КАПСУЛА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В АППАРАТЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
CAPSULE FOR USE IN BEVERAGE PREPARATION APPARATUS

Область техники
Настоящее изобретение, в некоторых вариантах своего осуществления, относится к одноразовой капсуле для приготовления напитка с помощью аппарата для приготовления напитков, в частности, но не исключительно, к капсуле, выполненной из тонколистового алюминия.
Уровень техники
Одноразовые капсулы, содержащие уплотненный молотый кофе, чай и/или другие ингредиенты, широко используются в определенных аппаратах для приготовления кофе, которые обычно обозначаются термином «эспрессо-машины». Капсулы этого типа обычно состоят из корпуса капсулы, содержащего уплотненный молотый кофе и/или иные ингредиенты, и мембраны и/или крышки, выполненной, например, из алюминиевой фольги, которая герметизирует корпус капсулы. Обычно корпус капсулы имеет форму острого усеченного конуса с ободом, а мембрана крепится к ободу, герметизируя капсулу. Корпус капсулы обычно выполнен из алюминия или пластика. При использовании тонколистового алюминия внутреннее пространство обычно покрыто тонким слоем термопластичного материала, который используется для герметичного соединения мембраны с ободом термическим способом и создания барьера между алюминием и содержимым капсулы. Обычно мембрана также содержит подобное покрытие и/или покрыта лаком.
При использовании в эспрессо-машине капсула помещается в камеру, где она обычно протыкается с двух противоположных сторон, после чего через эту камеру пропускается вода под относительно высоким давлением, нагретая до относительно высокой температуры, вследствие чего происходит экстрагирование ароматических компонентов ингредиентов для получения готового напитка. Обычно во время работы эспрессо-машины обод капсулы прижимается ободом камеры машины к держателю капсулы, в результате чего образуется герметичное соединение. Герметичное соединение с держателем капсулы обычно используется для обеспечения прохождения всего объема горячей воды через капсулу для приготовления кофейного напитка и с целью предотвращения протечек по окружности капсулы.
В патенте США №4,136,202 под названием «Капсула для приготовления напитка», содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, описана капсула, содержащая вещество для приготовления напитка с использованием кофе-машины. Капсула содержит корпус, имеющий, в общем, форму острого усеченного конуса с ободом и мембраной, установленной на ободе для уплотнения корпуса капсулы. В указанном патенте описан корпус капсулы, выполненный из тонколистового алюминия толщиной от 60 до 110 микрометров; предпочтительно - толщиной 80 микрометров с мембраной, выполненной из алюминия; а в наиболее предпочтительном варианте - толщиной от 30 до 60 микрометров.
В европейском патенте №1,654,966 под названием «Капсула со средствами уплотнения», содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, описана капсула, содержащая ингредиенты для приготовления напитков, такие как молотый кофе, чай или иные ингредиенты. Капсула выполнена с возможностью вставки в аппарат (или устройство) для приготовления напитков так, чтобы жидкость под давлением могла проникнуть в капсулу и войти во взаимодействие с содержащимися в ней ингредиентами. Капсула содержит корпус капсулы и мембрану из фольги, которая герметично запечатывает основание корпуса за счет прикрепления к фланцеобразному ободу, отходящему от боковой стенки основания корпуса капсулы. Наружная поверхность основания корпуса капсулы содержит упругий уплотняющий элемент; при этом указанный уплотняющий элемент выполнен с возможностью вхождения в герметичное соединение с вмещающим элементом аппарата для приготовления напитков. Герметичное соединение гарантирует прохождение всего объема жидкости через внутреннее пространство капсулы во время приготовления напитка.
Сущность изобретении
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложен корпус капсулы, содержащий уплотняющий элемент, выполненный с возможностью вхождения в герметичное соединение с вмещающим элементом аппарата для приготовления напитков. Корпус капсулы обычно содержит основание с боковыми стенками, куда засыпается содержимое, такое как кофе; и фланцеобразный обод, отходящий от боковой стенки. Фланцеобразный обод обычно не контактирует с содержимым корпуса капсулы и находится за пределами внутреннего пространства, заданного боковыми стенками; например, он отходит наружу от внутреннего пространства. Капсула включает в себя корпус и мембрану или крышку, которая запечатывает корпус капсулы. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент устанавливается на фланцеобразном ободе на поверхности фланца, отходящей от внутренней части и/или поверхности корпуса капсулы. Внутренняя поверхность корпуса капсулы представляет собой поверхность, обращенную в сторону содержимого капсулы, тогда как наружная поверхность обращена в сторону аппарата для приготовления напитков. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения фланец содержит одно или более отверстие и/или паз, оставляющий открытым уплотняющий элемент со стороны наружной части и/или поверхности фланца, и/или улучшающий уплотнение между фланцем и вмещающим элементом аппарата для приготовления напитков. Наружная поверхность фланца представляет собой поверхность фланца, отходящую от наружной поверхности корпуса капсулы и входящую в плотное соединение с ободом вмещающего элемента аппарата для приготовления напитков. Дополнительно или в альтернативном варианте фланец содержит один или более вырез и/или прорезь для ослабления части наружной поверхности фланца и, как следствие, улучшения уплотнения между фланцем (включая уплотняющий элемент) и вмещающим элементом аппарата для приготовления напитков.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрен корпус капсулы, выполненный с возможностью вмещения одного или более ингредиента напитка и предназначенный для использования в аппарате для приготовления напитков, который содержит: основание корпуса с боковыми стенками, задающими внутреннее пространство для приема одного или более ингредиента напитка; при этом указанные боковые стенки характеризуются наличием внутренней поверхности, обращенной в сторону внутреннего пространства, заданного боковыми стенками, и наружной поверхности, обращенной в сторону аппарата для приготовления напитков во время его использования; фланцеобразный обод, отходящий от боковых стенок; и уплотняющий элемент, выполненный с возможностью обеспечения герметичного соединения между корпусом капсулы и аппаратом для приготовления напитков; при этом уплотняющий элемент располагается на поверхности фланцеобразного обода, отходящей от внутренней поверхности боковых стенок.
