用于制造用来制作饮料的胶囊的容纳主体和使用单一类型的容纳主体制造具有不同量的粉末食物的胶囊的方法与流程

本发明涉及用于制造用来制作饮料的胶囊的容纳主体，其能够容纳不同量的粉末食物，以及使用单一类型的容纳主体制造具有不同量的粉末食物的胶囊的方法。

在近些年间，使用容纳粉末食物（在胶囊已经被插入适当机器的提取腔室中之后，热水通过所述粉末食物）的胶囊来制作饮料的领域已经发生了相当大的进展，这种进步引起用于制作许多不同类型的饮料的胶囊的研发。

在现有技术的胶囊中，存在两大种族，即其中粉末食物是可溶的且因此完全随提取水一起出来，并且即其中粉末食物是不可溶的（至少不完全溶解）并且制作饮料包括使用热水以从粉末食物中提取香味。

后一种类型包括用于制作浓缩咖啡或美式咖啡（显然不是可溶类型）的胶囊。

除了每个制造商已经研发出了其自己类型的胶囊和对应机器的事实之外，多年来对于同一制造商来说也必须制造根据要被制作的饮料类型而不同的胶囊。尤其，对于制造具有用于含有不同量的粉末食物的不同体积的胶囊的需求逐渐增加。事实上，制作不同饮料会需要不同量的粉末食物。例如，虽然能够使用大约8g咖啡粉末制作优良的浓缩咖啡，但是优良的美式咖啡需要大约11g咖啡粉末。更通常地，虽然最佳制备有限量的饮料（“用小杯供应的”饮料诸如浓缩咖啡）会需要使用相对少量的粉末食物，不过最佳制备更大量的饮料（“用大杯供应的”饮料如美式咖啡、热巧克力、茶等等）通常需要使用更大量的粉末食物。

近年来，这个问题已经带来了用于制作饮料的市场平行系统，一些具有将要在适当机器中使用的相对小的胶囊，并且其他具有用于与专用于它们的不同机器一起使用的相对大的胶囊。

关于胶囊的结构，本发明所感兴趣的那些通常包括在顶部被盖封闭的杯形容纳主体（由一个或多个部分制成）。在容纳主体的内部，除了粉末食物之外，可还存在过滤元件，其能够位于粉末食物和容纳主体的底壁之间，或者在粉末食物和盖之间。根据水在胶囊内流动的方向（其在本文中通常是从盖朝向底壁或反之），过滤元件可以在粉末食物中用作水分配器，或用作流出的饮料的过滤器以防止粉末食物意外流出。

然而，当前市场情况具有几个明显缺点。

尤其，希望在市场上既存在用于制作“用小杯供应的”饮料的胶囊又存在用于制作“用大杯供应的”饮料的胶囊的任何公司必须具有用于胶囊和机器二者的两条生产线。

类似地，终端用户被迫针对每种类型购买机器。

在这样的背景下，形成本发明的基础的技术目的是制造容纳主体，该容纳主体用于制造用于制作饮料的胶囊以及提供使用单一类型的容纳主体制造具有不同量的粉末食物的胶囊的方法，其克服了上述缺点。

技术目的和表明的目标基本上通过如所附权利要求中所述的用于制造用于制作饮料的胶囊的容纳主体以及用于使用单一类型的容纳主体制造具有不同量的粉末食物的胶囊的方法来实现。

通过参考附图所述的用于制造用于制作饮料的胶囊的容纳主体以及用于使用单一类型的容纳主体制造具有不同量的粉末食物的胶囊的方法的几种优选非限制性实施例的详细描述，本发明的其他特征和优点将更加显而易见，在附图中：

-图1是根据本发明制造的容纳主体的第一实施例的侧视图；

-图2是图1的容纳主体的轴测视图；

-图3是包括图1的容纳主体的第一胶囊（为了清晰，没有粉末食物）的轴测轴向横截面视图；

-图4是图3的胶囊的主视图；

-图5示出了组装的图4的胶囊；

-图6示出了组装的图3的胶囊；

-图7是根据本发明制造的容纳主体的第二实施例的侧视图；

-图8是图7的容纳主体的轴测视图；

-图9是包括图7的容纳主体的第二胶囊（为了清晰，没有粉末食物）的轴测轴向横截面视图；

-图10是图9的胶囊的主视图；

-图11示出了组装的图10的胶囊；

-图12示出了组装的图9的胶囊；

-图13和图14分别示出图5和图6的胶囊的相同变型；以及

-图15和图16分别示出图11和图12的胶囊的相同变型。

参考上述附图，数字1表示根据本发明制造的用于制作饮料的胶囊2的其整个容纳主体。

事实上，本发明的核心是如下事实，即其提供一种容纳主体1，该容纳主体1能够同样良好地容纳至少两种不同量的粉末食物，在任何情况下总是确保正确容纳粉末。

因此，之后首先描述容纳主体1和能够使用其制造的几种不同胶囊2，且之后描述用于制造它们的方法。在任何情况下，将理解的是，相对于它们中的一者被描述的内容如果兼容的话也适用于其他。

