(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽出飲料、特にコーヒー用のポーションカプセル（１）であって、外壁と、カプセル内部に配置されて抽出材料で充填される抽出材料領域（３１）とを備え、カプセル内部には空の領域（３２）が存在し、前記空の領域は、同様にカプセル内部に存在する分離要素（２２）によって抽出材料領域（３１）から分離され、注入場所でカプセルに導入された液体が抽出材料と接触し、実質的に液体が空の領域（３２）に入ることなく、注入場所ではないあるポイントでカプセルから放出され得るように、少なくとも１つの液体チャネル（２４）もカプセル内部に存在する、ポーションカプセル。
【請求項２】
少なくとも１つの液体チャネルは、空の領域を横断している、請求項１に記載のポーションカプセル。
【請求項３】
少なくとも１つの液体チャネルは、パイプの形状をしている、請求項２に記載のポーションカプセル。
【請求項４】
分離要素（２２）は、たとえば蓋（１２）によって閉じられるカプセル本体（１１）に挿入される挿入部（２１）によって形成される、請求項１から３のいずれかに記載のポーションカプセル。
【請求項５】
挿入部（２１）は、中空体の形状で分離要素（２２）から離れるように突出し、外壁のところまで延在して少なくとも１つの液体チャネルを形成する少なくとも１つの延長部（２４）を備え、延長部は好ましくは壁に接続、たとえば接着または溶接される、請求項４に記載のポーションカプセル。
【請求項６】
挿入部（２１）は、分離要素（２２）とともに、少なくともいくつかの抽出材料で充填されるカップ状の構造を形成する周囲壁（２９）を備える、請求項４または５に記載のポーションカプセル。
【請求項７】
挿入部は、抽出材料領域内の圧力上昇によって外壁に押付けられる密封タブ（２９．２）を備える、請求項４から６のいずれかに記載のポーションカプセル。
【請求項８】
外壁は、カプセル本体（１１）と、前記カプセル本体を閉じる蓋（１２）とによって形成され、密封タブ（２９．２）は、カプセル本体とカバーとの間に固定される、請求項７に記載のポーションカプセル。
【請求項９】
空の領域は、少なくとも１つの液体チャネルおよび任意の補強材（２６）は別として、中空である、請求項１から８のいずれかに記載のポーションカプセル。
【請求項１０】
分離要素（２２）は、抽出材料領域を少なくとも１つの液体チャネルに接続する複数の通路開口部を備え、通路開口部（２８）は好ましくは、液体チャネルの方向に円錐形の態様でテーパがつけられている、請求項１から９のいずれかに記載のポーションカプセル。
【請求項１１】
飲料準備システムであって、
注入側突刺し手段および抽出側突刺し手段（１１１）によって突刺し可能なポーションカプセルを受けることができる抽出チャンバ（２０２）を有し、かつ、熱湯を抽出チャンバに送り、注入側突刺し手段を通してポーションカプセルに送るための液体ポンプ（２０３）を有する飲料準備マシン（２０１）と、
抽出材料で充填される、第１の容積を備える第１の抽出材料領域を有する第１のカプセル（１′）と、
抽出材料で充填される、第２の容積を備える第２の抽出材料領域を有する第２のカプセル（１）とを備え、
第１のカプセル（１′）の外側寸法は、第２のカプセル（１）の外側寸法と実質的に同じであり、両方のタイプのカプセル（１，１′）の寸法は抽出チャンバに整合しており、
第２のカプセル（１）は、請求項１から１０のいずれかに記載のポーションカプセルであり、
第１の容積は第２の容積よりも大きい、飲料準備システム。
【請求項１２】
飲料準備システムであって、
注入側突刺し手段および抽出側突刺し手段（１１１）によって突刺し可能なポーションカプセルを受けることができる抽出チャンバ（２０２）を有し、かつ、熱湯を抽出チャンバに送り、注入側突刺し手段を通してポーションカプセルに送るための液体ポンプ（２０３）を有する飲料準備マシン（２０１）と、
抽出材料で充填される、第１の容積を有する第１の抽出材料領域を有する第１のタイプのカプセル（１′）と、
抽出材料で充填される、第２の容積を有する第２の抽出材料領域を有する第２のタイプのカプセル（１）とを備え、
第１のタイプのカプセル（１′）のコーヒーカプセルの外側寸法は、第２のタイプのカプセル（１）のカプセルの外側寸法と実質的に同じであり、両方のタイプのカプセル（１，１′）の寸法は抽出チャンバに整合しており、
第１の容積は第２の容積よりも大きい、飲料準備システム。
【請求項１３】
送出ポンプのポンプ圧力は、少なくとも２つの異なる動作条件間で切換えられることができる、請求項１２に記載の飲料準備システム。
【請求項１４】
