Beverage Filter Cartridge Patent Keurig US6645537 (1)

7/25/2019 Beverage Filter Cartridge Patent Keurig US6645537 (1)

1/9

United S t a t e s

P a t e n t

US006645537B2

1 2 ) 1 0 )

P a t e n t

N 0 . : US 6 , 6 4 5 , 5 3 7 B 2

Sweeney

e t

a l . ( 4 5 )

D a t e o f P a t e n t : N o v . 1 1 , 2 0 0 3

54)

BEVERAGEFILTER CARTRIDGE 5,242,702 A

* 9/1993

Fond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426/433

5,243,164

A

*

9 / 1 9 9 3

Erickson

e t

a 1 . . . . .

. .

219/10.55 E

I n v e n t o r s :

Richard S w e e n e y ,

Winchester, 5 , 3 2 5 , 7 6 5 A *

7 / 1 9 9 4

S y l v a n C I 8 . 1 .

. . . . . . . . . . . . . . .

. .U s ) . Nicholas G_ Lazaris N e w t o n 5 , 7 3 8 , 7 8 6 A *

4 / 1 9 9 8

W i n n i n gt o n - I n g r a m 2 1 0 / 4 7 4

M U S )

Roderick

H_ B e a u l i e u

5 , 8 4 0 , 1 8 9 A

1 1 / 1 9 9 8

S y l v a n e t a 1 .

. . . . . . . . . . . . . . .

2 1 0 / 4 7 4

C u m b e r l a n d , R I ( U S ) ; W i l l i a m P - FOREIGN PATENT DOCUMENTS

B u c u z z o ,

H a v e r h i l l ,

MA U S )

DE

1536372

1 / 1 9 7 0

( 7 3 )

A s s i g n e e : K e u r i g , I n c o r p o r a t e d , W a k e ? e l d , MA

GB 2 0 2 3 0 8 6

A *

1 2 / 1 9 7 9

( U s ) * c i t e d

by

e x a m i n e r

( * )

N o t i c e : S u b j e c t t o

a n y d i s c l a i m e r , t h e

t e r m o f

t h i s P r i m a r y

EX?minrDr6W B e c k e r

p a t e n t i s e x t e n d e d o r a d j u s t e d

u n d e r 3 5

( 7 4) A t t o r n e y , A g e n t ,

o r

FirmSamuels, G a u t h i e r

&

U . S . C .

1 5 4 ( b ) b y 1 4 7 d a y s . S t e v e n s

( 5 7 )

ABSTRACT

( 2 1 )

A p p l .

N o . :

0 9 / 7 8 2 , 6 2 2

_ _ A

everage ? l t e r

c a r t r i d g e includes a cup-shaped outer

( 2 2 )

F l l e d ' F e b 1 3

2001

c o n t a i n e r

W i t h

a b o t t o m

a n d

a

s i d e

W a l l e x t e n d i n g u p w a r d l y

( 6 5 )

p r i o r p u b l i c a t i o n

Data

from

t h e

bottom W a l l t o a c i r c u l a r r i m

s u r r o u n d i n g

a n u p p e r

o p e n i n g . The s i d e

W a l l h a s

a n u p p e r

s e c t i o n e x t e n d i n g

U s 2 0 0 2 / 0 0 2 0 6 5 9 A1 F e b -

2 1 :

2 0 0 2 do Wn Wardly

from

t h e rim t o a n i n t e r m e d i a t e

s e c t i o n , and a

_ _ t a p e r e d loWer s e c t i o n

con?gured

t o p r o v i d e a p l u r a l i t y o f

6 0 P R i l a t e ( 1 1 _ U _ S A N p p l g a l t g g g g a t ? ? d F b 1 8 c i r c u m f e r e n t i a l l y

s p a c e d

? u t e s e x t e n d i n g d o W n W a r d l y f r o m

( ) z g g l s l o n a

applcanon

0 ' / e on e

t h e

intermediate

section

t o

t h e

bot t om

Wall.A?lter

e l e m e n t

s u b d i v i d e s

t h e

i n t e r i o r of

t h e c o n t a i n e r

i n t o ? r s t and second

( 5 1 )

I n t .

C l . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B6513

2 9 / 0 2 c h a m b e r s .

Abeverage

m e d i u m

s s t o r e d i n

t h e

? r s t

chamber.

( 5 2 ) U S . C l .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. .

4 2 6 / 7 9 ; 4 2 6 / 1 1 3 ; 4 2 6 / 1 1 5 ;

Acover

s

j o i n e d

t o t h e s i d e W a l l a t t h e

rim

t o c l o s e t h e upper

4 2 6 / 4 3 3 ;

9 9 / 2 9 5 ; 9 9 / 3 1 7 ; 2 0 6 / 6 5 ; 2 0 6 / 2 2 2 o p e n i n g . T h e

c o v e r

i s

y i e l d a b l y

p i e r c a b l e t o a c c o m m o d a t e

58 Field of Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.

426 77

79 86 an i n ' e c t i o n 0 f 1 1 1 1 1 0 1 i n t o t h e ? r s t

Chamber

f o r Combination

( ) / J

9

4 2 6 / 1 1 2 _ 1 1 3 ,

1 1 5 ,

5 9 0 , 3 9 4 ,

4 3 1 _ 4 3 3 ;

W i t h

t h e

b e v e r a g e

medium

t o

p r o d u c e

a

b e v e r a g e .

T h e

? l t e r

9 9 / 2 9 5 , 3 1 6 , 3 1 7 , 3 2 3 ; 2 0 6 / 0 5 , 2 1 9 , 2 2 2 e l e m e n t

i s

p e r m e a b l e

t o accommodate a ?oW o f t h e b e v e r

a g e f r o m t h e ? r s t chamber i n t o t h e

s e c o n d

c h a m b e r ,

a n d

t h e

( 5 6 )

R e f e r e n c e s C i t e d b o t t o m W a l l

i s

y i e l d a b l y

p i e r c a b l e t o accommodate

a n

U S .

PATENT DOCUMENTS

3 , 1 5 4 , 2 1 5 A

*

1 0 / 1 9 6 4

V es co n t e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 0 / 9 7

4,875,620 A

* 1 0 / 1 9 8 9

Lane,

S r .

