專利名稱：具有可變形密封元件的咖啡膠囊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可變形密封元件的份包裝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)公開了用于飲料的萃取的多種這樣的份包裝和設(shè)備。例如，
EP 0512470公開了一種利用相應(yīng)的設(shè)備生產(chǎn)飲料的份包裝。
但是，許多份包裝及它們的關(guān)聯(lián)設(shè)備具有以下缺陷，即份包裝與設(shè)備 之間的密封性不是總能得到保證。這會對待制備的飲料的品質(zhì)造成不利的 影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是設(shè)計一種份包裝和一種設(shè)備，用于以可在該份包 裝和設(shè)備之間產(chǎn)生高度不透水性的方式產(chǎn)生々欠料，并且該份包裝可與現(xiàn)有 技術(shù)的設(shè)備一起使用。
本發(fā)明的另 一個目標(biāo)是在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，只能夠使用根據(jù)本發(fā) 明設(shè)計的份包裝，而不能使用現(xiàn)有技術(shù)的份包裝。
具有本申請的權(quán)利要求l的特征的份包裝實現(xiàn)此目標(biāo)。從屬權(quán)利要求
中指示了本發(fā)明的有利限定。
一種用于接納物質(zhì)的份包裝通常包括彎曲基部和在此基部上一體地形 成的過渡區(qū)，在此過渡區(qū)上一體地形成并且成圓錐形地延伸的側(cè)壁，以及 在此側(cè)壁上一體地形成且向外突出的邊緣，該邊緣還可稱為凸緣。該基部、 過渡區(qū)和側(cè)壁形成用于接納物質(zhì)、尤其是咖啡的凹腔。該凹腔具有開口， 該開口可用薄膜封閉并且用于灌裝物質(zhì)例如咖啡粉末。根據(jù)本發(fā)明，可變形密封元件在該份包裝上一體地形成。
該可變形密封元件可在萃取操作之前和/或萃取操作期間借助于壓緊 設(shè)備和/或相應(yīng)萃取設(shè)備的配對部/對應(yīng)部而變形。該變形使得可在壓緊設(shè) 備、配對部和密封元件之間產(chǎn)生不透水的接觸。
該不透7JC接觸允許在高壓下從物質(zhì)萃取飲料。這在例如將從研磨咖啡 萃取咖啡飲料的情況下尤其是有利的。
該密封元件的變形或擠壓優(yōu)于不同類型的變形(例如一密封元件的彈 性變形)之處在于，可在膠嚢和壓緊設(shè)備之間實現(xiàn)更高的緊密性。
當(dāng)壓緊設(shè)備閉合時，在壓緊設(shè)備的下緣和份包裝的突出邊緣之間存在
一定間隔。該間隔優(yōu)選地具有0.05mm至0.5mm的高度。該高度從該突出
邊緣的表面一直延伸到該壓緊設(shè)備的下緣。
這種類型間隔的優(yōu)點在于在萃取期間升高的壓力可擴(kuò)散到密封部位。 密封元件優(yōu)選地基本設(shè)置在突出邊緣的外邊界上，并且表現(xiàn)為翻巻邊
緣的形式。
這種設(shè)置和構(gòu)造使得可以尤其簡單并因此節(jié)省成本的方式生產(chǎn)根據(jù)本 發(fā)明的份包裝。
翻巻邊緣基本上具有橢圓形或卵形橫截面形狀。翻巻邊緣通過第 一 區(qū) 域在突出邊緣的外邊界上一體地形成。該第 一 區(qū)域具有圓形形狀并且向下 突出，即沿配對部的方向突出。第二區(qū)域在第一區(qū)域上一體地形成，從而 第二區(qū)域設(shè)置成基本與突出邊緣的表面成直角。第三區(qū)域在第二區(qū)域上一 體地形成，該第三區(qū)域具有圓形形狀。第四區(qū)域在第三區(qū)域上一體地形成， 并且基本平行于第二區(qū)域延伸。第四區(qū)域在此情況下可連接到突出邊緣的 外邊界，或者可以是自立式的(free-standing),或者可向內(nèi)翻巻，自由 端然后被這四個區(qū)域圍繞。
可選擇地，第一區(qū)域還可向上突出，即遠(yuǎn)離配對部地突出。第二區(qū)域、 第三區(qū)域和第四區(qū)域的構(gòu)造以與上述方式相同的方式設(shè)計。
具有橢圓形或圓形橫截面的翻巻邊緣優(yōu)選地從突出側(cè)緣向下、即沿配 對部的方向延伸直到1/3處，以及向上、即沿遠(yuǎn)離配對部的方向延伸直到2/3處。當(dāng)然，還可使用其他比率，特別地，可設(shè)想該比率為1:1。但是， 該比率還可為1/5到4/5。
