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WO2025099239A1 - Piercing spike, cartridge holder, system for preparing a drink, method for preparing a drink, and use of a piercing spike - Google Patents

Piercing spike, cartridge holder, system for preparing a drink, method for preparing a drink, and use of a piercing spike Download PDF

Info

Publication number
WO2025099239A1
WO2025099239A1 PCT/EP2024/081667 EP2024081667W WO2025099239A1 WO 2025099239 A1 WO2025099239 A1 WO 2025099239A1 EP 2024081667 W EP2024081667 W EP 2024081667W WO 2025099239 A1 WO2025099239 A1 WO 2025099239A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piercing mandrel
beverage
cartridge
piercing
compressed air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/081667
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marc KRÜGER
Günter EMPL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Freezio AG
Original Assignee
Freezio AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Freezio AG filed Critical Freezio AG
Publication of WO2025099239A1 publication Critical patent/WO2025099239A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0015Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being prepared by mixing at least two liquid components
    • B67D1/0021Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being prepared by mixing at least two liquid components the components being mixed at the time of dispensing, i.e. post-mix dispensers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B7/00Hand- or power-operated devices for opening closed containers
    • B67B7/24Hole-piercing devices
    • B67B7/26Hole-piercing devices combined with spouts
    • B67B7/28Hole-piercing devices combined with spouts and associated with receptacle hodlers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0042Details of specific parts of the dispensers
    • B67D1/0043Mixing devices for liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0042Details of specific parts of the dispensers
    • B67D1/0078Ingredient cartridges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/04Apparatus utilising compressed air or other gas acting directly or indirectly on beverages in storage containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08Details
    • B67D1/0801Details of beverage containers, e.g. casks, kegs
    • B67D2001/0811Details of beverage containers, e.g. casks, kegs provided with coded information