. . . . . . . . . . . . . . . . . 229/1.5 B

out?oW o f

t h e

b e v e r a g e from

t h e

s e c o n d

chamber

t o

t h e

e x t e r i o r o f t h e c a r t r i d g e .

8

C l a i m s ,

5

Drawing S h e e t s


2/9

U.S. P a t e n t N o v . 1 1 , 2 0 0 3 S h e e t

1

0 f

5 U S

6 , 6 4 5 , 5 3 7

B2


3/9

U.S. P a t e n t N o v . 1 1 , 2 0 0 3 S h e e t 2

0 f

5 U S

6 , 6 4 5 , 5 3 7

B2

MAL


4/9

U.S. P a t e n t N o v .

1 1 , 2 0 0 3

S h e e t 3

0 f

5 U S

6 , 6 4 5 , 5 3 7

B2

12+, 2 1 6

222

\ " 2 3 3 ; " " l l 2 2 0 g

220

W P

W ,

220a

F

I G .

9 \ \ \ l /

2 1 8 0

12+- _


5/9


0 f

5 U S

6 , 6 4 5 , 5 3 7

B2

3 2 0 g \ \

l

1

3 2 F I G . l 4


6/9


0 f

5 U S 6 , 6 4 5 , 5 3 7 B2

F I G . I 7

3 2 0 9

I

, 9

u p

3 2 2 3 2 , 2 3 2 0 ;

. Lip/2 ;- ; all I I 2 2 2 . 0 m

l

|

| |

3 2 0 0 "

W

\

\

3 2 0 a "

| |

H i l l

- - | H

1 1 . l l

1111 x 1111

/

318

3 ' 8 3 1 8

T

F I G .

I 9

3 2 0 g


7/9

U S

6 , 6 4 5 , 5 3 7

B2

1

BEVERAGE

FILTER

CARTRIDGE

CROSS REFERENCE TO RELATED

APPLICATIONS

T h i s

a p p l i c a t i o n

c l a i m s p r i o r i t y

f r o m

P r o v i s i o n a l P a t e n t

A p p l i c a t i o n S e r . N o .

6 0 / 1 8 3 , 7 0 8

? l e d F e b . 1 8 , 2 0 0 0 .

FIELD OFTHE

INVENTION

T h i s

i n v e n t i o n

r e l a t e s t o d i s p o s a b l e s i n g l e s e r v e b e v e r a g e

? l t e r c a r t r i d g e s .

DESCRIPTION

OFTHE

PRIOR

ART

AknoWn

d i s p o s a b l e

s i n g l e s e r v e b e v e r a g e ? l t e r c a r t r i d g e

i s d i s c l o s e d

i n US. P a t . N o s . 5 , 3 2 5 , 7 6 5

a n d

5 , 8 4 0 , 1 8 9

( S y l v a n

e t

a l . ) ,

d a t e d r e s p e c t i v e l y J u l .

5 , 1 9 9 4 a n d N o v . 2 4 ,

1 9 9 8 ,

t h e

d i s c l o s u r e s o f

W h i c h

a r e

h e r e i n i n c o r p o r a t e d

by

r e f e r e n c e .

T h i s b e v e r a g e ? l t e r c a r t r i d g e i s c o m p r i s e d b a s i c a l l y o f a n

i m p e r m e a b l e

y i e l d a b l y - p i e r c a b l e c u p - s h a p e d o u t e r c o n

t a i n e r

i n t e r n a l l y

s u b d i v i d e d

b y

a p e r m e a b l e

c o n e - s h a p e d

? l t e r i n t o

? r s t a n d s e c o n d

c h a m b e r s . A r a n u l a r o r

poWdered

d r y b e v e r a g e m e d i u m , e . g . , r o a s t e d g r o u n d c o f f e e , i s s t o r e d

i n

t h e ? r s t c h a m b e r , a n d t h e

c o n t a i n e r

i s c l o s e d by a n

i m p e r m e a b l e y i e l d a b l y p i e r c a b l e

l i d .

D u r i n g a p r o c e s s i n g c y c l e , t h e l i d

a n d

c o n t a i n e r b o t t o m

a r e

p i e r c e d , r e s p e c t i v e l y , b y t u b u l a r

i n l e t

a n d o u t l e t

p r o b e s .

The i n l e t p r o b e

a d m i t s

h e a t e d

l i q u i d

u n d e r

p r e s s u r e

i n t o

t h e

? r s t c h a m b e r

f o r

i n f u s i o n

W i t h

t h e b e v e r a g e medium,

a n d

t h e r e s u l t i n g

b r e W e d b e v e r a g e p a s s e s t h r o u g h

t h e ? l t e r i n t o

t h e s e c o n d chamber f r o m Which t e X i t s

v i a

t h e o u t l e t

p r o b e

f o r d e l i v e r y t o a n u n d e r l y i n g c u p .

T h i s

knoWn

b e v e r a g e

? l t e r

c a r t r i d g e

h a s g a i n e d

r a p i d

a n d

i n c r e a s i n g l y

W i d e s p r e a d

a c c e p t a n c e ,

n o t W i t h s t a n d i n g s e v

e r a l p r o b l e m s t h a t h a v e

p e r s i s t e d s i n c e i t s i n i t i a l

i n t r o d u c

t i o n . One s u c h problem s t e m s from a t e n d e n c y o f t h e

c o n t a i n e r s i d e W a l l t o b u c k l e u n d e r

t h e

f o r c e e X e r t e d

by t h e

o u t l e t p r o b e a s i t

p i e r c e s t h e

c o n t a i n e r b o t t o m . T h i s some

t i m e s

r e s u l t s

i n a

f a i l u r e

o f

t h e

o u t l e t

p r o b e

t o a c h i e v e

b o t t o m

p e n e t r a t i o n ,

t h u s a b o r t i n g

t h e

b r e W i n g

p r o c e s s

b e c a u s e t h e

breWed

b e v e r a g e c a n n o t b e d e l i v e r e d t o t h e

u n d e r l y i n g c u p . B u c k l i n g o f

t h e

c o n t a i n e r

s i d e

W a l l a l s o

c a n

d i s t o r t

t h e p u n c t u r e d

o r i ? c e

i n t h e c o n t a i n e r

b o t t o m ,

t h u s

c o m p r o m i s i n g s e a l i n g

a n d

r e s u l t i n g i n l e a k a g e o f t h e

b r e W e d

b e v e r a g e .