翻巻邊緣優(yōu)選地具有0.5mm至2.5mm的高度。尤其優(yōu)選地，該高度 為l.Omm至1.8mm。該翻巻邊緣的寬度優(yōu)選地在0.3mm至0.8mm的范圍 內(nèi)。尤其優(yōu)選地，該寬度為0.5mm至0.7mm。
從側(cè)壁直到翻巻邊緣的距離優(yōu)選地在lmm和5mm之間，該距離基本 對應(yīng)于突出邊緣或凸緣的寬度。尤其優(yōu)選地，該距離為1.5mm和3mm。
特別地，第二區(qū)域、第三區(qū)域和第四區(qū)域可通過壓緊設(shè)備的對應(yīng)密封 區(qū)域變形。
此橢圓形或卵形橫截面形狀可尤其容易地變形，并且可實現(xiàn)良好的密 封作用，這對于萃取操作具有積極的影響。
翻巻邊緣的高度優(yōu)選地大于翻巻邊緣的寬度，其中該高度沿壓緊設(shè)備 的致動方向延伸。
在變形操作期間，第四區(qū)域可被導(dǎo)至第一區(qū)域的圓形形狀的內(nèi)部。這 實現(xiàn)了尤其好的密封作用。在此過程中，翻巻邊緣變形，即不可逆地變形 或被擠壓。在此情況下，在壓緊設(shè)備被移開之后翻巻邊緣完全恢復(fù)回其初 始形態(tài)是不可能的。但是，翻巻邊緣或密封元件的變形還可以僅僅是部分 塑性變形。在此情況下，變形因此具有塑性成分，并且還具有彈性成分。 因此，在壓緊設(shè)備被移開之后，翻巻邊緣的部分可恢復(fù)回它們的初始形態(tài)。 此外，在突出區(qū)域的外邊界上一體地形成的翻巻邊緣可僅具有一個區(qū) 域。此區(qū)域基本上呈現(xiàn)圓形橫截面形狀。還可設(shè)想螺旋形橫截面形狀。 另外，密封元件可設(shè)置在側(cè)壁上，并且可基本構(gòu)造成巻邊(bead)。 此外，密封元件可設(shè)置在突出側(cè)緣上，并且可基本構(gòu)造成巻邊。 該份包裝優(yōu)選地用鋁或鋁合金制成。另外，份包裝可在其內(nèi)側(cè)和/或外 側(cè)具有由塑料或其它材料構(gòu)成的層。
一般來說，密封元件可由鋁和/或塑料和/或橡膠彈性材料制成。在該情 況下，份包裝可部分或完全由塑料材料制成。例如，密封元件可由鋁支承 件和提高不透水性的橡膠彈性外襯制成。
7份包裝優(yōu)選地具有0.05mm至0.12mm的平均壁厚度。尤其優(yōu)選地， 平均壁厚度為0.07mm至0.10mm。
尤其當(dāng)份包裝包含鋁或鋁合金時，份包裝優(yōu)選地通過深沖壓工藝生產(chǎn)。 這使得可高效且節(jié)省成本地生產(chǎn)份包裝。
當(dāng)用塑料制成時，份包裝還可通過熱成型或注射成型生產(chǎn)。 一種用于通過從份包裝內(nèi)容納的物質(zhì)萃取飲料來生產(chǎn)飲料的設(shè)備包括 至少一個壓緊設(shè)備和具有沖孔板的配對部，該份包裝可插入該i殳備。該壓 緊設(shè)備和/或配對部配備有用于份包裝的部件的密封變形的裝置。 一與密封 元件互補的凹部設(shè)置在該壓緊設(shè)備的下部區(qū)域，和/或一與密封元件互補的 凹部設(shè)置在配對部內(nèi)。但是，該凹部還可僅設(shè)置在這兩個元件之一上，即 設(shè)置在壓緊設(shè)備上或配對部上。因此，可在不借助附加元件例如橡膠環(huán)等 的情況下實現(xiàn)密封。


下文將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中 圖1示出在萃取操作之前的根據(jù)本發(fā)明的份包裝和設(shè)備的元件的示例 性實施例；
圖2示出在萃取操作之前不久的圖1的示例性實施例；以及 圖3示出在萃取操作期間的圖1的示例性實施例。
具體實施例方式
圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的份包裝的示例和根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示例的 元件。該份包裝在此示出為咖啡膠嚢l(fā)。
咖啡膠嚢1用于接納用來制備咖啡飲料的研磨咖啡。過渡區(qū)12在彎曲 基部11上一體地形成。側(cè)壁13在過渡區(qū)12上一體地形成。向外突出邊緣 14在側(cè)壁13上一體地形成。向外突出邊緣4構(gòu)造成圓盤環(huán)的形狀，并且 具有平坦表面。向外突出邊緣14還可稱為凸緣?；縧l、過渡區(qū)12和側(cè) 壁13形成具有開口的凹腔15。凹腔15用于接納物質(zhì)、在此為咖啡粉末，
