DE102023001483A1

DE102023001483A1 - capsule coffee preparation system

Info

Publication number: DE102023001483A1
Application number: DE102023001483.4A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-04-01
Filing date: 2023-04-15
Publication date: 2024-10-02

Abstract

Dieses Kapsel-Kaffee-Zubereitungs-System kommt ohne Wasser-DruckPumpe aus. Stattdessen wird die Kapsel in eine Halterung schnell um eine Achse gedreht und dabei die Zentrifugalkraft für das Extrahieren des Kaffees benutzt. Die Zentrifugalkraft erzeugt einen Druck auf den Inhalt in die Kapsel und damit auch einen Druck auf die Peripherie der Kapsel. Dadurch werden die feinen Poren weitgehend geöffnet und Kaffee-Flüssigkeit fließt aus der Kapsel heraus. Eine Ummantelung fängt die feinen Kaffee-Wasser-Strahlen auf und leitet diese nach unten in Tasse-Richtung weiter. Die Ummantelung soll beheizt sein, weil sonst sich der Kaffee rasch abkühlt. Eine weitere Variante weist keinen Wassererhitzer auf. Hier wird der Kaffee direkt in die Kapsel durch dort drin eingebautes Heizelement erhitzt. Durch die Zentrifugalkraft fließt auch hier der Kaffee nach außen heraus und wird zu Tasse geleitet.This capsule coffee preparation system does not require a water pressure pump. Instead, the capsule is quickly rotated around an axis in a holder and centrifugal force is used to extract the coffee. The centrifugal force creates pressure on the contents in the capsule and therefore also on the periphery of the capsule. This opens the fine pores to a large extent and coffee liquid flows out of the capsule. A casing catches the fine coffee-water jets and directs them downwards towards the cup. The casing should be heated because otherwise the coffee cools down quickly. Another variant has no water heater. Here the coffee is heated directly in the capsule by a heating element built into it. Here too, the centrifugal force causes the coffee to flow outwards and into the cup.

Description

Die Erfindung ist eine Kaffee- oder Espresso-Maschine, die ein in die Kapsel integriertes Heizelement aufweist und eine Zentrifugal-Methode verwendet, um den Kaffee aus einem Kapsel-Inhalt zu extrahieren.The invention is a coffee or espresso machine that has a heating element integrated into the capsule and uses a centrifugal method to extract the coffee from a capsule content.

Es gibt zahlreiche Kapselmaschinen, die für die Kaffee- oder Espresso-Zubereitung die Kapseln benutzen. In den Kapseln befindet sich eine kleine Kaffee-Pulver Menge (ca. 5 - 6 Gramm). Dort ist auch ein Filter integriert, der den Kaffee beim Durchfließen filtriert. Die Kapsel wird bei der Zubereitung in die Maschine an mehrere Stellen durchgestochen und auf einer Seite strömt heißes Wasser hinein, während aus der anderen Seite der Kaffee herausfließt. Der Kaffeefluss kommt zuerst in einem Trichter, dann durch ein Gefäß in Halbrohr-Form wird bis zu der Tasse geleitet. Solche Maschinen weisen einen Druckerzeuger und eine Heizvorrichtung auf. Die Wasser-Druckpumpe ist ein wichtiges Element, weil dadurch der notwendige Druck erzeugt wird, der ausreichend ist, um einen Wasserfluss durch den Kapselinhalt zu gewährleisten. Im heißen Wasser werden dann die Kaffee-Bestandteile drin aufgelöst und durch eine weitere Öffnung außerhalb der Kapsel bis zu der Tasse hinausbefördert.There are numerous capsule machines that use capsules to make coffee or espresso. The capsules contain a small amount of coffee powder (approx. 5 - 6 grams). There is also an integrated filter that filters the coffee as it flows through. When preparing the capsule, the machine pierces the capsule in several places and hot water flows in on one side while the coffee flows out the other. The coffee flow comes first in a funnel and then through a half-pipe-shaped container to the cup. Such machines have a pressure generator and a heating device. The water pressure pump is an important element because it generates the necessary pressure, which is sufficient to ensure that water flows through the capsule contents. The coffee components inside are then dissolved in the hot water and transported out to the cup through another opening outside the capsule.

