據(jù)本發(fā)明的膠囊結(jié)合使用的專用飲料制備設(shè)備提供。因此，提供了膠囊的
簡單且高效的打開機(jī)構(gòu)。 在使用之后，即在飲料制備之后，膠囊與其專用開口裝置一起被丟棄。因此，不需要對剌穿件進(jìn)行清潔或消毒。這對于敏感配料例如牛奶或嬰兒配方奶粉是尤其有利的。
根據(jù)本發(fā)明的膠囊可容納研磨咖啡、茶、草藥茶、可可粉、巧克力粉、奶粉、湯、營養(yǎng)配料例如嬰兒或幼兒配方奶粉、等等。 在第二方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通過將液體注入剛性膠囊而從剛性膠囊的配料隔室中容納的食品物質(zhì)來制備飲料，所述系統(tǒng)包括具有至少一個包封件的設(shè)備，所述包封件連接到封閉機(jī)構(gòu)以用于選擇性地將所述膠囊包封在設(shè)備的接納室內(nèi)，所述設(shè)備還包括貯液器，連接到所述貯液器以用于將液體供給到接納室的泵，以及連接到包封件的用于致動設(shè)在膠囊的入口面處的開口裝置的專用致動裝置，其中，所述開口裝置包括朝向膠囊的配料隔室定向的剌穿裝置。 此外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括用于控制至少設(shè)備的泵的操作的控制單元，和連接到設(shè)備的貯液器和泵的加熱單元。因此，加熱加壓液體可被提供給設(shè)備的接納室，從而提供給被包封件包封的膠囊。 優(yōu)選地，設(shè)備的致動裝置包括推進(jìn)件，該推進(jìn)件被設(shè)計成致動膠囊的開口裝置。特
別地，該推進(jìn)件被設(shè)計成接合在膠囊的環(huán)形凹部內(nèi)，其中膠囊的開口裝置插入該凹部。這
里，推進(jìn)件被設(shè)計成在開口裝置上施加壓力，以使膠囊的配料隔室被剌穿。 所述推進(jìn)件可以是固定地設(shè)置在設(shè)備的包封件上的構(gòu)件，以便當(dāng)包封件在設(shè)備的
接納室內(nèi)接合膠囊時施加壓力。但是，所述推進(jìn)件也可在包封件包封膠囊之后與單獨(dú)的致
動機(jī)構(gòu)接合。 所述推進(jìn)件優(yōu)選地具有圓柱形狀，其接合在膠囊的環(huán)形凹部內(nèi)。 在一個可能的實(shí)施例中，所述推進(jìn)件具有切割或剌穿邊緣，以便能夠剌穿或切割
現(xiàn)有技術(shù)的膠囊，即，不具有根據(jù)本發(fā)明的開口裝置的膠囊，例如鋁制膠囊。 在另一個可能的實(shí)施例中，膠囊的開口裝置在從膠囊外部向膠囊的入口面施加壓
力的流體的作用下被推進(jìn)。因而，不需要機(jī)械推進(jìn)件以使設(shè)備與膠囊的開口裝置相互作用。
致動流體可以是氣體例如壓縮空氣和/或液體例如加壓熱水。 此外，飲料生產(chǎn)設(shè)備還可包括膠囊保持器，該膠囊保持器包括一個或多個穿透元件例如棱錐組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以便撕裂設(shè)在膠囊的出口面處的箔構(gòu)件，如EP0512470中所述。 在一個可選實(shí)施例中，膠囊本身包括如EP1604915中所述的液體輸送開口裝置。


本領(lǐng)域技術(shù)人員通過結(jié)合附圖閱讀下文對本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述，將會清楚看到本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和目標(biāo)。 圖la以剖面?zhèn)纫晥D示出根據(jù)本發(fā)明的膠囊的一個優(yōu)選實(shí)施例，其中開口裝置處于其初始位置。
圖lb示出根據(jù)圖la的膠囊，其中開口裝置剌穿配料隔室的外壁。
圖2以透視側(cè)視圖示出根據(jù)本發(fā)明的開口裝置的一個優(yōu)選實(shí)施例。
圖3a示出根據(jù)圖2的開口裝置的剖面?zhèn)纫晥D。 圖3b以剖面?zhèn)纫晥D示出根據(jù)本發(fā)明的開口裝置的另一個優(yōu)選實(shí)施例。 圖4a以剖面?zhèn)纫晥D示出根據(jù)本發(fā)明的飲料制備設(shè)備的包封件。 圖4b示出根據(jù)圖4a的包封件，其中該設(shè)備的包封件的致動件與根據(jù)本發(fā)明的膠