8其可通過該開口被灌注。該開口可用薄膜封閉。此外，可變形密封元件3 設(shè)置在該份包裝上，在優(yōu)選示例性實施例中，該密封元件3設(shè)置在突出邊 緣14之外。該份包裝構(gòu)造成相對于中心軸線A-A旋轉(zhuǎn)地對稱。
在本示例性實施例中，彎曲基部的彎曲部分延伸到凹腔15內(nèi)。
在本示例性實施例中，密封元件3構(gòu)造成翻巻邊緣，其基本上具有橢 圓形或卵形橫截面形狀。翻巻邊緣通過第一區(qū)域31在突出邊緣14的外邊 界上一體地形成。該第一區(qū)域31的橫截面為圓形形狀，其基本為半圓形。 第一區(qū)域從該突出邊緣14向下延伸。
第二區(qū)域32在第一區(qū)域31上一體地形成，該第二區(qū)域32基本與突出 邊緣14的表面成直角地延伸。另夕卜，第二區(qū)域32在突出邊緣14之上延伸。 因此，翻巻邊緣的一部分在突出邊緣14之下延伸，而翻巻邊緣的另一部分 在突出邊緣14之上延伸。
第三區(qū)域33在第二區(qū)域32上一體地形成。第三區(qū)域33的橫截面為圓 形形狀，其基本為半圓形。
第四區(qū)域34在第三區(qū)域33上一體地形成。第四區(qū)域34基本平行于第 二區(qū)域32。在本示例性實施例中，第四區(qū)域的端部是自立式的，即沒有連 接到突出側(cè)緣14。
在優(yōu)選示例性實施例中，翻巻邊緣的高度大于翻巻邊緣的寬度。
由四個區(qū)域31、 32、 33、 34限定邊界的凹腔35由上述的翻巻邊緣的 構(gòu)型形成。
本發(fā)明的設(shè)備用于產(chǎn)生飲料例如咖啡。在此情況下，上述咖啡膠嚢1 可插入該設(shè)備。該設(shè)備包括至少一個壓緊設(shè)備2和具有沖孔板5的配對部 4,咖啡膠嚢1械J故置在配對部4上。
壓緊設(shè)備2可相對于配對部4和放置在其上的咖啡膠嚢1沿軸向移動。 在此示例性實施例中，壓緊設(shè)備2為具有環(huán)形底面的中空圓柱形狀， 其具有外側(cè)面23和內(nèi)側(cè)面24。下緣22形成壓緊設(shè)備2的下端。密封區(qū)域 21在外側(cè)面23附近設(shè)置在下緣22上，并且延伸入該壓緊設(shè)備2。密封區(qū) 域21在此情況下具有基本與咖啡膠嚢1的翻巻邊緣密封件互補的形狀，并且由于翻巻邊緣的變形并借助于該密封區(qū)域的成形實現(xiàn)密封作用。密封區(qū)
域21在中空圓柱形壓緊設(shè)備2的整個圓周之上延伸。
配對部4具有支承表面42和凹部41。凹部41具有與咖啡膠嚢1的翻 巻邊緣密封件互補的形狀。配對部4的凹部41和壓緊i殳備2的密封區(qū)域 21彼此同心地對齊。
咖啡膠嚢1然后被安置在支承表面42上，從而翻巻邊緣位于凹部41 內(nèi)，并且由薄膜密封的開口擱置在支承表面42和沖孔板5上?？Х饶z嚢l(fā) 現(xiàn)在同樣與凹部41和密封區(qū)域21同心。也就是說，咖啡膠嚢的中心軸線、 壓緊設(shè)備的中心軸線和配對部的中心軸線彼此是同心的。
在膠嚢被插入之后，壓緊設(shè)備沿中心軸線A-A朝支承表面42移動。 在此過程中，壓緊設(shè)備的密封區(qū)域21觸碰到膠嚢的翻巻邊緣。這可在圖2 中容易地看到。
沖孔板5尤其與壓緊設(shè)備一起用于使封閉凹腔15的薄膜變形。此夕卜， 存在在基部區(qū)域中刺穿咖啡膠嚢以便萃取流體可滲透過膠嚢的機械元件。 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知這些操作，因而不再重復(fù)對這些操作的描述。
圖3示出位于其最終位置的壓緊設(shè)備2。如果壓緊設(shè)備2處于此位置， 則可萃取飲料，在此是從咖啡粉末萃取。在此圖中可清楚地看到，翻巻邊 緣的自立式的第四區(qū)域34已沿第一區(qū)域31的內(nèi)部輪廓移動。翻巻邊緣的 這一變形在壓緊設(shè)備2和配對部4之間實現(xiàn)不透水的接觸。這產(chǎn)生了空間 8,該空間8相對于環(huán)境#>乂不透水的方式封閉。
同樣在圖3中可見，在咖啡膠嚢1的突出邊緣14和壓緊設(shè)備的下緣 22之間存在間隔7。壓緊設(shè)備2的下緣22與咖啡膠嚢1的突出邊緣14之 間沒有接觸。間隔7優(yōu)選地具有0.05mm至0.5mm的高度。尤其優(yōu)選為 O.lmm到0.3mm的高度。該高度從突出邊緣14的表面一直延伸到壓緊設(shè) 備2的下緣。
通過在萃取々欠料期間對空間8加壓，該空間8內(nèi)增加的壓力可通過間 隔7—直擴(kuò)散到翻巻邊緣密封件。在該過程中，壓力可進(jìn)入翻巻邊緣密封 件的內(nèi)部空間35,然后各個區(qū)域向外變形。此變形受到壓緊設(shè)備2、配對