Aus den US 5 325 765 ist eine Filterpatrone bekannt, bei welcher das Kaffeepulver in einer Filtertüte innerhalb der Patrone aufgenommen ist. Die Außenhülle der Patrone ist dabei aus einem wasserundurchlässigen Material gefertigt, während die Filtertüte aus einem wasserdurchlässigen Material besteht. Die Filtertüte weist eine sich nach unten konisch verjüngende Form auf, so dass im unteren Bereich der Filterpatrone zwischen der Außenhülle und der Filtertüte eine Kammer gebildet wird. Zum Extrahieren des Kaffeepulvers wird die Patrone beidseitig, durch eines oberen und eines unteren Aufstech-Vorrichtung aufgestochen.From the US 5,325,765 A filter cartridge is known in which the coffee powder is held in a filter bag inside the cartridge. The outer shell of the cartridge is made of a water-impermeable material, while the filter bag is made of a water-permeable material. The filter bag has a downwardly tapered shape so that a chamber is formed in the lower area of the filter cartridge between the outer shell and the filter bag. To extract the coffee powder, the cartridge is pierced on both sides by an upper and lower piercing device.

Die Erfindung EP 1554958B1 betrifft Kaffeemaschine zum Aufbrühen von in einer Kapsel abgepacktem Pulverkaffee. Die Kaffeemaschinen der hier zur Rede stehenden Art werden überwiegend im Haushalt eingesetzt. Gegenüber herkömmlichen, mit einem Mahlwerk zum Mahlen der Kaffeebohnen versehenen Kaffeemaschinen liegt ein grundsätzlicher Vorteil der hier zur Rede stehenden Kaffeemaschinen darin, dass durch die Verwendung von Kapseln ein qualitativ hochwertiges Kaffeegetränk aufgebrüht werden kann, zumal das Kaffeepulver einen optimalen Mahlgrad aufweist und luftdicht in den Kapseln verpackt ist. Zudem unterliegen die Kaffeemaschinen einer relativ geringen Verschmutzung durch Kaffeepulver.The invention EP 1554958B1 concerns coffee machines for brewing powdered coffee packed in a capsule. The coffee machines in question are mainly used in the home. Compared to conventional coffee machines equipped with a grinder for grinding the coffee beans, a fundamental advantage of the coffee machines in question is that a high-quality coffee drink can be brewed by using capsules, especially since the coffee powder has an optimal degree of grinding and is packed airtight in the capsules. In addition, the coffee machines are subject to relatively little contamination from coffee powder.

Die Erfindung EP 2476633B1 betrifft Kapsel, System und Verfahren für die Zubereitung eines Getränks. Hier wird der Versteifungsbereich insbesondere rotationssymmetrisch um den Penetrationsbereich angeordnet ist, wobei der Versteifungsbereich als zumindest eine abschnittsweise Vertiefung im Wesentlichen in Umfangsrichtung im Boden ausgebildet ist, unter Schutz gestellt.The invention EP 2476633B1 relates to a capsule, system and method for preparing a beverage. Here, the stiffening region is arranged in particular rotationally symmetrically around the penetration region, wherein the stiffening region is formed as at least one section-wise depression essentially in the circumferential direction in the base, and is protected.

Aus der DE 27 52 733 ist eine Patrone bekannt, welche eine Substanz für die Herstellung eines Getränks mit einer demensprechenden Maschine enthält. Diese Patrone weist ein dichtes Gehäuse mit einer spitzwinkligen Kegelstumpfform auf, und wird üblicherweise aus Aluminiumblech hergestellt.From the DE 27 52 733 A cartridge is known which contains a substance for the production of a beverage with a corresponding machine. This cartridge has a sealed housing with an acute-angled truncated cone shape and is usually made of aluminum sheet.

Aus der WO 2010/041179 A1 ist eine Kapsel zur Getränkeherstellung wie z.B. Kaffee bekannt. Die Kapsel kann gemahlenen Kaffee enthalten und weist eine Oberseite auf, an der ein Schwächungsbereich eingebaut ist.From the WO 2010/041179 A1 is a capsule for making beverages such as coffee. The capsule can contain ground coffee and has a top with a weakened area built into it.

Aus der EP 1 944 248 A1 ist eine Kunststoffkapsel bekannt, welche ein Pulver für die Herstellung eines Getränks mit einer dementsprechenden Maschine enthält. In einem zentralen Bereich des Bodens der Kapsel ist eine verstärkte Wand eingebaut, um zu verhindern, dass sich der Boden unmittelbar vor der Penetration sich durchbiegt.From the EP 1 944 248 A1 A plastic capsule is known which contains a powder for the production of a beverage with a corresponding machine. A reinforced wall is built into a central area of the base of the capsule to prevent the base from bending immediately before penetration.

Die Druckpumpe ist eigentlich eines der teuersten Elemente in der Espresso- / Kaffeemaschine drin. Es muss bei Leitungswasser-Verwendung, je nach Kalkinhalt und Benutzungs-Häufigkeit, dementsprechend oft entkalkt werden, weil sonst die Pumpe beschädigt werden kann und somit ihre Funktion nicht mehr ausführen kann.The pressure pump is actually one of the most expensive elements in the espresso/coffee machine. When using tap water, it must be descaled accordingly often, depending on the lime content and frequency of use, because otherwise the pump can be damaged and thus no longer be able to perform its function.