大体而言，容纳主体1包括底壁3、在底壁3的周边部分处连接到底壁3的侧壁4以及在与底壁3的相对侧上连接到侧壁4的上部边缘5。有利地，底壁3和侧壁4给予容纳主体1杯子或者玻璃杯的形状。

根据需要，底壁3、侧壁4和上部边缘5，作为整体或单独地，可以由单块材料或多个不同材料块（例如，以使某些区域不那么耐破裂）制成。然而，在优选实施例中，至少侧壁4和上部边缘5，不过优选地同样底壁3，至少主要由热成型热塑性材料构成，甚至更优选地由包括构成氧的屏障（例如evoh）的至少一层的多层热塑性材料构成。

上部边缘5界定进入开口6，通过该开口6可以进入容纳主体1的内部空间7。内部空间7在顶部由进入开口6、在底部由底壁3且侧向上由侧壁4界定。在使用中，用于制作饮料的粉末食物以及一个或多个过滤元件能够被插入在内部空间中，如下文更详细描述的。

在容纳主体1中能够确定中心轴线，其在底壁3的中心点和进入开口6的中心点之间延伸。应该注意到，在本说明的背景下，就容纳主体1定向成底壁3在底部且进入开口6在顶部的情况来使用术语下部和上部。在任一情况下，将理解的是所述用法与使用期间胶囊2的定向无关。

根据本发明的第一创新方面，侧壁4设置有一个或多个保持元件8，其朝向中心轴线突出并且位于与中心轴线基本垂直的平面中。应该注意到，在该背景下，一个或多个保持元件8位于与中心轴线基本垂直的平面中这一定义将在它们全部都位于侧壁4的同一环形部分中的意义上被理解，该环形部分基本上在其的主要面基本上垂直于中心轴线的虚拟盘形元件的侧向表面上绕中心轴线延伸。

一个或多个保持元件8导致内部空间7（垂直于中心轴线）相对于侧壁4的与其紧邻（沿着平行于中心轴线的线）的部分变窄。而且，它们在其和底壁3之间限定相对于中心轴线的延伸线的底切座9。如下文更详细描述的，所述底切座9在使用中可以被用于限制被插入胶囊2中的上部过滤元件朝向进入开口6运动的可能性。

而且，根据本发明，在侧壁4的相比于底壁3更靠近上部边缘5的区域处制造一个或多个保持元件8。

虽然侧壁4可以包括单个保持元件8（其可以沿着以中心轴线为中心的整个环或沿这样的环的大部分延伸），不过在优选实施例中，侧壁4设置有多个保持元件8，其绕中心轴线在上述基本垂直于中心轴线的平面中优选地均匀地分布。所述保持元件8彼此间隔开，并且在两个相继的保持元件8之间存在侧壁4的基本上没有变形的部分。

在优选实施例中，保持元件8也通过与生产容纳主体1同时地热成型被制造。

在附图中所示的实施例中，侧壁4从底壁3朝向上部边缘5包括具有不同形状的第一部分10和第二部分11。

事实上，第一部分10至少主要是截头圆锥形的且具有面向第二部分11的较大基部，同时第二部分11是基本上圆筒形的。而且，第二部分11具有比第一部分10的最大内直径更大的内直径。因此，在第一部分10和第二部分11之间的连接区域内，侧壁4在内部空间7处限定径向肩部12，该径向肩部12在使用中限制上部过滤元件朝向底壁3运动的可能性。

有利地，一个或多个保持元件8和底切座9都被制作在第二部分11处。如通过比较图1和图7能够看到，一个或多个保持元件8和底切座9沿着与中心轴线平行的线的位置可以根据将被插入底切座9处的过滤元件的类型而不同。

在其中侧壁4由多层材料构成且其中一层或多层由热塑性材料制成的优选实施例中，第一部分10包括多个加强型材（stiffeningprofile）13。

此外，在附图中所示的实施例中，在其相比于出入开口6更靠近底壁3的区域处，侧壁4也包括挂钩座14，其被设计成在使用中允许被插入到胶囊2中的下部过滤元件的正确固定定位。以公知方式，所述挂钩座14由侧壁4的朝向中心轴线和/或背离中心轴线突出的一部分形成。