P r o b l e m s

h a v e

a l s o b e e n e n c o u n t e r e d i n r e l i a b l y s e a l i n g

t h e

r i m

o f

t h e

? l t e r

component

o

t h e

i n t e r i o r

s i d e

W a l l o f

t h e

c o n t a i n e r , a s

W e l l

a s

i n

c e n t r a l l y

s e c u r i n g

t h e

b o t t o m

o f

t h e

? l t e r component t o t h e c o n t a i n e r

b o t t o m . F a i l u r e

t o

a c h i e v e

a

proper rim

s e a l

can

c a u s e t h e

unsealed p o r t i o n

o f t h e

? l t e r

t o c o l l a p s e u n d e r breW

p r e s s u r e ,

r e s u l t i n g i n t h e

breWed

b e v e r a g e

b e i n g

c o n t a m i n a t e d b y b e v e r a g e m e d i u m

r e s i d u e

e s c a p i n g f r o m

t h e

c o l l a p s e d ? l t e r . By

t h e

s a m e t o k e n ,

c o n t a m i n a t i o n

o f

t h e bre We d b e v e r a g e

a l s o

can o c c u r i f t h e

? l t e r

b o t t o m i s

n o t

c e n t r a l l y s e c u r e d , r e s u l t i n g i n t h e

? l t e r

b e i n g p u n c t u r e d b y t h e o u t l e t p r o b e a s

i t

p r o j e c t s

u p W a r d l y

t h r o u g h

t h e

c o n t a i n e r

b o t t o m . C o n t a m i n a t i o n

o f

t h e

breWed

b e v e r a g e a l s o o c c u r s

o c c a s i o n a l l y W h e n

a ? l t e r e l e m e n t

b u r s t s u n d e r

t h e

p r e s s u r e e x e r t e d b y

t h e

h e a t e d

l i q u i d

b e i n g

i n f u s e d W i t h

t h e

b e v e r a g e medium.

S t i l l

a n o t h e r

p r o b l e m

s t e m s

f r o m

h e a t s e a l i n g

t h e

u p p e r

r i m o f

t h e

? l t e r

a t o r c l o s e l y a d j a c e n t

t o

t h e u p p e r

r i m o f

t h e

c o n t a i n e r s i d e

W a l l .

T h i s

i n c r e a s e s

t h e u n o c c u p i e d

s o

c a l l e d

h e a d s p a c e b e t W e e n t h e

o u t s i d e

o f t h e ? l t e r a n d t h e

s u r r o u n d i n g c o n t a i n e r

W a l l ,

a n d a l s o l i m i t s

t h e

maXimum

amount o f b e v e r a g e m e d i u m t h a t can be s t o r e d i n

t h e

10

1 5

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

2

c a r t r i d g e

t o

t h a t Which c a n be c o n t a i n e d W i t h i n

t h e

? l t e r . I n

some c a s e s , t h i s

c a n

compromise t h e

s t r e n g t h o f

t h e

r e s u l t

i n g b r e W e d b e v e r a g e . B e v e r a g e

s t r e n g t h c a n b e

o p t i m i Z e d

b y

? l l i n g

t h e

? l t e r

t o i t s maXim um c a p a c i t y , b u t t h i s c a n

r e s u l t

i n e r r a n t g r a n u le s o f t h e b e v e r a g e

m edium s p i l l i n g

o n t o t h e

c o n t a i n e r r i m .

T h i s

i n

t u r n

c a n

d i s r u p t

t h e i n t e g r i t y

o f t h e

s e a l be t We e n t h e c o v e r and t h e c o n t a i n e r r i m .

Among

t h e

o b j e c t i v e s o f

t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s

a

s t r e n g t h e n i n g o f t h e c o n t a i n e r s i d e W a l l

t o t h e r e b y r e s i s t

b u c k l i n g

When t h e

c o n t a i n e r

b o t t o m i s p u n c t u r e d b y t h e

o u t l e t p r o b e

o f t h e

b r e W e r .

Companion

o b j e c t i v e s

i n c l u d e

a

b e n e ? c i a l i n c r e a s e i n

b e v e r a g e medium s t o r a g e c a p a c i t y , i m p r o v e m e n t s i n

t h e

manner i n

Which t h e ? l t e r

component i s

s e a l e d

t o and

r a d i a l l y s u p p o r t e d by t h e c o n t a i n e r s i d e W a l l , a s W e l l a s

improvements in t h e manner in Which t h e

l o W e r

end

o f

t h e

? l t e r i s

p o s i t i o n e d a n d

a n c h o r e d t o

t h e c a r t r i d ge b o t t o m .

SUMMARY OFTHE INVENTION

I n a c c o r d a n c e W i t h

t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n ,


s i d e W a l l i s

p r o v i d e d

W i t h c i r c u m f e r e n t i a l l y

s p a c e d

? u t e s

Which a r e

s t r a t e g i c a l l y

p o s i t i o n e d t o e n h a n c e r e s i s t a n c e t o

b u c k l i n g W i t h o u t

i n t e r f e r i n g

W i t h

o r c o m p r o m i s i n g

t h e

i n t e g r i t y

o f

t h e s e a l b e t W e e n t h e s i d e

W a l l

a n d t h e ? l t e r

c o m p o n e n t . The l o c a t i o n a t Which t h e ? l t e r component i s

j o i n e d

t o t h e i n t e r i o r s i d e

W a l l o f

t h e c o n t a i n e r i s l o W e r e d t o

a c h i e v e a b e n e ? c i a l i n c r e a s e i n b e v e r a g e m e d i u m s t o r a g e

c a p a c i t y .

T h i s

l o c a t i o n i s d e ? n e d b y a t a p e r e d

c i r c u l a r

l e d g e

a g a i n s t

W h i c h

t h e

t a p e r e d ? l t e r c o m p o n e n t i s r e l i a b l y

s e a l e d .