第１の容積は少なくとも２５ｍｌである、請求項１２または１３に記載の飲料準備システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセルに含まれる抽出材料、たとえば挽いたコーヒーから飲料などを準備することに関する。本発明は特に、ポーションパックとしての突刺し可能なカプセル、およびその生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポーションパックの状態で供給される抽出材料から飲料を準備するための抽出装置は、たとえばコーヒーマシンまたはエスプレッソマシンとして公知であり、ますます人気を集め続けている。このような多くのシステムでは、ポーションパックは、たとえば抽出材料が気密状態で入っているカプセルとして設計されている。抽出を目的として、２つの対向する側からカプセルを突刺す。第１の側では、抽出液、概して熱湯が導入される。第２の側では、カプセルから抽出製品が放出される。このような場合、たとえば５〜２０バールといったかなりの圧力が、カプセルの内部に行き渡っていなければならない。
【０００３】
アルミニウムおよびプラスチック、たとえばポリプロピレンが、カプセル材料として最もよく用いられるようになってきた。アルミニウムのカプセルは、抽出材料を長期間新鮮に保つが、製造の点でかなりのエネルギ量を必要とする。ポリプロピレンのカプセルは、エネルギ消費および廃棄の点で有利であるが、突刺し機構に対してより大きな課題を課す。
【０００４】
一体化したフィルタ手段を有するカプセルと、単に抽出材料を入れるカプセルとの双方が市販されている。後者の場合、突刺し機構は、抽出材料が抽出製品とともにカプセルから排出されることを防ぐように設計される必要がある。
【０００５】
一体化したフィルタ手段がないカプセルの一例は、たとえばＥＰ１  ８８６  ９４２に開示されている。
【０００６】
ＥＰ１  ３４４  ７２２は、カップ状のカプセルを開示している。これらの明細書に従ったカプセルは、水または飲料で充填されるカプセルの第１の領域を、抽出材料を含む第２の領域から分離する内部分配または収集要素を備える。この分配または収集要素は、水を分配するまたは飲料を収集するための多数のチャネルを備えており、コーヒーマシンの穿孔手段が突刺すことのないように設計され、配置される。
【０００７】
一体化したフィルタを有するカプセルも、たとえばＵＳ２００５/００５１４７８から公知である。フィルタは、公知のフィルタコーヒーマシンのペーパーフィルタの機能を果たし、低圧またはゼロ圧力で、突刺しスパイクによって、抽出材料を含むカプセルのその領域に水が注入される。抽出プロセス後、コーヒーはカプセル自体のペーパーフィルタを通過して収集領域に入り、そこでさらなる突刺しスパイクによって収集される。
【０００８】
ＷＯ２００８/０１１９１３は、「クレマ」形成網によって閉じられた出口を備えるカプセルを開示している。このカプセルは、網を保持する肩部を有する安全蓋をさらに備える。出口の反対側には、入口の周りにリング状凹部を形成する蓋がある。
【０００９】
フィルタコーヒーは引き続き多くの地域で非常に人気があり、カップはしばしば０．３または０．４リットルまでの多くの分量のフィルタコーヒーで充填される。このような分量をカプセルから準備するためには、６〜８ｇ以下のコーヒーを入れることができるように設計された一般に知られているポーションカプセルではしばしば不十分である。したがって、ポーションカプセルを使用するコーヒーマシンは、フィルタコーヒーが人気がある市場でそれほど普及していない。しかしながら、それらを使用する場合、カプセルは、エスプレッソを準備することを意図したカプセルシステムの公知のカプセルよりも大幅に大きい。コーヒーマシンは、比較的大きなポーションカプセルに適合した比較的大きな抽出チャンバを備え、それに応じて比較的大量の熱湯を低圧で送るように設計されたポンプを備える。したがって、これらのコーヒーマシンはエスプレッソの抽出には適していない。
【００１０】
しかしながら、フィルタコーヒー愛好者が希望であればエスプレッソを抽出するための利用可能な手段を利用することもできれば、有利であろう。
【００１１】
本発明の目的は、この問題に対する解決策を見出すことである。特に、この解決策は、２つの全く異なる機器を必要とすることなく、（比較的大量のコーヒーを用いて準備される）大量のフィルタコーヒーおよびエスプレッソコーヒーの両方の愛好者に両方の飲料を提供するはずである。
【００１２】
この目的は、特許請求項に定義される発明によって達成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の局面によれば、抽出飲料用のポーションカプセル、特にコーヒーカプセルであって、その外側寸法は多くの分量のフィルタコーヒー（たとえば、３００ｍｌ以上）用のカプセルのサイズに対応しているが、空の領域を抽出材料領域から分離する分離要素を備える、ポーションカプセルを提供する。たとえば空の領域を横断する少なくとも１つの液体チャネルも設けられている。液体チャネルおよび抽出材料領域は、基本的には注入場所でカプセルに導入された水またはカプセル内で生成された飲料が空の領域に入ることを防ぐように設計されている。