В необязательном варианте боковые стенки имеют форму острого усеченного конуса.
В необязательном варианте фланцеобразный обод выполнен с одним или более пазом и/или прорезью.
В необязательном варианте один или более паз проходит по окружности фланцеобразного обода.
В необязательном варианте один или более паз представляет собой отверстие шириной 0,3-1 мм.
В необязательном варианте пазы разделены перемычками, выполненными из материала, образующего корпус капсулы.
В необязательном варианте одна или более прорезь вытянута в радиальном направлении фланцеобразного обода.
В необязательном варианте одна или более прорезь представляет собой щелевое микроотверстие или вырубную метку.
В необязательном варианте множество прорезей отходит от пазов в радиальном направлении.
В необязательном варианте множество прорезей отходит от края паза, наиболее удаленного от боковых стенок.
В необязательном варианте корпус капсулы выполнен из тонколистового алюминия.
В необязательном варианте толщина тонколистового алюминия, по меньшей мере, на части фланцеобразного обода составляет 50-150 мкм.
В необязательном варианте, по меньшей мере, одна поверхность тонколистового алюминия ламинирована полимерным материалом.
В необязательном варианте корпус капсулы содержит пазы, разделенные перемычками; при этом указанные перемычки выполнены из полимерного материала, нанесенного на алюминий методом ламинирования.
В необязательном варианте уплотняющий элемент имеет форму кольца.
В необязательном варианте уплотняющий элемент характеризуются поперечным сечением Г-образной формы.
В необязательном варианте уплотняющий элемент Г-образной формы в поперечном сечении содержит первую ножку и вторую ножку; при этом твердость первой ножки отличается от твердости второй ножки.
В необязательном варианте одна из ножек уплотняющего элемента прилегает к внутренней поверхности боковых стенок.
В необязательном варианте твердость одной из ножек, прилегающей к внутренней поверхности боковых стенок, превышает твердость ножки, прилегающей в фланцеобразному ободу.
В необязательном варианте уплотняющий элемент характеризуется поперечным сечением ступенчатой формы, образованной внутренней частью кольца и наружной частью кольца; при этом внутренняя часть кольца толще наружной части кольца.
В необязательном варианте уплотняющий элемент выполнен с первым слоем, наложенным на второй слой; при этом первый слой выполнен из материала, выбранного таким образом, чтобы он был мягче материала, из которого выполнен второй слой.
В необязательном варианте внутреннее кольцо содержит как первый слой, так и второй слой; при этом наружная часть кольца выполнена из того же материала, что и второй слой.
В необязательном варианте уплотняющий элемент отходит от выступающего края между фланцеобразным ободом и боковыми стенками и заворачивается вокруг наружного края фланца.
В необязательном варианте уплотняющий элемент выполнен из полимерного материала.
В необязательном варианте уплотняющий элемент нанесен на фланцеобразный обод в виде жидкости, отвержденной на месте.
В необязательном варианте уплотняющий элемент частично открыт и виден через фланцеобразный обод.
В необязательном варианте уплотняющий элемент снабжен цветовой маркировкой, указывающей на содержимое капсулы.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложена капсула для использования в аппарате для приготовления напитков; при этом указанная капсула выполнена с возможностью вмещения одного или более ингредиента напитка; при этом капсула содержит: корпус капсулы согласно описанию, представленному выше в настоящем документе; и мембрану, выполненную с возможностью расположения на фланцеобразном ободе и, как следствие, запечатывания внутреннего пространства, заданного корпусом капсулы; при этом между фланцеобразным ободом и мембраной, выполненной с возможностью запечатывания внутреннего пространства, заданного корпусом капсулы, располагается уплотняющий элемент.
В необязательном варианте капсула содержит кофе.
В необязательном варианте капсула содержит дополнительный слой между уплотняющим элементом и фланцеобразным ободом.