The c h a n n e l s f o r m e d

b e t W e e n t h e c i r c u m f e r e n t i a l l y

s p a c e d ? u t e s

s e r v e

t o

e f ? c i e n t l y

d i r e c t t h e

breWed

b e v e r a g e

doWnWardly t o W a r d s t h e p i e r c e d

c o n t a i n e r

b o t t o m , W i t h a n

a c c o m p a n y i n g

b e n e ? c i a l

i n c r e a s e

i n

t u r b u l e n c e

i n

t h e

h e a d

s p a c e de?ned

betWeen

t h e ? l t e r e l e m e n t

a n d


W a l l .

I n

a second

embodiment

o f t h e i n v e n t i o n , t h e c o n t a i n e r

b o t t o m

i s

c o n ? g u r e d

t o p r o v i d e

a

d o W n W a r d l y p r o t r u d i n g

c e n t r a l l y d i s p o s e d b o s s d e ? n i n g a

r e d u c e d

d i a m e t e r

i n t e r i o r

sump s u r r o u n d e d

by a n a n n u l a r p l a n a r bottom

a r e a .

The

a n n u l a r b o t t o m a r e a i s a v a i l a b l e

f o r

p i e r c i n g

by t h e

o u t l e t

p r o b e .

T h e ? l t e r p r o j e c t s d o W n W a r d l y

i n t o a n d

i s

s e c u r e d

W i t h i n t h e sump a t a l o c a t i o n s a f e l y o u t o f harms W a y W i t h

r e s p e c t t o t h e p i e r c i n g

a c t i o n

o f t h e

o u t l e t

p r o b e . A b e n e ? c i a l

d e c r e a s e i n

h e a d

s p a c e i s a l s o r e a l i Z e d by l o c a t i n g t h e l o W e r

end o f

t h e

? l t e r

i n t h e

r e d u c e d

d i a m e t e r

sump.

I n a

t h i r d

embodiment

o f

t h e p r e s e n t

i n v e n t i o n , t h e

c i r c u m f e r e n t i a l l y

s p a c e d

? u t e s p r o t r u d e

s u f ? c i e n t l y

i n W a r d l y

i n t o

t h e c o n t a i n e r i n t e r i o r t o r a d i a l l y c o n t a c t t h e

? l t e r

e l e m e n t a t c i r c u m f e r e n t i a l l y s p a c e d l o c a t i o n s . T h i s

r a d i a l c o n t a c t

b e n e ? c i a l l y

g u i d e s t h e ? l t e r

e l e m e n t i n t o i t s

c e n t r a l l y l o c a t e d p o s i t i o n

d u r i n g

a s s e m b l y

o f t h e

c a r t r i d g e

c o m p o n e n t s , a n d , d u r i n g t h e p r o c e s s i n g c y c l e , p r o v i d e s

r a d i a l

s u p p o r t

W h i c h

r e s i s t s d i s t o r t i o n a n d p o s s i b l e b u r s t i n g

o f t h e ? l t e r e l e m e n t .

T h e s e a n d o t h e r f e a t u r e s , o b j e c t i v e s a n d

a d v a n t a g e s

o f

t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n W i l l n o W b e d e s c r i b e d

i n

g r e a t e r d e t a i l

W i t h r e f e r e n c e t o

t h e a c c o m p a n y i n g

d r a W i n g s , Wh e r e i n :

BRIEF DESCRIPTION

OF

THE

DRAWINGS

F I G . 1

i s

a p e r s p e c t i v e

vieW

o f a d i s p o s a b l e

b e v e r a g e ? l t e r

c a r t r i d g e

i n

a c c o r d a n c e

W i t h

o n e

embodiment

o f

t h e p r e s e n t

i n v e n t i o n ;

F I G .

2

i s a n

e X p l o d e d

p e r s p e c t i v e

vieW

o f

t h e

b a s i c

c o m p o n e n t s o f t h e b e v e r a g e

? l t e r c a r t r i d g e

shoWn

n

F I G . 1 ;

F I G .

3 i s

a

s i d e e l e v a t i o n a l vieW

o f t h e b e v e r a g e ? l t e r

c a r t r i d g e

shoWn

i n

F I G . 1 ;


8/9

U S

6 , 6 4 5 , 5 3 7

B2

3

FIGS.

4 and 5

a r e v e r t i c a l

and h o r i z o n t a l

s e c t i o n a l views

t a k e n , r e s p e c t i v e l y , on

l i n e s

44 n d 55 f F I G . 3 ;

F I G .

6 i s

a n e n l a r g e d s e c t i o n a l vieW o f a r i m p o r t i o n o f t h e


a s

shoWn

i n

F I G . 4 ;

F I G . 7 i s a n e n l a r g e d vieW o f a p o r t i o n o f t h e s i d e W a l l o f

t h e

b e v e r a g e

c a r t r i d g e ;

F I G . 8

i s

a s e c t i o n a l

vieW

t a k e n a l o n g

l i n e 88 f

F I G .

7 ;

F I G .

9

i s a bottom p e r s p e c t i v e vieW

o f

a d i s p o s a b l e ? l t e r

c a r t r i d g e in a c c o r d a n c e W i t h

a

s e c o n d

embodiment

o f t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n ;

F I G . 1 0 i s a s i d e e l e v a t i o n a l vieW

o f

t h e ? l t e r c a r t r i d g e

shoWn

i n F I G . 9 ;

F I G . 1 1 i s

a

bottom vieW o f t h e ? l t e r c a r t r i d g e shoWn

i n

F I G S . 9 a n d 1 0 ;

F I G .

1 2

i s a n e n l a r g e d

c r o s s

s e c t i o n a l vieW t a k e n

a l o n g

l i n e

1 2 1 2

o f F I G . 1 0 ;

F I G .

1 3

i s a

p e r s p e c t i v e

vieW

o f

a

d i s p o s a b l e

b e v e r a g e


i n

a c c o r d a n c e W i t h

a

t h i r d

embodiment

o f t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n ;

F I G .