【００１４】
抽出材料領域、空の領域、分離要素および液体チャネルはすべて、カプセル内部、すなわち、外壁が取囲む空間内に配置されている。
【００１５】
一般に、空の領域は、一方では分離要素と境界を接しており、他方ではカプセルの壁の一部と境界を接している。
【００１６】
本明細書では、「フィルタコーヒー」という用語は、たとえば５バール未満、特に３バール以下の低圧で、比較的大量の液体で抽出されたコーヒーを指す。「エスプレッソ」は、たとえば５バール以上または８バール以上の高圧で抽出されたコーヒー飲料を表わす。したがって、「フィルタコーヒー」という用語は、その抽出プロセスが実際のフィルタを要しないコーヒー飲料も含み、「エスプレッソ」はたとえば「エスプレッソ・ルンゴ」も含む。
【００１７】
容積がたとえば３０ｍｌの大きなカプセルを、たとえば約７ｇの少量のコーヒーで充填することは好ましくないことが分かっている。その理由は、このような構成では、コーヒー粉末が単に渦を巻いて、エスプレッソを抽出できないためである。
【００１８】
したがって、第１の局面に係る手順により、比較的大きな容積を有するポーションカプセルが、少量のコーヒーを含む、容積が小さな充填領域、特に抽出材料領域を備えることが可能になる。しかしながら、液体チャネルのために、先行技術から公知であるアプローチとは対照的に、カプセルの外部容積（カプセル内部全体）が液体で完全に充填されることはない。よって、エスプレッソを準備する際、より大きな容積のカプセルは、公知のエスプレッソマシンのものと比較して、飲料の質にとって重要な液体ポンプのポンプ容量の増大および／またはサイクル時間を必要としない。さらに、（公知のカプセルと比較して）カプセル容積の差の分だけ多い量の飲料を抽出する必要がなく、カプセルは抽出プロセス後にその大部分が熱湯または飲料で充填されることはない。フィルタコーヒー用の「大きな」カプセル（これは、約１５ｇまでのコーヒーまたはそれ以上の量のコーヒーを入れることができるはずであり、したがって約３０〜３４ｍｌの使用可能な容積を備える）と、容積が約半分のエスプレッソカプセルとの容積の差が、たとえば２５ｍｌ〜４０ｍｌの平均的なエスプレッソの液体体積と比較すると、非常に関係がある。
【００１９】
さまざまなサイズのカプセルに合わせて設計されたコーヒーマシンを有する実現可能なシステムと比較して、本発明の第１の局面に係るカプセルシステムのためのコーヒーマシンは、有利なことに、さまざまな充填容積でコーヒーを抽出するために抽出チャンバを１つだけ必要とする。したがって、抽出チャンバへの／抽出チャンバからの供給／出力ライン、突刺し手段、抽出チャンバを閉じるための移動装置などをそれに応じて重複して設ける必要がない。
【００２０】
空の領域は、カプセル外壁および分離要素によって形成される中空空間領域であり得て、空気または保護ガスでのみ実質的に充填され、たとえば固体発泡体に基づく好適な充填材料が空の領域に存在し得る。空の領域には、抽出材料領域につながる液体チャネルが横断していてもよく、このチャネルはたとえばパイプの形状を有している。空の領域を横断して抽出材料領域につながる液体チャネルを有する実施例の中でも、空の領域がカプセルの注入側に位置しており抽出材料領域がカプセルの抽出側に位置している実施例が、しばしば特に好ましい。そして、抽出液が自動的に液体チャネルに注入されるように、液体チャネルの位置はコーヒーマシン抽出モジュールの注入スパイクの位置と一致している。
【００２１】
液体チャネルは、全周にわたって空の領域が取囲んでいるがたとえば側壁に沿って誘導されてもよいという意味で、必ずしも空の領域を横断している必要はない。
【００２２】
空の領域の側で注入液体を受ける実施例では、注入場所は、一般に、液体チャネルが注入側外壁と出会うポイントによって規定される。そして、対応する場所で外壁が穿孔され、対応する液体チャネルによって被覆された表面領域上にのみ突刺し開口部が広がっているように、抽出モジュールの突刺しスパイクの位置はカプセルと一致している。
【００２３】
しかしながら、これは、特別に設けられた収集領域を排除するものではなく、この収集領域は注入側に存在し、そこから液体が液体チャネルに入り、その後上記チャネルから抽出領域に入る。
【００２４】
抽出材料領域の側で注入液体を受ける実施例では、対応する検討事項が放出装置の突刺しスパイクの場所に適用される。
【００２５】