Краткое описание чертежей
Некоторые варианты осуществления заявленного изобретения раскрыты в настоящем документе исключительно для примера в привязке к прилагаемым чертежам. Обращаясь теперь к конкретным подробным чертежам, следует подчеркнуть, что показанные детали приведены исключительно для примера и в целях иллюстративного описания вариантов осуществления заявленного изобретения. В этой связи описание в сочетании с чертежами дает специалистам в данной области техники полное понимание того, как могут быть реализованы на практике варианты осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показано схематическое перспективное изображение одного из примеров реализации корпуса капсулы, содержащего внутренний уплотняющий элемент, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2А и 2В показаны, соответственно, перспективный вид сверху и перспективный вид снизу одного из примеров реализации уплотняющего элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3А и 3В показаны, соответственно, схематическое перспективное изображение и детализованный вид в поперечном сечении одного из примеров реализации корпуса капсулы в первой конфигурации, которая характеризуется наличием пазов, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 4А и 4В показаны, соответственно, схематическое перспективное изображение и детализованный вид в поперечном сечении одного из примеров реализации корпуса капсулы во второй конфигурации, которая характеризуется наличием прорезей, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 5А и 5В показаны, соответственно, схематическое изображение в поперечном разрезе одного из примеров реализации капсулы, помещенной во вмещающий элемент аппарата для приготовления напитков; и детализованный схематический вид в поперечном сечении вмещающего элемента, входящего в плотное соединение с уплотняющим элементом капсулы, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 6А и 6В показаны, соответственно, схематическое изображение в поперечном разрезе одного из примеров реализации корпуса капсулы, содержащего внутренний уплотняющий элемент; и детализованный схематический вид в поперечном разрезе уплотняющего элемента, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 7А и 7В представлены, соответственно перспективное изображение и вид сверху еще одного из примеров реализации корпуса капсулы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 7С и 7D показаны, соответственно, вид сверху и детализованный вид еще одного из примеров реализации корпуса капсулы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 8 схематически показано поперечное сечение перемычки между пазами на ободе одного из проиллюстрированных примеров реализации корпуса капсулы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 9А, 9В, 9С и 9D схематически показаны упрощенные виды в поперечном разрезе примеров реализации обода и уплотняющего элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 10А и 10В проиллюстрированы, соответственно, уплотняющий элемент, выполненный только из одного материала, и уплотняющий элемент, выполненный из двух разных материалов, согласно некоторым другим вариантам осуществления настоящего изобретения; и
На фиг. 11 представлена упрощенная блок-схема иллюстративного способа формования тонколистового материала с пазами и прорезями, используемого при изготовлении корпуса капсулы, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
Подробное осуществление изобретения
Настоящее изобретение, в некоторых вариантах своего осуществления, относится к одноразовой капсуле для приготовления напитка с помощью аппарата для приготовления напитков, в частности, но не исключительно, к капсуле, выполненной из тонколистового алюминия.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения капсула состоит из корпуса, в который засыпается содержимое, такое как кофе, и фланцеобразного обода, отходящего от боковой стенки корпуса капсулы. Поверхность капсулы или боковых стенок, обращенная в сторону содержимого, называется в настоящем документе внутренней поверхностью; а поверхность, обращенная в сторону аппарата для приготовления напитков (в процессе его эксплуатации) называется в настоящем документе наружной поверхностью корпуса капсулы или боковых стенок. Подобным же образом, поверхность фланцеобразного обода, отходящая от внутренней поверхности корпуса капсулы, называется в настоящем документе внутренней поверхностью фланца; а поверхность фланцеобразного обода, отходящая от наружной поверхности боковых стенок, называется в настоящем документе наружной поверхностью фланца.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения капсула содержит уплотняющий элемент, расположенный на внутренней поверхности стенки и фланцеобразного обода, например, обода и/или фланца капсулы. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент обеспечивает герметичное соединение между корпусом капсулы и вмещающим элементом аппарата для приготовления напитков.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент удерживается и/или располагается на внутренней поверхности фланцеобразного обода, а в необязательном варианте - между фланцеобразным ободом корпуса капсулы и мембраной, герметизируя корпус капсулы. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения фланцеобразный обод характеризуется наличием расположенных по определенной схеме прорезей, ослабляющих фланцеобразный обод, и/или пазов, оставляющих уплотняющий элемент частично открытым и видимым через обод. В необязательном варианте пазы выполняются - по меньшей мере, частично - при формовании корпуса капсулы.