Definitions

  • the present invention is based on a piercing mandrel for use in a cartridge receptacle for producing a beverage by means of a cartridge which can be connected to the cartridge receptacle and which comprises a reservoir filled with a beverage substance, wherein the reservoir is closed by a sealing element, in particular a film element, wherein the piercing mandrel is provided for piercing the sealing element, wherein the piercing mandrel essentially has the shape of an obliquely cut truncated cone, wherein the piercing mandrel has a compressed air line, in particular a centrally arranged one, which extends at least in sections along its longitudinal axis.
  • the cartridge holder which includes the piercing spike, and the cartridge together form a system that can be inserted into a beverage preparation machine for producing a beverage, in particular a cold beverage.
  • a beverage preparation machine for producing beverages from pre-portioned cartridges.
  • Producing beverages with such systems is extremely convenient for the user, as they only need to insert a cartridge and press a start button.
  • the beverage preparation machine then fully automatically produces the beverage, i.e., in particular, the beverage substance is mixed with a predetermined amount of liquid, in particular cold and/or carbonated water, to form the beverage and then poured into a drinking vessel.
  • mixed drinks in particular, can be produced much more easily, quickly, and with less effort for the user.
  • the user can choose from a variety of different cartridges, allowing them to produce different beverages as desired.
  • the beverage preparation machine triggers a displacement of the piercing spike from a retracted position, in which the piercing spike is spaced from the sealing element of the cartridge, to an extended position, in which the piercing spike pierces the sealing element.
  • the liquid in the reservoir of the cartridge The beverage substance contained then flows past the piercing spike into the mixing chamber.
  • the piercing spike is thus intended to enable a simple, yet reliable and reproducible opening of a cartridge previously sealed, in particular aroma-tight, by means of the sealing element.
  • the piercing spike according to the invention has the advantage over the prior art that the force required to pierce the sealing element is lower, enabling clean, controlled, and reproducible piercing of the film. Due to the curvature of the second surface area, the pierced sealing element can conform to the piercing spike, particularly the cover surface, as it enters the reservoir, thus preventing uncontrolled tearing.
  • a slanted truncated cone the shape of which the piercing mandrel essentially has, comprises a base surface, a conical surface and a cover surface which is opposite the base surface and, in the case of an obliquely cut truncated cone, is essentially oval or elliptical in shape.
  • the piercing mandrel may exhibit individual deviations from the truncated cone shape, but as a whole the piercing mandrel can be described as an obliquely cut truncated cone.
  • the piercing mandrel may have several sections along the longitudinal axis, which runs centrally through the piercing mandrel, which are separated from one another in particular by circumferential edges.
  • an essentially cylindrical region may be provided adjacent to or near the base surface.
  • a further deviation from the shape of the obliquely cut truncated cone is the top surface, which has a curved region, the second surface region.
  • the first surface region essentially corresponds to an oblique surface, as would be produced by a corresponding oblique conic section.
  • the film element comprises a multilayer film, which is sealed, for example, to a flange of the cartridge.
  • the film can comprise several layers, of which preferably at least one layer is a barrier layer.
  • the first surface area forms the upper end of the piercing mandrel. This means that the first surface area, and in particular the associated outer contour, contacts the sealing element first. Piercing of the sealing element is thus primarily caused by the interaction between the first surface area or its outer contour and the sealing element. Piercing is, in particular, a cutting or slicing action.
  • the cover surface is a cutting surface, wherein the outer edge of the cover surface, in particular of the first surface area, is at least partially a cutting edge for piercing the sealing element. Due to the oblique cut of the conical shape, a continuously curved cutting edge, which is inclined to the sealing element, is thus advantageously provided as the first surface area. This cutting edge pierces, cuts through, or perforates the Sealing element. The continuously curved shape promotes continuous tearing of the sealing element. In this way, a flap-like tab is preferably created on the sealing element, in particular with a smooth cut edge. As the piercing mandrel moves further into the reservoir, this tab folds inward toward the reservoir.
  • this does not occur along a substantially straight fold line, which could lead to uncontrolled tearing, but rather successively by the tab nestling against the curved second surface area.
  • the inventors have surprisingly discovered that this shape of the piercing mandrel enables reproducibly controlled piercing of the sealing element.
  • the transition from the first surface area to the second surface area runs along a straight line, wherein the line preferably intersects the longitudinal axis.
  • the first surface area preferably corresponds essentially to half an oval or half an ellipse. This is advantageous because it initially allows for a controlled cutting open of the sealing element before further tearing is controlled by the sealing element's contact with the second surface element.
  • the curvature of the second surface region is a continuous curvature, in particular a curvature with a constant radius of curvature.
  • the second surface region becomes increasingly steeper with increasing distance from the first surface region. This advantageously allows for the further opening of the sealing element to be controlled in a targeted manner.
  • the second surface region has a radius of curvature of between 1 mm and 10 mm, preferably 3-6 mm, in particular approximately 3.4 mm. Such a radius of curvature has proven particularly advantageous in tests.
  • the curvature of the second surface region is designed such that the second surface region merges, in particular seamlessly, into the lateral surface of the piercing mandrel. This advantageously ensures that even when the piercing mandrel completely passes through the opening created in the sealing element, no uncontrolled tearing occurs, since the flap created during the piercing is guided throughout the entire movement.
  • no point of the second surface area is arranged above the first surface area.
  • the curvature of the The second surface area therefore runs in particular, starting from the first surface area, in the direction of the base area of the piercing mandrel (or the truncated cone shape approximating it).
  • the extension of the cover surface along the longitudinal axis is between 1 mm and 10 mm, preferably 3-6 mm, in particular approximately 3.8 mm.
  • the vertical extension i.e., the extension parallel to the longitudinal axis
  • the vertical extension from the lowest point of the second surface area to the uppermost point of the first surface area, i.e., the distance between the points of the cover surface furthest apart parallel to the longitudinal axis, is between 1 mm and 10 mm.
  • the piercing mandrel has at least one side channel extending parallel to the longitudinal axis in its lateral surface, in particular below the first surface area and/or the second surface area.
  • the beverage substance can advantageously flow from the reservoir into the mixing chamber through this side channel in a controlled manner. This advantageously further improves the quality of the beverage preparation.
  • the piercing mandrel has a plurality of side channels, preferably at least three, four, or five side channels. The size, length, position, and number of the side channels can advantageously be used to specifically control the volume flow of the beverage substance.
  • the cross-section of the side channel and/or the number of side channels is adapted to the viscosity of the beverage substance, so that the side channels control or limit the flow of the beverage substance towards the mixing chamber.
  • the side channels control or limit the flow of the beverage substance towards the mixing chamber.
  • a suitable piercing spike can therefore be provided for each cartridge or beverage substance.
  • the at least one side channel is designed in the form of a groove open on one side, formed in the lateral surface of the piercing mandrel.
  • the groove advantageously guides the flow of the beverage substance in a controlled manner from the reservoir into the mixing chamber.
  • the beverage substance can enter the open groove at any point, is guided through the groove in the narrowed flow cross-section between the piercing mandrel and the sealing element, and can flow out of the groove in the mixing chamber.
  • the at least one side channel does not intersect the outer contour of the first surface region and/or the second surface region. In other words, the side channel does not extend as far as the lid surface.
  • the side channel is therefore not open upwards, but only in the radial direction, i.e. laterally. This is particularly advantageous because in this way, when the sealing element is pierced, no contour corresponding to an intersection between the outer contour of the first surface region and/or the second surface region is punched out of the sealing element.
  • Such punched-out channels of the sealing element can at least partially close the openings of the side channels, so that the beverage substance cannot flow unhindered through the side channels. Because the side channels do not extend as far as the lid surface, the sealing element is punched or cut out with the outer contour of the first surface region.
  • the first surface region has at least one, particularly sharp-edged, bulge in its outer contour, wherein the at least one bulge is preferably arranged offset in the circumferential direction relative to the at least one side channel.
  • the bulge of the outer contour thus provides additional sharp edges and corners that assist in piercing the sealing element. If the piercing mandrel comprises side channels, the offset arrangement ensures that the side channels are not blocked.
  • the first surface area is stepped at least in sections, wherein the steps are preferably provided such that the first surface area is tooth-like at least in sections along its outer contour.
  • steps can be introduced into the first surface area in a comparatively simple manner, and in particular, the tooth-like outer contour created thereby advantageously improves the cutting/perforation/puncturing of the sealing element.
  • the piercing mandrel has at least one anti-twist device in the form of a web projecting radially from the lateral surface, in particular in a lower region of the piercing mandrel.
  • the cartridge receptacle comprises corresponding complementary means in which the anti-twist device is guided.
  • the side channels on the side of the The piercing mandrel is arranged on a shaft facing away from the beverage outlet of the mixing chamber and, in particular, toward the fluid supply. This achieves improved mixing of the beverage substance and the fluid within the mixing chamber.
  • the piercing mandrel preferably in a lower region, has a compressed air connection in its lateral surface for establishing a compressed air connection with a compressed air connection of the cartridge receptacle, wherein the compressed air line opens into the compressed air connection.
  • the compressed air connection is thus located on the side of the piercing mandrel and can be brought into fluid communication there with a compressed air connection of the cartridge receptacle.
  • the compressed air connection is arranged below the anti-rotation device. This advantageously ensures that the compressed air connection can be arranged correctly within the cartridge receptacle.
  • the compressed air line has an opening, particularly a central opening, in the cover surface. This advantageously allows compressed air to be introduced directly into the reservoir after the sealing element has been pierced, thereby displacing the beverage substance from the reservoir. This advantageously accelerates beverage production and ensures that the beverage substance is completely transferred from the cartridge into the mixing chamber.
  • the piercing mandrel is designed as a plastic part, in particular as a plastic injection-molded part. This enables cost-effective production. Alternatively, it is also conceivable to design the piercing mandrel as a metal part.
  • the piercing mandrel is configured on its underside to correspond to a trigger element of the beverage preparation machine.
  • the underside of the piercing mandrel is configured such that it at least partially accommodates a trigger element in a form-fitting and/or force-fitting manner. This ensures reliable operation of the beverage preparation machine.
  • the problem is further solved by a cartridge holder according to patent claim 20.
  • the guide comprises a guide part with an internal guide channel for receiving the piercing mandrel, wherein the guide channel of the guide part is substantially cylindrical or frustoconical in shape, and wherein a circumferential stop is formed on an end of the guide part facing the cartridge, which stop limits the movement of the piercing mandrel in the direction of the reservoir, wherein the stop in particular comprises a region of reduced diameter.
  • this ensures reliable guidance of the piercing mandrel during movement from the retracted position to the extended position.
  • a groove corresponding to the anti-twist device of the piercing mandrel which is in particular designed as a web, is formed within the wall of the guide channel as an anti-twist device, so that unwanted twisting of the piercing mandrel is prevented.
  • the guide part is preferably arranged in the mixing chamber and protrudes from a base of the mixing chamber in the direction of the cartridge.
  • the piercing mandrel can be moved from the retracted position to the extended position by a trigger element of the beverage preparation machine when inserting the cartridge holder into the beverage preparation machine.
  • the trigger element can be activated automatically and/or manually.
  • the trigger element is movable by a drive, in particular a motorized drive.
  • the mixing chamber has a beverage outlet through which the beverage formed from a mixture of the beverage substance with the fluid is dispensed.
  • the cartridge receptacle is preferably configured such that the beverage can be introduced from the beverage outlet directly into a portable container. This advantageously eliminates cross-contamination in the beverage preparation machine.
  • the mixing chamber is provided with mixing structures.
  • the mixing structures advantageously ensure Improved mixing of the beverage substance and the fluid.
  • the mixing structures are particularly designed to swirl the fluid flowing into the mixing chamber.
  • the mixing structure comprises one or more mixing ribs arranged in the area of the fluid supply at the bottom of the mixing chamber and extending substantially perpendicular to the fluid inflow direction. The mixing ribs thus act as barriers for the fluid, swirling the fluid and achieving better mixing with the beverage substance.
  • the cartridge receptacle is detachably connectable to the cartridge via a snap-in connection.
  • the cartridge receptacle is preferably reversibly attached to the cartridge, particularly preferably via the snap-in connection.
  • the cartridge it is conceivable for the cartridge to comprise a type of bottle neck, having the cartridge opening, with a circumferential retaining flange, and for the cartridge receptacle to be clipped onto the bottle neck.
  • elastic snap-in elements such as retaining arms, engage behind the retaining flange.
  • the cartridge is intended, in particular, as a disposable container for the beverage substance and is particularly recyclable.
  • the cartridge receptacle can be used multiple times by being attachable to different cartridges.
  • the cartridge comprises, in particular, a square, round, or rounded bottle.
  • the cartridge is typically made of plastic using a blow-injection molding process, an injection molding process, or other molding processes.
  • a deep-drawing process is also conceivable for the cartridge's production.
  • the cartridge be reusable.
  • the cartridge to comprise a glass bottle, while only the cartridge holder is a plastic part.
  • the cartridge has a cartridge opening which is in fluid communication with the reservoir, wherein the cartridge opening in the initial state is sealed by the sealing element is closed, wherein the sealing element in particular comprises a film element, for example a sealing film, which is applied to the edge of the cartridge opening and preferably sealed.
  • the sealing element in particular comprises a film element, for example a sealing film, which is applied to the edge of the cartridge opening and preferably sealed.
  • the reservoir is advantageously sealed hermetically and aroma-tight.
  • the sealing element is for this purpose in particular designed to be largely airtight and liquid-tight.
  • the cartridge with the cartridge opening is produced, then the cartridge is filled with the beverage substance through the cartridge opening, subsequently the cartridge opening is closed by the sealing element and finally the cartridge receptacle is applied, for example clipped onto the cartridge in the area of the closed cartridge opening.
  • the sealing element is opened in the area of the cartridge opening, in particular pierced by the piercing mandrel, so that the beverage substance can be transferred from the reservoir into the mixing chamber by introducing compressed air.
  • the cartridge and/or the cartridge receptacle comprises a product identification code
  • a beverage preparation machine and/or the cartridge receptacle comprises an identification detector for identifying the product identification code.
  • the product identification code is preferably embedded in a barcode, an RFID code, a QR code, a data matrix code, a color code, a hologram code, or the like. This advantageously enables automatic reading of the product identification code.
  • the identification detector comprises, in particular, an optical sensor, such as a CCD camera, which automatically reads the barcode, QR code, or data matrix code when the cartridge is inserted into the beverage preparation machine.
  • the identification detector comprises a transmitting and receiving antenna for automatically reading the RFID code.
  • QR code within the meaning of the present invention, particularly encompasses any data matrix code.
  • QR code and data matrix code are used synonymously.
  • the product identification code can also be embedded in a three-dimensional structure, such as a relief.
  • the product identification code particularly encompasses the so-called product identification number, in particular a Universal Product Code (UPC), a European Article Number (EAN), a GS1 code, a Global Trade Item Number (GTIN), or the like.
  • UPC Universal Product Code
  • EAN European Article Number
  • GTIN Global Trade Item Number
  • the product identification code is based on the GS1 standard.
  • the product identification code serves, in particular, to indicate the beverage substance contained in the cartridge. During or before the start of the beverage preparation process, the product identification code is read using the identification detector.
  • the beverage preparation machine thus knows which type of cartridge is inserted into the beverage preparation machine. It is conceivable that an evaluation and control unit of the beverage preparation machine has a plurality of pre-stored beverage preparation programs, which are intended for the preparation of different beverages and differ from one another, for example, in the delivery rate, delivery time, delivery pauses, temperature, degree of carbonation, and/or pressure of the supplied fluid. It is also conceivable that different compressed air supplies (e.g., different pressures) are used for different beverage preparation programs. Each beverage preparation program is linked to one or more product identification codes.
  • the product identification code on the cartridge is read by the identification detector and then compared with the pre-stored data. Based on the product identification code, a beverage production program is selected from the plurality of pre-stored beverage production programs, and the beverage production process is then started with the selected beverage production program. Parameters such as flow rate, delivery time, delivery pauses, temperature, carbonation level, and/or pressure of the supplied fluid are specified or controlled by the selected beverage production program in order to achieve optimal results for the beverage to be produced with the respective beverage substance.
  • beverage production process will not start if no product identification code can be identified or if the identified product identification code does not match any pre-stored beverage production program. This prevents the use of a non-system cartridge that is not certified for operation in the beverage production machine, which would pose a risk of damage to the beverage production machine or endanger the user, for example, due to the cartridge bursting (if it is designed for operation at lower pressures).
  • the product identification code is preferably printed or glued onto the wall of the cartridge or onto the sealing element.
  • the The product identification code is positioned on the cartridge such that the product identification code is located within the detection range of the identification detector of the beverage preparation machine when the cartridge is inserted into the beverage preparation machine.
  • the product identification code it is also conceivable for the product identification code to be arranged on an outer wall of the cartridge receptacle.
  • the method steps according to the invention are not to be considered a mandatory chronological sequence, but can also occur simultaneously or in a different order.
  • the piercing of the sealing element and/or the transfer of the beverage substance into the mixing chamber preferably occur parallel to the feeding of the fluid.
  • the fluid is cooled and/or carbonated before being fed into the mixing chamber.
  • the fluid or liquid is preferably water.
  • the fluid is preferably supplied to the mixing chamber separately.
  • the fluid is preferably introduced into the mixing chamber under pressure.
  • the fluid is provided in particular by the beverage preparation machine. It is conceivable that a fluid source is coupled directly to the fluid supply of the cartridge receptacle as soon as the cartridge system is inserted into the beverage preparation machine.
  • the fluid connection is in fluid communication with the mixing chamber via a fluid line. This has the advantage that back-contamination in the direction of the beverage preparation machine is effectively prevented because the fluid connection is pressurized immediately upon insertion of the cartridge system, thus preventing beverage substance from migrating in the direction of the fluid line and in particular in the direction of the fluid source of the beverage preparation machine. The beverage substance and the beverage can therefore only move from the mixing chamber in the direction of the beverage outlet.
  • the piercing mandrel is transferred from the retracted position to the extended position by a trigger element of the beverage preparation machine.
  • Yet another object of the present inventors is the piercing spike according to the invention in a position according to the invention of a beverage, in particular in an inventive method according to the invention.
  • Figure 1 shows a piercing mandrel according to an exemplary first embodiment of the present invention
  • Figures 2a and 2b show various perspective views of a piercing mandrel according to an exemplary second embodiment of the present invention
  • Figure 3 shows a detailed view of the piercing mandrel according to the exemplary second embodiment of the present invention
  • Figure 4 shows a schematic side view of a part of the piercing mandrel according to the exemplary second embodiment of the present invention
  • Figures 5a and 5b show a comparison of plan views of a piercing mandrel according to a non-inventive embodiment (Fig. 5a) and according to the exemplary second embodiment of the present invention (Fig. 5b);
  • Figure 6 shows a schematic sectional view of a cartridge holder according to an exemplary embodiment of the present invention without a piercing mandrel;
  • Figures 7a and 7b show perspective views of a cartridge and a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Figures 8a and 8b show sectional views of a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel (Fig. 8a) and an extended position of the piercing mandrel (Fig. 8b) according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Figures 9a and 9b show detailed views in cross-section of a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel (Fig. 9a) and an extended position of the piercing mandrel (Fig. 9b) according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Figures 10a and 10b show perspective sectional views of a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel (Fig. 10a) and an extended position of the piercing mandrel (Fig. 10b) according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a piercing spike 1 according to an exemplary first embodiment of the present invention.
  • the piercing spike 1 is inserted into a cartridge receptacle 20 in a manner explained in detail below.
  • the cartridge receptacle 20 is in turn connected to a cartridge 30 containing a beverage substance arranged in a reservoir 31.
  • the reservoir 31 is sealed in an aroma-tight manner by a sealing element, which is designed, for example, as a film element 32.
  • the piercing mandrel 1 is now provided in such a way that it can be moved in the cartridge holder 20, in particular guided by a guide 22, that it can be moved from a retracted position in which the piercing mandrel 1 is spaced from the sealing element, into an extended position, wherein the piercing mandrel 1 pierces the sealing element and projects into the reservoir 31.
  • the piercing mandrel 1 is essentially frustoconical, with an oblique cut as the cover surface 2. As can be seen in Figure 1, the piercing mandrel 1 here has minor deviations from this truncated cone shape.
  • the piercing mandrel 1 here comprises a plate-like widening at its lower end, which can serve, for example, as a stop in the guide 22 and/or which is designed on the underside such that it interacts positively and/or non-positively with a trigger element of a beverage preparation machine (not shown) in order to be moved from the retracted to the extended position.
  • the piercing mandrel here comprises a circumferential shoulder approximately in the middle as well as other elements explained in more detail below.
  • the piercing spike 1 When the piercing spike 1 pierces the sealing element, in particular the film element 32, its tip projects into the reservoir 32. It can be clearly seen in Figure 1 that the piercing spike 1 has an opening at its lower end which serves as a compressed air connection 9. This opening is in continuous connection with a compressed air line 11 extending from this opening along the longitudinal axis L of the piercing spike. This compressed air line 11 is arranged centrally in the piercing spike 1 and ends on the upper side in an opening 8 in the cover surface 2. Compressed air from a compressed air source of a beverage preparation machine can be conducted through this compressed air line 11 and thus introduced into the reservoir 31 in the extended position.
  • the piercing mandrel 1 proposes that the cover surface have a first, essentially flat, surface region 3, as well as an adjacent, second surface region 4 that has a curve. This curve is more clearly visible in the following figures.
  • the boundary between the first surface region 3 and the second surface region 4 is linear.
  • the boundary between the regions 3, 4 is a straight line that intersects the central longitudinal axis L.
  • the embodiment shown in Figure 1 also has several further features that improve beverage production.
  • the outer contour of the first surface area 3 will contact the sealing element first, since the cover surface runs diagonally through the truncated cone.
  • the outer edge therefore functions as a cutting edge.
  • several, here four, bulges 6 are provided in the outer contour of the first surface area 3. These roughly correspond to an impression of a spherical segment (with a relatively small radius) in the outer edge. In this way, two sharp corners are created in each bulge 6, where a curved curve in the plane of the first surface area and a curved curve in the outer surface 12 of the truncated cone-shaped piercing mandrel 1 meet. This improves the cutting effect of the outer edge, allowing easier and more controlled piercing of the sealing element.
  • the bulges 6 preferably have substantially identical dimensions and/or are provided substantially equidistant from one another along the circumferential direction.
  • the lateral surface 12 of the piercing mandrel 1 also comprises, in an upper third, side channels 5 extending parallel to the longitudinal axis L, here three side channels 5 in the lateral surface 12 below the first surface area 3 and two side channels 5 in the lateral surface 12 in the Area of the second surface area 4. These last two side channels 5 are only indicated in the illustration in Figure 1, they can be seen better in Figure 2b.
  • the piercing spike 1 Once piercing spike 1 has pierced the sealing element, the piercing spike 1 partially extends into the reservoir 31. The pierced portion of the sealing element is then separated in the area of the first surface area 1, but is still connected to the remaining sealing element in the area of the second surface area 4. The sealing element thus forms a flap-like material flap. This may partially block the flow path of the beverage substance.
  • the piercing spike 1 comprises the side channels 5 described above.
  • the side channels 5 are preferably designed as outwardly open, elongated grooves with a skin extension direction parallel to the longitudinal axis L.
  • the beverage substance can enter the side channels 5 in the reservoir 31 and be guided through the opening and exit again in the mixing chamber 21.
  • the bulges 6 and the side channels are arranged offset from one another in the circumferential direction.
  • the side channels 5 below the first surface area 3 preferably do not intersect its outer contour. As already indicated in Figure 1, the side channels 5 intersect the outer contour on the other side, i.e. in the region of the second surface area 4 of the cover surface 2.
  • the piercing mandrel 1 here comprises an optional anti-twist device 10 in the form of a web protruding radially from the lateral surface 12.
  • the anti-twist device 10 is essentially wedge-shaped, i.e., the web tapers towards the tip of the piercing mandrel 1.
  • the anti-twist device 10 preferably cooperates with correspondingly designed guide means in the cartridge receptacle 20, so that the piercing mandrel 1 can only be inserted into the cartridge receptacle 20 in a predetermined orientation and maintains this orientation even during movement from the retracted to the extended position. This ensures, among other things, that the compressed air connection 9 of the piercing mandrel is aligned with a compressed air connection 25 of the cartridge receptacle 20 in the extended position.
  • Figures 2a and 2b show various perspective views of a piercing mandrel 1 according to an exemplary second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment essentially corresponds to the first embodiment, which is why reference is made to the corresponding explanations.
  • the difference between the embodiments is, in particular, that the outer contour of the first surface region 3 does not have any bulges 6. Instead, the highest region of the first surface region 3 is provided with a number of steps, in particular straight ones. These steps 7 are preferably not flat, but inclined, as can be seen more clearly in Figure 3.
  • one of the two side channels 5 can be seen more clearly in the area of the second surface region 4.
  • This side channel 5 is open at the top but begins at approximately the same height as the side channels 5 visible in Figure 1.
  • an additional web can be seen in Figure 2b, which can preferably also function as an anti-twist device 10. This web is arranged on the opposite side of the anti-twist device 10 explained in connection with Figure 1, relative to the longitudinal axis L.
  • the curvature of the second surface region 4 is clearly visible in Figure 2b.
  • the second surface region 4 slopes increasingly steeply with increasing distance from the center of the piercing mandrel and, at the end, approximately merges into the lateral surface 12. This ensures that the region of the sealing element that has been cut open and bent into the reservoir 31 is slowly and steadily straightened by the movement of the piercing mandrel 1. Uncontrolled tearing can thus be advantageously prevented.
  • Figure 3 shows a detailed view of the piercing mandrel 1 according to the exemplary second embodiment of the present invention.
  • the curvature of the second surface area 4 is again clearly visible.
  • the steps 7 in the first surface area 3 are clearly visible.
  • the steps 7, particularly the inclined ones, create a sawtooth-like profile along the outer contour. This advantageously improves the piercing or cutting action of the piercing mandrel.
  • the piercing mandrel could also have bulges 6 along the outer contour according to the first embodiment.
  • Figure 4 shows a schematic side view of a part of the piercing mandrel 1 according to the exemplary second embodiment of the present invention. It is clearly visible that the first surface area 3 comprises an inclined, flat surface. It is also clearly visible that the second surface area 4 is curved. The curvature of the second surface area 4 preferably has a radius of curvature R of approximately 3.4 mm. Furthermore, a height is indicated here over which the entire cover surface 2. This means that the maximum distance along the longitudinal axis L between the highest point of the first surface area 3 and the lowest point of the second surface area 4 is, for example, approximately 3.8 mm. The radial extent of the steps 7, ie the area in which the steps are incorporated, has a width of approximately 1.4 mm.
  • Figures 5a and 5b show a comparison of top views of a piercing mandrel 1 according to a non-inventive embodiment ( Figure 5a) and according to the exemplary second embodiment of the present invention ( Figure 5b).
  • Figure 5a shows a piercing mandrel 1 which is also essentially frustoconical in shape, but here has a horizontally oriented cover surface 2. The truncated cone was therefore created here by a horizontal cut.
  • This embodiment also comprises side channels 5 in the lateral surface 12. However, here all of the side channels 5 intersect the outer contour of the cover surface 2. In other words, the side channels 5 are open not only radially outwards but also upwards. This leads to a correspondingly rounded cutting edge.
  • the piercing mandrel 1 When the piercing mandrel 1 now cuts through a film element 32, a region of the film element 32 is cut out which corresponds to the shape of this cutting edge, i.e. which also has bulges projecting into the side channels 5. If the piercing mandrel 1 is now moved further into the reservoir 31, these bulges of the film element 32 block the side channels and thus prevent a targeted discharge of the beverage substance.
  • the side channels 5 are not open at the top—at least on the side that first contacts the film element 32, i.e., the side of the first surface area 3.
  • the upper ends of the side channels 5 are located below the outer contour of the cover surface 2.
  • Figure 6 shows a schematic sectional view of a cartridge receptacle 20 according to an exemplary embodiment of the present invention without piercing mandrel 1.
  • the cartridge receptacle 20 is shown here in its preferred orientation after insertion into the associated beverage preparation machine.
  • the cartridge receptacle 20 comprises a large opening through which it can be connected—preferably reversibly—to a cartridge 30.
  • a guide 22 is provided, in which the piercing mandrel 1 according to the invention can preferably be inserted with a precise fit, wherein the guide 22 particularly preferably has guide means corresponding to the anti-twist device 10 (not shown here). shown), by means of which correct orientation of the piercing spike 1 in the guide 22 is ensured.
  • the piercing spike 1 is not shown here for the sake of clarity, but corresponds, for example, to one of the embodiments shown in the previously explained figures.
  • the piercing spike 1 is arranged to be vertically movable in the guide 22.
  • the piercing spike 1 can be moved by a trigger element of the beverage preparation machine from a retracted position into an extended position, in which the piercing spike 1 pierces the sealing element, for example the film element 32, and projects into the reservoir 31 of the cartridge 30.
  • a fluid supply 23 which can be coupled to a fluid source when the cartridge holder 20 is inserted into the beverage preparation machine, so that a fluid, for example chilled and/or carbonated water, can be introduced into the cartridge holder 20 through the fluid supply 23.
  • a fluid for example chilled and/or carbonated water
  • the fluid or liquid enters a mixing chamber 21 of the cartridge holder 20.
  • the compressed air connection 9 When the piercing mandrel 1 pierces the film element 32 and, in the extended position, the compressed air connection 9 is aligned with a compressed air connection 25 of the cartridge holder 20, which can preferably be connected to a compressed air source of the beverage preparation machine, compressed air can be passed through the compressed air line 11 of the piercing mandrel 1, in particular parallel to the liquid supply, so that it exits through the opening 8 in the cover surface 2 into the reservoir 31.
  • the beverage substance can be transferred by gravity and assisted by the compressed air blown into the reservoir 31 through the opening in the film element 32 and, in particular, at least partially through the side channels 5 into the mixing chamber 21, where it mixes with the introduced fluid, e.g., the chilled and carbonated water, to form the beverage.
  • the beverage can then exit the cartridge receptacle 20 through a beverage outlet 24 of the cartridge receptacle 20 and preferably flow directly into a vessel arranged below.
  • Figures 7a and 7b show perspective views of a cartridge 30 and a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the cartridge 30 in Figure 7a is bottle-shaped, with a reservoir 31 and a bottle neck comprising a flange to which the cartridge receptacle 20 can be clipped.
  • the opening of the cartridge 30 is sealed by a foil element 32, in particular an aroma-tight one.
  • the cartridge 30 shown here is essentially cuboid-shaped, although the cartridge 30 can, in principle, have any desired shape. can be cylindrical, for example. This is limited only by the fact that the cartridge 30 must be insertable into a corresponding holder of a beverage preparation machine and that the cartridge 30 must include a suitable area with a sealing element, via which the cartridge receptacle 20 can be connected to the cartridge 30.
  • Figure 7b shows a system comprising a cartridge 30, as shown in Figure 7a, and a cartridge receptacle 20 connected thereto.
  • the system is shown in the preferred orientation in which the system is inserted into a beverage preparation machine.
  • Figures 8a and 8b show sectional views of a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel 1 ( Figure 8a) and an extended position of the piercing mandrel 1 ( Figure 8b) according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 8a clearly shows that the piercing mandrel 1 is in the retracted position. In this position, the piercing mandrel 1 is spaced from the foil element 32, meaning that the foil element 32 does not yet have an opening. Furthermore, the compressed air connection 9 of the piercing mandrel 1 and the compressed air connection 25 of the cartridge holder 20 are not aligned. Therefore, compressed air cannot enter the compressed air line 11.
  • the piercing mandrel 1 is arranged in a form-fitting manner in the guide 22 of the cartridge holder 20. This has a fluid supply 23 below the compressed air connection 25. It is also indicated how the cartridge holder 20 is clipped to the flange of the cartridge 30.
  • the cartridge 30 is preferably filled with a pre-portioned amount of beverage substance required to produce a specific drinking portion, for example, a glassful of the desired beverage.
  • a plurality of different systems are available, whose cartridges 30 or reservoirs 31 are filled with different beverage substances for producing different beverages. If the user of the system wishes to drink a specific beverage, he or she merely needs to select the system from the plurality of different systems that contains the corresponding beverage substance for producing the desired beverage, insert it into a Insert the holding unit of the beverage preparation machine and, if necessary, start the beverage production process on the beverage preparation machine if it does not start automatically, for example after detecting a product identification code arranged on the cartridge 30 and/or the cartridge holder 20.
  • the beverage substance preferably comprises liquid pre-mix ingredients for soft drinks, such as caffeinated, carbonated, fruit and/or sugar-containing lemonades and juices, beer (mixed) drinks or other alcoholic or non-alcoholic (mixed) drinks.
  • soft drinks such as caffeinated, carbonated, fruit and/or sugar-containing lemonades and juices
  • beer (mixed) drinks or other alcoholic or non-alcoholic (mixed) drinks such as beer (mixed) drinks or other alcoholic or non-alcoholic (mixed) drinks.
  • the piercing mandrel 1 Before, during, or after startup, the piercing mandrel 1 is then moved from the retracted position to the extended position, as shown in Figure 8b, preferably by a trigger element of the beverage preparation machine acting on the piercing mandrel 1. During this movement, the piercing mandrel 1, in particular with the outer contour of the first surface area 3 acting as a cutting edge, pierces the film element 32 and, by contact with the second, curved surface area 4, successively pushes the cut area into the reservoir 31.
  • the compressed air connection of the piercing mandrel 1 is now aligned with the compressed air connection 25 of the cartridge receptacle 20, and compressed air can escape through the compressed air line 11 from the opening 8 in the cover surface 2 and displace the beverage substance from the reservoir 31 of the cartridge.
  • An additional passage 26 is provided in the space between the guide 22 and the beverage outlet 24.
  • this passage 26 is closed, so that the beverage can only exit through the beverage outlet 24.
  • the passage 26 is closed at the end facing the lid 32, in particular by an end surface formed integrally with the cartridge receptacle and particularly preferably with the passage 26 and/or aligned parallel to the lid 32. This is particularly advantageous because it prevents liquid from entering the passage 26, which could result in suboptimal mixing.
  • Figures 9a and 9b show detailed views in cross-section of a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel 1 ( Figure 9a) and an extended position of the piercing mandrel 1 ( Figure 9b) according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figures 10a and 10b also show perspective sectional views of a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel 1 ( Figure 10a) and an extended position of the piercing mandrel 1 ( Figure 10b) according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the anti-rotation device 10 can also serve as a stop to limit the extended position of the piercing mandrel 1.
  • the cartridge holder 20 can be reused by being detached from the used and emptied cartridge 30 and clipped onto a new cartridge 30.
  • the cartridge holder 20 is irreversibly connected to a cartridge 30, for example, for hygienic reasons.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)