本発明の第１の局面に係る手順は、さまざまな注入および放出装置を用いて行なうことができる。これらは、一方では、注入側および抽出側（放出装置の側）で同時にカプセルを突刺すシステムを含む。これらは、とりわけ、たとえばフィルタコーヒーを抽出するために、供給された水の圧力が高くないときにも機能するという利点を有する。他方では、この手順は、抽出水を導入した後に、このようにして発生した圧力の結果、抽出側でのカプセルの穿孔が行なわれるシステムにも適している。ポリプロピレンカプセルに好適なシステムの一例は、ＰＣＴ／ＣＨ２０１０／００００９８に見られ、上記文献の内容は引用によって本特許出願の構成要素を構成する。
【００２６】
本発明の第１の局面に係る手順は、非常に多種多様なカプセルの外形および改良品を用いても実現できる。これらは、公知の回転対称なカップ形状を含むが、たとえばＰＣＴ／ＣＨ２０１０／００００９７には代替的な形状も開示されており、上記文献の内容もまた引用によって本特許出願の構成要素を構成する。
【００２７】
分離要素は分離壁であり得るか、または分離壁を備え得るが、分離要素の形状は重要ではない。
【００２８】
分離要素は、カプセルに挿入される挿入部によって形成できる。上記挿入部は、抽出材料領域と空の領域と、また少なくとも１つの液体チャネルとの間に分離壁を形成する。上記挿入部は、密封の態様で形成されており、および／または、密封の態様でカプセル外壁に接続されており、そのためカプセルに導入された液体が大量に空の領域に入ることはない。
【００２９】
複数の通路開口部が抽出材料領域と液体チャネルとの間に形成されており、上記通路開口部は、液体を通過させることができるが、コーヒー粉末が大量に液体チャネルに入ることのないように設計されている。たとえば、通路開口部は、液体チャネルの方向に円錐形の態様でテーパがつけられるように形成できる。この形状は、コーヒー粉末がじょうご状の円錐形領域に取込まれる／押込まれるという効果を有する。しかしながら、一般に、その他の態様で設計された挿入部または分離要素は、フィルタとしては機能せず、単に抽出材料領域と空の領域とを分離する働きをし、恐らくは液体チャネルを形成する働きをする。
【００３０】
液体チャネル自体が抽出材料で充填され、したがって少なくとも部分的に抽出材料領域を形成することも可能である。
【００３１】
少なくとも１つの液体チャネルは、たとえば液体チャネルが外壁と出会うポイントで、液体を通さない態様で挿入部がカプセルの外壁に接続されることによって、空の領域から密封される。この接続は、（超音波）溶接接続、接着または別の好適な接続であり得る。代替例として、別の好適な密封接続は、たとえば液体チャネルの弾性変形可能な密封要素を外壁に押付けることによっても行なうことができる。
【００３２】
抽出材料領域は、たとえば同様に外壁に対する挿入部または分離要素の液体を通さない接続（溶接；接着）によって、空の領域の方向に密封されることもできる。この代替例として、挿入部または分離要素は、弾性変形可能であって、かつ、外壁に押付けられる密封要素を有し得る。特に、この種の密封要素は、抽出材料領域における内圧によってさらに外壁に押付けられるように形成できる。密封要素は、たとえば外向きに突出する密封タブであり得る。
【００３３】
この代替例として、または、これに加えて、カプセル外壁の接合部と接合部との間に密封タブを固定することもでき、その結果、ラビリンスシールのような効果がもたらされる。
【００３４】
本発明の第１の局面に係るポーションカプセルの外部容積は、たとえば２５〜４０ｍｌである。抽出材料領域の容積とカプセルの外部容積との比率は、好ましくは少なくとも１．４、特に少なくとも１．６である。
【００３５】
本発明の第１の局面と特に有利に組合わせられる本発明の第２の局面によれば、コーヒー準備システムであって、
注入側突刺し手段および抽出側突刺し手段によって突刺し可能なポーションカプセルをそれぞれ挿入できる抽出チャンバを有し、かつ、熱湯を抽出チャンバに送り、注入側突刺し手段を通してポーションカプセルに送るための液体ポンプを有するコーヒーマシンと、
コーヒー粉末で充填される、第１の容積を有する第１の抽出材料領域を有する第１のタイプのコーヒーカプセルと、
コーヒー粉末で充填される、第２の容積を有する第２の抽出材料領域を有する第２のタイプのコーヒーカプセルとを有し、
第１のタイプのコーヒーカプセルのコーヒーカプセルの外側寸法は、第２のタイプのコーヒーカプセルのコーヒーカプセルの外側寸法と実質的に同じであり、両方のタイプのコーヒーカプセルの寸法は抽出チャンバに整合しており、
第１の容積は第２の容積よりも大きい、コーヒー準備システムを提供する。
【００３６】
第１および第２の抽出材料領域の２つの容積はこの場合は大幅に異なっており、たとえば第１の容積は第２の容積の少なくとも１．４倍、特に第２の容積の少なくとも１．６倍である。
【００３７】
この場合、第１の容積はまた、好ましくは、たとえば２５ｍｌ以上といった従来のエスプレッソポーションカプセルの充填容積よりも大幅に大きい。容積は、充填量が約１０〜１８ｇのコーヒーでは、特に２５ｍｌ〜４０ｍｌであり得る。
【００３８】