10部4和接觸翻巻邊緣的第二區(qū)域32的機械外部元件(未示出)的限制。此 變形實現(xiàn)尤其有效的密封。
壓緊設(shè)備2可制成為可使用機械裝置和/或液壓裝置移動。在優(yōu)選示例 中，壓緊設(shè)備首先經(jīng)由機械致動器，即凸輪、彎頭接合或其它杠桿機構(gòu)移 動，然后實現(xiàn)最終的液壓封閉。此最終的液壓封閉通過壓緊設(shè)備2實現(xiàn)， 該壓緊設(shè)備包括活動活塞，該活塞至少形成設(shè)備的密封區(qū)域21和下緣22, 并且安裝在該設(shè)備的固定支承件上。
標(biāo)號列表 1 咖啡膠嚢 2壓緊設(shè)備
3密封元件，膠嚢的翻巻邊緣，變形密封件 4 配對部 5沖孔板
7 間隔
8 空間 11基部 12過渡區(qū) 13側(cè)壁
14突出邊緣 15凹腔 21密封區(qū)域 22下緣 31第一區(qū)域 32第二區(qū)域 33第三區(qū)域 34第四區(qū)域
ii
權(quán)利要求
1. 一種用于接納物質(zhì)以生產(chǎn)飲料的份包裝，包括用于接納物質(zhì)的凹腔、側(cè)壁(13)和在此側(cè)壁(13)上一體地形成并且向外突出的邊緣(14)，其中，該凹腔(15)具有開口，該開口可用薄膜(5)封閉，其特征在于，在該份包裝上設(shè)置有可變形密封元件(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的份包裝，其特征在于，該可變形密封元件(3 ) 可在萃取操作之前和/或萃取操作期間借助于壓緊設(shè)備(2)和/或相應(yīng)萃取 設(shè)備的配對部(5 )變形，其變形方式使得可在壓緊設(shè)備(2 )、配對部(5 ) 和密封元件(3)之間產(chǎn)生不透水的接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的份包裝，其特征在于，當(dāng)壓緊設(shè)備(2)閉合 時，在壓緊設(shè)備(2)的下緣(22)和份包裝的突出邊緣(14)之間存在間 隔(7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的份包裝，其特征在于，該間隔(7)具有優(yōu)選 地為0.05mm至0.5mm的高度，并且該高度從突出邊緣(14 )的表面一直 延伸到壓緊設(shè)備(2)的下緣。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的份包裝，其特征在于，該密封元件 (3)設(shè)置在突出邊緣的外邊界上，并且該密封元件(3)優(yōu)選地設(shè)計成翻巻邊緣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的份包裝，其特征在于，該翻巻邊緣基本上具有 橢圓形或卵形橫截面形狀，該翻巻邊緣通過第一區(qū)域(31)在突出邊緣(14) 的外邊界上一體地形成，該第一區(qū)域(31)具有圓形形狀并且向下突出； 第二區(qū)域(32)在第一區(qū)域(31)上一體地形成，從而第二區(qū)域(32)設(shè) 置成基本與突出邊緣(14)的表面成直角；第三區(qū)域(33)在第二區(qū)域(32) 上一體地形成，該第三區(qū)域(33)具有圓形形狀；第四區(qū)域(34)在第三 區(qū)域(33)上一體地形成，該第四區(qū)域(34)基本平行于第二區(qū)域(32) 延伸；該第四區(qū)域(32)連接到突出邊緣的外邊界或者是自立式的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的份包裝，其特征在于，該翻巻邊緣基本上具有橢圓形或卵形橫截面形狀，該翻巻邊緣通過第一區(qū)域(31)在突出邊緣(14) 的外邊界上一體地形成，該第一區(qū)域(31)具有圓形形狀并且向上突出； 第二區(qū)域(32)在第一區(qū)域(31)上一體地形成，從而第二區(qū)域(32)設(shè) 置成基本與突出邊緣(14)的表面成直角；第三區(qū)域(33)在第二區(qū)域(32) 上一體地形成，該第三區(qū)域(33)具有圓形形狀；第四區(qū)域(34)在第三 區(qū)域(33)上一體地形成，該第四區(qū)域(34)基本平行于第二區(qū)域(32) 