Abstract

The invention relates to a piercing spike (1) for use in a cartridge holder (20) for preparing a beverage by means of a cartridge (30) that can be connected to the cartridge holder (20) and that comprises a reservoir (31) filled with a beverage substance, wherein the reservoir (31) is sealed by a sealing element (32), in particular a foil element, wherein the piercing spike (1) is designed to pierce the sealing element (32), wherein the piercing spike (1) has substantially the shape of truncated cone with an oblique cut, wherein the piercing spike (1) has a compressed-air channel (11) that extends at least in sections along its longitudinal axis L, wherein the top surface has a substantially planar first surface area (3) and a second surface area (4) adjacent to the first surface area, wherein the second surface area (4) has a curvature.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Titel Title

Aufstechdorn, Kartuschenaufnahme, System zur Herstellung eines Getränks, Verfahren zur Herstellung eines Getränks und Verwendung eines Aufstechdorns Piercing mandrel, cartridge holder, system for producing a beverage, method for producing a beverage and use of a piercing mandrel

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Aufstechdorn zur Verwendung in einer Kartuschenaufnahme zur Herstellung eines Getränks mittels einer mit der Kartuschenaufnahme verbindbaren Kartusche, die ein mit einer Getränkesubstanz gefülltes Reservoir umfasst, wobei das Reservoir durch ein Dichtelement, insbesondere ein Folienelement, verschlossen ist, wobei der Aufstechdorn zum Durchstoßen des Dichtelements vorgesehen ist, wobei der Aufstechdorn im Wesentlichen die Form eines schräg abgeschnittenen Kegelstumpfs aufweist, wobei der Aufstechdorn eine, insbesondere zentral angeordnete, sich wenigstens abschnittsweise entlang seiner Längsachse erstreckende Druckluftleitung aufweist. The present invention is based on a piercing mandrel for use in a cartridge receptacle for producing a beverage by means of a cartridge which can be connected to the cartridge receptacle and which comprises a reservoir filled with a beverage substance, wherein the reservoir is closed by a sealing element, in particular a film element, wherein the piercing mandrel is provided for piercing the sealing element, wherein the piercing mandrel essentially has the shape of an obliquely cut truncated cone, wherein the piercing mandrel has a compressed air line, in particular a centrally arranged one, which extends at least in sections along its longitudinal axis.

Die Kartuschenaufnahme, die den Aufstechdorn umfasst, und die Kartusche zusammen bilden ein System, welches in eine Getränkezubereitungsmaschine einsetzbar ist zur Herstellung eines Getränks, insbesondere eines Kaltgetränks. Derartige Systeme sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt und werden zur Herstellung von Getränken aus vorportionierten Kartuschen verwendet. Die Herstellung von Getränken mit solchen Systemen ist für den Anwender äußerst komfortabel, da er lediglich eine Kartusche einsetzen und einen Startknopf drücken muss. Die Getränkezubereitungsmaschine übernimmt dann vollautomatisiert die Erzeugung des Getränks, d.h. insbesondere, dass die Getränkesubstanz mit einer vorbestimmten Menge an Flüssigkeit, insbesondere kaltem und/oder karbonisiertem Wasser unter Bildung des Getränks vermischt wird und in ein Trinkgefäß geleitet wird. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Mixgetränke für den Anwender deutlich einfacher, schneller und mit weniger Aufwand herstellen. Der Anwender kann dabei aus einer Vielzahl von verschiedenen Kartuschen auswählen, so dass er je nach Belieben unterschiedliche Getränke herstellen kann. The cartridge holder, which includes the piercing spike, and the cartridge together form a system that can be inserted into a beverage preparation machine for producing a beverage, in particular a cold beverage. Such systems are generally known from the prior art and are used to produce beverages from pre-portioned cartridges. Producing beverages with such systems is extremely convenient for the user, as they only need to insert a cartridge and press a start button. The beverage preparation machine then fully automatically produces the beverage, i.e., in particular, the beverage substance is mixed with a predetermined amount of liquid, in particular cold and/or carbonated water, to form the beverage and then poured into a drinking vessel. In this way, mixed drinks, in particular, can be produced much more easily, quickly, and with less effort for the user. The user can choose from a variety of different cartridges, allowing them to produce different beverages as desired.

Während der Herstellung des Getränks löst die Getränkezubereitungsmaschine dabei eine Verlagerung des Aufstechdorns aus einer eingefahrenen Position, in der der Aufstechdorn von dem Dichtelement der Kartusche beabstandet ist, in eine ausgefahrene Position, in der der Aufstechdorn das Dichtelement durchstößt, aus. Die in dem Reservoir der Kartusche enthaltene Getränkesubstanz fließt dann an dem Aufstechdorn vorbei in die Mischkammer.During the production of the beverage, the beverage preparation machine triggers a displacement of the piercing spike from a retracted position, in which the piercing spike is spaced from the sealing element of the cartridge, to an extended position, in which the piercing spike pierces the sealing element. The liquid in the reservoir of the cartridge The beverage substance contained then flows past the piercing spike into the mixing chamber.

Dies kann durch die Einleitung von Druckluft durch die Druckluftleitung des Aufstechdorns unterstützt werden, die die Getränkesubstanz aus dem Reservoir verdrängt. This can be supported by introducing compressed air through the compressed air line of the piercing mandrel, which displaces the beverage substance from the reservoir.

Ein Problem bei diesen bekannten Systemen besteht darin, dass ein kontrolliertes Ausströmen des Getränkesubstanz aus der durch den Aufstechdorn geschaffenen Öffnung kaum möglich ist. Dies ist aber erforderlich, um zusammen mit der in kontrollierter Weise zugeführten Flüssigkeit ein qualitativ hochwertiges Getränk zu erzeugen. Bei den bekannten Systemen kann es vorkommen, dass das Dichtelement einen Strömungsweg an dem Aufstechdorn wenigstens teilweise verdeckt und/oder dass das Dichtelement nach einem anfänglichen Aufstechen unkontrolliert aufreißt, wodurch in Folge auch das Ausströmen der Getränkesubstanz in nicht kontrollierbarer Weise erfolgt. One problem with these known systems is that a controlled outflow of the beverage substance from the opening created by the piercing spike is virtually impossible. This is necessary, however, to produce a high-quality beverage together with the controlled liquid supply. In these known systems, it can happen that the sealing element at least partially obscures a flow path on the piercing spike and/or that the sealing element tears open uncontrollably after an initial piercing, resulting in an uncontrollable outflow of the beverage substance.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufstechdorn, eine Kartuschenaufnahme mit einem solchen Aufstechdorn, ein System zur Herstellung eines Getränks umfassend eine Kartuschenaufnahme und eine Kartusche sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Getränke bereitzustellen, bei dem das Durchstoßen des Dichtelements in kontrollierter Weise und insbesondere auch in reproduzierbar kontrollierbarer Weise erfolgt. Der Aufstechdorn soll somit eine einfache und gleichzeitig zuverlässige und reproduzierbare Öffnung einer zuvor mittels des Dichtelements, insbesondere aromadicht, verschlossenen Kartusche ermöglichen. It is therefore an object of the present invention to provide a piercing spike, a cartridge receptacle with such a piercing spike, a system for producing a beverage comprising a cartridge receptacle and a cartridge, and a method for producing a beverage, in which the sealing element is punctured in a controlled and, in particular, reproducibly controllable manner. The piercing spike is thus intended to enable a simple, yet reliable and reproducible opening of a cartridge previously sealed, in particular aroma-tight, by means of the sealing element.

Diese Aufgabe wird durch einen Aufstechdorn gemäß Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved by a piercing mandrel according to patent claim 1.

Der erfindungsgemäße Aufstechdorn hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die zum Durchstechen des Dichtelements erforderliche Kraft geringer ist und dass ein sauberes, kontrolliertes und reproduzierbares Durchstechen der Folie ermöglicht wird. Durch die Krümmung des zweiten Flächenbereichs kann sich das durchstochene Dichtelement beim Eintritt des Aufstechdorns in das Reservoir an den Aufstechdorn, insbesondere die Deckfläche, anschmiegen und reißt daher nicht unkontrolliert auf. The piercing spike according to the invention has the advantage over the prior art that the force required to pierce the sealing element is lower, enabling clean, controlled, and reproducible piercing of the film. Due to the curvature of the second surface area, the pierced sealing element can conform to the piercing spike, particularly the cover surface, as it enters the reservoir, thus preventing uncontrolled tearing.