关于能够使用根据本发明的容纳主体1制造的不同胶囊2，在附图中示出了多种示例，其中图3-6和图13和图14分别示出了两种不同的胶囊2，其能够使用图1的容纳主体1、甚至使用相同的过滤元件和盖被制造。类似地图9-12和图15和图16分别示出了两种不同的胶囊2，其能够使用图7的容纳主体1、同样在这种情况下使用相同的过滤元件和盖被制造。然而，所述胶囊2中，仅图3-6和图9-12的胶囊本身是创新的，因为它们使用根据本发明的容纳主体1的区别性特征。图13-16的胶囊虽然使用与图3-6和图9和图12中的那些相同的容纳主体1，但是其具有对应于传统胶囊2的结构的结构。事实上，如已经指出的，本发明的另外的创新方面是如下事实，即由于上述容纳主体1，已经能够限定使用相同部件允许制造容纳不同量的粉末食物的胶囊2的方法。在所示实施例中，其包括当使用较大量的粉末食物时制造与现有技术胶囊类似的胶囊2，以及当使用较小量的粉末食物时制造根据本发明的胶囊2。

大体而言，使用根据本发明的容纳主体1制造的胶囊2也包括被固定到上部边缘5且封闭内部空间7的顶部的盖15、被容纳在容纳主体1的内部空间7中的粉末食物、以及位于盖15和粉末食物之间的至少一个上部过滤元件16。优选地，其也可以设置有下部过滤元件17，如附图中所示的情况，尤其是在饮料必须通过底壁3流出胶囊2时。

上部过滤元件16包括与侧壁4相关联的至少环形周边边缘18，并且将内部空间7划分成被界定在上部过滤元件16和底壁3之间的主要腔室19和被界定在上部过滤元件16和盖15之间的次要腔室20。如上所述，粉末食物因此被容纳在主要腔室19中。

根据本发明的创新方面，上部过滤元件16的环形周边边缘18被联接到底切座9，并且一个或多个保持元件8至少与环形周边边缘18相互作用来限制上部过滤元件16朝向盖15的最大运动。有利地，以卡扣方式来执行将上部过滤元件16的环形周边边缘18插入底切座9中。换言之，上部过滤元件16以卡扣方式被钩挂到一个或多个保持元件8。

在所示实施例中，环形周边边缘18有利地以过盈联接到保持元件8和/或底切座9，以便增强在容纳主体1和上部过滤元件16之间的液体密封。

根据本发明的第一实施例，环形周边边缘18包括在基本上垂直于中心轴线的平面中延伸的且其被插入底切座9中的一个或多个径向齿21。图3-6中的胶囊2示出其中环形周边边缘18包括形成绕中心轴线的环的单个径向齿21的实施例（注意，在附图中下部过滤元件17也具有类似结构）。更详细地，环形周边边缘18包括轴向部分22，其延伸远离与中心轴线垂直的平面，径向齿21被固定到该轴向部分22。

根据图9-12中所示的本发明的第二实施例，环形周边边缘18包括外部保持部分23，其在穿过中心轴线的横截面平面中包括延伸远离与中心轴线垂直的平面的内部第一延伸部24（类似于上述的轴向部分22）和从第一延伸部24弯曲且与第一延伸部24一起形成v形的外部第二延伸部25。至少在第二延伸部25处，保持部分23以允许第二延伸部25被拉动接近第一延伸部24的方式可弹性变形。由于这种形状，保持部分23以使得保持部分23弹性变形并且第二延伸部25被拉动接近第一延伸部24的方式在底切座9处被联接到侧壁4。事实上，以此方式，保持部分23的弹性行为按压第二延伸部25抵靠侧壁4，从而增强在容纳主体1和上部过滤元件16之间的液体密封。保持部分23也至少在其自己的第二延伸部25处被有利地插入在底切座9中。

如附图中所示且如上所述，根据所用的上部过滤元件16的结构，一个或多个保持元件8和容纳主体1的底切座9的轴向位置变化。

最后，在附图的实施例中，上部过滤元件16和下部过滤元件17二者都包括内部区域26、27，其至少主要在与中心轴线垂直的平面内延伸，其配备有通孔28、29和（在与粉末食物接触的侧的相对侧上的）突出物30、31，并且在其中心处存在突出元件32、33，该突出元件32、33分别在面向盖15或底壁3的侧上形成凹部34、35。凹部34、35被设计成允许在胶囊2的使用期间适当的刺穿尖刺分别通过盖15和底壁3插入。然而，应该注意，上部过滤元件16的凹部34通常仅在胶囊2容纳第二量的粉末食物时被实际使用。有利地，上部过滤元件16和下部过滤元件17二者都由模制塑料材料构成。在上部过滤元件16的情况下，环形周边边缘18从内部区域26以悬臂形式延伸。