В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент имеет форму плоского кольца. В необязательном варианте уплотняющий элемент имеет Г-образную форму в поперечном сечении и садится на выступающий край между фланцем и внутренней стенкой корпуса капсулы. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения диаметр боковых стенок капсулы по окружности уплотняющего элемента расширяется, вследствие чего на боковых стенках образуется ступенчатый выступ. Ступенчатый выступ может быть больше или меньше заполняющего его уплотняющего элемента. В необязательном варианте ступенчатый выступ заполняется уплотняющим элементом так, что после его установки внутренняя сторона основания корпуса не содержит уступа. В альтернативном варианте уплотняющий элемент может быть толще, чем расширение диаметра ступенчатого выступа, вследствие чего уплотняющий элемент становится причиной образования внутреннего ступенчатого выступа в боковых стенках. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент представляет собой кольцо ступенчатой формы в поперечном разрезе, а фланец содержит соответствующий приподнятый участок или утолщение для размещения под ним уплотняющего элемента. Обычно уступ уплотняющего элемента ступенчатой формы в поперечном сечении, который выполнен с возможностью расположения на фланце, больше по ширине и короче по высоте в сравнении с уплотняющим элементом Г-образной формы в поперечном сечении, который выполнен с возможностью прилегания к выступающему краю между фланцем и внутренней стенкой корпуса капсулы. В необязательном варианте часть кольца вблизи его внутреннего диаметра толще части кольца вблизи его наружного диаметра. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения часть фланца, которая перекрывает уплотняющий элемент, приподнята и/или поднята в сравнении с остальными частями фланца. В необязательном варианте уплотняющий элемент заходит под приподнятую часть фланцеобразного обода. В необязательном варианте приподнятый участок доходит до боковых стенок. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент может характеризоваться поперечным сечением Г-образной формы с уступом на одной из своих ножек. Уплотняющий элемент Г-образной формы в поперечном сечении может прилегать к выступающему краю между фланцем и внутренней стенкой корпуса капсулы, а уступ может заходить под приподнятый участок фланцеобразного обода.
Уплотняющий элемент обычно выполняется из полимерного материала. В необязательном варианте полимерный материал представляет собой эластомер, т.е. полимер, обладающий упругими свойствами, и/или деформируемый полимер. В необязательном варианте используется мягкий полимерный материал с тем, чтобы он выступал наружу через пазы и/или прорези, выполненные во фланце. В альтернативном варианте используется недеформируемый полимерный материал. В необязательном варианте часть кольца Г-образной формы в поперечном сечении, которая прилегает к внутренним боковым стенкам корпуса капсулы, выполнена из материала, твердость которого превышает твердость материала, используемого для изготовления части кольца, которая садится на фланец. В необязательном варианте уплотняющий элемент выполнен из многослойного материала, обладающего разными свойствами. В необязательном варианте первый слой, накладываемый на фланцеобразный обод, выполнен из материала, который мягче материала, используемого для изготовления второго слоя, накладываемого на первый слой.
На фиг. 1 представлено схематическое перспективное изображение одного из примеров реализации корпуса капсулы, содержащего внутренний уплотняющий элемент, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Корпус капсулы 100 обычно имеет форму острого усеченного конуса. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения корпус капсулы 100 содержит основание 105; боковые стенки 110, отходящие от основания 105; и фланец 115, отходящий от боковых стенок 110. Корпус капсулы 100 характеризуется наличием внутренней поверхности 111, контактирующей с ингредиентами, и наружной поверхности 113. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 прилегает к внутренней поверхности фланца и/или располагается на внутренней поверхности фланца, например, на стороне фланца, отходящей от внутренней поверхности корпуса капсулы 100. В необязательном варианте уплотняющий элемент 200 не доходит до края фланца 115, например, до края, наиболее удаленного от боковых стенок 110.
Обычно уплотняющий элемент 200 представляет собой кольцо, форма и размеры которого обеспечивают его прилегание к фланцу 115 и/или по периметру между фланцем 115 и боковыми стенками 110. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения корпус капсулы 100 выполнен из алюминия. В необязательном варианте корпус капсулы 100 выполнен из тонколистового алюминия толщиной, например, около 100 мкм. В необязательном варианте тонколистовой алюминий выполнен из ламинированного материала. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 выполнен из полимерного материала. Обычно полимерный материал выбирается таким образом, чтобы он обладал свойствами, такими как твердость и/или упругость, которые подходят для образования плотного соединения с ободом вмещающего элемента аппарата для приготовления напитков после приложения какого-либо усилия и/или давления. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 выполнен из материала с твердостью по Шору А около 15-70 единиц, например, 20 единиц.
На фиг. 2А и 2В схематически показаны, соответственно, упрощенный перспективный вид сверху и упрощенный перспективный вид снизу одного из примеров реализации уплотняющего элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 содержит первую часть 210 кольца, которая садится на поверхность фланца 115, и вторую часть 220 кольца, которая плоско прилегает к внутренней поверхности 111 боковых стенок 110. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения кольцо 210 выбирается таким образом, чтобы его толщина составляла 300-800 мкм и/или 400-650 мкм. В необязательном варианте часть 210 кольца характеризуется толщиной и/или шириной, отличной от толщины/или ширины его части 220. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 выполнен только из одного материала. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 выполнен из более чем одного материала, и/или содержит один или более слой материала. В необязательном варианте часть 220 кольца выполнена из материала, твердость которого выше твердости материала, из которого выполнена часть 210 кольца; и/или из того же материала, что и часть 210 кольца, но обладающего более высокой твердостью.