囊的開口裝置相互作用。 圖5a以透視側(cè)視圖示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的推進(jìn)件的一個優(yōu)選實(shí)施例。 圖5b示出配備有刀片并且適合于打開現(xiàn)有技術(shù)的具有鋁或塑料體部部分的膠囊
的推進(jìn)件的一個優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖la示出根據(jù)本發(fā)明的膠囊1的剖面?zhèn)纫晥D，膠囊1包括剛性體部2、入口面3a 和出口面3b。優(yōu)選地，入口面3a和剛性體部2是由相同材料形成的一體部分。剛性體部2 可例如由塑料通過注射模塑制成。此外，剛性體部2和入口面3a可由金屬例如鋁制成。
出口面3b優(yōu)選地由薄的鋁箔制成，該鋁箔在膠囊2的外凸緣部分6處密封到膠囊 2的體部上。由于出口面3b以氣密方式密封到膠囊上，所以可獲得氣密密封的膠囊。
膠囊體部2和出口面3b包封配料隔室11。其中，諸如咖啡粉末(例如，烘焙和研 磨咖啡)、茶和/或奶粉的配料可被容納在該隔室中。 在膠囊的入口面3a處設(shè)有凹部5，如在圖la中可見，該凹部5突入配料隔室11 內(nèi)。優(yōu)選地，凹部5為例如具有U形橫截面的環(huán)形，并且相對于膠囊1的旋轉(zhuǎn)軸線Z同心地 設(shè)置。 該凹部包括彼此同心地設(shè)置并且間隔距離b的內(nèi)壁5a和外壁5b。因此，凹部5具 有預(yù)先限定的寬度b。優(yōu)選地，寬度b的值在0. 2到0. 8cm的范圍內(nèi)。 此外，凹部5包括相對于該凹部的上部邊緣5d以深度d設(shè)置的下部底部部分5c。 優(yōu)選地，深度d的值在0. 3到1. 5cm的范圍內(nèi)。 凹部5的內(nèi)側(cè)壁部分5a、外側(cè)壁部分5b和底部部分5c形成為膠囊體部2的一體 部分。因而，凹部5的底部部分5c可具有比膠囊的體部的其余部分更薄的厚度，或者可具 有局部弱化的區(qū)域。但是，優(yōu)選地，膠囊2的體部具有相同的厚度，因而側(cè)壁部分5a、5b和 底部部分5c優(yōu)選地與膠囊的體部2的其余部分具有相同厚度。 在凹部5內(nèi)部，容納有膠囊開口裝置4。因而，開口裝置4優(yōu)選地與該凹部互補(bǔ)地 形成。因此，開口裝置4相對于膠囊1的中心軸線Z同心地布置。 如圖2所示，開口裝置4具有環(huán)形或冠形基部，該基部具有剌穿件4b，該剌穿件4b 適合于剌穿凹部5的底部部分5c，從而適合于剌穿膠囊的配料隔室11。
在其初始位置，開口裝置4被凹部的側(cè)壁5b和5a引導(dǎo)，從而開口裝置4相對于膠 囊體部2的運(yùn)動沿平行于膠囊的軸線Z的方向被引導(dǎo)。因此，開口裝置4優(yōu)選地可滑動地 被設(shè)置在凹部5內(nèi)。 但是，開口裝置4還可壓配合到凹部5內(nèi)，使得開口裝置4相對于膠囊體部2的運(yùn) 動僅能通過在開口裝置4上施加壓力以克服開口裝置4和凹部5之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，膠囊的入口面3a可被附加的隔膜24覆蓋(見圖la和lb)，該
隔膜24優(yōu)選地尤其覆蓋膠囊1的凹部5。因此，為膠囊1提供了顯竊啟(tamper evident)
蓋。因而，用戶能夠看到膠囊是否已被使用過或者入口面是否已被損壞。 開口裝置4優(yōu)選地包括設(shè)置在該開口裝置的環(huán)形基部4a內(nèi)的多個內(nèi)部流道4c。
因而，內(nèi)部流道4c連接到設(shè)在開口裝置的剌穿件4b處的出口開孔4d。例如，開孔4d相對
于流道的方向沿徑向定向。 如圖la和lb中可見，開口裝置設(shè)置成使得剌穿件4b沿凹部5的底部部分5c的方向，從而朝向膠囊1的配料隔室11。 應(yīng)理解，可通過在開口裝置4上施加適合于克服開口裝置4與側(cè)部5a和5b之間的摩擦力的力而使開口裝置4在凹部5內(nèi)滑動，該摩擦力是由于開口裝置4被壓配合在凹部5中導(dǎo)致的。 因此，可在與膠囊一起使用的設(shè)備上設(shè)置專用致動裝置，該致動裝置能夠沿平行于膠囊1的中心軸線Z的方向在開口裝置4上施加力。應(yīng)理解，設(shè)備的這種專用致動裝置可以是適于與開口裝置4相互作用的任何機(jī)械或物理裝置。 因而，在開口裝置4相對于膠囊1的體部2移動從而使得凹部5的底部部分5c被開口裝置4的剌穿件4b剌穿的情況下，剌穿件4b如圖lb所示突入配料隔室11。因此，剌穿裝置4b的出口開孔4d突入配料隔室ll，從而供應(yīng)至凹部5的液體能夠通過開口裝置4的內(nèi)部流道4c流入配料隔室11。 