延伸；該笫四區(qū)域(32)連接到突出邊緣的外邊界或者是自立式的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7的份包裝，其特征在于，第二區(qū)域(32)、 第三區(qū)域(33)和笫四區(qū)域(34)可通過壓緊設(shè)備(2)的對應(yīng)密封區(qū)域(21) 而變形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項的份包裝，其特征在于，該翻巻邊 緣的高度大于其寬度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項的份包裝，其特征在于，在變形操 作期間，第四區(qū)域(34)被導(dǎo)入第一區(qū)域(31)的圓形形狀內(nèi)部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5的份包裝，其特征在于，該翻巻邊緣在突出邊緣 (14)的外邊界上一體地形成；該翻巻邊緣具有一個區(qū)域(41),所述一個區(qū)域(41)具有基本為圓形的橫截面形狀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的份包裝，其特征在于，該翻巻邊緣從該突出 邊緣向上和/或向下延伸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的份包裝，其特征在于，密封元件 (3 )設(shè)置在側(cè)壁(13 )上，并基本構(gòu)造成巻邊。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的份包裝，其特征在于，該密封元 件設(shè)置在突出側(cè)緣(14)上，并基本構(gòu)造成巻邊。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的份包裝，其特征在于，該份包裝用 鋁或鋁合金制成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的份包裝，其特征在于，該份包裝在其內(nèi)側(cè)和/ 或外側(cè)具有由塑料構(gòu)成的層。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的份包裝，其特征在于，該份包裝具有0.05mm至0.12mm的平均壁厚度。
18. —種生產(chǎn)份包裝的方法，其特征在于，該份包裝通過深沖壓工藝 生產(chǎn)。
19. 一種用于通過從份包裝內(nèi)容納的物質(zhì)萃取飲料來生產(chǎn)飲料的設(shè) 備，該份包裝可插入該設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個壓緊設(shè)備(2)和具有沖 孔板(5)的配對部(4),該壓緊i殳備(2)和/或配對部(4)配備有用于 使該份包裝的密封元件變形的裝置，其特征在于，與密封元件互補的凹部(21)設(shè)置在該壓緊設(shè)備(2)的下部區(qū)域，和/或與密封元件互補的凹部 Ul)設(shè)置在配對部中，所述凹部實現(xiàn)該份包裝的密封變形。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1的份包裝在根據(jù)權(quán)利要求19的設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用， 以用于萃取飲料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于接納物質(zhì)以生產(chǎn)飲料的份包裝，包括彎曲基部(11)，在此基部(11)上一體地形成的過渡區(qū)(12)，在此過渡區(qū)(12)上一體地形成的并且成圓錐形地延伸的側(cè)壁(13)，和在此側(cè)壁(13)上一體地形成并且向外突出的邊緣(14)。該基部(11)、過渡區(qū)(12)和側(cè)壁(13)形成用于接納物質(zhì)的凹腔(15)。該凹腔(15)具有開口，該開口可用薄膜(5)封閉。可變形密封元件(3)設(shè)置在該份包裝上。
文檔編號B65D85/804GK101454227SQ200780019426
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者B·西曼斯基 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司