好ましい実施例では、第１のタイプのコーヒーカプセルはコーヒーで完全に充填される。すなわち、第１の容積は、コーヒーカプセル総容積（すなわち、外側寸法−概して比較的薄い外壁の容積によって決定される容積）に対応する。
【００３９】
コーヒーマシンは、さらに好ましくは、２つの異なるポンプ圧力を生成するための２つの異なる動作条件で液体ポンプを駆動する目的で設計され、第１のポンプ圧力は５バール未満または３バール未満であり、第２のポンプ圧力は８バールを上回るかまたは５バールを上回る。
【００４０】
第２のタイプのカプセル（または本発明の第１の局面に係るカプセル）およびコーヒーマシンは、注入が空の領域の側で行なわれるように互いに適合される。
【００４１】
本発明の例示的な実施例を、図面を参照して以下に説明する。図面では、同じ参照符号は、同じまたは類似する要素を示す。図面は縮尺どおりではなく、図面ごとに異なるサイズで互いに一部対応している要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】コーヒーポーションカプセルの図である。
【図２】図１に従ったコーヒーポーションカプセルのカプセル本体の図である。
【図３】図１に従ったコーヒーポーションカプセルのカプセルカバーの図である。
【図４】ポーションカプセルの挿入部の図である。
【図５】ポーションカプセルの挿入部の図である。
【図６】セクション分けされた挿入部の図である。
【図７】挿入部の下からの図である。
【図８】挿入部を有するカプセルの概略断面図である。
【図９】挿入部の詳細ならびにカプセル外壁および挿入部のそれぞれの詳細の拡大断面図である。
【図１０】挿入部の詳細ならびにカプセル外壁および挿入部のそれぞれの詳細の拡大断面図である。
【図１１】代替的な実施例の挿入部の図である。
【図１２】ポーションカプセルの代替的な実施例の図である。
【図１３】ポーションカプセルの代替的な実施例の図である。
【図１４】コーヒーマシンの抽出モジュールの図である。
【図１５】本発明に係るシステムの構成要素の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１に従ったカプセル１は、実質的に立方体形状である。しかしながら、図面の上部側が底部より幾分大きく、そのため、厳密に数学的な意味ではカプセルは角錐台の形状を有している。図面における、ベース表面への垂線（これは、ベース表面と対応する側面との間の縁を通って延びる、ベース表面に直交する平面を明らかに意味する）に対する側面の傾斜角αは、非常に小さく、好ましくは最大２°、たとえばたった約１°である。また、ベース表面上方のカプセルの高さは、ベース表面の縁の長さにほぼ対応している。
【００４４】
カプセル外壁は、図２に示されるカプセル本体１１と、図３に示されるカバー１２とから、超音波切断および密封プロセスを用いて生成される。カプセル外壁に関して、および、上記カプセル外壁を生成するための方法に関しては、国際特許出願ＰＣＴ／ＣＨ２０１０／００００９７を参照する。０°とは若干異なる、約１°の角度αと、すべての側面において最大でｄ＝約０．３５ｍｍ、すなわち最大で約２〜３％、突出している周囲溶接ビード１４とが、はっきりと示されている。
【００４５】
カプセルの外壁は、壁厚が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ、たとえば０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍであるポリプロピレンからなる。他の材料も適しており、特に他の食材適合性プラスチックも適している。外壁の壁厚は、たとえばすべての側面においてほぼ等しい。立方体の縁の外側長さは、充填量が１２〜１８ｇのコーヒーでは好ましくは３０ｍｍ〜３４ｍｍである。
【００４６】
ＰＣＴ／ＣＨ２０１０／００００９７に従ったカプセルとは対照的に、本明細書に従ったカプセル１は、抽出製品（挽いたコーヒー）で充填されて内部で均質になっているだけでなく、図４〜図７に示されるようにカプセルの内部に挿入部２１が存在している。上記挿入部は、たとえば同様にポリプロピレンから生成され、分離壁２２を有しており、この分離壁２２は、分離要素を形成し、カプセル内部に配置したときに、図４では上部にある抽出材料領域を、図４では底部にあるカプセルの空の領域から分離する。ほぼ中空の円筒形状を有する、液体チャネルの働きをする管状の延長部２４が、分離壁２２から空の領域の側に延在している。液体チャネルのように空の領域に及ぶ任意の支柱状の補強材２６も、延長部２４同士の間であって上記延長部の外側に存在している。通路開口部２８を有する領域は、液体チャネルの内部と抽出材料領域との間の分離壁を貫通している。抽出プロセス中、図４における下からの抽出熱湯が上記通路開口部を通過して抽出材料領域に入り、そこで本質的に公知の態様で抽出材料を飽和させる。
【００４７】