Um die Maschine weitgehend zu vereinfachen, wird hier vorgeschlagen, die Hochdruckpumpe komplett weg zu lassen und eine einfachere Konstruktion für die Extrahierung aus der Kapsel zu verwenden.In order to simplify the machine as much as possible, it is proposed here to completely omit the high-pressure pump and to use a simpler design for extraction from the capsule.

Der in der Patentansprüchen 1 bis 22, liegt der Aufgabe zugrunde, eine Kaffeemaschine zu schaffen, die relativ einfach gebaut ist und die den Kaffee ohne große Umwege direkt in der Kaffeekapsel zum Brühvorgang bringt und in die Kaffeetasse leitet.The object of the invention in patent claims 1 to 22 is to create a coffee machine which is relatively simply constructed and which brews the coffee directly in the coffee capsule and directs it into the coffee cup without any major detours.

Dieses Problem wird mit dem in den Patentansprüchen 1 bis 22 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in patent claims 1 to 22.

Vorteile der Erfindung sind

- bessere Extrahierung des Kaffees aus dem Kaffeepulver
- beliebig einstellbare Kaffee-Stärke
- einfache Aufbau der Maschine

Advantages of the invention are

- better extraction of coffee from the coffee powder
- freely adjustable coffee strength
- simple construction of the machine

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 3 erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Extrahierungs-Vorgang durch Zentrifugalkraft,
2 die Maschine und das Heizelement, das direkt in die Kapsel eingebaut ist,
3 die statisch eingebaute Nadel in dem Drehteller.

Embodiments of the invention are described with reference to 1 to 3 explained. They show:

1 an embodiment of the invention with the extraction process by centrifugal force,
2 the machine and the heating element, which is built directly into the capsule,
3 the statically installed needle in the turntable.

Die Maschine ist relativ einfach gebaut und daher ziemlich robust. Hier wird die Kapsel-Inhalt nicht mehr durch Hochdruck herausgepresst, sondern sie wird mit Wasser gefüllt, gesättigt, das Heizelement in die Kapsel wird aktiviert, dass der Inhalt der Kapsel erhitzt und dann in sehr schnelle Drehung versetzt, wobei der Kaffee-Pulver-Wasser-Mischung aus der Kapsel durch Zentrifugalkraft seitlich herausgeschleudert wird. Das ermöglicht eine optimale, gleichmäßige Extrahierung der Kaffee-Bestandteile aus dem Kaffeepulver.The machine is relatively simple in construction and therefore quite robust. Here, the capsule contents are no longer pressed out using high pressure, but rather they are filled with water, saturated, the heating element in the capsule is activated, which heats the contents of the capsule and then sets it in very rapid rotation, whereby the coffee powder and water mixture is thrown out of the capsule sideways by centrifugal force. This enables optimal, even extraction of the coffee components from the coffee powder.