В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 выполнен из термопластичного полимера, такого как полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полиамид (ПА) и полиэтилентерефталат (ПЭТФ). В необязательном варианте уплотняющий элемент 200 выполнен из термопластичного эластомера (ТПЭ), смеси термопластичных полимеров и термопластичных эластомеров, или из пластомера. В необязательном варианте уплотняющий элемент 200 выполнен из полимерной смеси, обладающей высокой стойкостью к воздействию кислорода и влаги. В необязательном варианте уплотняющий элемент 200 деформируется под давлением. В необязательном варианте деформируемость и/или упругие свойства уплотняющего элемента 200 способствуют установлению жидкостного уплотнения при его вхождении в соединение с вмещающим элементом аппарата для приготовления напитков. В необязательном варианте уплотняющий элемент 200 маркирован цветом, т.е. на него нанесен цветной слой в соответствии с содержимым капсулы. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент зажат между фланцем 115 и слоем алюминия или иного материала, герметизируя корпус капсулы и создавая барьер, предотвращающий негативное воздействие кислорода и влаги.
На фиг. 3А и 3В показаны, соответственно, схематическое перспективное изображение и детализованный вид в поперечном сечении одного из примеров реализации корпуса капсулы с иллюстративной схемой расположения пазов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения корпус капсулы 100 содержит один или более паз 151, выполненный во фланце 115, через который виден уплотняющий элемент 200. Пазы 151 лучше видны на детализованном виде 30 (фиг. 3В). Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения пазы 151 представляют собой вытянутые щели, проходящие по окружности фланца 115. В необязательном варианте пазы 151 выбираются таким образом, чтобы они по существу оставляли открытым уплотняющий элемент 200. В необязательном варианте в капсуле предусмотрено 2-6 пазов 151, например, 4 паза 151. В альтернативном варианте пазы 151 могут представлять собой по существу круглые или вытянутые отверстия. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения ширина пазов 151 выбирается таким образом, чтобы она полностью вмещала в себя поверхность, с которой уплотняющий элемент должен образовывать уплотнение; например, ширина пазов 151 выбирается таким образом, чтобы она могла вписаться в габариты обода аппарата для приготовления напитков, который контактирует с фланцем. В необязательном варианте ширина пазов 151 составляет около 0,3-1 мм, например, 0,4 мм.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 200 характеризуется поперечным сечением Г-образной формы. Обычно Г-образная форма поперечного сечения способствует предотвращению протечек через пазы 151 вблизи выступающего края между фланцем 115 и боковыми стенками 110. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения мембрана, изолирующая содержимое корпуса капсулы 100, приваривается к Г-образному уплотняющему элементу 200. Обычно Г-образная форма уплотняющего элемента 200 также способствует повышению конструктивной прочности корпуса капсулы 100 в зоне выступающего края между фланцем 115 и боковыми стенками 110.
На фиг. 4А и 4В показаны, соответственно, схематическое перспективное изображение и детализованный вид в поперечном сечении одного из примеров реализации корпуса капсулы с иллюстративной схемой расположения прорезей согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения корпус 101 капсулы содержит одну или более прорезь 152, выполненную во фланце 115, через которую виден уплотняющий элемент 200. Прорези 152 лучше видны на детализованном виде 32 (фиг. 4В). В необязательном варианте прорези 152, выполненные во фланце 115, вытянуты в радиальном направлении. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения прорези 152 представляют собой относительно узкие щели, выполненные с таким расчетом, чтобы площадь открытого пространства оставалась по существу минимальной. В необязательном варианте прорези 152 представляют собой вытянутые щели, идущие перпендикулярно окружности фланца 115. В необязательном варианте прорези 152 наоборот обеспечивают ослабление поверхности алюминиевого листа, что способствует деформации поверхности при приложении давления. В необязательном варианте прорези 152 представляют собой щелевые микроотверстия и/или вырубные метки. Как правило, прорези 152 служат в качестве барьера, который препятствует проникновению кислорода и влаги через корпус 101 капсулы лучше, чем пазы 151. В необязательном варианте материал, используемый для изготовления фланца 115, характеризуется по существу небольшой толщиной - например, минимальной - с целью улучшения уплотнения с поверхностью, прижимаемой к фланцу 115. В необязательном варианте может быть предусмотрена такая твердость (например, более низкая) уплотняющего элемента 200, чтобы она обеспечивала возможность эффективного уплотнения через прорези 152, выполненные во фланце 115. В необязательном варианте фланец 115 содержит как прорези 152, так и пазы 151. В необязательном варианте прорези могут быть вытянуты в направлении, отличном от показанного, например, в окружном направлении или под углом.
На фиг. 5А и 5В показаны, соответственно, схематическое изображение в поперечном разрезе одного из примеров реализации капсулы, помещенной во вмещающий элемент аппарата для приготовления напитков; и детализованный упрощенный схематический вид в поперечном сечении вмещающего элемента, входящего в плотное соединение с уплотняющим элементом капсулы, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения вмещающий элемент 300 аппарата 390 для приготовления напитков выполнен с возможностью прижатия поверхности 310 вмещающего элемента 300 к фланцу 115 с целью образования герметичного соединения. Герметичное соединение с вмещающим элементом 300 обычно используется для обеспечения прохождения всего объема горячей воды через капсулу 100, поступающей в нее через основание 105, с целью приготовления кофейного напитка, а также для предотвращения протечек горячей воды по окружности капсулы 100. Вмещающий элемент 300 также обеспечивает прижатие капсулы 100 к держателю 320. Держатель 320 капсулы обычно содержит выступы 325, которые протыкают мембрану 190 для экстрагирования жидкости из капсулы 100.