應(yīng)指出，開口裝置的剌穿件4b還可設(shè)計成不包含內(nèi)部流道4c。相應(yīng)地，開口裝置僅設(shè)計成在其上施加有力或壓力的情況下剌穿凹部5的底部部分5c，從而剌穿配料隔室11。因而，由專用飲料制備設(shè)備提供給凹部5的液體繞過該開口裝置，并且通過由剌穿裝置4b在底部部分5c中形成的開孔流入配料隔室。 圖2以透視側(cè)視圖示出開口裝置4的一個實(shí)施例。如圖2可見，開口裝置4包括環(huán)形或冠形基部構(gòu)件4a，該基部構(gòu)件4a包含突出的刀片或尖釘4b。 應(yīng)理解，作為單個冠形開口構(gòu)件的替代，開口裝置4也可包括至少兩個配備有刀片或尖釘4b的弧形基部元件4a。 如圖3a中可見，剌穿件4b的出口開孔4d優(yōu)選地通過尖釘4b的側(cè)部提供。相應(yīng)地，在內(nèi)部流道4c引入的水可被出口開孔4d重新定向，因此可以預(yù)先限定的方式被分布在膠囊1的配料隔室11中。因此，出口開孔4d和內(nèi)部流道4c的直徑可制成相應(yīng)的尺寸，以影響注入配料隔室11的液體的壓力。 應(yīng)理解，設(shè)置在環(huán)形基部4a處的內(nèi)部流道4c的數(shù)量、和因而尖釘或刀片4d的數(shù)量可改變，以便為容納不同性質(zhì)配料的不同膠囊提供專用注射模式。 如圖3a中所示，環(huán)形構(gòu)件4a具有預(yù)先限定的寬度t，其優(yōu)選地稍大于膠囊1的環(huán)形凹部5的寬度d。因此，可實(shí)現(xiàn)開口裝置4在凹部5中的壓配合。此外，在使用膠囊l之后，環(huán)形基部構(gòu)件4a優(yōu)選地以液體密封方式封閉凹部5。因此，不會通過在膠囊的入口面處的剌穿的孔或開孔再次涌出液體和/或固體殘渣例如咖啡顆粒。 應(yīng)理解，在凹部5中可設(shè)置不同的開口裝置4。因此，注入?yún)?shù)可適合于特定的需求。 圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的開口裝置的另一優(yōu)選實(shí)施例。其中，內(nèi)部流道4c具有不同的形狀，例如三角形狀。此外，在刀片4b中形成的出口開孔4d包括在該開口裝置的下部 比在該開口裝置的上部更厚的開口。因此，可實(shí)現(xiàn)不同的注射模式。 應(yīng)指出，內(nèi)部流道4c和出口開孔4d可具有不同的幾何形式和尺寸，以便能夠?qū)崿F(xiàn) 改進(jìn)的注射模式。 圖4a示出與根據(jù)本發(fā)明的膠囊一起使用的飲料制備設(shè)備的包封件10的一個優(yōu)選 實(shí)施例。這里，包封件10包括鐘形接納室13，其優(yōu)選地與膠囊1的體部2互補(bǔ)地形成。
包封件10優(yōu)選地連接到設(shè)備的封閉機(jī)構(gòu)(未示出)，該封閉機(jī)構(gòu)用于選擇性地將 膠囊包封在設(shè)備的接納室13中。特別地，如圖4b中所示，該封閉機(jī)構(gòu)使得包封件10和設(shè) 備的膠囊保持器17能夠進(jìn)行相對移動，以便將膠囊1包封在接納室13中。
如圖4b所示，在包封件10的下部設(shè)有密封裝置16，以便與膠囊1的凸緣部分6和 膠囊保持器17相互作用，從而能夠在膠囊的包封期間實(shí)現(xiàn)膠囊1的不可透過流體的密封接 合。 在包封件10的上部，致動裝置12突入接納室13。 致動裝置12可以是固定的(static)突出推進(jìn)件，其適合于在包封件10和膠囊1 相對移動期間接合在膠囊1的凹部5中。但是，致動裝置12還可連接到連接構(gòu)件14，該連 接構(gòu)件14繼而連接到設(shè)備的杠桿機(jī)構(gòu)(未示出)，并且適合于使致動裝置12和包封件10 能夠相對移動。 特別地，致動裝置12優(yōu)選地為圓柱形，其適合于接合在提供給包封室13的膠囊1 的環(huán)形凹部5中。 此外，該設(shè)備優(yōu)選地包括連接到液體供給通道15的貯液器、加熱裝置和泵。液體 供給通道15連接到包封件10。因此，可將加熱加壓液體選擇性地提供給接納室13。
圖4b示出圖4a的包封件10，其中根據(jù)本發(fā)明的膠囊1被提供給鐘形包封件13。