In der nachfolgenden Beschreibung werden relative Ortsangaben, wie beispielsweise „oben“, „unten“, etc. verwendet. Der Fachmann versteht, dass sich diese Angaben auf einen senkrecht auf seiner Grundfläche stehenden Kegel bzw. Kegelstumpf beziehen. Ein schräg angeschnittener Kegelstumpf, dessen Form der Aufstechdorn im Wesentlichen aufweist, umfasst eine Grundfläche, eine kegelförmige Mantelfläche sowie eine Deckfläche, die der Grundfläche gegenüber liegt und im Fall eines schräg angeschnittenen Kegelstumpfs im Wesentlich oval- bzw. ellipsenförmig ausgebildet ist. In the following description, relative location terms such as "top", "bottom", etc. are used. The person skilled in the art will understand that these terms refer to a cone or truncated cone standing vertically on its base. A slanted truncated cone, the shape of which the piercing mandrel essentially has, comprises a base surface, a conical surface and a cover surface which is opposite the base surface and, in the case of an obliquely cut truncated cone, is essentially oval or elliptical in shape.

Der Aufstechdorn kann dabei im Einzelnen Abweichungen von der Kegelstumpfform aufweisen, im Ganzen lässt sich der Aufstechdorn jedoch als schräg angeschnittener Kegelstumpf beschreiben. So kann der Aufstechdorn beispielsweise entlang der Längsachse, die zentral durch den Aufstechdorn verläuft, mehrere, insbesondere durch umlaufende Kanten voneinander getrennte, Abschnitte aufweisen. Beispielsweise kann angrenzend an oder in der Nähe der Grundfläche ein im Wesentlichen zylinderförmigen Bereich vorgesehen sein. Eine weitere Abweichung von der Form des schräg angeschnittenen Kegelstumpfes stellt nun die Deckfläche dar, die einen gekrümmten Bereich, den zweiten Flächenbereich, aufweist. Der erste Flächenbereich entspricht dabei im Wesentlichen einer schrägen Fläche, wie sie durch einen entsprechenden schrägen Kegelschnitt erzeugt würde. The piercing mandrel may exhibit individual deviations from the truncated cone shape, but as a whole the piercing mandrel can be described as an obliquely cut truncated cone. For example, the piercing mandrel may have several sections along the longitudinal axis, which runs centrally through the piercing mandrel, which are separated from one another in particular by circumferential edges. For example, an essentially cylindrical region may be provided adjacent to or near the base surface. A further deviation from the shape of the obliquely cut truncated cone is the top surface, which has a curved region, the second surface region. The first surface region essentially corresponds to an oblique surface, as would be produced by a corresponding oblique conic section.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Dabei gelten die in Bezug auf den erfindungsgemäßen Aufstechdorn erläuterten Ausführungsformen auch für die weiteren Gegenstände der vorliegenden Erfindung und umgekehrt. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be found in the dependent claims and the description with reference to the drawings. The embodiments explained with reference to the piercing mandrel according to the invention also apply to the other objects of the present invention, and vice versa.

Vorzugsweise umfasst das Folienelement eine mehrschichtige Folie, die beispielsweise an einen Flansch der Kartusche angesiegelt ist. Die Folie kann dabei mehrere Schichten umfassen, von denen vorzugsweise wenigstens eine Schicht eine Barriereschicht ist. Preferably, the film element comprises a multilayer film, which is sealed, for example, to a flange of the cartridge. The film can comprise several layers, of which preferably at least one layer is a barrier layer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Flächenbereich das obere Ende des Aufstechdorns bildet. Dies bedeutet, dass der erste Flächenbereich und insbesondere die zugehörige Außenkontur das Dichtelement zuerst kontaktiert. Ein Durchstoßen des Dichtelements wird also vornehmlich durch die Wechselwirkung zwischen dem ersten Flächenbereich bzw. dessen Außenkontur und dem Dichtelement erzeugt. Das Durchstoßen ist dabei insbesondere ein Durch-/ bzw. Aufschneiden. According to a preferred embodiment, the first surface area forms the upper end of the piercing mandrel. This means that the first surface area, and in particular the associated outer contour, contacts the sealing element first. Piercing of the sealing element is thus primarily caused by the interaction between the first surface area or its outer contour and the sealing element. Piercing is, in particular, a cutting or slicing action.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Deckfläche eine Schnittfläche ist, wobei die Außenkante der Deckfläche, insbesondere des ersten Flächenbereichs, zumindest bereichsweise eine Schneidkante zum Durchstoßen des Dichtelements ist. Durch den schrägen Schnitt der Kegelform wird somit in vorteilhafter Weise als erster Flächenbereich eine kontinuierlich gekrümmte und schräg zu dem Dichtelement stehende Schneidekante bereitgestellt. Diese durchstößt bzw. durchschneidet bzw. perforiert das Dichtelement. Durch die kontinuierlich geschwungene Form wird ein kontinuierliches Aufreißen des Dichtelements begünstigt. Auf diese Weise wird vorzugsweise ein klappenähnlicher Lappen des Dichtelements erzeugt, insbesondere mit einer glatten Schnittkante. Bei der weiteren Bewegung des Aufstechdorns in das Reservoir klappt dieser Lappen nach innen in Richtung des Reservoirs ab. In vorteilhafter weise geschieht dies erfindungsgemäß nun nicht entlang einer im Wesentlichen geraden Knicklinie, was zu einem unkontrolliertem Aufreißen führen kann, sondern sukzessive durch Anschmiegen des Lappens an den gekrümmten zweiten Flächenbereich. Die Erfinder haben überraschend herausgefunden, dass durch diese Formgebung des Aufstechdorns ein reproduzierbar kontrolliertes Durchstoßen des Dichtelements ermöglicht wird. According to a preferred embodiment, the cover surface is a cutting surface, wherein the outer edge of the cover surface, in particular of the first surface area, is at least partially a cutting edge for piercing the sealing element. Due to the oblique cut of the conical shape, a continuously curved cutting edge, which is inclined to the sealing element, is thus advantageously provided as the first surface area. This cutting edge pierces, cuts through, or perforates the Sealing element. The continuously curved shape promotes continuous tearing of the sealing element. In this way, a flap-like tab is preferably created on the sealing element, in particular with a smooth cut edge. As the piercing mandrel moves further into the reservoir, this tab folds inward toward the reservoir. Advantageously, according to the invention, this does not occur along a substantially straight fold line, which could lead to uncontrolled tearing, but rather successively by the tab nestling against the curved second surface area. The inventors have surprisingly discovered that this shape of the piercing mandrel enables reproducibly controlled piercing of the sealing element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Übergang von dem ersten Flächenbereich zu dem zweiten Flächenbereich entlang einer geraden Linie verläuft, wobei die Linie vorzugsweise die Längsachse schneidet. Mit anderen Worten entspricht der erste Flächenbereich somit vorzugsweise im Wesentlichen einem halben Oval bzw. einer halben Ellipse. Dies ist vorteilhaft da somit zunächst ein kontrolliertes Aufschneiden des Dichtelements erfolgt, bevor ein weiteres Aufreißen durch die Anlage des Dichtelements an das zweite Flächenelement kontrolliert wird. According to a preferred embodiment, the transition from the first surface area to the second surface area runs along a straight line, wherein the line preferably intersects the longitudinal axis. In other words, the first surface area preferably corresponds essentially to half an oval or half an ellipse. This is advantageous because it initially allows for a controlled cutting open of the sealing element before further tearing is controlled by the sealing element's contact with the second surface element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Krümmung des zweiten Flächenbereichs eine kontinuierliche Krümmung, insbesondere eine Krümmung mit einem konstanten Krümmungsradius, ist. Mit anderen Worten wird in zunehmender Entfernung von dem ersten Flächenbereich der zweite Flächenbereich immer steiler. Hierdurch ist das weitere Öffnen des Dichtelements in vorteilhafter Weise gezielt steuerbar. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der zweite Flächenbereich einen Krümmungsradius zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise von 3-6 mm, insbesondere von ca. 3,4 mm, aufweist. Ein derartiger Krümmungsradius hat sich in Versuchen als besonders vorteilhaft erwiesen. According to a preferred embodiment, the curvature of the second surface region is a continuous curvature, in particular a curvature with a constant radius of curvature. In other words, the second surface region becomes increasingly steeper with increasing distance from the first surface region. This advantageously allows for the further opening of the sealing element to be controlled in a targeted manner. Particularly preferably, the second surface region has a radius of curvature of between 1 mm and 10 mm, preferably 3-6 mm, in particular approximately 3.4 mm. Such a radius of curvature has proven particularly advantageous in tests.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Krümmung des zweiten Flächenbereichs derart ausgebildet ist, dass der zweite Flächenbereich, insbesondere übergangslos, in die Mantelfläche des Aufstechdorns übergeht. Auf diese Weise wird vorteilhaft sichergestellt, dass auch beim vollständigen Durchgang des Aufstechdorns durch die erzeugte Öffnung in dem Dichtelement kein unkontrolliertes Aufreißen auftritt, da der beim Durchstoßen erzeugte Lappen während der gesamten Bewegung geführt wird. According to a preferred embodiment, the curvature of the second surface region is designed such that the second surface region merges, in particular seamlessly, into the lateral surface of the piercing mandrel. This advantageously ensures that even when the piercing mandrel completely passes through the opening created in the sealing element, no uncontrolled tearing occurs, since the flap created during the piercing is guided throughout the entire movement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass kein Punkt des zweiten Flächenbereichs oberhalb des ersten Flächenbereichs angeordnet ist. Die Krümmung des zweiten Flächenbereichs verläuft also insbesondere, ausgehend von dem ersten Flächenbereich, in Richtung der Grundfläche des Aufstechdorns (bzw. der ihm angenäherten Kegelstumpfform). According to a preferred embodiment, it is provided that no point of the second surface area is arranged above the first surface area. The curvature of the The second surface area therefore runs in particular, starting from the first surface area, in the direction of the base area of the piercing mandrel (or the truncated cone shape approximating it).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Erstreckung der Deckfläche entlang der Längsachse zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise von 3-6 mm, insbesondere von ca. 3,8 mm aufweist. Hiermit ist insbesondere gemeint, dass die vertikale Erstreckung (also die Erstreckung parallel zur Längsachse) von dem untersten Punkt des zweiten Flächenbereichs bis zum obersten Punkt des ersten Flächenbereichs, d.h. der Abstand der parallel zur Längsachse am weitesten auseinanderliegenden Punkt der Deckfläche, zwischen 1 mm und 10 mm beträgt. According to a preferred embodiment, the extension of the cover surface along the longitudinal axis is between 1 mm and 10 mm, preferably 3-6 mm, in particular approximately 3.8 mm. This particularly means that the vertical extension (i.e., the extension parallel to the longitudinal axis) from the lowest point of the second surface area to the uppermost point of the first surface area, i.e., the distance between the points of the cover surface furthest apart parallel to the longitudinal axis, is between 1 mm and 10 mm.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufstechdorn in seiner Mantelfläche wenigstens einen parallel zu der Längsachse erstrecken Seitenkanal aufweist, insbesondere unterhalb des ersten Flächenbereichs und/oder des zweiten Flächenbereichs. Durch diesen Seitenkanal kann in vorteilhafterweise die Getränkesubstanz kontrolliert aus dem Reservoir in die Mischkammer strömen. Hierdurch wird die Qualität der Getränkezubereitung in vorteilhafter Weise weiter verbessert. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Aufstechdorn eine Mehrzahl von Seitenkanälen, vorzugsweise wenigstens drei, vier oder fünf Seitenkanäle, aufweist. Durch die Größe, Länge, Position und Anzahl der Seitenkanäle kann in vorteilhafter Weise der Volumenstrom der Getränkesubstanz gezielt kontrolliert werden. Denkbar ist beispielsweise, dass der Querschnitt des Seitenkanals und/oder die Anzahl der Seitenkanäle an die Viskosität der Getränkesubstanz angepasst ist, so dass die Seitenkanäle den Fluss der Getränkesubstanz in Richtung Mischkammer kontrollieren bzw. begrenzen. Bei einer hohen Viskosität werden vorzugsweise mehrere Seitenkanäle und/oder Seitenkanäle mit größerem Querschnitt verwendet, während bei einer niedrigeren Viskosität weniger Seitenkanäle und/oder Seitenkanäle mit geringerem Querschnitt vorgesehen sind. Für jede Kartusche bzw. jede Getränkesubstanz kann somit ein passender Aufstechdorn bereitgestellt werden. According to a preferred embodiment, the piercing mandrel has at least one side channel extending parallel to the longitudinal axis in its lateral surface, in particular below the first surface area and/or the second surface area. The beverage substance can advantageously flow from the reservoir into the mixing chamber through this side channel in a controlled manner. This advantageously further improves the quality of the beverage preparation. Particularly preferably, the piercing mandrel has a plurality of side channels, preferably at least three, four, or five side channels. The size, length, position, and number of the side channels can advantageously be used to specifically control the volume flow of the beverage substance. For example, it is conceivable that the cross-section of the side channel and/or the number of side channels is adapted to the viscosity of the beverage substance, so that the side channels control or limit the flow of the beverage substance towards the mixing chamber. At high viscosity, preferably several side channels and/or side channels with a larger cross-section are used, while at lower viscosity, fewer side channels and/or side channels with a smaller cross-section are provided. A suitable piercing spike can therefore be provided for each cartridge or beverage substance.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Seitenkanal in Form einer in die Mantelfläche des Aufstechdorns eingebrachte, einseitig offene Nut ausgebildet ist. Die Nut leitet in vorteilhafter Weise die Strömung der Getränkesubstanz in kontrollierter Weise aus dem Reservoir in die Mischkammer. Die Getränkesubstanz kann an beliebiger Stelle in die offene Nut eintreten, wird durch die Nut in dem verengten Strömungsquerschnitt zwischen dem Aufstechdorn und dem Dichtelement geleitet und kann in der Mischkammer aus der Nut ausströmen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der wenigsten eine Seitenkanal die Außenkontur des ersten Flächenbereichs und/oder des zweiten Flächenbereichs nicht schneidet. Mit anderen Worten ragt der Seitenkanal nicht bis zur Deckelfläche. Der Seitenkanal ist also nicht nach oben hin geöffnet, sondern lediglich in radiale Richtung, also seitlich. Dies ist besonders vorteilhaft, denn auf diese Weise wird beim Durchstoßen des Dichtelements keine einem Schnitt zwischen der Außenkontur des ersten Flächenbereichs und/oder des zweiten Flächenbereichs entsprechende Kontur aus dem Dichtelement ausgestanzt. Solche ausgestanzten Kanäle des Dichtelements können die Öffnungen der Seitenkanäle wenigstens teilweise verschließen, so dass die Getränkesubstanz nicht ungehindert durch die Seitenkanäle fließen kann. Dadurch, dass die Seitenkanäle nicht bis nach oben an die Deckfläche ragen, wird das Dichtelement mit der Außenkontur des ersten Flächenbereichs ausgestanzt bzw. ausgeschnitten. According to a further preferred embodiment, the at least one side channel is designed in the form of a groove open on one side, formed in the lateral surface of the piercing mandrel. The groove advantageously guides the flow of the beverage substance in a controlled manner from the reservoir into the mixing chamber. The beverage substance can enter the open groove at any point, is guided through the groove in the narrowed flow cross-section between the piercing mandrel and the sealing element, and can flow out of the groove in the mixing chamber. According to a preferred embodiment, it is provided that the at least one side channel does not intersect the outer contour of the first surface region and/or the second surface region. In other words, the side channel does not extend as far as the lid surface. The side channel is therefore not open upwards, but only in the radial direction, i.e. laterally. This is particularly advantageous because in this way, when the sealing element is pierced, no contour corresponding to an intersection between the outer contour of the first surface region and/or the second surface region is punched out of the sealing element. Such punched-out channels of the sealing element can at least partially close the openings of the side channels, so that the beverage substance cannot flow unhindered through the side channels. Because the side channels do not extend as far as the lid surface, the sealing element is punched or cut out with the outer contour of the first surface region.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Flächenbereich in seiner Außenkontur wenigstens eine, insbesondere scharfkantige, Ausbuchtung aufweist, wobei die wenigstens eine Ausbuchtung vorzugsweise in Umfangsrichtung versetzt zu dem wenigstens einen Seitenkanal angeordnet ist. In vorteilhafter Weise werden somit durch die Ausbuchtung der Außenkontur zusätzlich scharfe Kanten und Ecken bereitgestellt, die beim Durchstoßen des Dichtelements helfen. Falls der Aufstechdorn Seitenkanäle umfasst, wird durch die versetzte Anordnung sichergestellt, dass die Seitenkanäle nicht blockiert werden. According to a preferred embodiment, the first surface region has at least one, particularly sharp-edged, bulge in its outer contour, wherein the at least one bulge is preferably arranged offset in the circumferential direction relative to the at least one side channel. Advantageously, the bulge of the outer contour thus provides additional sharp edges and corners that assist in piercing the sealing element. If the piercing mandrel comprises side channels, the offset arrangement ensures that the side channels are not blocked.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Flächenbereich wenigstens abschnittsweise abgestuft ausgebildet ist, wobei die Abstufungen vorzugsweise derart vorgesehen sind, dass der erste Flächenbereich entlang seiner Außenkontur wenigstens abschnittsweise zahnartig ausgebildet ist. Derartige Stufen sind in vergleichsweise einfacher Weise in den ersten Flächenbereich einbringbar und insbesondere die dadurch geschaffene, zahnartige Außenkontur verbessert in vorteilhafter Weise das Aufschneiden/Per- forieren/Durchstoßen des Dichtelements. According to a preferred embodiment, the first surface area is stepped at least in sections, wherein the steps are preferably provided such that the first surface area is tooth-like at least in sections along its outer contour. Such steps can be introduced into the first surface area in a comparatively simple manner, and in particular, the tooth-like outer contour created thereby advantageously improves the cutting/perforation/puncturing of the sealing element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufstechdorn wenigstens eine Verdrehsicherung in Form eines von der Mantelfläche, insbesondere in einem unteren Bereich des Aufstechdorns, radial abstehenden Steges aufweist. In vorteilhafter weise wird somit eine Verdrehung des Aufstechdorns bei der Überführung von der eingezogenen Position in die ausgefahrene Position verhindert. Vorzugsweise umfasst die Kartuschenaufnahme entsprechende komplementär ausgebildete Mittel, in denen die Verdrehsicherung geführt ist. Zudem wird sichergestellt, dass die Seitenkanäle auf derjenigen Seite des Aufstechdorns angeordnet ist, welche dem Getränkeauslauf der Mischkammer abgewandt und insbesondere der Fluidzuführung zugewandt ist. Auf diese Weise wird eine verbesserte Durchmischung der Getränkesubstanz und dem Fluid innerhalb der Mischkammer erzielt. Ferner wird in vorteilhafter weise sichergestellt, dass der Druckluftanschluss des Aufstechdorns in korrekter Weise relativ zu dem Druckluftanschluss der Kartuschenaufnahme positioniert ist. According to a preferred embodiment, the piercing mandrel has at least one anti-twist device in the form of a web projecting radially from the lateral surface, in particular in a lower region of the piercing mandrel. This advantageously prevents the piercing mandrel from twisting when being transferred from the retracted position to the extended position. Preferably, the cartridge receptacle comprises corresponding complementary means in which the anti-twist device is guided. Furthermore, it is ensured that the side channels on the side of the The piercing mandrel is arranged on a shaft facing away from the beverage outlet of the mixing chamber and, in particular, toward the fluid supply. This achieves improved mixing of the beverage substance and the fluid within the mixing chamber. Furthermore, it advantageously ensures that the compressed air connection of the piercing mandrel is correctly positioned relative to the compressed air connection of the cartridge holder.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufstechdorn, vorzugsweise in einem unteren Bereich, in der Mantelfläche einen Druckluftanschluss zur Herstellung einer Druckluftverbindung mit einem Druckluftanschluss der Kartuschenaufnahme aufweist, wobei der die Druckluftleitung in den Druckluftanschluss mündet. Der Druckluftanschluss befindet sich folglich an der Seite des Aufstechdorns und ist dort mit einem Druckluftanschluss der Kartuschenaufnahme in Fluidverbindung bringbar. Besonders bevorzugt ist der Druckluftanschluss unterhalb der Verdrehsicherung angeordnet. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass der Druckluftanschluss korrekt innerhalb der Kartuschenaufnahme anordenbar ist. According to a preferred embodiment, the piercing mandrel, preferably in a lower region, has a compressed air connection in its lateral surface for establishing a compressed air connection with a compressed air connection of the cartridge receptacle, wherein the compressed air line opens into the compressed air connection. The compressed air connection is thus located on the side of the piercing mandrel and can be brought into fluid communication there with a compressed air connection of the cartridge receptacle. Particularly preferably, the compressed air connection is arranged below the anti-rotation device. This advantageously ensures that the compressed air connection can be arranged correctly within the cartridge receptacle.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Druckluftleitung eine, insbesondere zentrale, Öffnung in der Deckfläche aufweist. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass Druckluft nach dem Durchstoßen des Dichtelements direkt in das Reservoir einbringbar ist, wodurch die Getränkesubstanz aus dem Reservoir verdrängt werden kann. Somit wird in vorteilhafter weise die Getränkeherstellung beschleunigt und es kann sichergestellt werden, dass die Getränkesubstanz restlos aus der Kartusche in die Mischkammer verbracht wird. According to a preferred embodiment, the compressed air line has an opening, particularly a central opening, in the cover surface. This advantageously allows compressed air to be introduced directly into the reservoir after the sealing element has been pierced, thereby displacing the beverage substance from the reservoir. This advantageously accelerates beverage production and ensures that the beverage substance is completely transferred from the cartridge into the mixing chamber.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufstechdorn als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteil, ausgebildet ist. Auf diese Weise wird eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Grundsätzlich ist es alternativ aber auch denkbar, den Aufstechdorn als Metallteil auszubilden. According to a preferred embodiment, the piercing mandrel is designed as a plastic part, in particular as a plastic injection-molded part. This enables cost-effective production. Alternatively, it is also conceivable to design the piercing mandrel as a metal part.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufstechdorn auf seiner Unterseite zu einem Auslöseelement der Getränkezubereitungsmaschine korrespondierend ausgebildet ist. Insbesondere ist die Unterseite des Aufstechdorns derart konfiguriert, dass es ein Auslöseelement wenigstens teilweise form- und/oder kraftschlüssig aufnimmt. Hierdurch wird eine sichere Funktionsweise der Getränkeherstellung gewährleistet. Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Kartuschenaufnahme gemäß Patentanspruch 20 gelöst. According to a further preferred embodiment, the piercing mandrel is configured on its underside to correspond to a trigger element of the beverage preparation machine. In particular, the underside of the piercing mandrel is configured such that it at least partially accommodates a trigger element in a form-fitting and/or force-fitting manner. This ensures reliable operation of the beverage preparation machine. The problem is further solved by a cartridge holder according to patent claim 20.