Ein Ausführungsbeispiel ist auf der 1 dargestellt. Die Kaffee-Maschine 1 hier funktioniert nach einem anderen Prinzip, als bisher bei den herkömmlichen Kaffee-Maschinen zu beobachten ist. Eine Hochdruck-Pumpe fehlt hier, weil die Extrahierung durch Zentrifugalkraft erfolgt. Auch ein Wasser-Heiz-Block fehlt, weil das Wasser direkt in die Kapsel durch ein in die Kapsel drin eingebautes Heizelement 26 erhitzt wird. Dafür weist die Kapsel 2 eine Scheiben - / Diskus-Form auf und wird in einen schliessbaren Behälter (Kammer) 3 in die Maschine auf einem Drehteller 4 fixiert und zentrifugiert. Sie wird von oben aus in der Mitte 5 durch eine Kanüle oder Injektionsnadel 6 eingestochen, mit Wasser 7 gefüllt, das Heizelement 26 wird aktiviert, dann in schnelle Drehung versetzt (je nach gewünschte Kaffeestärke, z.B. zwischen 500 und 20.000 UpM). Das Heizelement ist in die Kapsel-Wand integriert und besteht aus eine einfache bandförmige Leiterbahn 33, die aus dem Kapselwand-Material geritzt oder geschnitten eingebaut ist. Diese Leiterbahn kann spiralförmig gestaltet werden und aus Alu bestehen. Praktisch kann man sehr gut die Kapselwand dafür benutzen, wenn sie an mindestens zwei Stellen isoliert, band-förmig gebaut ist. Durch zwei Stromkontaktstellen 31 an die Außenwand der Kapsel wird das Heizelement unter Strom gesetzt. An dem Rand 8 der Kapsel / Diskus 2 sind feine Poren 9 eingebaut, durch die der Kaffee + Wasser-Mischung herausströmen kann. Die Poren sind ziemlich fein und somit ein Filter ist in dem Sinne nicht unbedingt erforderlich in die Kapsel einzubauen. Die Poren können bei der Herstellung offengelassen werden oder auch von außen verschlossen werden. Obwohl die Poren sehr fein sein, wenn sie offengelassen werden, dann verliert der Kaffee nach ein paar Wochen oder Monaten sein Aroma. Deswegen es ist optimaler, wenn sie verschlossen werden. Die Poren können z.B. durch eine Folie 10, die z.B. komplett die Kapsel umhüllt oder durch einen Folien-Ring, der nur den Äquator 11 des Diskus, bzw. nur die Poren die dort eingebaut sind, bei der Herstellung verdeckt bzw. von außen verschließt. Vor der Verwendung wird diese Folie entfernt. Sobald die Folie entfernt ist, wird der Deckel 12 (z.B. eine stabile, durchsichtige Kuppel) der Maschine aufgemacht und die Kapsel auf dem Drehteller in der dementsprechenden Vertiefung 13 mittig gelegt. Auf dem Drehteller können mehrere Vertiefungen eingebaut werden, die konzentrisch angeordnet sind, auf denen verschiedene Kapsel-Größen eingelegt werden können (ähnlich wie bei der PC-s und deren DVD-Laufwerk-Schubladen, die mehrere Vertiefungen aufweisen, in denen sowohl 12, als auch 8cm-Scheiben aufgenommen werden können). Der Drehteller 4 weist radial angeordnete Rillen oder Kanäle 14 auf, durch die der gebrühte Kaffee 15 aus der Kapsel 2 radial herausgeschleudert wird. Unter dem Drehteller ist der Antrieb 16 eingebaut, der ein Elektromotor sein kann. Der Elektromotor wird präzise durch eine elektronische Steuerung gesteuert. Damit kann seine Drehzahl beliebig geändert werden.An example is shown on the 1 shown. The coffee machine 1 here works according to a different principle to that previously observed in conventional coffee machines. A high-pressure pump is missing here because the extraction takes place by centrifugal force. A water heating block is also missing because the water is heated directly in the capsule by a heating element 26 built into the capsule. Instead, the capsule 2 has a disk / disc shape and is fixed in a lockable container (chamber) 3 in the machine on a turntable 4 and centrifuged. It is pierced from above in the middle 5 by a cannula or injection needle 6, filled with water 7, the heating element 26 is activated, then set in rapid rotation (depending on the desired coffee strength, e.g. between 500 and 20,000 rpm). The heating element is integrated into the capsule wall and consists of a simple strip-shaped conductor track 33 which is scratched or cut out of the capsule wall material. This conductor track can be spiral-shaped and made of aluminum. In practice, the capsule wall can be used very well for this if it is insulated in at least two places and built in a band shape. The heating element is energized by two electrical contact points 31 on the outer wall of the capsule. Fine pores 9 are built into the edge 8 of the capsule/disk 2, through which the coffee + water mixture can flow out. The pores are quite fine and so a filter is not necessarily required in the capsule. The pores can be left open during production or closed from the outside. Although the pores are very fine, if they are left open the coffee loses its aroma after a few weeks or months. Therefore it is better if they are closed. The pores can be closed, for example, with a film 10 that completely covers the capsule or with a film ring that only covers the equator 11 of the disc or only the pores that are built there during production or closes them from the outside. This film is removed before use. As soon as the foil is removed, the lid 12 (e.g. a stable, transparent dome) of the machine is opened and the capsule is placed in the middle of the turntable in the corresponding recess 13. Several recesses can be built into the turntable, which are arranged concentrically and into which different sizes of capsule can be inserted (similar to PCs and their DVD drive drawers, which have several recesses that can accommodate both 12 and 8 cm discs). The turntable 4 has radially arranged grooves or channels 14 through which the brewed coffee 15 is radially ejected from the capsule 2. The drive 16, which can be an electric motor, is installed beneath the turntable. The electric motor is precisely controlled by an electronic controller. This means that its speed can be changed as required.