這里，包封件10處于閉合位置，即，包封件10的下部密封部分16壓靠在膠囊保持 器17上。因而，凸緣部分6如圖所示被包封在其間。因此，容納膠囊1的接納室13以不可 透過流體的方式被密封。 由于包封件10和膠囊保持器17的相對移動，突出推進(jìn)件12接合在膠囊的凹部5 內(nèi)，從而向被支承在其中的開口裝置4施加向下作用的力。因此，開口裝置4朝膠囊1的配 料隔室11被推進(jìn)，以便剌穿凹部5的下部部分5c而打開隔室ll，使液體可被供應(yīng)到隔室 中。 這里，接納室13和膠囊體部的互補(bǔ)形狀使得推進(jìn)件12能夠相對于膠囊1的凹部 5正確定位。 如圖5a所示，圓柱形推進(jìn)件12的厚度tl優(yōu)選地比凹部5的寬度b稍小，例如小 10-20%。因此，防止了由于推進(jìn)件12造成凹部5阻塞。因而，注入接納室13的液體可容 易地繞過推進(jìn)件12，以便利用在配料隔室11中生成的孔或開孔注入配料隔室11中。
在膠囊的配料隔室11中生成孔或開孔之后，壓力下的液體利用液體供給通道15 被注入接納室13中。因而，在接納室13中建立壓力，這導(dǎo)致液體利用凹部5和設(shè)在開口裝 置4中的內(nèi)部流道4c被注入膠囊1。被注入配料隔室11的液體因此與其中提供的配料相 互作用。由于膠囊內(nèi)的壓力升高，膠囊的出口面3b被壓在設(shè)在膠囊保持器17處的浮凸部 18上。因此，在膠囊1的出口面3b上產(chǎn)生開口。
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因而，當(dāng)在膠囊1內(nèi)部已經(jīng)建立足夠的液體壓力時，由于注入的液體與配料隔室 11中提供的成份的配料之間的相互作用而產(chǎn)生的飲料可從設(shè)在浮凸件18之間的小的空隙 19排出。 應(yīng)指出，膠囊1的開口裝置4可具有單向閥例如橡膠密封件，其在剌穿件被向下推 進(jìn)或擠壓和/或水被注入凹部時打開，并且在剌穿件上的壓力被釋放時封閉凹部或孔。因 此，當(dāng)包封件10與膠囊1分離時，沒有液體從膠囊釋放出來。 另外，應(yīng)理解，作為固定的或可變的可移位致動構(gòu)件12的替代，設(shè)在膠囊1的凹部 5中的開口裝置4也可由施加在其上的水的壓力致動。因而，不必需在系統(tǒng)的設(shè)備側(cè)提供專 用的致動構(gòu)件12。 圖5a示出根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)件12的一個優(yōu)選實(shí)施例。圓柱形的推進(jìn)件12優(yōu)選 地連接到連接件20，該連接件20使推進(jìn)件12能夠連接到設(shè)備的包封件10。這里，連接件 20包括多個向外彎曲的部分21，該部分21通過壓配合接合在設(shè)在接納室13中的互補(bǔ)凹部 (未示出)內(nèi)。從而，在制造期間可更容易地將推進(jìn)件固定在接納室13內(nèi)。
圖5b示出將連接到現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備的適合于剌穿膠囊1的入口面3a的另一個優(yōu) 選致動構(gòu)件12。這里，剌穿用的刀片22從基板23突出預(yù)先限定的長度L，因而當(dāng)連接到設(shè) 備時，刀片22突入設(shè)備的接納室13。 這種致動構(gòu)件12尤其適合于剌穿現(xiàn)有技術(shù)的由塑料和/或鋁制成的膠囊。此外， 這種致動構(gòu)件12能夠?qū)崿F(xiàn)與根據(jù)本發(fā)明的膠囊1的開口裝置4的相互作用，這是由于突出 的刀片23被設(shè)計成接合在膠囊1的凹部5內(nèi)，從而在開口裝置4上施加力以剌穿配料隔室 11。 盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是在不背離由所附權(quán)利要求 限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可作出許多修改和變型。
1權(quán)利要求
一種用于容納飲料配料的膠囊(1)，通過向所述膠囊中注入液體來制備飲料，所述膠囊(1)包括-被密封的配料隔室(11)，-用于液體的注射的入口面(3a)，以及-用于飲料的輸送的出口面(3b)，所述膠囊(1)還包括開口裝置(4)，所述開口裝置(4)在所述入口面處定位在所述配料隔室(11)外部，并且具有朝向所述配料隔室(11)定向的刺穿件(4b)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的膠囊，其特征在于，所述開口裝置(4)被容納在膠囊(1)的體部 (2)的凹部(5)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的膠囊，其特征在于，所述凹部(5)是突出到膠囊的配料隔室(11) 內(nèi)的環(huán)形凹槽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的膠囊，其特征在于，所述開口裝置(4)可移動地設(shè)置在凹部 (5)內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的膠囊，其特征在于，所述開口裝置(4)通過壓配合或夾 持被連接在凹部(5)內(nèi)，并且設(shè)計成能夠利用施加在所述開口裝置上的一定壓力移動。