Die in Bezug auf die erfindungsgemäße Kartuschenaufnahme erläuterten Ausführungsformen gelten auch für die übrigen Gegenstände der vorliegenden Erfindung und umgekehrt. The embodiments explained with regard to the cartridge holder according to the invention also apply to the other objects of the present invention and vice versa.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Führung ein Führungsteil mit einem innenliegenden Führungskanal zur Aufnahme des Aufstechdorns aufweist, wobei der Führungskanal des Führungsteils im Wesentlichen zylinder- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist und wobei an einem der Kartusche zugewandten Ende des Führungsteils ein umlaufender Anschlag ausgebildet ist, welcher die Bewegung des Aufstechdorns in Richtung des Reservoirs begrenzt, wobei der Anschlag insbesondere einen Bereich mit verringertem Durchmesser umfasst. Vorteilhafterweise wird somit eine zuverlässige Führung des Aufstechdorns bei der Bewegung von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position erzielt. Vorzugsweise ist innerhalb der Wandung des Führungskanals eine zu der insbesondere als Steg ausgebildeten Verdrehsicherung des Aufstechdorns korrespondierende Nut als Verdrehsicherung ausgebildet, so dass eine ungewollte Verdrehung des Aufstechdorns unterbunden wird. Das Führungssteil ist vorzugsweise in der Mischkammer angeordnet und steht dabei von einem Boden der Mischkammer in Richtung der Kartusche vor. According to a preferred embodiment of the present invention, the guide comprises a guide part with an internal guide channel for receiving the piercing mandrel, wherein the guide channel of the guide part is substantially cylindrical or frustoconical in shape, and wherein a circumferential stop is formed on an end of the guide part facing the cartridge, which stop limits the movement of the piercing mandrel in the direction of the reservoir, wherein the stop in particular comprises a region of reduced diameter. Advantageously, this ensures reliable guidance of the piercing mandrel during movement from the retracted position to the extended position. Preferably, a groove corresponding to the anti-twist device of the piercing mandrel, which is in particular designed as a web, is formed within the wall of the guide channel as an anti-twist device, so that unwanted twisting of the piercing mandrel is prevented. The guide part is preferably arranged in the mixing chamber and protrudes from a base of the mixing chamber in the direction of the cartridge.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufstechdorn beim Einsetzen der Kartuschenaufnahme in die Getränkezubereitungsmaschine von einem Auslöseelement der Getränkezubereitungsmaschine von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position überführbar ist. Besonders bevorzugt kann das Auslöseelement automatisch und/oder manuell aktiviert werden. Ganz besonders bevorzugt ist das Auslöseelement durch einen, insbesondere motorisierten, Antrieb bewegbar vorgesehen. According to a preferred embodiment, the piercing mandrel can be moved from the retracted position to the extended position by a trigger element of the beverage preparation machine when inserting the cartridge holder into the beverage preparation machine. Particularly preferably, the trigger element can be activated automatically and/or manually. Most preferably, the trigger element is movable by a drive, in particular a motorized drive.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mischkammer einen Getränkeauslauf aufweist, durch welchen das aus einer Vermischung der Getränkesubstanz mit dem Fluid gebildete Getränk abgegeben wird, wobei die Kartuschenaufnahme vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass das Getränk aus dem Getränkeauslauf direkt in ein portables Gefäß einleitbar ist. Hierdurch wird in vorteilhafter weise eine Kreuzkontamination in der Getränkezubereitungsmaschine ausgeschlossen. According to a preferred embodiment, the mixing chamber has a beverage outlet through which the beverage formed from a mixture of the beverage substance with the fluid is dispensed. The cartridge receptacle is preferably configured such that the beverage can be introduced from the beverage outlet directly into a portable container. This advantageously eliminates cross-contamination in the beverage preparation machine.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mischkammer mit Mischstrukturen versehen ist. Die Mischstrukturen sorgen in vorteilhafter Weise für eine verbesserte Durchmischung von Getränkesubstanz und Fluid. Hierfür sind die Mischstrukturen insbesondere derart ausgebildet, dass das in die Mischkammer einströmende Fluid verwirbelt wird. Denkbar ist, dass die Mischstruktur einen oder mehrere Mischstege umfasst, welche im Bereich der Fluidzuführung am Boden der Mischkammer angeordnet sind und sich im Wesentlichen senkrecht zur Einströmrichtung des Fluids erstrecken. Die Mischstege fungieren somit als Barrieren für das Fluid, wodurch das Fluid aufgewirbelt wird und eine bessere Durchmischung mit der Getränkesubstanz erzielt wird. According to a further preferred embodiment, the mixing chamber is provided with mixing structures. The mixing structures advantageously ensure Improved mixing of the beverage substance and the fluid. For this purpose, the mixing structures are particularly designed to swirl the fluid flowing into the mixing chamber. It is conceivable that the mixing structure comprises one or more mixing ribs arranged in the area of the fluid supply at the bottom of the mixing chamber and extending substantially perpendicular to the fluid inflow direction. The mixing ribs thus act as barriers for the fluid, swirling the fluid and achieving better mixing with the beverage substance.

Ferner wird die Aufgabe auch durch ein System zur Herstellung eines Getränks gemäß Patentanspruch 23 gelöst. Furthermore, the object is also achieved by a system for producing a beverage according to patent claim 23.