Мембрана или крышка 190 обычно выполняется из алюминиевой фольги толщиной около 30-60 мкм. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения внутренняя поверхность мембраны 190 покрыта слоем полимера или лака. Обычно полимерное или лаковое покрытие обеспечивает термосваривание мембраны 190 с уплотняющим элементом 200. Мембрана 190 обычно доходит до завитка фланца и перекрывает уплотняющий элемент 200. В альтернативном варианте уплотняющий элемент 200 выходит за пределы мембраны 190 так, что он оказывается видимым после запечатывания корпуса капсулы 100.
Обычно кольцеобразная поверхность 310 вмещающего элемента входит в зацепление с фланцем 115 капсулы 100. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения выбрана такая ширина 70 пазов 151, которая вмещает в себя поверхность 310 и/или обеспечивает прочное и/или эффективное сцепление поверхности 310 с уплотняющим элементом 200. Как правило, ширина уплотняющего элемента 200 превышает ширину 70. Обычно ширина 60 уплотняющего элемента 200 также выбирается таким образом, чтобы она обеспечивала эффективное уплотнение между поверхностью 310 и уплотняющим элементом 200 в результате воздействия давления, прилагаемого поверхностью 310. В необязательном варианте толщина уплотняющего элемента 200 составляет 300-800 мкм.
На фиг. 6А и 6В показаны, соответственно, схематическое изображение в поперечном разрезе одного из примеров реализации корпуса капсулы, содержащего внутренний уплотняющий элемент; и детализованный упрощенный схематический вид в поперечном разрезе части капсулы вокруг уплотняющего элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения фланец 115 содержит уступ 120, например, приподнятый участок, вмещающий в себя кольцо 210 уплотняющего элемента 200. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уступ 120 обеспечивает более плотное соединение с вмещающим элементом 300. В необязательном варианте утолщение части фланца 115, предназначенное для создания уплотнения, обеспечивает вхождение вмещающего элемента 300 в контакт с этим участком - например, уплотняющим элементом 200 - до вступления в контакт с другими окружающими поверхностями, которые могут помешать установлению надлежащего соединения с уплотняющим элементом 200. В необязательном варианте уплотняющий элемент 200 полностью размещается под уступом 120 и не выходит за его пределы.
В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения диаметр боковых стенок капсулы вокруг уплотняющего элемента утолщается или расширяется, в результате чего на боковых стенках образуется ступенчатый выступ 130. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения ступенчатый выступ 130 боковых стенок повышает конструктивную прочность капсулы, компенсируя ее ослабление пазами 151 или прорезями 152. Обычно ступенчатый выступ 130 пригоден для обеспечения дополнительного пространства в пределах уплотнительного кольца 200. Увеличенный диаметр способствует устранению помех для движения воды во внутреннем пространстве капсулы, а также облегчает сборку уплотняющего элемента 200. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения ступенчатый выступ 130 имеет такую форму и размеры, которые облегчают разборку стопок капсул на производственном участке за счет устранения возможности их конического сцепления друг с другом. Обычно ступенчатый выступ ограничивает контакт между капсулами по существу узким кольцом, заданным верхней поверхностью ступенчатого выступа. Уплотняющий элемент обычно заполняет собой объем, заданный ступенчатым выступом 130.
На фиг. 7A and 7В показаны, соответственно, перспективное изображение и вид сверху еще одного из примеров реализации корпуса капсулы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Капсула 102 может содержать множество углублений или канавок 118, каждая из которых вытянута в продольном направлении; при этом канавки из указанного множества распределены по окружности наружной поверхности 113. Обычно изготовленные капсулы поставляются стопками. В необязательном варианте по окружности боковых стенок 110 распределено 6-15 канавок, например, 12 канавок. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения паз 153 на фланце 115 проходит по его окружности и делит фланец 115 на внутренний обод 115В и наружный обод 115А. Паз 153 необязательно содержит множество полимерных перемычек 154, каждая из которых проходит в радиальном направлении; при этом они удерживают внутренний обод 115В и наружный обод 115А вместе до тех пор, пока к внутренней поверхности фланца 115 не будет приварен уплотняющий элемент. В необязательном варианте ширина фланца 115 составляет 2,5-3,5 мм, например, 3,3 мм; а ширина паза 153 составляет 0,5-0,1 мм. В необязательном варианте перемычки 154 выполнены из материала, покрывающего алюминиевый лист, из которого выполнен корпус капсулы 102, или нанесенного на него методом ламинирования. До начала процесса вытяжки перемычки 154 могут содержать алюминий, который может ломаться или отделяться в процессе вытягивания. Покрытие или ламинированный слой, нанесенный на алюминий, может остаться невредимым благодаря своим превосходным упругим свойствам. В альтернативном варианте перемычки также выполнены из алюминия.