示される実施例では、挿入部は、鍔の態様で抽出材料側の方向に突出する周囲壁２９も備える。分離壁とともに、この周囲壁は、抽出材料またはその一部が位置するカップ状の構造を形成する。
【００４８】
図８は、挿入部２１がカプセル１の内部にどのように配置されるかを概略的に示す。図８は、カプセルが挿入部によって３種類の領域に細分化されることも示す。抽出材料領域３１は、図８では水平な分離壁２２によって空の領域３２から分離されている。液体チャネル領域３３は、通路開口部が貫く分離壁２２の領域２８とともに延長部２４によって形成された液体チャネルによって切離されている。延長部は、空の領域の側のカプセル外壁のところまで延在しており、たとえば液体を通さない態様で上記外壁に接続されている。抽出プロセス中に、穿孔手段が液体チャネルの領域における注入側のカプセル外壁を穿孔し、上記穿孔手段は、カプセルが液体チャネル領域３３の領域だけで穿孔され、抽出液がこれらの領域だけに送り込まれ、隣接する空の領域３２には送り込まれないように、寸法決めされる。図８は、特に示される位置からカプセルの中心の方向にスパイクを相対的に移動させることによって行なわれる穿孔プロセスを開始させる位置に、破線を用いて概略的な態様で示された注入側穿孔スパイク４１を示す。圧力下で液体が通路開口部２８を通過して抽出材料領域３１に入り、そこで本質的に公知の種類の抽出プロセスが行なわれる。飲料は、図８では上部にあるカプセルの壁の穿孔を通して放出される。抽出側穿孔スパイク４２も、図８中の穿孔プロセスを開始させる位置に概略的に示されている。穿孔スパイク４１、４２を備える抽出チャンバを閉じると、注入側穿孔スパイク４１および抽出側穿孔スパイク４２がたとえば同時に押されてカプセル外壁を貫通する。しかしながら、上述のように、注入側穿孔スパイクのみが最初に上記外壁を穿孔でき、抽出液の圧力下でカプセルが変形するために抽出側穿孔スパイクは上記外壁を突刺すことができる。
【００４９】
さらなる特徴が図６にはっきりと示されている。
第１に、通路開口部２８は円筒形ではなく、底部に向かって、すなわち空の領域の方向に、円錐形でテーパがつけられている、ということが見てわかる。この設計は、カプセルが機械的振動現象を受けたときにコーヒー粉末がじょうご状の円錐形領域に取込まれ／押込まれ、そのため液体チャネル領域３３には入らないという目的および効果を有する。これはまた、最も狭いポイントにおける通路開口部の寸法がコーヒー粉末の平均粒径よりも大きいときに機能する。
【００５０】
第２に、図６は、液体チャネルを形成する管状の延長部２４が、それらの端部（すなわち、空の領域の側の端部）に、テーパがつけられた櫛状部２４．１を有し、上記櫛状部が、空の領域の側の端部において挿入部を外壁に超音波溶接したときにエネルギ方向トランスミッタの役割を果たすことを示す。
【００５１】
図９は、図３〜図８には図示されていないが図１〜図８の実施例では存在し得る詳細をさらに示す。外向きに突出するタブ２９．２が周囲壁２９の縁２９．１に形成されており、上記タブはこの場合、周囲壁２９と一体化しており、その厚みのために「上向きに」（すなわち、抽出材料側の方向に）または「下向きに」（すなわち、空の側の方向に）柔軟に撓むことができる。図８に示される位置に挿入する場合、タブ２９．２は外壁によって内向きおよび上向きに押される。
【００５２】
タブ２９．２は、抽出プロセス中に密封効果を有し、抽出材料領域の内部における抽出圧力のために抽出飲料が周囲壁の外側に沿って空の領域に戻ることができないようにする。抽出材料領域の内部における抽出圧力は、特定の状況下で抽出チャンバの外部手段によって支持されるカプセル外壁にキャップ２９．２を外向きに押付け、それによって密封効果を自動的に強化させる。
【００５３】
特定の状況下では、切断および密封プロセスを用いてカプセルを閉じたときのその位置のために、最初は存在していたが切断および密封プロセス中に切離されたカプセル本体１１の周囲鍔１４．１とカバー１２との間に固定されるようにタブをさらに設けることができる。カプセルを閉じることによって、カプセルの壁と挿入部との間に、ある種のラビリンスシールまたはさらには粘着性の接続が生成される。
【００５４】
これは図１０に示されている。図１０は、切断および密封プロセスを用いてカバー１２がカプセル本体に接続されるポイントにおけるカプセルの詳細を示す。接続が溶接接続であり、したがって粘着性のある接続であるので、カプセル本体１１の材料とカバー１２の材料との間に分離線は見られない。破線１５は、カプセル本体とカバーとの間の遷移部のおよその輪郭を示している。周囲鍔１４．１は、切断および密封プロセスにおいて切離されている。
【００５５】
示されるように、タブ２９．２は溶接ビードの領域内でカバーとカプセル本体との間に固定され、これは、ラビリンスシールの意味での密封手段の効果を有する。鍔もカプセル本体および／またはカバーに溶接されてもよい。カプセルは以下のように生成される。