Die in Bezug auf das erfindungsgemäße System erläuterten Ausführungsformen gelten auch für die übrigen Gegenstände der vorliegenden Erfindung und umgekehrt. The embodiments explained with reference to the system according to the invention also apply to the other objects of the present invention and vice versa.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kartuschenaufnahme mit der Kartusche über eine Rastverbindung lösbar verbindbar ist. Vorzugsweise ist die Kartuschenaufnahme demnach reversibel an der Kartusche befestigt, besonders bevorzugt durch die Rastverbindung. Denkbar ist beispielsweise, dass die Kartusche eine Art Flaschenhals, aufweisend die Kartuschenöffnung, mit einem umlaufenden Halteflansch umfasst und die Kartuschenaufnahme auf den Flaschenhals geclipst wird. Dabei hintergreifen insbesondere elastische Rastelemente, wie beispielsweise Halteärmchen den Halteflansch. Die Kartusche ist insbesondere als Einmalbehältnis für die Getränkesubstanz vorgesehen, insbesondere recycelbar. Vorteilhafterweise kann die Kartuschenaufnahme mehrfach verwendet werden, indem sie an verschiedenen Kartuschen befestigbar ist. Zudem wird die Herstellung des Kartuschensystem vereinfacht, da die Kartusche und die Kartuschenaufnahme separat hergestellt werden können und lediglich die Kartuschenaufnahme anschließend auf die Kartusche aufgeclipst wird. Die Kartusche umfasst insbesondere eine eckige, runde oder abgerundete Flasche. Die Kartusche ist insbesondere aus Kunststoff in einem Blas-Spritzform- Formverfahren oder in einem Spritzformverfahren oder mit weiteren Formverfahren hergestellt. Grundsätzlich ist aber auch ein Tiefziehverfahren zur Herstellung der Kartusche vorstellbar. Ebenso ist es natürlich auch denkbar, dass die Kartusche mehrfach verwendbar ist. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Kartusche eine Glasflasche umfasst, während nur die Kartuschenaufnahme ein Kunststoffteil ist. According to a preferred embodiment, the cartridge receptacle is detachably connectable to the cartridge via a snap-in connection. Accordingly, the cartridge receptacle is preferably reversibly attached to the cartridge, particularly preferably via the snap-in connection. For example, it is conceivable for the cartridge to comprise a type of bottle neck, having the cartridge opening, with a circumferential retaining flange, and for the cartridge receptacle to be clipped onto the bottle neck. In particular, elastic snap-in elements, such as retaining arms, engage behind the retaining flange. The cartridge is intended, in particular, as a disposable container for the beverage substance and is particularly recyclable. Advantageously, the cartridge receptacle can be used multiple times by being attachable to different cartridges. Furthermore, the manufacture of the cartridge system is simplified because the cartridge and the cartridge receptacle can be manufactured separately, and only the cartridge receptacle is subsequently clipped onto the cartridge. The cartridge comprises, in particular, a square, round, or rounded bottle. The cartridge is typically made of plastic using a blow-injection molding process, an injection molding process, or other molding processes. However, a deep-drawing process is also conceivable for the cartridge's production. It is also conceivable, of course, that the cartridge be reusable. Alternatively, it is also conceivable for the cartridge to comprise a glass bottle, while only the cartridge holder is a plastic part.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kartusche eine mit dem Reservoir in Fluidverbindung stehende Kartuschenöffnung aufweist, wobei die Kartuschenöffnung im Ausgangszustand durch das Dichtelement verschlossen ist, wobei das Dichtelement insbesondere ein Folienelement, beispielsweise eine Dichtfolie, umfasst, die auf den Rand der Kartuschenöffnung aufgebraucht und vorzugsweise aufgesiegelt ist. In vorteilhafter Weise wird somit das Reservoir hermetisch und aromadicht verschlossen. Das Dichtelement ist hierfür insbesondere weitgehend lüft- und flüssigkeitsdicht ausgebildet. Zur Herstellung dieses Kartuschensystems wird zunächst die Kartusche mit der Kartuschenöffnung erzeugt, dann die Kartusche durch die Kartuschenöffnung mit der Getränkesubstanz befüllt, anschließend die Kartuschenöffnung durch das Dichtelement verschlossen und zuletzt die Kartuschenaufnahme auf die Kartusche im Bereich der verschlossenen Kartuschenöffnung aufgebracht, beispielsweise aufgeclipst. Vor, während oder nach dem Einsetzen des Systems in die Getränkezubereitungsmaschine wird das Dichtelement im Bereich der Kartuschenöffnung geöffnet, insbesondere durch den Aufstechdorn durchstoßen, damit die Getränkesubstanz durch Einleiten der Druckluft vom Reservoir in die Mischkammer überführt werden kann. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the cartridge has a cartridge opening which is in fluid communication with the reservoir, wherein the cartridge opening in the initial state is sealed by the sealing element is closed, wherein the sealing element in particular comprises a film element, for example a sealing film, which is applied to the edge of the cartridge opening and preferably sealed. In this way, the reservoir is advantageously sealed hermetically and aroma-tight. The sealing element is for this purpose in particular designed to be largely airtight and liquid-tight. To produce this cartridge system, first the cartridge with the cartridge opening is produced, then the cartridge is filled with the beverage substance through the cartridge opening, subsequently the cartridge opening is closed by the sealing element and finally the cartridge receptacle is applied, for example clipped onto the cartridge in the area of the closed cartridge opening. Before, during or after inserting the system into the beverage preparation machine, the sealing element is opened in the area of the cartridge opening, in particular pierced by the piercing mandrel, so that the beverage substance can be transferred from the reservoir into the mixing chamber by introducing compressed air.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kartusche und/oder die Kartuschenaufnahme eine Produktidentifikationskennung aufweist und eine Getränkezubereitungsmaschine und/oder die Kartuschenaufnahme einen Kennungsdetektor zum Identifizieren der Produktidentifikationskennung aufweist. Vorzugsweise ist die Produktidentifikationskennung in einen Barcode, einen RFID-Code, einen QR- Code, einen Data-Matrix-Code, einen Farbcode, einen Hologrammcode oder dergleichen eingebettet. In vorteilhafter Weise wird somit ein automatisches Auslesen der Produktidentifikationskennung möglich. Der Kennungsdetektor umfasst insbesondere einen optischen Sensor, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, welche den Barcode oder QR-Code oder Data- Matrix-Code automatisch ausliest, wenn die Kartusche in die Getränkezubereitungsmaschine eingesetzt ist. Alternativ umfasst der Kennungsdetektor eine Sende- und Empfangsantenne zum automatischen Auslesen der RFID-Codes. Alternativ wäre denkbar, dass die Produktidentifikationskennung auch in andere automatisch auslesbare Computerchips eingebettet wird. Der Begriff QR-Code umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere jedweden Data-Matrix-Code. Insofern werden die Begriff QR-Code und Data-Matrix-Code synonym verwendet. Alternativ oder zusätzlich wäre auch denkbar, dass die Produktidentifikationskennung einen Strichcode, einen Punktcode, einen Binärcode, einen Morsecode, Braille- zeichencode (Blindenschrift) oder dergleichen umfasst. Der Code kann dabei auch in eine dreidimensionale Struktur, wie beispielweise ein Relief eingebettet sein. Die Produktidentifikationskennung umfasst insbesondere die sogenannte Produktidentifikationsnummer, insbesondere einen Universal Product Code (UPC), eine European Article Number (EAN), einen GS1-Code, eine Global Trade Item Number (GTIN) oder dergleichen. Auf diese Weise braucht hierfür kein neues Codesystem eingeführt werden. Insbesondere läuft die Produktidentifikationskennung unter dem GS1-Standard. According to a preferred embodiment of the present invention, the cartridge and/or the cartridge receptacle comprises a product identification code, and a beverage preparation machine and/or the cartridge receptacle comprises an identification detector for identifying the product identification code. The product identification code is preferably embedded in a barcode, an RFID code, a QR code, a data matrix code, a color code, a hologram code, or the like. This advantageously enables automatic reading of the product identification code. The identification detector comprises, in particular, an optical sensor, such as a CCD camera, which automatically reads the barcode, QR code, or data matrix code when the cartridge is inserted into the beverage preparation machine. Alternatively, the identification detector comprises a transmitting and receiving antenna for automatically reading the RFID code. Alternatively, it would be conceivable for the product identification code to be embedded in other automatically readable computer chips. The term QR code, within the meaning of the present invention, particularly encompasses any data matrix code. In this respect, the terms QR code and data matrix code are used synonymously. Alternatively or additionally, it would also be conceivable for the product identification code to comprise a barcode, a dot code, a binary code, a Morse code, Braille code (braille), or the like. The code can also be embedded in a three-dimensional structure, such as a relief. The product identification code particularly encompasses the so-called product identification number, in particular a Universal Product Code (UPC), a European Article Number (EAN), a GS1 code, a Global Trade Item Number (GTIN), or the like. In this way, No new coding system needs to be introduced for this purpose. In particular, the product identification code is based on the GS1 standard.

Die Produktidentifikationskennung dient insbesondere dazu, die in der Kartusche befindliche Getränkesubstanz anzugeben. Während oder vor dem Start des Getränkezubereitungsprozesses wird die Produktidentifikationskennung mit dem Kennungsdetektor ausgelesen. Auf Seiten der Getränkezubereitungsmaschine ist somit bekannt, welche Art von Kartusche in die Getränkezubereitungsmaschine eingelegt ist. Denkbar ist, dass eine Auswerte- und Steuereinheit der Getränkezubereitungsmaschine eine Vielzahl von vorgespeicherten Getränkeherstellungsprogrammen aufweist, welche zur Zubereitung unterschiedlicher Getränke vorgesehen sind und sich beispielsweise in der Fördermenge, Förderzeit, Förderpausen, Temperatur, Karbonisierungsgrad und/oder Druck des zugeführten Fluids voneinander unterscheiden. Denkbar ist auch, dass bei verschiedenen Getränkeherstellungsprogrammen unterschiedliche Druckluftzufuhren Verwendung finden (bspw. anderer Druck). Jedes Getränkeherstellungsprogramm ist mit einem oder mehreren Produktidentifikationskennungen verknüpft. Wenn eine Kartusche in die Getränkezubereitungsmaschine eingelegt wird, wird die Produktidentifikationskennung auf der Kartusche mit dem Kennungsdetektor ausgelesen und anschließend mit den vorgespeicherten Daten verglichen. Anhand der Produktidentifikationskennung wird somit ein Getränkeherstellungsprogramm aus der Mehrzahl von vorgespeicherten Getränkeherstellungsprogrammen ausgewählt und anschließend der Getränkeherstellungsprozess mit dem ausgewählten Getränkeherstellungsprogramm gestartet. Die Parameter wie Fördermenge, Förderzeit, Förderpausen, Temperatur, Karbonisierungsgrad und/oder Druck des zugeführten Fluids werden durch das ausgewählte Getränkeherstellungsprogramm vorgegeben bzw. gesteuert, um für das mit der jeweiligen Getränkesubstanz herzustellende Getränk optimale Ergebnisse zu erzielen. The product identification code serves, in particular, to indicate the beverage substance contained in the cartridge. During or before the start of the beverage preparation process, the product identification code is read using the identification detector. The beverage preparation machine thus knows which type of cartridge is inserted into the beverage preparation machine. It is conceivable that an evaluation and control unit of the beverage preparation machine has a plurality of pre-stored beverage preparation programs, which are intended for the preparation of different beverages and differ from one another, for example, in the delivery rate, delivery time, delivery pauses, temperature, degree of carbonation, and/or pressure of the supplied fluid. It is also conceivable that different compressed air supplies (e.g., different pressures) are used for different beverage preparation programs. Each beverage preparation program is linked to one or more product identification codes. When a cartridge is inserted into the beverage preparation machine, the product identification code on the cartridge is read by the identification detector and then compared with the pre-stored data. Based on the product identification code, a beverage production program is selected from the plurality of pre-stored beverage production programs, and the beverage production process is then started with the selected beverage production program. Parameters such as flow rate, delivery time, delivery pauses, temperature, carbonation level, and/or pressure of the supplied fluid are specified or controlled by the selected beverage production program in order to achieve optimal results for the beverage to be produced with the respective beverage substance.

Denkbar ist, dass der Getränkeherstellungsprozess nicht startet, wenn keine Produktidentifikationskennung identifizierbar ist oder die identifizierte Produktidentifikationskennung zu keinem vorgespeicherten Getränkeherstellungsprogramm passt. Auf diese Weise wird verhindert, dass eine systemfremde Kartusche verwendet wird, welche für den Betrieb in der Getränkeherstellungsmaschine nicht zertifiziert ist und somit die Gefahr einer Beschädigung der Getränkeherstellungsmaschine oder einer Gefährdung des Benutzers, beispielsweise durch ein Aufplatzen der Kartusche (wenn diese für den Betrieb bei geringeren Drücken vorgesehen ist), bestünde. It is conceivable that the beverage production process will not start if no product identification code can be identified or if the identified product identification code does not match any pre-stored beverage production program. This prevents the use of a non-system cartridge that is not certified for operation in the beverage production machine, which would pose a risk of damage to the beverage production machine or endanger the user, for example, due to the cartridge bursting (if it is designed for operation at lower pressures).

Die Produktidentifikationskennung ist vorzugsweise auf die Wandung der Kartusche oder auf das Dichtelement aufgedruckt oder aufgeklebt. Insbesondere ist die Produktidentifikationskennung derart auf der Kartusche positioniert, dass die Produktidentifikationskennung innerhalb des Detektionsbereichs des Kennungsdetektors der Getränkezubereitungsmaschine angeordnet ist, wenn die Kartusche in die Getränkezubereitungsmaschine eingesetzt ist. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass die Produktidentifikationskennung auf einer Außenwandung der Kartuschenaufnahme angeordnet ist. The product identification code is preferably printed or glued onto the wall of the cartridge or onto the sealing element. In particular, the The product identification code is positioned on the cartridge such that the product identification code is located within the detection range of the identification detector of the beverage preparation machine when the cartridge is inserted into the beverage preparation machine. Alternatively or additionally, it is also conceivable for the product identification code to be arranged on an outer wall of the cartridge receptacle.

Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Getränks gemäß Patentanspruch 24. Furthermore, the object is achieved by a method for producing a beverage according to patent claim 24.

Die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Ausführungsformen gelten auch für die übrigen Gegenstände der vorliegenden Erfindung und umgekehrt. The embodiments explained with reference to the method according to the invention also apply to the other objects of the present invention and vice versa.

Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte sind dabei nicht als zwingende zeitliche Abfolge zu betrachten, sondern können auch gleichzeitig oder in anderer Reihenfolge erfolgen. Vorzugsweise erfolgt beispielsweise das Durchstoßen des Dichtelements und/oder das Überführen der Getränkesubstanz in die Mischkammer parallel zum Einspeisen des Fluids. The method steps according to the invention are not to be considered a mandatory chronological sequence, but can also occur simultaneously or in a different order. For example, the piercing of the sealing element and/or the transfer of the beverage substance into the mixing chamber preferably occur parallel to the feeding of the fluid.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Fluid vor dem Einspeisen in die Mischkammer gekühlt und/oder karbonisiert wird. Bei dem Fluid bzw. der Flüssigkeit, handelt es sich vorzugsweise um Wasser. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the fluid is cooled and/or carbonated before being fed into the mixing chamber. The fluid or liquid is preferably water.