1 4

i s a n

e x p l o d e d p e r s p e c t i v e

vieW

o f

t h e

compo

n e n t s o f

t h e


c a r t r i d g e

shoWn i n F I G . 1 3 ;

F I G . 1 5 i s a s i d e

e l e v a t i o n a l

vieW

l o o k i n g

in t h e d i r e c t i o n

d e p i c t e d

by t h e

a r r o W x i n F I G .

1 3 ;

F I G . 1 6 i s a n o t h e r s i d e e l e v a t i o n a l vieW

l o o k i n g

i n t h e

d i r e c t i o n d e p i c t e d

b y t h e a r r o W

Y

i n F I G . 1 3 ;

F I G . 1 7

i s

a n e n l a r g e d b o t t o m vieW

o f

t h e


c a r t r i d g e

shoWn

i n F I G S .

1 3 1 6 ;

F I G .

1 8

i s a n e n l a r g e d v e r t i c a l s e c t i o n a l vieW t a k e n

a l o n g

l i n e

1 8 1 8

o f

F I G .

1 6 ;

F I G .

1 9

i s

a v e r t i c a l

s e c t i o n a l

vieW

t a k e n a l o n g

l i n e

1 9 1 9 o f F I G .

1 8 ;

F I G .

20 i s

a

h o r i Z o n t a l

s e c t i o n a l vieW t a k e n a l o n g l i n e

2020 o f F I G .

1 9 ;

a n d

F I G . 21 i s a n

e n l a r g e d

s e c t i o n a l vieW

o f a r i m

p o r t i o n

o f

t h e c a r t r i d ge a s shoWn i n FIGS. 1 8 a n d 1 9 .

DETAILED

DESCRIPTION OF

PREFERRED

EMBODIMENT

With

r e f e r e n c e i n i t i a l l y t o F I G S . 1 5 ,

a


c a r t r i d g e i n a c c o r d a n c e

W i t h

a ? r s t embodiment

o f

t h e

i n v e n t i o n

i s g e n e r a l l y d e p i c t e d a t 1 0 . As shoWn n F I G . 2 , t h e

b a s i c c o m p o n e n t s o f t h e b e v e r a g e

l t e r

c a r t r i d g e i n c l u d e

a n

o u t e r

c u p - s h a p e d

c o n t a i n e r

1 2 ,

a

g e n e r a l l y

c o n e - s h a p e d

? l t e r e l e m e n t 1 4 , a n d a

p l a n a r

c i r c u l a r

l i d 1 6 .

The c u p - s h a p e d

c o n t a i n e r

1 2 h a s a bottom

1 8 ,

and a s i d e

W a l l 20

e x t e n d i n g

u p W a r d l y f r o m t h e b o t t o m

t o

a c i r c u l a r

r i m 22 s u r r o u n d i n g a n u p p e r o p e n i n g 2 4 . With

r e f e r e n c e

a d d i t i o n a l l y t o

FIGS. 6 8 ,

i t

W i l l

b e s e e n

t h a t

t h e

s i d e W a l l

20 h a s a n

u p p e r

s e c t i o n

20a

e x t e n d i n g doWnWardly

from t h e

r i m

22

t o a n i n t e r m e d i a t e s e c t i o n de?ned b y

a n i n W a r d l y

t a p e r e d l e d g e

2 0 b ,

a n d a l o W e r t a p e r e d s e c t i o n

2 0 c

e x t e n d i n g

doWnWardly f r o m l e d g e 20b t o

t h e

b o t t o m 1 8 .

The

u p p e r

W a l l s e c t i o n 20a i s p r e f e r a b l y

s u b d i v i d e d i n t o

u p p e r a n d l o W e r s e g m e n t s

2 0 a

a n d

2 0 a .

Moving do W n

t h e

c u p ,

s e g m e n t

2 0 a i s

? a r e d

o u t W a r d l y , a n d s e g m e n t 2 0 a

t a p e r s i n W a r d l y ,

W i t h t h e

j u n c t u r e

t h e r e b e t W e e n

d e ? n i n g a

s t a c k i n g

s h o u l d e r

2 0 d .

T h e

b o t t o m 1 8

i s

o p t i o n a l l y

a n d

p r e f e r a b l y p r o v i d e d W i t h a n u p W a r d l y p r o t r u d i n g c e n t r a l

b o s s

1 8 a .

The l o W e r t a p e r e d W a l l

s e c t i o n

2 0 c i s

c o n ? g u r e d t o

p r o v i d e

a p l u r a l i t y

o f

c i r c u m f e r e n t i a l l y s p a c e d ? u t e s 2 0 6 ,

t h e

u p p e r e n d s o f

Which t e r m i n a t e

b e n e a t h

t h e

i n t e r m e d i a t e

10

1 5

25

35

45

55

6 5

4

s e c t i o n d e ? n e d b y

l e d g e

2 0 b , a n d t h e l o W e r

e n d s

o f W h i c h

t e r m i n a t e a s

i n d e n t a t i o n s

i n

t h e

bottom

W a l l

1 8 .

I t W i l l

b e

s e e n

from

F I G . 8 t h a t t h e d e p t h s d o f t h e ? u t e s

20e g r a d u a l l y

i n c r e a s e

from a m i n i m u m

a t t h e i r

u p p e r e n d s

t o a maximum

t

t h e i r loWer e n d s . Likewise, a s can be seen

f r o m

F I G .

7 ,

t h e

W i d t h s

W

o f

t h e

? u t e s

a l s o

g r a d u a l l y

i n c r e a s e from

a minimum t

t h e i r

upper ends

t o

a maximum

a t t h e i r loWer

e n d s .

T h e c u p - s h a p e d

c o n t a i n e r

i s

p r e f e r a b l y

t h e r m o - f o r m e d

vacuum molded

f r o m a n i m p e r m e a b l e y i e l d a b l y

p i e r c a b l e

h e a t

s e a l a b l e

m a t e r i a l

h a v i n g a nominal

t h i c k n e s s

o f 0 . 0 3 1

a n d

c o m p r i s i n g ,

f o r e x a m p l e ,

p o l y e t h y l e n e / E V O H /

p o l y s t y r e n e s u p p l i e d

b y

C u r W o o d P a c k a g i n g o f O s h k o s h ,

W i s . , USA.