6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的膠囊，其特征在于，具有剌穿件(4b)的所述開口裝置 (4)是由相同材料形成的一體部分。
7. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的膠囊，其特征在于，所述開口裝置(4)包括環(huán)形基部 (4a)和數(shù)個剌穿刀片或尖釘(4b)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的膠囊，其特征在于，所述開口裝置(4)包括用于在膠囊(1)的入口 面(3a)與配料隔室(11)之間建立流體連接的內(nèi)部流道(4c)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的膠囊，其特征在于，所述內(nèi)部流道(4c)包括出口開孔(4d)，所述 出口開孔(4d)設(shè)計成將提供給流道(4c)的液體引到隔室中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9的膠囊，其特征在于，所述開口裝置(4)包括閥裝置，所述閥裝 置設(shè)計成由于施加在所述閥裝置上的壓力和/或力而打開或封閉所述內(nèi)部流道(4c)。
11. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的膠囊，其特征在于，所述開口裝置(4)設(shè)計成由專用的 機(jī)械或物理致動裝置致動，所述致動裝置由結(jié)合膠囊使用的專用飲料制備設(shè)備提供。
12. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的膠囊，其特征在于，所述膠囊是被密封的膠囊，并且膠 囊(1)的體部(2)由塑料例如PP或PA、或者金屬制成。
13. —種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通過將液體注入剛性膠囊(1)而從剛性膠囊(1)的配料隔室 (11)中容納的食品物質(zhì)來制備飲料，所述系統(tǒng)包括具有至少一個包封件(10)的設(shè)備，所述 包封件(10)連接到封閉機(jī)構(gòu)以便選擇性地將所述膠囊包封在設(shè)備的接納室(13)中，所述 設(shè)備還包括貯液器，連接到所述貯液器以用于將液體供給接納室(13)的泵，以及連接到包封件(10)的用于致動設(shè)在膠囊(1)的入口面(3a)處的開口裝置(4)的專 用致動裝置(12)，其中，所述開口裝置(4)包括朝向膠囊的配料隔室(11)定向的剌穿裝置 (4b)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備的致動裝置(12)包括推進(jìn)件，該推 進(jìn)件設(shè)計成由于膠囊(1)與包封件(10)的相對運(yùn)動而接合在膠囊的環(huán)形凹部(5)中，其中 膠囊(1)的開口裝置(4)設(shè)置在所述環(huán)形凹部中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備的致動裝置(12)設(shè)計成在向膠囊 (1)的入口面(3a)提供的加壓液體的作用下，向膠囊(1)的開口裝置(4)上施加壓力。
全文摘要
本發(fā)明提出了用于容納飲料配料的膠囊(1)，所述膠囊(1)包括密封的配料隔室(11)、入口面(3a)和出口面(3b)，所述膠囊(1)還包括開口裝置(4)，該開口裝置(4)在入口面處定位在隔室(11)外部，并且具有朝向配料隔室(11)定向的刺穿件(4b)。
文檔編號B65D17/42GK101786529SQ20101000332
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者A·科萊普, C·S·布瑟馬爾 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司