【００５６】
第１のステップにおいて、カプセル本体１１が利用可能になり、挿入部２１を上記カプセル本体に挿入する。次いで、超音波溶接によって挿入部２１の延長部２４の端部をカプセル本体の「底部」にしっかりと溶接する。次いで、カプセルを抽出材料で充填する。次いで、切断および密封プロセスを用いてカバーをカプセル本体に取付け、その際に上述のように挿入部のタブも恐らくしっかりと固定されるか、またはさらには溶接されてもよい。
【００５７】
本発明に係るカプセルのさらに他の代替的な実施例について以下の明細書で説明する。上述のカプセルとの相違点のみを説明する。上述の実施例の原理および特徴は、適用可能であれば代替的な実施例にも適用される。
【００５８】
図１１に従った挿入部は、周囲壁を有しておらず、分離壁２２と、任意の補強材２６を有する延長部２４とのみからなる。分離壁に直接隣接する周囲タブ（図には図示せず）が存在していてもよく、上記タブは上述の原理に沿った密封効果を有する。
【００５９】
図１２に従った（概略的にしか示されていない）カプセルは、抽出材料領域３１および液体チャネル領域３３が整合性があり互いに同化しているという点でのみ上述の実施例と異なっている。したがって、分離壁２２は液体チャネルへの遷移部で断続しており、抽出材料も液体チャネルに入る。図１２における点模様の領域は、抽出材料がいかに分布するかを示している。図１２に従った原理が、周囲壁を有する実施例または周囲壁を持たない実施例、および、密封タブを有する実施例または密封タブを持たない実施例に対して提供できることは言うまでもない。
【００６０】
図１２に示される原理はさらに変形可能である。一例として、抽出材料領域全体を形成するように単一のこの液体チャネルまたは複数の液体チャネルを広げることができる。次いで、液体チャネルは、抽出材料で充填され、上部側のところまでのカプセル内部全体を横断する。上部での密封は、たとえば上向きおよび内向きに突出する密封タブによって行なうことができる。代替例として、エネルギ方向トランスミッタの好適な選択を仮定して、液体チャネルを形成する挿入部は、上部および底部の両方の部分でカプセル外壁に同時に溶接できる。
【００６１】
図１３に示されるカプセルは、その外形のために上述の実施例とは異なっている。カプセルは、円錐形の態様で下向きに（すなわち、空の領域の方向に）テーパがつけられた回転対称のカップの形状を有しており、外向きに突出する鍔を有している。鍔の領域では、カップ状のカプセル本体１１が平坦なカバー１２に溶接される。挿入部２１は、対応して適合された形状を有している。すなわち、分離壁２２が円盤の形状をしている。その他の点では、上述の実施例の場合と同じ原理が適用される。
【００６２】
実施例の上記の説明では、いずれの場合にも、抽出液は空の領域の側で注入され、抽出材料領域の側で放出されると仮定されていた。これは特に好都合な構成である。なぜなら、とりわけ、抽出プロセス後に液体チャネルに残った抽出飲料が「無駄に」ならないためであり、また、水のみが上記通路開口部を通されるので通路開口部の領域の閉塞に関する問題も起こり得ないためである。しかしながら、別の選択肢が逆のこと、すなわち、抽出液を抽出材料領域に直接導入し、液体チャネルを通して飲料を放出することを可能にするであろう。
【００６３】
図１４は、コーヒーマシンの抽出モジュールを示す。抽出モジュールは、たとえば（カプセル圧縮手段を有している、または、カプセル圧縮手段を持たない）ＰＣＴ／ＣＨ２０１０／００００９９の教示に従って設計でき、上記文献の内容は引用によって本特許出願の構成要素を構成する。
【００６４】
抽出モジュールは閉じた状態で抽出チャンバを形成し（明確にするために、閉じていない状態を図１４に示す）、上記抽出チャンバの形状および寸法は対応するカプセルと一致している。本発明に係る手順のために、抽出モジュールは、充填量が多くかつ分離要素を持たないカプセル用にも、充填量が少なくかつ分離要素を有するカプセル用にも設計される。
【００６５】
抽出モジュールは、本質的に公知の態様で、２つの垂直な誘導壁を有する枠組みの間に通される放出装置１０３と、注入器１０４とを備え、たとえば回動可能なオペレータ制御レバーによって駆動される態様で上記放出装置および注入器を互いに対して動かすことができる。
【００６６】
図１４は、ここでは実質的に立方体であるポーションカプセルを投入するための投入開口部１０７をはっきりと示す。投入開口部１０７は、枠組みに形成され、放出開口部１０３の領域に位置しており、上記放出装置と同様、オペレータ制御レバーを動かしたときに静止したままとなっている。投入開口部１０７は底部に向かってテーパがつけられるように若干円錐形であり得て、それによって、カプセルが挿入された際のカプセルに対するセンタリング効果を、カプセルが傾く危険性が高くなりすぎることなく有する。