The ? l t e r e l e m e n t

1 4

i s

f o r m e d

o f a

p l i a b l e a n d p e r m e a b l e

h e a t

s e a l a b l e

m a t e r i a l

s u c h a s f o r example c e l l u l o s e p o l y p r o

p y l e n e

s u p p l i e d b y

.

R . C r o m p t o n , L t d o f B u r y , L a n c a s h i r e ,

E n g l a n d . The b o t t o m o f

t h e

? l t e r e l e m e n t

i s s u p p o r t e d

o n

a n d s e c u r e d a s

by

h e a t

s e a l i n g

t o

t h e c e n t r a l

b o s s

1 8 a .

The

l i d ma y

be c u t o r b l a n k e d from any s u i t a b l e

imper

m e a b l e h e a t s e a l a b l e

a n d

y i e l d a b l y p i e r c a b l e m a t e r i a l , s u c h

a s

f o r

e x a m p l e ,

a

m e t a l l i c / p o l y m e r l a m i n a t e s u p p l i e d b y

Winpak H e a t S e a l P a c k a g i n g , I n c . o f M o n t r e a l , C a n a d a .

As can

b e s t be s e e n

i n F I G . 6 ,

t h e

? l t e r element

i s h e a t

s e a l e d

a s a t 26 t o t h e

i n t e r m e d i a t e

W a l l s e c t i o n d e ?n e d by

t a p e r e d l e d g e 2 0 b . T h e

t a p e r

a n g l e o f t h e l e d g e 2 0 b

c l o s e l y

a p p r o x i m a t e s t h e

t a p e r a n g l e

o f t h e ? l t e r

e l e m e n t

1 4 ,

t h e r e b y

f a c i l i t a t i n g t h e t a s k

o f

s e c u r e l y a n d r e l i a b l y h e a t s e a l i n g t h e

tWo t o g e t h e r . The ? l t e r

element

s e r v e s t o s u b d i v i d e

t h e

i n t e r i o r o f t h e

c o n t a i n e r 1 2

i n t o ? r s t

a n d s e c o n d

chambers A ,

B . A

r y

g r a n u l a r

o r

p o W d e r e d b e v e r a g e medium M ,

t y p i c a l l y g r o u n d r o a s t e d

c o f f e e ,

i s s t o r e d i n c h a m b e r A , a n d


o p e n i n g

2 4 i s

c l o s e d

b y h e a t s e a l i n g t h e l i d 1 6

t o t h e

rim

2 2 .

At t h e

o n s e t

o f a p r o c e s s i n g c y c l e , t h e l i d

1 6

a n d c o n t a i n e r

b o t t o m 1 8 a r e p i e r c e d ,

r e s p e c t i v e l y ,

by t u b u l a r i n l e t a n d

o u t l e t

p r o b e s

2 8 ,

3 0 ( s e e F I G . 3 ) . T h e i n l e t p r o b e 2 8 a d m i t s

a h e a t e d

l i q u i d , t y p i c a l l y h o t W a t e r , i n t o chamber AWhere t

i n f u s e s

a n d

combines

W i t h t h e

b e v e r a g e m e d i u m

M

o

p r o d u c e a

b e v e r a g e . T h e b e v e r a g e p a s s e s t h r o u g h t h e

? l t e r

e l e m e n t 1 4 i n t o chamber B , from Which i t e x i t s v i a o u t l e t

p r o b e

3 0 .

The s e c o n d embodiment i l l u s t r a t e d

i n FIGS. 911

i s

s i m i l a r i n ma ny

r e s p e c t s t o t h e a b o v e - d e s c r i b e d ? r s t

embodiment.

S i m i l a r

f e a t u r e s

o f

t h e s e c o n d embodiment

have been

i d e n t i ? e d

W i t h s i m i l a r r e f e r e n c e numerals

i n a

t W o h u n d r e d

s e r i e s .

T h u s ,

f o r

e x a m p l e ,

r e f e r e n c e

n u m e r a l

1 0

i d e n t i ? e s t h e

? l t e r

c a r t r i d g e o f

t h e

? r s t e m b o d i m e n t ,

a n d

r e f e r e n c e

n u m e r a l 210

i d e n t i ? e s

t h e

? l t e r

c a r t r i d g e o f t h e

s e c o n d

embodiment.

I n

t h e s e c o n d e m b o d i m e n t , t h e

c o n t a i n e r

b o t t o m 218 i s

c o n ? g u r e d

t o

p r o v i d e a d o W n W a r d l y p r o t r u d i n g c e n t r a l l y

d i s p o s e d

r e d u c e d

d i a m e t e r

b o s s 218a d e ? n i n g a n i n t e r i o r

sump 218b

s u r r o u n d e d

b y

a n a n n u l a r

s u b s t a n t i a l l y

p l a n a r

bottom a r e a . The bottom o f t h e c o n i c a l ? l t e r

e l e m e n t

i s

r e c e i v e d

i n

and

s e c u r e d t o t h e

bottom

o f

t h e

sump a s

a t 2 1 8 c .

The

t h i r d

embodiment

i l l u s t r a t e d

i n

FIGS. 1321 i s

a l s o

s i m i l a r i n many

r e s p e c t s

t o t h e ? r s t e m b o d i m e n t .

A g a i n ,

s i m i l a r

f e a t u r e s h a v e been

i d e n t i ? e d W i t h

s i m il a r r e f e r e n c e

n u m e r a l s ,

b u t

i n a

t h r e e hundred s e r i e s .

The

m a j o r

d i f f e r e n c e

b e t W e e n

t h e ? r s t

a n d

t h i r d

embodi

ments i s

t h a t

t h e l a t t e r h a s f e W e r

a n d

much

d e e p e r

? u t e s

3 2 0 6 . As c a n b e

b e s t

s e e n

i n F I G . 1 9 , t h e

d e e p e r

? u t e s 3206

c o n t a c t

a n d p r o v i d e r a d i a l

s u p p o r t

f o r t h e

? l t e r e l e m e n t 3 1 4 .