Auf der 2 ist eine weitere Ausführung dargestellt worden, wobei das Heizelement direkt in die Kaffee-Kapsel eingebaut ist. Die Maschine hier weist keinen Wasser-Heizer auf und somit kein Heiz-Block mehr. Das vereinfacht die Konstruktion der Maschine enorm. Das Heizelement 26, das direkt in die Kaffee-Kapsel 2 eingebaut ist, dient dazu das Wasser + Kaffee Gemisch blitzartig schnell zu erhitzen. Als Heizelement wird z.B. eine Heizspirale, die in die Kapsel drin steckt. Als Heizelement kann auch direkt die Kapsel-Wand 27 selbst benutzt. Es reicht, wenn man die Wand zweischichtig baut, in der eine Isolierungsschicht 28 und eine Metall-Schicht 29 (Metall-Folie / Alu-Folie) integriert sind. Die Metall-Schicht ist wie eine bandförmige Spirale 30 geformt und auf der Oberseite (oder Unterseite) der Kapsel sind zwei Strom-Kontaktstellen 31 eingebaut. In die Kaffeemaschine, in dem Deckel des Aufnahme-Schachts sind zwei Elektroden oder gefederte Kontaktstifte 32 eingebaut, die einen Stromkreis durch das Heizelement in die Kapsel bilden können. Sobald das Wasser (kalt) in die Kapsel injiziert wird, wird der Strom eingeschaltet (durch einen Schalter oder elektronischen Steuerung), und das Heizelement in die Kapsel wird heiß. Der Inhalt drin (Wasser + Kaffee-Pulver-Gemisch) wird blitzartig erhitzt. Unmittelbar danach kann die Rotation der Kapsel gestartet werden. Ob die Stromkontakte weiterhin an den Kontaktstellen bleiben und mitrotieren (durch Schleifkontakte und Schleifringe kann der Strom auch bei Drehung sichergestellt werden), oder die Stifte eingefahren werden und somit der Strom unterbrochen wird, kann dem Hersteller überlassen. Durch die Zentrifugalkraft und zusätzlich durch den beim Heizen der Inhalt, generierten Überdruck in die Kapsel, fließt das Wasser-Kaffeegemisch am Rand der Kapsel relativ schnell nach außen und wird durch die Ummantelung 21 eingesammelt und zu Tasse 25 geleitet. Das Heizelement kann auch in Form eines einfachen Spiral-Heizers gebaut werden. Als Kontaktstellen müssen keine Extra-Pads eingebaut werden, sondern der Kapsel-Deckel dafür benutzt. Man braucht dort lediglich zwei isolierte Bereiche gestalten, die jeweils mit den Enden des Heizelements drin gekoppelt sind. Hauptsache ist, dass der Kapsel-Deckel aus Alu oder einem anderen stromleitfähigem Material besteht. Das würde einen zuverlässigen Stromfluss gewährleisten. Wichtig ist, dass die Kapselwand die Hitze gut überstehen kann und nicht schon bei 150° C zu schmelzen anfängt. Plastik-Kapseln wären hier eher ungeeignet, außer man verwendet einen hitzebeständigen Kunststoff.On the 2 Another version has been shown, where the heating element is built directly into the coffee capsule. The machine here has no water heater and therefore no heating block. This simplifies the construction of the machine enormously. The heating element 26, which is built directly into the coffee capsule 2, serves to heat the water + coffee mixture very quickly. A heating coil that is inserted into the capsule can be used as a heating element, for example. The capsule wall 27 itself can also be used directly as a heating element. It is sufficient to build the wall in two layers, in which an insulation layer 28 and a metal layer 29 (metal foil / aluminum foil) are integrated. The metal layer is shaped like a band-shaped spiral 30 and two current contact points 31 are built into the top (or bottom) of the capsule. Two electrodes or spring-loaded contact pins 32 are built into the coffee machine, in the lid of the receiving shaft, which can form an electrical circuit through the heating element into the capsule. As soon as the water (cold) is injected into the capsule, the power is switched on (by a switch or electronic control), and the heating element in the capsule becomes hot. The contents inside (water + coffee powder mixture) are heated up in a flash. Immediately afterwards, the rotation of the capsule can be started. Whether the power contacts remain at the contact points and rotate (sliding contacts and slip rings can ensure the current even when rotating), or the pins are retracted and the current is interrupted. is left to the manufacturer. Due to the centrifugal force and additionally due to the overpressure generated in the capsule when the contents are heated, the water-coffee mixture flows outwards at the edge of the capsule relatively quickly and is collected by the casing 21 and directed to the cup 25. The heating element can also be built in the form of a simple spiral heater. No extra pads need to be installed as contact points; instead, the capsule lid can be used for this. All you need to do is create two insulated areas, each of which is coupled to the ends of the heating element. The main thing is that the capsule lid is made of aluminium or another electrically conductive material. This would ensure a reliable flow of current. It is important that the capsule wall can withstand the heat well and does not start to melt at 150° C. Plastic capsules would be unsuitable here, unless you use a heat-resistant plastic.

Auf die Deckel-Kuppe 17 kann ein gefederter Fixier-Teller oder Scheibe oder Ring 18 eingebaut werden, der frei drehbar ist, der beim Zuklappen der Deckel-Kuppe auf die Kapsel presst. Eine ähnliche Lösung, die wie bei einem CD-Player, auf dem eine frei drehbare Scheibe auf dem Deckel eingebaut ist und die beim Zuklappen auf die CD-Scheibe presst, kann auch hier angewendet werden.A spring-loaded fixing plate or disk or ring 18 can be installed on the lid cap 17, which can rotate freely and presses on the capsule when the lid cap is closed. A similar solution to that used on a CD player, where a freely rotating disk is installed on the lid and presses on the CD disk when it is closed, can also be used here.