【００６７】
分離要素を有する（この場合、分離壁を形成する挿入部を有する）カプセルは、（空の領域を有する側に対応する）図１、図４、図６、図８、図１１および図１２では底部の側が注入器側、すなわち図１４では右側に位置するように投入される。
【００６８】
動作状態では、抽出モジュールはコーヒーマシンの水平抽出モジュールとして機能し、コーヒーマシンは、抽出モジュールに加えて、水タンクと、水加熱装置（たとえば、フローヒータ）と、抽出水を注入器１０４に供給するためのポンプとを有する。注入器の対応する供給チャネル１１８が、本質的に公知の態様で形成されてもよい。注入器はまた、割当てられた供給開口部を有する少なくとも１つの突刺しスパイクを有しており、そのためカプセルを突刺し、供給開口部を通して抽出液が供給され得る。コーヒーマシンはまた、たとえばカプセル容器を有しており、それは抽出チャンバの下方に配置され、その中にカプセルが、オペレータ制御レバーを上げることによって抽出プロセス後に自動的に排出される。
【００６９】
放出装置１０３にはまた、少なくとも１つの突刺しスパイク１１１と、割当てられた放出開口部とが設けられている。構成に依存して放出ラインもあり、上記放出ラインは、放出装置１０３から出口から出てくるコーヒー（またはその他）を、意図された場所に置かれたカップ内に流入するように経路付けるために用いられる。
【００７０】
示される実施例では、放出装置１０３は、投入開口部１０７を通して挿入されたカプセルのための支持面１２０を規定する支持部１２１を有するカプセルホルダを形成する。抽出チャンバが開いている間に投入開口部を通して導入されるほぼ立方体形状のカプセルは、第１の側壁によって誘導される態様で支持部１２１上に載置される。次いで、放出装置１０３の方向への注入器の移動によって抽出チャンバが閉じられ、その結果、カプセルも突刺す。示される実施例では、抽出プロセスが開始する前に、注入器側でも放出装置１０３の側でもカプセルを突刺す。しかしながら、特にカプセルの壁またはその一部の材料としてアルミニウムを有するがプラスチックも有する実施例も実現可能であり、抽出プロセスを開始したときに、カプセルの内圧によって放出装置１０３の側で最初にカプセルに印がつけられるかまたはカプセルを突刺す。
【００７１】
図１５は、本発明の第１の局面に係るコーヒー準備システムを非常に概略的な態様で示す。コーヒーマシン２０１は、たとえば図１４によって示される種類の抽出チャンバ２０２、または、たとえばプランジャおよびプランジャのための当接面によって形成される抽出チャンバ２０２に加えて、熱湯２１０を送るためのポンプを備え、上記ポンプを通して圧力下で熱湯を抽出チャンバに供給することができる。ポンプ駆動手段２０５は、ポンプおよび抽出圧力を制御する。特に、コーヒーマシンは、多くの場合、５バール未満、特に３バール未満、たとえば約１．５〜２バールの比較的低いポンプ圧力で（「フィルタコーヒー」）、または、少なくとも５バール、特に少なくとも８バール、たとえば８バール〜２０バールの比較的高いポンプ圧力で（「エスプレッソ」）選択的に動作する目的で設計できる。さまざまなポンプ圧力間の切換えは、しばしば手動で行なわれる。しかしながら、たとえば投入されたカプセルの特徴に基づいてこれを自動的に制御する装置も存在していてもよい。一例として、システムのさまざまなカプセルには異なるマークを設けることができ、これらのマークは、光学的にまたはＲＦＩＤなどによって読取ることができ、コーヒーマシンの対応する読取装置によって識別され、それに応じてポンプ圧力が調節される。
【００７２】
コーヒー準備システムはまた、少なくとも２種類のコーヒーポーションカプセル１、１′を備える。上記コーヒーポーションカプセルは、抽出材料が利用できる内部容積（抽出材料領域の容積）の点で異なっているが、外側寸法は実質的に同じである。特に、カプセルタイプ１（「エスプレッソカプセル」）は本発明の第１の局面に従って設計できる一方、別のカプセルタイプ１′（「フィルタコーヒーカプセル」）は、従来の設計を有しており、したがって完全に充填された内部空間を有し、またはたとえばカプセル内部に配置されたフィルタも有し得る。
【００７３】
本発明の第２の局面に係るコーヒー準備システムの場合、本発明の第１の局面に係るカプセル以外のエスプレッソカプセル用のカプセルタイプを設計することもでき、たとえば液体チャネルを省略することもでき、その結果、抽出プロセスの間、エスプレッソカプセルの空の領域は水または飲料で溢れることになる。
【００７４】
第１の局面または第２の局面に係る手順をコーヒー以外の飲料、たとえば紅茶で利用することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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