В необязательном варианте уплотняющий элемент 200 по-прежнему соединяет между собой наружный обод 115А и корпус капсулы, например, после использования капсулы.
На фиг. 7С и 7D показаны, соответственно, вид сверху и детализованный вид еще одного из примеров реализации корпуса капсулы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения капсула 103 может быть схожей с капсулой 102 и содержать множество прорезей 152, отходящих от паза 153. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения прорези 152 отходят от паза 153 в радиальном направлении. Обычно прорези 152 отходят от наружного диаметра прорезей 152 в сторону кромки фланца 115, например, в сторону завитка 112. В необязательном варианте длина прорезей 152 составляет 0,7 мм; а расстояние между ними составляет 2 мм.
На фиг. 8 схематически показано поперечное сечение перемычки между пазами на ободе одного из проиллюстрированных примеров реализации корпуса капсулы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Перемычка 154 может быть выполнена из ламинированного или покрытого полипропиленом алюминиевого листа, из которого изготовлен фланец 115. В необязательном варианте перемычка 154 может характеризоваться толщиной 154 около 0,03 мм в сравнении с толщиной 116 около 0,12 мм алюминия, ламинированного полипропиленом. Уплотняющий элемент 200, расположенный под фланцем 115, может характеризоваться толщиной 0,7-1,1 мм, например, 0,8 мм. Обычно крышка 190 крепится к фланцу 115 через уплотняющий элемент 200 и характеризуется толщиной в пределах 0,03-0,06 мм.
На фиг. 9А, 9В, 9С и 9D схематически показаны упрощенные виды в поперечном разрезе примеров реализации обода и уплотняющего элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Ширина уплотняющего элемента, например, уплотняющей мембраны 200, 201, 202 или 203, обычно выбирается таким образом, чтобы она была значительно больше ширины паза 153 с тем, чтобы устранить или свести к минимуму возможность проникновения кислорода или влаги через паз 153 вследствие возможной нестыковки элементов. Как показано на фиг. 9А, уплотняющий элемент 200 в необязательном варианте имеет форму плоского кольца и характеризуется шириной около 2 мм. В необязательном варианте уплотняющий элемент 201 отходит от выступающего края между боковой стенкой 110 и фланцем 115 в направлении завитка 112 из алюминиевого листа и заходит в уступ 120 фланца 115. Как показано на фиг. 9В, в необязательном варианте уступ 120 отстоит от завитка 112 примерно на 1 мм; при этом на уступе 120 располагается паз 153 с уплотняющим элементом 201. Как показано на фиг. 9С, уплотняющий элемент 202 ступенчатой формы используется для перекрытия области под уступом 120 и выступает в направлении завитка 112. Этот вариант осуществления настоящего изобретения может обеспечить максимальную защиту от протечек и возможного просачивания кислорода и влаги по периметру паза 153. В необязательном варианте наружная часть уплотняющего элемента 202 тоньше внутренней части уплотняющего элемента 202.
Как показано на фиг. 9D, в некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 203 выполнен из двух материалов, а именно из материалов 203А и 203В. Материал 203А обычно выбирается таким образом, чтобы он был тверже материала 203В. В необязательном варианте может быть выбран такой материал 203А, чтобы его твердость по Шору D составляла 50-70 единиц, и такой материал 203В, чтобы его твердость по Шору D составляла 40-60 единиц. Твердость материала 203А может обеспечивать достаточную жесткость для облегчения установки уплотняющего элемента 203 в капсуле 103. Твердость материала 203А может также обеспечивать более плотную герметизацию от проникновения кислорода и влаги через уплотнение. Материал 203В, обладающий более низкой плотностью, может подходить для обеспечения уплотнения между капсулой 103 и вмещающим элементом 300 аппарата 390 для приготовления напитков (фиг. 5А).
На фиг. 10A и 10В проиллюстрированы, соответственно, уплотняющий элемент, выполненный из одного материала, и уплотняющий элемент, выполненный из двух разных материалов, согласно некоторым другим вариантам осуществления настоящего изобретения. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 202 содержит наружное кольцо 211, которое тоньше внутреннего кольца 221. В необязательном варианте толщина наружного кольца 211 составляет около 0,4 мм, например, 0,2-0,6 мм; а толщина внутреннего кольца 221 составляет около 0,9 мм, например, 0,7-1,1 мм. В необязательном варианте ширина внутреннего кольца 221 превышает ширину наружного кольца 211. Ширина внутреннего кольца может составлять около 2,5 мм, например, 2-3 мм; а ширина наружного кольца 211 может составлять от около 1,5 мм, например, 1,2-2 мм.
Как показано на фиг. 10В, в некоторых примерах осуществления настоящего изобретения уплотняющий элемент 203 выполнен из первого материала 203А и второго материала 203 В. Уплотняющий элемент 203 может быть сформован методом литья под давлением в пресс-формах 2K или методом многокомпонентного литья. Обычно на внутреннее кольцо 221 нанесен слой более мягкого материала 203В поверх более твердого материала 203А, тогда как наружное кольцо 211 преимущественно выполнено из более твердого материала 203А.