Sobald man den Deckel 12 zu macht und die Maschine 1 einschaltet, wird von unten oder von oben aus, je nachdem wie der Hersteller für optimal befindet, eine Injektionsnadel / Kanüle 6 in die Kapsel in der Mitte einfahren und dort einstechen. Es wird ungefähr einige Millimeter drin auf eine Wand der Kapsel eingestochen und das heiße Wasser dort injiziert. Unabhängig ob das von oben aus erfolgen soll, bedarf nahezu keine Druckkraft auf das Wasser, um die Injizieren zu vollziehen, weil gleichzeitig mit dem Injizieren auch der Antrieb des Drehtellers geschaltet wird, sodass die Kapsel zu rotieren anfängt. Deswegen reicht in dem Fall die Schwerkraft aus, um das Wasser von einem höher gelegenen Wassertank und Erhitzer, in die Kapsel zu injizieren. Zudem wird durch die Zentrifugalkraft der drehenden Kapsel, das Wasser in der Mitte eingesaugt. Die Nadel kann mitrotieren, muss aber nicht. Sie kann genauso gut statisch eingebaut werden, während die Kapsel dann mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Der Innendurchmesser der Kanüle soll nicht sehr klein sein, weil sonst ewig dauert bis die 25 - 50ml Wasser in die Kapsel gelangen. Sie kann z.B. einen Innendurchmesser von ca. 2 - 5 Millimeter haben. Dann wird relativ schnell das Wasser reinströmen. Sobald die Kapsel 2 sich zu drehen beginnt, dann wird jeder Wassertropfen drin, mit dem Kaffee-Pulver 34 vermischt, im Äquator der Kapsel geschleudert und gegen die Porenwand 19 gepresst. Bei ausreichend Rotationsgeschwindigkeit und Zentrifugalkraft, wird sie nach außen durch die Poren fließen. In den Poren bleibt der Kaffeesatz hängen, somit ist der Einbau eines Filters drin in die Kapsel, nicht erforderlich. Je schneller der Drehteller mit der Kapsel in der Mitte sich dreht, desto stärker ist die Zentrifugalkraft, die weiter Wasser aus der Mitte der Kapsel ansaugt. Die Drehgeschwindigkeit und die Poren-Größe bestimmen hier die Stärke der Kaffee, die zubereitet wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit niedrig ist, dann dauert es länger bis der Kaffee extrahiert wird und somit können auch Bitterstoffe gelangen. Bei schnellere Drehteller-Rotation, ist der Kaffee innerhalb von einigen Sekunden extrahiert und der Prozess abgeschlossen. Der Auffang-Behälter 20, mit der Zylinder-Ummantelung 21 um den Drehteller, berührt den Drehteller nicht und dient lediglich dazu, den zentrifugal herausgeschleuderten Kaffee aufzufangen und den durch die Schwerkraft nach unten zu leiten. Diese Teile, wie der Drehteller, die Ummantelung und der Trichter unten, können alle durch Heizelemente 22 oder heiße Luftströmung beheizt werden, sodass der Kaffee durch Berührung nicht kalt wird. Ein Trichter 23 unten, sammelt den Kaffee ein und der fließt dann in die Tasse unten. Die Wände der Ummantelung und des Trichters sollen wasserabweisend sein oder mit einer wasserabweisenden Beschichtung versehen, sodass auch der Kaffee-Schaum dort nicht haften bleibt und alles nach unten in die Tasse fließt. Übrigens, in diese Maschine können auch spezielle Kaffeepads, die ein Heizelement drin und eine Alufolie zumindest auf einer Fläche aufweisen, verwendet werden. Das Kaffeepad 24 wird auf dem Drehteller 4 gelegt und durch die Anpresskraft der Drehscheibe 18 (oder Ringe oder weiteren Teller) des Deckels gegen den Drehteller gepresst. Beim Einschalten der Maschine (oder schon beim Niederdrücken des Deckels) folgt das Herausfahren der Einstichnadel 6 in das Kaffeepad 24 und es wird das Waser 7 injiziert.As soon as the lid 12 is closed and the machine 1 is switched on, an injection needle / cannula 6 is inserted into the middle of the capsule from below or above, whichever the manufacturer considers optimal. It is pierced approximately a few millimeters into one of the walls of the capsule and the hot water is injected there. Regardless of whether this is done from above, almost no pressure is required on the water to carry out the injection because the drive of the turntable is switched on at the same time as the injection, so that the capsule begins to rotate. In this case, gravity is therefore sufficient to inject the water from a higher water tank and heater into the capsule. In addition, the centrifugal force of the rotating capsule sucks the water in the middle. The needle can rotate with the needle, but it doesn't have to. It can just as easily be installed statically while the capsule is then rotated at high speed. The inner diameter of the cannula should not be very small, otherwise it will take forever for the 25 - 50ml of water to get into the capsule. It can, for example, have an inner diameter of around 2 - 5 millimeters. Then the water will flow in relatively quickly. As soon as the capsule 2 starts to rotate, every drop of water inside is mixed with the coffee powder 34, spun in the equator of the capsule and pressed against the pore wall 19. With sufficient rotation speed and centrifugal force, it will flow outwards through the pores. The coffee grounds get stuck in the pores, so there is no need to install a filter in the capsule. The faster the turntable with the capsule in the middle rotates, the stronger the centrifugal force, which continues to suck water out of the middle of the capsule. The rotation speed and the pore size determine the strength of the coffee that is prepared. If the rotation speed is low, it takes longer for the coffee to be extracted and bitter substances can also get in. If the turntable rotates faster, the coffee is extracted within a few seconds and the process is complete. The collecting container 20, with the cylinder casing 21 around the turntable, does not touch the turntable and only serves to catch the centrifugally ejected coffee and guide it downwards by gravity. These parts, such as the turntable, the casing and the funnel at the bottom, can all be heated by heating elements 22 or hot air flow so that the coffee does not get cold when touched. A funnel 23 at the bottom collects the coffee and it then flows into the cup below. The walls of the casing and the funnel should be water-repellent or have a water-repellent coating so that the coffee foam does not stick there and everything flows down into the cup. Incidentally, this machine can also use special coffee pads that have a heating element inside and aluminum foil on at least one surface. The coffee pad 24 is placed on the turntable 4 and pressed against the turntable by the pressure of the turntable 18 (or rings or other plates) of the lid. When the machine is switched on (or even when the lid is pressed down), the injection needle 6 extends into the coffee pad 24 and the water 7 is injected.