I n l i g h t

o f

t h e

f o r e g o i n g , i t

W i l l no W

b e

a p p r e c i a t e d

b y

t h o s e s k i l l e d i n

t h e

a r t

t h a t t h e p r e s e n t i n v e n t i o n

o f f e r s


9/9

U S

6 , 6 4 5 , 5 3 7

B2

5

s i g n i ? c a n t a d v a n t a g e s o v e r t h e known b e v e r a g e ? l t e r c a r

t r i d g e

d e s c r i b e d i n t h e p r e v i o u s l y r e f e r e n c e d

p a t e n t s . F o r

e x a m p l e , t h e

c i r c u m f e r e n t i a l l y

s p a c e d ? u t e s 2 0 6 ,

2 2 0 6

a n d

3 2 0 6 s t r e n g t h e n t h e c o n t a i n e r s i d e W a l l a g a i n s t b u c k l i n g

When

t h e

b o t t o m

i s

p i e r c e d b y

t h e

o u t l e t p r o b e 3 0 . T h e

d e e p e r

? u t e s

3206

o f

t h e

t h i r d

embodiment

o f f e r

t h e

a d d e d

a d v a n t a g e

o f r a d i a l l y s u p p o r t i n g

t h e ? l t e r e l e m e n t , W h i c h

c a n b e p a r t i c u l a r l y

b e n e ? c i a l d u r i n g

t h e

p r o c e s s i n g

c y c l e ,

When

t h e ? l t e r e l e m e n t i s

b e i n g

s t r e s s e d b y t h e i n f u s i o n o f

p r e s s u r i Z e d h e a t e d l i q u i d

i n t o

t h e

b e v e r a g e

m e d i u m .

I n

a l l e m b o d i m e n t s , t h e d o W n W a r d l y d i v e r g i n g a n d g r a d u

a l l y d e e p e n i n g

o f

t h e

? u t e s s e r v e s

t o

p r o m o t e

doWnWard

?oW f t h e

b r e W e d

b e v e r a g e i n c h a m b e r B

W h i l e

b e n e ? c i a l l y

e n c o u r a g i n g

t u r b u l e n c e .

T h e u p W a r d l y p r o t r u d i n g

b o s s e s

1 8 a , 318a on t h e c o n t a i n e r b o t t o m s

o f

t h e ? r s t a n d

t h i r d

e m b o d i m e n t s p r o v i d e

r e a d i l y

a c c e s s i b l e

s u p p o r t p l a t f o r m s

f o r t h e b o t t o m s

o f

t h e

? l t e r e l e m e n t s . S e c u r i n g

t h e b o t t o m s

o f

t h e

? l t e r

e l e m e n t s t o t h e b o s s e s 1 8 a ,

218a i n s u r e s

t h a t t h e

? l t e r e l e m e n t s W i l l n o t b e p u n c t u r e d

b y t h e

o u t l e t

p r o b e

3 0 .

The s m a l l

d i a m e t e r sump

218b

de?ned

by

t h e

do W n

W a r d l y p r o t r u d i n g

b o s s

2 1 8 a o f

t h e

s e c o n d

e m b o d i m e n t

r e c e i v e s t h e

l o W e r end o f

t h e ? l t e r component

i n a

con?ned

s p a c e Which b e n e ? c i a l ly d e c r e a s e s

h e a d

s p a c e

a n d f u r t h e r

a s s i s t s

i n

p o s i t i v e l y

l o c a t i n g a n d

s a f e g u a r d i n g

t h e

? l t e r

f r o m

d a m a g i n g c o n t a c t W i t h

t h e

o u t l e t p r o b e .

T h e

t a p e r e d l e d g e s

2 0 b , 2 2 0 b ,

3 2 0 b

o f a l l e m b o d i m e n t s

p r o v i d e

d i s t i n c t a n d

r e a d i l y a c c e s s i b l e l a n d s

t o

W h i c h t h e

? l t e r e l e m e n t s may b e

r e l i a b l y

j o i n e d b y h e a t s e a l i n g . T h e

u p p e r e n d s o f t h e

? u t e s

2 0 6 , 2 2 0 6 , 3206 t e r m i n a t e

beloW t h e

l e d g e s 2 0 b , 2 2 0 b , 3 2 0 b , t h e r e b y i n s u r i n g t h a t t h e l e d g e s

a r e

n o t

i n t e r r u p t e d

b y

d i s c o n t i n u i t i e s

t h a t Would

b e

d e t r i m e n t a l

t o

t h e

c r i t i c a l

s e a l o f t h e ? l t e r

e l e m e n t s

t o

t h e


W a l l s .

The

u p p e r c o n t a i n e r

s e c t i o n s

2 0 a , 2 2 0 a ,

320a

a b o v e

t h e

? l t e r s p r o v i d e b e n e ? c i a l

i n c r e a s e s i n a v a i l a b l e s t o r a g e

c a p a c i t y

f o r t h e

b e v e r a g e m e d i u m . T h i s i n c r e a s e d

s t o r a g e

c a p a c i t y

makes t

u n n e c e s s a r y t o ? l l t h e i n t e r i o r

chamber

A

t o

i t s maximum a p a c i t y , t h e r e b y s a f e g u a r d i n g t h e c o n t a i n e r

r i m f r o m

c o n t a m i n a t i o n

b y

e r r a n t

g r a n u l e s

o f

t h e

b e v e r a g e

medium.

Although

t h e o u t e r c o n t a i n e r and

c o v e r have be e n

d e s c r i b e d

a s

b e i n g

f o r m e d f r o m


m a t e r i a l s , i t

W i l l

b e u n d e r s t o o d by t h o s e s k i l l e d in

t h e a r t

t h a t ,

a l t e r n a t i v e l y , p e r m e a b l e

m a t e r i a l s may

b e e m p l o y e d f o r o n e

o r

b o t h

o f t h e s e components. W her e permeable m a t e r i a l s a r e

e m p l o y e d , t h e c o m p l e t e d c a r t r i d g e s W i l l p r e f e r a b l y b e s u b

s e q u e n t l y

e n c l o s e d ,

e i t h e r

i n d i v i d u a l ly o r

i n

b a t c h e s ,

W i t h

i m p e r m e a b l e W r a p p i n g s . M a t e r i a l s f o r s u c h W r a p p i n g s a r e

W e l l

k n o W n ,

a n d i n c l u d e f o r e x a m p l e EVOH l m s ,

a l u m i

num o i l ,

e t c .