关于本发明的最后的创新方面，其由用于使用单一类型的容纳主体1（且有利地单一类型的上部过滤元件16）制造用于制作饮料的胶囊2（或容纳较小量或较大量的粉末食物）的方法组成。

该方法包括首先下述步骤：采用根据本发明制造的容纳主体1和包括至少环形周边边缘18的上部过滤元件16，其中该环形周边边缘18可以下述方式联接到容纳主体1的底切座9，使得一个或多个保持元件8限制上部过滤元件16朝向盖15的最大运动。

以此方式，如已经解释的，当环形周边边缘18被联接到底切座9时，上部过滤元件16将内部空间7划分成被界定在上部过滤元件16和底壁3之间的主要腔室19和被界定在上部过滤元件16和进入开口6之间的次要腔室20。

这时，方法根据要被制造的胶囊2的类型包括两种替代方案：

-或者采用占据不大于主要腔室19的体积的体积的第一量的粉末食物，

-或者，相应地采用占据大于主要腔室19的体积但不大于主要腔室19和次要腔室20的体积和的体积的第二量的粉末食物。

关于粉末食物所占据的体积，根据需求，该体积可以以其未压实状态被占据或者可以以其压实状态占据。在后一情况下，方法将有利地还包括按压被插入到容纳主体1中的粉末食物的步骤，该步骤与插入粉末食物的步骤同时地或在其之后执行。

之后方法包括通过进入开口6相应地将第一量或第二量的粉末食物插入到内部空间7中，并且之后再次通过进入开口6将上部过滤元件16插入到内部空间7中，因此该上部过滤元件16将位于粉末食物之上且环形周边边缘18面向侧壁4。更详细地，当被插入到胶囊2中的粉末食物的量等于第一量时，上部过滤元件16以使得环形周边边缘18被联接到底切座9的方式被插入到容纳主体1中。相比之下，当被插入到胶囊2中的粉末食物的量等于第二量时，上部过滤元件16被定位在内部空间7中接近进入开口6。

最后，方法包括通过将盖15固定到上部边缘5来封闭进入开口6的步骤。

在根据本发明的方法的优选实施例中，相同类型的过滤元件被用于制造具有第一量的粉末食物的胶囊2和用于制造具有第二量的粉末食物的胶囊2二者。

尤其，如已经指示的，被使用的上部过滤元件16可以有利地包括：环形周边边缘18，该环形周边边缘包括一个或多个径向齿21，该径向齿在基本垂直于中心轴线的平面中延伸并且可联接到底切座9；或者环形周边边缘18，该环形周边边缘包括外部保持部分23，该外部保持部分23在穿过中心轴线的横截面平面中包括内部第一延伸部24和从第一延伸部24弯曲且与第一延伸部24一起形成v形的外部第二延伸部25。而且，在后一种情况下，至少在第二延伸部25处，保持部分23可以以允许第二延伸部25被拉动接近第一延伸部24的方式弹性变形。事实上，以此方式，如果胶囊2容纳第一量的粉末食物，则在将上部过滤元件16插入内部空间7中的步骤之后，保持部分23能够以使得其发生弹性变形使得第二延伸部25接近第一延伸部24的方式在底切座9处被联接到侧壁4。不过，优选地，即使胶囊2容纳第二量的粉末食物，在将上部过滤元件16插入内部空间7中的步骤之后，保持部分23也在保持部分23弹性变形且第二延伸部25接近第一延伸部24的情况下被联接到侧壁4。

此外，当被插入到胶囊2中的粉末食物的量等于第一量时，上部过滤元件16优选地以使得环形周边边缘18以卡扣方式被钩挂到一个或多个保持元件8的方式被插入在容纳主体1中。

本发明带来重要的优点。

事实上，由于本发明，已经可以通过总是使用相同部件且仅仅改变粉末食物的量来标准化胶囊2的生产。因此，已经限定了允许生产能够被用于制作最佳量的“用大杯供应的”和“用小杯供应的”饮料二者的单一系统的容纳主体和方法。

最后，应注意的是，本发明相对容易生产，且甚至与实施本发明相关的成本也并不是非常高的。

上述本发明可以以若干方式修改和调整，而不因此脱离创新性构思的范围。

本发明的所有细节都可利用其他技术上等效的元件来替换，并且所使用的材料，以及各种部件的形状和尺寸可根据需要变化。