Die Nadel kann ja auch statisch in dem Drehteller eingebaut werden und ein paar Millimeter aus der Mitte des Drehtellers herausragen. Sobald die Kapsel oder das Kaffeepad durch die Drehscheibe des Deckels nach unten gepresst wird, wird sie durch die Einstichnadel an einer Stelle in der Mitte durchgestochen. Der Drehteller beginnt sich zu drehen (die Nadel kann, muss aber sich nicht mitdrehen) und das Wasser fließt aus der Injektions-Nadel in die Kapsel oder in das Kaffeepad ein, benetzt bzw. breitet sich in dem Kaffeepulver aus und löst dort die löslichen Kaffeebestandteile (3). Sobald mehrere ml Wasser eingeflossen sind, kann die Drehgeschwindigkeit erhöht werden und dann durch die Zentrifugalkraft die Flüssigkeit nach außen zu Fließen beginnt. Diese wird durch die Ummantelung 21 aufgefangen und durch den Trichter 23 in die Tasse 25 nach unten geleitet. Durch die Kanüle (Injektions-Nadel) fließt weiterhin heißes Wasser in die Kapsel oder Kaffeepad ein, bis die optimale Menge für ein Espresso (ca. 15-25ml) oder für einen Kaffee (ca. 40ml) verbraucht wird. Danach wird der Wasserfluss durch eine Ventilsteuerung gestoppt und der Kaffee ist fertig.The needle can also be installed statically in the turntable and protrude a few millimeters from the center of the turntable. As soon as the capsule or coffee pad is pressed down by the rotating disk of the lid, it is pierced by the injection needle at a point in the middle. The turntable begins to rotate (the needle can, but does not have to, rotate with it) and the water flows from the injection needle into the capsule or coffee pad, wets or spreads out into the coffee powder and dissolves the soluble coffee components there ( 3 ). As soon as several ml of water have flowed in, the rotation speed can be increased and then the liquid begins to flow outwards due to centrifugal force. This is collected by the casing 21 and led down through the funnel 23 into the cup 25. Hot water continues to flow into the capsule or coffee pad through the cannula (injection needle) until the optimal amount for a espresso (approx. 15-25ml) or coffee (approx. 40ml). The water flow is then stopped by a valve control and the coffee is ready.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