Vorzugsweise wird das Fluid der Mischkammer separat zugeführt. Vorzugsweise wird das Fluid unter Druck in die Mischkammer eingeleitet. Das Fluid wird insbesondere von der Getränkezubereitungsmaschine bereitgestellt. Denkbar ist, dass eine Fluidquelle direkt an der Fluidzuführung der Kartuschenaufnahme angekoppelt wird, sobald das Kartuschensystem in die Getränkezubereitungsmaschine eingesetzt wird. Der Fluidanschluss steht dabei über eine Fluidleitung in Fluidverbindung mit der Mischkammer. Dies hat den Vorteil, dass eine Rückkontamination in Richtung der Getränkezubereitungsmaschine wirksam vermieden wird, weil der Fluidanschluss sofort beim Einsetzen des Kartuschensystems unter Druck steht und somit verhindert wird, dass Getränkesubstanz in Richtung der Fluidleitung und insbesondere in Richtung der Fluidquelle der Getränkezubereitungsmaschine wandert. Die Getränkesubstanz und das Getränk können sich ausgehend von der Mischkammer somit lediglich in Richtung des Getränkeauslasses bewegen. The fluid is preferably supplied to the mixing chamber separately. The fluid is preferably introduced into the mixing chamber under pressure. The fluid is provided in particular by the beverage preparation machine. It is conceivable that a fluid source is coupled directly to the fluid supply of the cartridge receptacle as soon as the cartridge system is inserted into the beverage preparation machine. The fluid connection is in fluid communication with the mixing chamber via a fluid line. This has the advantage that back-contamination in the direction of the beverage preparation machine is effectively prevented because the fluid connection is pressurized immediately upon insertion of the cartridge system, thus preventing beverage substance from migrating in the direction of the fluid line and in particular in the direction of the fluid source of the beverage preparation machine. The beverage substance and the beverage can therefore only move from the mixing chamber in the direction of the beverage outlet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass Aufstechdorn von einem Auslöseelement der Getränkezubereitungsmaschine von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position überführt wird. Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindern dungsgemäßen Aufstechdorns in einer erfindungsgemäß Stellung eines Getränks, insbesondere in einem erfindunf einem erfindungsgemäßen Verfahren. According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the piercing mandrel is transferred from the retracted position to the extended position by a trigger element of the beverage preparation machine. Yet another object of the present inventors is the piercing spike according to the invention in a position according to the invention of a beverage, in particular in an inventive method according to the invention.

Die in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung des Aufstechdorns erläuterten Ausführungsformen gelten auch für die übrigen Gegenstände der vorliegenden Erfindung und umgekehrt. The embodiments explained with regard to the inventive use of the piercing mandrel also apply to the other objects of the present invention and vice versa.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken. Further details, features, and advantages of the invention will become apparent from the drawings and the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. The drawings merely illustrate exemplary embodiments of the invention, which do not limit the essential inventive concept.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Short description of the drawings

Figur 1 zeigt einen Aufstechdorn gemäß einer beispielhaften ersten Ausfüh- rungsform der vorliegenden Erfindung; Figure 1 shows a piercing mandrel according to an exemplary first embodiment of the present invention;

Figuren 2a und 2b zeigen verschiedene perspektivische Ansichten einer eines Aufstechdorns gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figures 2a and 2b show various perspective views of a piercing mandrel according to an exemplary second embodiment of the present invention;

Figur 3 zeigt eine Detailansicht des Aufstechdorns gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figure 3 shows a detailed view of the piercing mandrel according to the exemplary second embodiment of the present invention;

Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Teils des Aufstechdorns gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figure 4 shows a schematic side view of a part of the piercing mandrel according to the exemplary second embodiment of the present invention;

Figuren 5a und 5b zeigen einen Vergleich von Aufsichten eines Aufstechdorns gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform (Fig. 5a) und gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Fig. 5b); Figur 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Kartuschenaufnahme gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ohne Aufstechdorn; Figures 5a and 5b show a comparison of plan views of a piercing mandrel according to a non-inventive embodiment (Fig. 5a) and according to the exemplary second embodiment of the present invention (Fig. 5b); Figure 6 shows a schematic sectional view of a cartridge holder according to an exemplary embodiment of the present invention without a piercing mandrel;

Figuren 7a und 7b zeigen perspektivische Ansichten einer Kartusche sowie eines Systems umfassend eine Kartusche und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figures 7a and 7b show perspective views of a cartridge and a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto according to an exemplary embodiment of the present invention;

Figuren 8a und 8b zeigen Schnittdarstellungen eines Systems umfassend eine Kartusche und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme in einer eingefahrenen Position des Aufstechdorns (Fig. 8a) und einer ausgefahrenen Position des Aufstechdorns (Fig. 8b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figures 8a and 8b show sectional views of a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel (Fig. 8a) and an extended position of the piercing mandrel (Fig. 8b) according to an exemplary embodiment of the present invention;

Figuren 9a und 9b zeigen Detailansichten in Schnittdarstellung eines Systems umfassend eine Kartusche und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme in einer eingefahrenen Position des Aufstechdorns (Fig. 9a) und einer ausgefahrenen Position des Aufstechdorns (Fig. 9b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figures 9a and 9b show detailed views in cross-section of a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel (Fig. 9a) and an extended position of the piercing mandrel (Fig. 9b) according to an exemplary embodiment of the present invention;

Figuren 10a und 10b zeigen perspektivische Schnittdarstellungen eines Systems umfassend eine Kartusche und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme in einer eingefahrenen Position des Aufstechdorns (Fig. 10a) und einer ausgefahrenen Position des Aufstechdorns (Fig. 10b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Figures 10a and 10b show perspective sectional views of a system comprising a cartridge and a cartridge receptacle connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel (Fig. 10a) and an extended position of the piercing mandrel (Fig. 10b) according to an exemplary embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt. In the various figures, identical parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually named or mentioned only once.

Insofern Richtungsangaben verwendet werden, wie beispielsweise „oben“ oder „unten“, beziehen diese sich auf eine Orientierung des Aufstechdorns, wie sie beispielsweise in den Figuren 2a und 2b dargestellt ist. In Figur 1 ist ein Aufstechdorn 1 gemäß einer beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Aufstechdorn 1 wird dabei in einer später ausführlich erläuterten Weise in eine Kartuschenaufnahme 20 eingesetzt, die wiederum mit einer Kartusche 30 verbunden wird, die eine in einem Reservoir 31 angeordnete Getränkesubstanz umfasst, wobei das Reservoir 31 durch ein Dichtelement, welches beispielsweise als Folienelement 32 ausgebildet ist, aromadicht verschlossen ist. Insofar as directional information is used, such as “top” or “bottom”, these refer to an orientation of the piercing mandrel, as shown, for example, in Figures 2a and 2b. Figure 1 shows a piercing spike 1 according to an exemplary first embodiment of the present invention. The piercing spike 1 is inserted into a cartridge receptacle 20 in a manner explained in detail below. The cartridge receptacle 20 is in turn connected to a cartridge 30 containing a beverage substance arranged in a reservoir 31. The reservoir 31 is sealed in an aroma-tight manner by a sealing element, which is designed, for example, as a film element 32.

Der Aufstechdorn 1 ist nun derart beweglich in der Kartuschenaufnahme 20 vorgesehen, insbesondere durch eine Führung 22 geführt, dass er von einer eingefahrenen Position, in der der Aufstechdorn 1 von dem Dichtelement beabstandet ist, in eine ausgefahrene Position bewegbar ist, wobei der Aufstechdorn 1 das Dichtelement durchstößt und in das Reservoir 31 hineinragt. The piercing mandrel 1 is now provided in such a way that it can be moved in the cartridge holder 20, in particular guided by a guide 22, that it can be moved from a retracted position in which the piercing mandrel 1 is spaced from the sealing element, into an extended position, wherein the piercing mandrel 1 pierces the sealing element and projects into the reservoir 31.

Der Aufstechdorn 1 ist im Wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet, mit einem schrägen Schnitt als Deckfläche 2. Wie in Figur 1 erkennbar ist, weist der Aufstechdorn 1 hier kleinere Abweichungen von dieser Kegelstumpfform auf. Beispielsweise umfasst der Aufstechdorn 1 hier an seinem unteren Ende eine tellerartige Verbreiterung, die beispielsweise als Anschlag in der Führung 22 dienen kann und/oder die auf der Unterseite derart ausgebildet ist, dass sie mit einem Auslöseelement einer Getränkezubereitungsmaschine (nicht gezeigt) form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkt, um von der eingefahrenen in die ausgefahrene Position verbracht zu werden. Ferner umfasst der Aufstechdorn hier etwa in der Mitte einen umlaufenden Absatz sowie weitere, im Folgenden näher erläuterte Elemente. The piercing mandrel 1 is essentially frustoconical, with an oblique cut as the cover surface 2. As can be seen in Figure 1, the piercing mandrel 1 here has minor deviations from this truncated cone shape. For example, the piercing mandrel 1 here comprises a plate-like widening at its lower end, which can serve, for example, as a stop in the guide 22 and/or which is designed on the underside such that it interacts positively and/or non-positively with a trigger element of a beverage preparation machine (not shown) in order to be moved from the retracted to the extended position. Furthermore, the piercing mandrel here comprises a circumferential shoulder approximately in the middle as well as other elements explained in more detail below.

Wenn der Aufstechdorn 1 das Dichtelement, insbesondere das Folienelement 32, durchsticht, ragt seine Spitze in das Reservoir 32. Es ist in Figur 1 deutlich zu erkennen, dass der Aufstechdorn 1 an seinem unteren Ende eine Öffnung, die als Druckluftanschluss 9 dient. Diese steht in durchgehender Verbindung mit einem von dieser Öffnung aus sich entlang der Längsachse L des Aufstechdorns erstreckenden Druckluftleitung 11. Diese Druckluftleitung 11 ist insbesondere zentral in dem Aufstechdorn 1 angeordnet und endet auf der Oberseite in einer Öffnung 8 in der Deckfläche 2. Durch diese Druckluftleitung 11 kann Druckluft aus einer Druckluftquelle einer Getränkezubereitungsmaschine geleitet und somit in der ausgefahrenen Position in das Reservoir 31 eingeleitet werden. Diese Druckluft und die Gravitation sorgen dafür, dass die Getränkesubstanz aus dem Reservoir 31 der Kartusche 30 durch die mittels des Aufstechdorns 1 gebildeten Öffnung in eine noch näher zu erläuternde Mischkammer der Kartuschenaufnahme 20 strömt. Dort vermischt sich die Getränkesubstanz mit einem ebenfalls in die Mischkammer eingebrachten Fluid bzw. einer Flüssigkeit, insbesondere gekühltes und/oder karbonisiertes Wasser, unter Bildung des Getränks. Um ein Mischverhältnis und die Zubereitungszeit exakt zu steuern, ist es von herausragender Bedeutung, dass die Öffnung in dem Dichtelement in kontrollierter und reproduzierbarer Weise erfolgt. Reißt die Öffnung beispielsweise unkontrolliert auf, kann zu viel Getränkesubstanz pro Zeiteinheit in die Mischkammer strömen. Es besteht daher die Gefahr, dass die Getränkesubstanz nicht ausreichend mit der Flüssigkeit vermischt wird. Umgekehrt kann ein unvollständiges Durchstoßen bzw. eine zu kleine Öffnung in dem Dichtelement dazu führen, dass ein zu geringer Volumenstrom der Getränkesubstanz in die Mischkammer strömt, was ebenfalls zu einer unzureichenden Getränkequalität führt. When the piercing spike 1 pierces the sealing element, in particular the film element 32, its tip projects into the reservoir 32. It can be clearly seen in Figure 1 that the piercing spike 1 has an opening at its lower end which serves as a compressed air connection 9. This opening is in continuous connection with a compressed air line 11 extending from this opening along the longitudinal axis L of the piercing spike. This compressed air line 11 is arranged centrally in the piercing spike 1 and ends on the upper side in an opening 8 in the cover surface 2. Compressed air from a compressed air source of a beverage preparation machine can be conducted through this compressed air line 11 and thus introduced into the reservoir 31 in the extended position. This compressed air and gravity ensure that the beverage substance flows from the reservoir 31 of the cartridge 30 through the opening formed by the piercing spike 1 into a mixing chamber of the cartridge receptacle 20, which will be explained in more detail later. There, the beverage substance mixes with a fluid or liquid, in particular chilled and/or carbonated water, which is also introduced into the mixing chamber, to form the beverage. To precisely control the mixing ratio and preparation time, it is crucial that the opening in the sealing element is controlled and reproducible. If the opening ruptures uncontrollably, for example, too much beverage substance can flow into the mixing chamber per unit of time. There is therefore a risk that the beverage substance will not be sufficiently mixed with the liquid. Conversely, an incomplete piercing or an opening in the sealing element that is too small can result in an insufficient volume flow of the beverage substance into the mixing chamber, which also leads to inadequate beverage quality.

Der erfindungsgemäße Aufstechdorn 1 schlägt zur Lösung dieses Problems vor, dass die Deckfläche einen ersten, im Wesentlichen planen, Flächenbereich 3 aufweist, sowie einen daran angrenzenden, zweiten Flächenbereich 4, der eine Krümmung aufweist. Diese Krümmung ist in den nachfolgenden Figuren besser zu erkennen. Gemäß der hier dargestellten Ausführungsform ist die Grenze zwischen dem ersten Flächenbereich 3 und dem zweiten Flächenbereich 4 linienförmig. Insbesondere handelt es sich bei der Grenze zwischen den Bereichen 3, 4 um eine gerade Linie, die die zentrale Längsachse L schneidet. To solve this problem, the piercing mandrel 1 according to the invention proposes that the cover surface have a first, essentially flat, surface region 3, as well as an adjacent, second surface region 4 that has a curve. This curve is more clearly visible in the following figures. According to the embodiment shown here, the boundary between the first surface region 3 and the second surface region 4 is linear. In particular, the boundary between the regions 3, 4 is a straight line that intersects the central longitudinal axis L.

Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform weist zudem einige weitere Merkmale auf, die die Getränkeherstellung verbessern. Die Außenkontur des ersten Flächenbereichs 3 wird das Dichtelement zuerst kontaktieren, da die Deckfläche schräg durch den Kegelstumpf verläuft. Die Außenkante fungiert daher als Schneidkante. Um das Aufstechverhalten weiter zu verbessern, sind in der Außenkontur des ersten Flächenbereichs 3 mehrere, hier vier, Ausbuchtungen 6 vorgesehen. Diese entsprechend grob einer Einprägung eines Kugelsegments (mit relativ kleinem Radius) in der Außenkante. Auf diese Weise werden in jeder Ausbuchtung 6 zwei spitze Ecken erzeugt, an der sich eine geschwungene Kurve in der Ebene des ersten Flächenbereichs und eine geschwungene Kurve in der Mantelfläche 12 des kegelstumpfförmigen Aufstechdorns 1 treffen. Hierdurch wird die Schneidwirkung der Außenkante verbessert, so dass ein einfacheres und kontrollierteres Durchstoßen des Dichtelements möglich wird. Die Ausbuchtungen 6 weisen vorzugsweise im Wesentlichen identische Dimensionen auf und/oder sind entlang der Umfangsrichtung im Wesentlichen äquidistant zueinander vorgesehen. The embodiment shown in Figure 1 also has several further features that improve beverage production. The outer contour of the first surface area 3 will contact the sealing element first, since the cover surface runs diagonally through the truncated cone. The outer edge therefore functions as a cutting edge. To further improve the piercing behavior, several, here four, bulges 6 are provided in the outer contour of the first surface area 3. These roughly correspond to an impression of a spherical segment (with a relatively small radius) in the outer edge. In this way, two sharp corners are created in each bulge 6, where a curved curve in the plane of the first surface area and a curved curve in the outer surface 12 of the truncated cone-shaped piercing mandrel 1 meet. This improves the cutting effect of the outer edge, allowing easier and more controlled piercing of the sealing element. The bulges 6 preferably have substantially identical dimensions and/or are provided substantially equidistant from one another along the circumferential direction.