На фиг. 11 представлена упрощенная блок-схема иллюстративного способа формования тонколистового материала с пазами и/или прорезями, используемого при изготовлении корпуса капсулы, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения корпус капсулы выполняется из тонколистового алюминия. В необязательном варианте толщина алюминиевого листа составляет 50-150 мкм, например, 100 мкм. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения сначала разматывается алюминиевый лист (стадия 410). В необязательном варианте одна или обе поверхности используемого алюминиевого листа ламинируются, покрываются и/или лакируются тонким слоем полимера и/или лака толщиной, например, 20-50 микрометров, например, 30 микрометров. В необязательном варианте поверхность с покрытием, если оно предусмотрено, используется в качестве внутренних боковых стенок корпуса капсулы для отделения содержимого капсулы от алюминия. В необязательном варианте покрытием снабжаются обе стороны; например, на наружную поверхность наносится цветовая маркировка. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения для получения корпуса капсулы используется процесс глубокой вытяжки (стадия 415). После придания листу заданной формы в определенных местах пробиваются отверстия или делаются вырезы для получения, соответственно, пазов 152, прорезей 152 и паза 153 (стадия 420).
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения после придания корпусу капсулы заданной формы в корпусе капсулы устанавливается уплотняющий элемент (стадия 425). Обычно уплотняющий элемент изготавливается отдельно, а затем устанавливается в корпус капсулы. В необязательном варианте уплотняющий элемент приваривается к корпусу капсулы. В альтернативном варианте уплотняющий элемент может быть нанесен на корпус капсулы в виде жидкости, которая отверждается на месте.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения корпус капсулы заполняется требуемым содержимым (стадия 435), после чего мембрана для запечатывания корпуса капсулы приваривается к уплотняющему элементу (стадия 440). Обычно заполнение и запечатывание корпуса капсулы осуществляется отдельно от изготовления корпуса капсулы.
Следует отметить, что хотя описана только одна иллюстративная схема расположения пазов и только одна схема расположения прорезей, настоящее изобретение не ограничено в этом отношении и применимо для разных конфигураций пазов, выреза и/или прорезей, оставляющих открытым и/или создающих герметичное соединение с вмещающим элементом аппарата для приготовления напитков.
Следует отметить, что хотя в соответствии с одной описанной иллюстративной схемой расположения пазов и одной описанной иллюстративной конфигурацией выреза эти пазы и вырез проходят по окружности, и хотя в соответствии с одной описанной иллюстративной схемой расположения прорезей они вытянуты в радиальном направлении, настоящее изобретение не ограничено в этом отношении, и прорези и/или пазы могут проходить в разных направлениях и иметь разную форму.
Следует отметить, что хотя большинство вариантов осуществления настоящего изобретения относится к капсуле, имеющей форму острого усеченного конуса с ободом, настоящее изобретение не ограничено в этом отношении и применимо для производства корпусов капсул, имеющих круглую, округлую и/или куполовидную или альтернативную форму.
Следует отметить, что хотя большинство вариантов осуществления настоящего изобретения относится к капсуле, выполненной из тонколистового алюминия и запечатанной алюминиевой мембраной, настоящее изобретение не ограничено в этом отношении и применимо для производства корпусов капсул из альтернативного и/или дополнительного материала.
Следует отметить, что хотя большинство вариантов осуществления настоящего изобретения относится к капсуле, используемой для приготовления горячего напитка, такого как кофе, чай или горячий шоколад, капсула, описанная в настоящем документе, не ограничена в этом отношении и может быть использована и/или выполнена с возможностью использования для приготовления холодного напитка, включая газированные и/или алкогольные напитки.
Термины «содержит», «содержащий», «включает в себя», «включающий в себя», «имеющий» и их производные обозначают «включая, помимо прочего».
Термин «состоящий из» означает «включающий в себя, помимо прочего».
Термин «состоящий по существу из» означает, что состав, способ или конструкция может включать в себя дополнительные ингредиенты, стадии и/или элементы, но только если эти дополнительные ингредиенты, стадии и/или элементы существенно не меняют основные и новые характеристики заявленного состава, способа или конструкции.
Следует иметь в виду, что определенные признаки заявленного изобретения, которые для наглядности описаны в контексте отдельных вариантов его осуществления, могут быть также представлены совместно в одном варианте осуществления настоящего изобретения. И наоборот, различные признаки заявленного изобретения, которые в целях краткости изложения описаны в контексте только одного варианта его осуществления, могут быть также представлены по отдельности, или в любой применимой подкомбинации, или так, как это признано целесообразным, в любом другом описанном варианте осуществления настоящего изобретения. Например, материалы и формы уплотняющих элементов, пазов и прорезей, раскрытых в отношении одного из вариантов осуществления заявленного изобретения, могут быть использованы и в других вариантах его осуществления, описанных в настоящем документе. Определенные признаки, описанные в контексте различных вариантов осуществления заявленного изобретения, не следует рассматривать как основные признаки этих вариантов, если только такой вариант осуществления настоящего изобретения не утрачивает свою работоспособность без этих элементов.