11: Kaffee-Maschinecoffee machine
22: Kapsel / Diskus-Kapselcapsule / disk capsule
33: Geschlossene Behälter (Kammer)Closed containers (chambers)
44: DrehtellerTurntable
55: Mittecenter
66: Kanüle oder Injektionsnadelcannula or injection needle
77: Heiß-Wasserhot water
88: Rand der Kapsel / Diskusedge of the capsule / disc
99: Feine PorenFine pores
1010: Foliefilm
1111: Äquatorequator
1212: DeckelLid
1313: Vertiefungdeepening
1414: Rillen oder Kanälegrooves or channels
1515: Gebrühter KaffeeBrewed coffee
1616: Antriebdrive
1717: Deckel-Kuppelid dome
1818: Fixier-Teller / Scheibe / Ringfixing plate / disc / ring
1919: Porenwandpore wall
2020: Auffangsbehälter / Sammelbehältercollection container / collection container
2121: Zylinder-Ummantelungcylinder casing
2222: Heizelementeheating elements
2323: Trichterfunnel
2424: Kaffeepadcoffee pad
2525: Tassecup
2626: Heizelementheating element
2727: Kapsel-Wandcapsule wall
2828: Isolierungsschichtinsulation layer
2929: Metall-Schichtmetal layer
3030: Bandförmige Spiraleribbon-shaped spiral
3131: Strom-Kontaktstellenpower contact points
3232: Elektroden oder gefederte Kontaktstifteelectrodes or spring-loaded contact pins
3333: LeiterbahnConductor track
3434: Kaffee-Pulvercoffee powder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5325765 [0003]
EP 1554958 B1 [0004]
EP 2476633 B1 [0005]
DE 2752733 [0006]
WO 2010041179 A1 [0007]
EP 1944248 A1 [0008]

Claims

Capsule coffee preparation system, characterized in that it consists of - a coffee capsule which has a round or disc shape or disk shape, which is provided with fine pores on the circumference, through which the water with dissolved coffee powder parts can flow out when there is internal pressure in the coffee capsule, - a heating element which is built directly into the coffee capsule, which can be supplied with electricity from the outside through two electrical contact points which end on an outer wall of the coffee capsule, and a coffee capsule machine which consists of at least - a closable coffee capsule receiving container, in which a turntable and at least one recess for receiving capsules is built in, which can be quickly electrically rotated about a vertical axis, - a valve-controlled puncture injection needle or cannula which injects water at low pressure or water flowing solely by gravity from a water chamber into the coffee capsule, - two electrodes or contact pins, which are moved electrically towards the electrical contact points of the coffee capsule or touch them manually when the lid of the coffee capsule receptacle is closed, - an electric motor drive which can quickly rotate the turntable with the coffee capsule attached there, - drainage channels, holes or grooves which are built into the turntable in a radial arrangement and which centrifugally accelerate the coffee flowing out of the pores of the coffee capsule, - a casing in the shape of a hollow cylinder which is a collecting container / collection container which surrounds the turntable without touching it, which catches the centrifugally ejected coffee, which takes on a funnel shape below the turntable and forms a downward extension which leads directly to the coffee cup, - an electronic control which controls the current for the heating element and the processes of the coffee machine, - a fixing device which fixes the coffee capsule in the recess of the turntable.

capsule coffee preparation system according to patent claim 1 , characterized in that the coffee capsule wall is constructed in two or more layers, with at least one insulation layer and a metal construction in the form of a band-shaped heating coil being integrated therein.

capsule coffee preparation system according to patent claim 1 or 2 , characterized in that the turntable of the coffee capsule machine is equipped with fixing elements for receiving an adapter in which different coffee capsule sizes can be accommodated.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that an unbalance control system is built in, which increases the rotation speed of the turntable somewhat more gently, thus giving some time for the redistribution of the powder and liquid into the capsule.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing device is a rotatable disc or ring which is built into a movable holder and can be lowered from above down to the capsule.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing device is installed in a lid of the coffee capsule receiving container.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing device is mounted and freely rotatable.

capsule coffee preparation system according to patent claim 6 or 7 , characterized in that the lid is sturdily constructed and consists of a transparent material.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the drive for rotating the coffee capsule is coupled to the rotatable disc or ring, while the turntable is freely rotatable.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the casing is heated.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the puncture needle pierces the centre of the capsule from below or from above when a lid is closed or can be retracted electrically.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the water container ter or the water heating device is higher than the turntable and the water or hot water can be injected into the coffee capsule primarily or solely by gravity.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the needle is connected to a valve or electrovalve which can be controlled electrically or manually.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the rotational speed of the turntable is electronically controllable.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the coffee capsule is empty of air or there is a negative pressure / vacuum inside it.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the turntable is also designed to accommodate conventional coffee pads or is provided with a suitable recess for this purpose.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the turntable has several concentrically arranged recesses for different coffee capsule or coffee pad sizes.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the speed and the rotation duration of the turntable are controllable.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of water injected through the cannula is portioned or controllable.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that the water temperature can be regulated by a built-in control.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that a small pump is installed which directs the water at low pressure into the coffee capsule or coffee pad.

Capsule coffee preparation system according to one of the preceding claims, characterized in that it is also designed for espresso preparation or tea preparation using tea-filled capsules or tea pads.