A l t h o u g h t h e p r e s e n t

i n v e n t i o n

h a s b e e n d e s c r i b e d

W i t h

r e f e r e n c e

t o

s e v e r a l

e m b o d i m e n t s , v a r i o u s

c h a n g e s , modi

? c a t i o n s

a n d

a d d i t i o n s

may b e made W i t h o u t

d e p a r t i n g f r o m

t h e s p i r i t a n d

s c o p e

o f t h e a p p e n d e d c l a i m s .

10

1 5

25

35

45

6

We l a i m :

1 . A e v e r a g e ? l t e r c a r t r i d g e c o m p r i s i n g :

a cup-shaped

o u t e r c o n t a i n e r

having a bottom

W a l l

and a

s i d e W a l l e x t e n d i n g from

s a i d bottom

W a l l

t o

a c i r c u l a r

r i m s u r r o u n d i n g a n

u p p e r

o p e n i n g ,

s a i d s i d e

W a l l

h a v i n g a n

u p p e r s e c t i o n e x t e n d i n g d o W n W a r d l y f r o m

s a i d

r i m

t o a n i n W a r d l y t a p e r e d l e d g e , a n d

h a v i n g a

t a p e r e d l o W e r s e c t i o n

e x t e n d i n g

d o W n W a r d l y f r o m

s a i d

i n W a r d l y

t a p e r e d l e d g e

t o

s a i d b o t t o m W a l l ;

a

g e n e r a l l y cone s h a p e d

? l t e r e l e m e n t r e c e i v e d i n

s a i d

c o n t a i n e r ,

s a i d ? l t e r e l e m e n t h a v i n g a c l o s e d l o W e r e n d

s u p p o r t e d on a n d s e c u r e d t o

s a i d

b o t t o m W a l l , a n d

h a v i n g a n u p W a r d l y d i v e r g i n g W a l l W i t h a n open u p p e r

e n d

s u p p o r t e d o n a n d s e c u r e d t o s a i d

i n W a r d l y

t a p e r e d

l e d g e , s a i d

? l t e r e l e m e n t b e i n g

c o n ? g u r e d

a n d p o s i

t i o n e d

t o s u b d i v i d e

t h e i n t e r i o r

o f

s a i d c o n t a i n e r

i n t o

? r s t a n d

s e c o n d

c h a m b e r s ;

a

b e v e r a g e

me d i um

s t o r e d

i n

s a i d ? r s t

c h a m b e r ; a n d

a

c o v e r

j o i n e d t o s a i d

s i d e

W a l l a t

s a i d r i m and c l o s i n g s a i d

u p p e r o p e n i n g ,

s a i d

c o v e r b e i n g

p i e r c a b l e

t o accom

modate

a n

i n j e c t i o n o f l i q u i d i n t o s a i d ? r s t chamber f o r

c o m b i n a t i o n

W i t h s a i d b e v e r a g e

m e d i u m t o p r o d u c e a

b e v e r a g e , s a i d

? l t e r e l e m e n t b e i n g p e r m e a b l e t o

accommodate a ? o W

o f

s a i d

b e v e r a g e

from s a i d ? r s t

chamber

i n t o

s a i d s e c o n d c h a m b e r , a n d s a i d b o t t o m

W a l l

b e i n g

p i e r c a b l e

t o

accommodate a n out?oW o f s a i d

b e v e r a g e from

s a i d s e c o n d chamber

t o

t h e e x t e r i o r

o f

s a i d c a r t r i d g e .

2 . The b e v e r a g e

? l t e r

c a r t r i d g e

o f

c l a i m

1

W h e r e i n

t h e

t a p e r a n g l e o f s a i d l e d g e i s g r e a t e r t h a n t h e t a p e r a n g l e o f

s a i d l o W e r

s e c t i o n .

3 .

The

b e v e r a g e

? l t e r

c a r t r i d g e

o f

c l a i m

1

W h e r e i n

s a i d

u p p e r

s e c t i o n h a s a n

u p p e r s e g m e n t

e x t e n d i n g doWnWardly

from s a i d c i r c u l a r r i m a n d a l o W e r segment

e x t e n d i n g

u p W a r d l y f r o m s a i d l e d g e , s a i d u p p e r s e g m e n t b e i n g ? a r e d

o u t W a r d l y a n d s a i d l o W e r s e g m e n t b e i n g t a p e r e d

i n W a r d l y ,

W i t h t h e

j u n c t u r e o f

s a i d

u p p e r a n d l o W e r s e g m e n t s d e ? n i n g

a n e x t e r i o r s t a c k i n g s h o u l d e r .

4 . The b e v e r a g e ? l t e r c a r t r i d g e o f a n y o n e

o f

c l a i m s 1 3

W h e r e i n t h e

t a p e r a n g l e

o f

s a i d l e d g e

a p p r o x i m a t e s t h e

t a p e r

a n g l e

o f

s a i d ? l t e r e l e m e n t .

5 .

The b e v e r a g e ? l t e r

c a r t r i d g e

o f c l a i m 1 W h e r e i n

s a i d

o u t e r c o n t a i n e r i s


t o l i q u i d s

a n d

g a s e s .

6 .

The b e v e r a g e ? l t e r c a r t r i d g e o f c l a i m 1

W h e r e i n

s a i d l i d

i s i m p e r m e a b l e t o l i q u i d s

a n d

g a s e s .

7 .

The b e v e r a g e

? l t e r

c a r t r i d g e

o f c l a i m

1

W h e r e i n

s a i d

b o t t o m W a l l

i s

p r o v i d e d

W i t h

a n

u p W a r d l y

p r o t r u d i n g c e n

t r a l l y d i s p o s e d

b o s s , t h e

l o W e r

e n d o f s a i d

? l t e r e l e m e n t

b e i n g s u p p o r t e d o n

s a i d b o s s .

8 . The b e v e r a g e ? l t e r c a r t r i d g e o f

c l a i m 7 W h e r e i n

t h e

l o W e r end o f s a i d ? l t e r i s

s e c u r e d

t o s a i d b o s s .

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Beverage Filter Cartridge Patent Keurig US6645537 (1)