Die Mantelfläche 12 des Aufstechdorns 1 umfasst zudem in einem oberen Drittel parallel zu der Längsachse L erstrecke Seitenkanäle 5, hier drei Seitenkanäle 5 in der Mantelfläche 12 unterhalb des ersten Flächenbereichs 3 und zwei Seitenkanäle 5 in der Mantelfläche 12 im Bereich des zweiten Flächenbereichs 4. Diese beiden letztgenannten Seitenkanäle 5 sind in der Darstellung der Figur 1 nur angedeutet, in Figur 2b sind sie besser zu erkennen. The lateral surface 12 of the piercing mandrel 1 also comprises, in an upper third, side channels 5 extending parallel to the longitudinal axis L, here three side channels 5 in the lateral surface 12 below the first surface area 3 and two side channels 5 in the lateral surface 12 in the Area of the second surface area 4. These last two side channels 5 are only indicated in the illustration in Figure 1, they can be seen better in Figure 2b.

Wenn der Aufstechdorn 1 das Dichtelement durchstochen hat, ragt der Aufstechdorn 1 teilweise in das Reservoir 31 hinein. Der aufgestochene Bereich des Dichtelements ist dann im Bereich des ersten Flächenbereichs 1 getrennt, aber im Bereich des zweiten Flächenbereichs 4 noch mit dem übrigen Dichtelement verbunden. Das Dichtelement bildet also einen klappenähnlichen Materiallappen aus. Dieser blockiert den Strömungsweg der Getränkesubstanz unter Umständen teilweise. Um ein kontrolliertes Ausströmen der Getränkesubstanz aus dem Reservoir 31 zu gewährleisten, umfasst der Aufstechdorn 1 die oben beschriebenen Seitenkanäle 5. Once piercing spike 1 has pierced the sealing element, the piercing spike 1 partially extends into the reservoir 31. The pierced portion of the sealing element is then separated in the area of the first surface area 1, but is still connected to the remaining sealing element in the area of the second surface area 4. The sealing element thus forms a flap-like material flap. This may partially block the flow path of the beverage substance. To ensure a controlled outflow of the beverage substance from the reservoir 31, the piercing spike 1 comprises the side channels 5 described above.

Die Seitenkanäle 5 sind vorzugsweise als nach außen hin offene, längliche Nuten ausgebildet mit einer Hauterstreckungsrichtung parallel zu der Längsachse L. Die Getränkesubstanz kann im Reservoir 31 in die Seitenkanäle 5 eintreten und durch diese durch die Öffnung geleitet werden und in der Mischkammer 21 wieder austreten. Vorzugsweise sind dabei, wie hier dargestellt, die Ausbuchtungen 6 und die Seitenkanäle in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Die Seitenkanäle 5 unterhalb des ersten Flächenbereichs 3 schneiden dabei dessen Außenkontur vorzugsweise nicht. Wie in Figur 1 bereits angedeutet ist, schneiden die Seitenkanäle 5 auf der anderen Seite, also im Bereich des zweiten Flächenbereichs 4 der Deckfläche 2 dessen Außenkontur. The side channels 5 are preferably designed as outwardly open, elongated grooves with a skin extension direction parallel to the longitudinal axis L. The beverage substance can enter the side channels 5 in the reservoir 31 and be guided through the opening and exit again in the mixing chamber 21. Preferably, as shown here, the bulges 6 and the side channels are arranged offset from one another in the circumferential direction. The side channels 5 below the first surface area 3 preferably do not intersect its outer contour. As already indicated in Figure 1, the side channels 5 intersect the outer contour on the other side, i.e. in the region of the second surface area 4 of the cover surface 2.

Ferner umfasst der Aufstechdorn 1 hier eine, optionale, Verdrehsicherung 10 in Form eines radial von der Mantelfläche 12 abstehenden Steges. Hier ist die Verdrehsicherung 10 im Wesentlichen keilförmig ausgebildet, d.h. der Steg läuft in Richtung der Spitze des Aufstechdorns 1 zu. Die Verdrehsicherung 10 wirkt dabei vorzugsweise mit entsprechend ausgebildeten Führungsmitteln in der Kartuschenaufnahme 20 zusammen, so dass der Aufstechdorn 1 nur in einer vorbestimmten Orientierung in die Kartuschenaufnahme 20 einsetzbar ist und diese Orientierung auch während der Bewegung von der eingefahrenen in die ausgefahrene Position beibehält. Auf diese Weise wird u.a. sichergestellt, dass der Druckluftanschluss 9 des Aufstechdorns in der ausgefahrenen Position mit einem Druckluftanschluss 25 der Kartuschenaufnahme 20 fluchtet. Furthermore, the piercing mandrel 1 here comprises an optional anti-twist device 10 in the form of a web protruding radially from the lateral surface 12. Here, the anti-twist device 10 is essentially wedge-shaped, i.e., the web tapers towards the tip of the piercing mandrel 1. The anti-twist device 10 preferably cooperates with correspondingly designed guide means in the cartridge receptacle 20, so that the piercing mandrel 1 can only be inserted into the cartridge receptacle 20 in a predetermined orientation and maintains this orientation even during movement from the retracted to the extended position. This ensures, among other things, that the compressed air connection 9 of the piercing mandrel is aligned with a compressed air connection 25 of the cartridge receptacle 20 in the extended position.

In den Figuren 2a und 2b sind verschiedene perspektivische Ansichten einer eines Aufstechdorns 1 gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die zweite Ausführungsform entspricht dabei im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, weswegen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Der Unterschied zwischen den Ausführungsformen besteht insbesondere darin, dass die Außenkontur des ersten Flächenbereichs 3 keine Ausbuchtungen 6 aufweist. Stattdessen ist der höchste Bereich des ersten Flächenbereichs 3 mit einer Anzahl an, insbesondere geradlinigen, Stufen versehen. Diese Abstufungen 7 sind bevorzugt nicht eben, sondern geneigt vorgesehen, wie in Figur 3 deutlicher erkennbar ist. Figures 2a and 2b show various perspective views of a piercing mandrel 1 according to an exemplary second embodiment of the present invention. The second embodiment essentially corresponds to the first embodiment, which is why reference is made to the corresponding explanations. The difference between the embodiments is, in particular, that the outer contour of the first surface region 3 does not have any bulges 6. Instead, the highest region of the first surface region 3 is provided with a number of steps, in particular straight ones. These steps 7 are preferably not flat, but inclined, as can be seen more clearly in Figure 3.

In Figur 2b ist zudem einer der beiden Seitenkanäle 5 im Bereich des zweiten Flächenbereichs 4 deutlicher zu erkennen. Dieser Seitenkanal 5 ist nach oben offen, beginnt aber ungefähr auf der gleichen Höhe wie die in Figur 1 sichtbaren Seitenkanäle 5. Zudem ist in Figur 2b ein zusätzlicher Steg zu erkennen, der vorzugsweise ebenfalls als Verdrehsicherung 10 fungieren kann. Dieser Steg ist bezogen auf die Längsachse L auf der entgegengesetzten Seite von der im Zusammenhang mit Figur 1 erläuterten Verdrehsicherung 10 angeordnet. In Figure 2b, one of the two side channels 5 can be seen more clearly in the area of the second surface region 4. This side channel 5 is open at the top but begins at approximately the same height as the side channels 5 visible in Figure 1. Furthermore, an additional web can be seen in Figure 2b, which can preferably also function as an anti-twist device 10. This web is arranged on the opposite side of the anti-twist device 10 explained in connection with Figure 1, relative to the longitudinal axis L.

Ferner ist in Figur 2b deutlich die Krümmung des zweiten Flächenbereichs 4 zu erkennen. Der zweite Flächenbereich 4 fällt mit wachsender Entfernung von dem Zentrum des Aufstechdorns zunehmend steiler ab und geht am Ende annähernd in die Mantelfläche 12 über. Hierdurch wird sichergestellt, dass der aufgeschnittene und in das Reservoir 31 verbogene Bereich des Dichtelements langsam und stetig aufgerichtet wird durch die Bewegung des Aufstechdorns 1. Ein unkontrolliertes Aufreißen kann auf diese Weise vorteilhaft verhindert werden. Furthermore, the curvature of the second surface region 4 is clearly visible in Figure 2b. The second surface region 4 slopes increasingly steeply with increasing distance from the center of the piercing mandrel and, at the end, approximately merges into the lateral surface 12. This ensures that the region of the sealing element that has been cut open and bent into the reservoir 31 is slowly and steadily straightened by the movement of the piercing mandrel 1. Uncontrolled tearing can thus be advantageously prevented.

In Figur 3 ist eine Detailansicht des Aufstechdorns 1 gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier ist erneut die Krümmung des zweiten Flächenbereichs 4 deutlich zu erkennen. Zudem sind die Abstufungen 7 in dem ersten Flächenbereich 3 gut sichtbar. Die, insbesondere geneigten, Abstufungen 7 erzeugen entlang der Außenkontur ein sägezahnähnliches Profil. Hierdurch wird die Aufstech- bzw. Schneidwirkung des Aufstechdorns vorteilhafterweise verbessert. Figure 3 shows a detailed view of the piercing mandrel 1 according to the exemplary second embodiment of the present invention. Here, the curvature of the second surface area 4 is again clearly visible. Furthermore, the steps 7 in the first surface area 3 are clearly visible. The steps 7, particularly the inclined ones, create a sawtooth-like profile along the outer contour. This advantageously improves the piercing or cutting action of the piercing mandrel.

Zusätzlich oder alternativ zu den Abstufungen 7 könnte der Aufstechdorn auch gemäß der ersten Ausführungsform Ausbuchtungen 6 entlang der Außenkontur aufweisen. In addition or alternatively to the steps 7, the piercing mandrel could also have bulges 6 along the outer contour according to the first embodiment.

In Figur 4 ist eine schematische Seitenansicht eines Teils des Aufstechdorns 1 gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Deutlich ist erkennbar, dass der erste Flächenbereich 3 eine schräge, plane Fläche umfasst. Ebenso ist deutlich zu erkennen, dass der zweite Flächenbereich 4 gekrümmt ist. Die Krümmung des zweiten Flächenbereichs 4 weist hier vorzugsweise einen Krümmungsradius R von etwa 3,4 mm. Weiterhin ist hier eine Höhe angedeutet, über welche sich die gesamte Deckfläche 2 erstreckt. D.h. der maximale Abstand entlang der Längsachse L zwischen dem höchsten Punkt des ersten Flächenbereichs 3 und dem tiefsten Punkt des zweiten Flächenbereichs 4 beträgt hier beispielsweise etwa 3,8 mm. Die radiale Erstreckung der Abstufungen 7, d.h. der Bereich, in dem die Abstufungen eingebracht sind, weist hier eine Breite von etwa 1 ,4 mm auf. Figure 4 shows a schematic side view of a part of the piercing mandrel 1 according to the exemplary second embodiment of the present invention. It is clearly visible that the first surface area 3 comprises an inclined, flat surface. It is also clearly visible that the second surface area 4 is curved. The curvature of the second surface area 4 preferably has a radius of curvature R of approximately 3.4 mm. Furthermore, a height is indicated here over which the entire cover surface 2. This means that the maximum distance along the longitudinal axis L between the highest point of the first surface area 3 and the lowest point of the second surface area 4 is, for example, approximately 3.8 mm. The radial extent of the steps 7, ie the area in which the steps are incorporated, has a width of approximately 1.4 mm.

In den Figuren 5a und 5b ist ein Vergleich von Aufsichten eines Aufstechdorns 1 gemäß einer nicht-erfindungsgemäß Ausführungsform (Figur. 5a) und gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Figur 5b) dargestellt. Figur 5a zeigt einen Aufstechdorn 1 , der im Wesentlichen ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet ist, hier allerdings eine horizontal ausgerichtete Deckfläche 2 aufweist. Der Kegelstumpf wurde hier also durch einen horizontalen Schnitt erzeugt. Auch diese Ausführungsform umfasst Seitenkanäle 5 in der Mantelfläche 12. Allerdings schneiden hier sämtliche Seitenkanäle 5 die Außenkontur der Deckfläche 2. Mit anderen Worten sind die Seitenkanäle 5 nicht nur radial nach außen, sondern auch nach oben hin offen. Dies führt zu einer entsprechend gerundeten Schneidkante. Wenn der Aufstechdorn 1 nun ein Folienelement 32 durchschneidet, wird ein Bereich des Folienelements 32 ausgeschnitten, der der Form dieser Schneidkante entspricht, also auch in die Seitenkanäle 5 ragende Ausbuchtungen aufweist. Wird nun der Aufstechdorn 1 weiter in das Reservoir 31 verschoben, blockieren diese Ausbuchtungen des Folienelements 32 die Seitenkanäle und verhindert somit ein gezieltes Ausleiten der Getränkesubstanz. Figures 5a and 5b show a comparison of top views of a piercing mandrel 1 according to a non-inventive embodiment (Figure 5a) and according to the exemplary second embodiment of the present invention (Figure 5b). Figure 5a shows a piercing mandrel 1 which is also essentially frustoconical in shape, but here has a horizontally oriented cover surface 2. The truncated cone was therefore created here by a horizontal cut. This embodiment also comprises side channels 5 in the lateral surface 12. However, here all of the side channels 5 intersect the outer contour of the cover surface 2. In other words, the side channels 5 are open not only radially outwards but also upwards. This leads to a correspondingly rounded cutting edge. When the piercing mandrel 1 now cuts through a film element 32, a region of the film element 32 is cut out which corresponds to the shape of this cutting edge, i.e. which also has bulges projecting into the side channels 5. If the piercing mandrel 1 is now moved further into the reservoir 31, these bulges of the film element 32 block the side channels and thus prevent a targeted discharge of the beverage substance.

Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Seitenkanäle 5 - wenigstens auf der das Folienelement 32 zuerst kontaktierenden Seite, d.h. der Seite des ersten Flächenbereichs 3 - nicht nach oben hin offen zu gestalten. Die oberen Enden der Seitenkanäle 5 befinden sich unterhalb der Außenkontur der Deckfläche 2. Therefore, according to the invention, the side channels 5 are not open at the top—at least on the side that first contacts the film element 32, i.e., the side of the first surface area 3. The upper ends of the side channels 5 are located below the outer contour of the cover surface 2.

In Figur 6 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Kartuschenaufnahme 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ohne Aufstechdorn 1 dargestellt. Die Kartuschenaufnahme 20 ist hier in ihrer bevorzugten Orientierung nach Einsetzen in die zugehörige Getränkezubereitungsmaschine dargestellt. An ihrem oberen Ende umfasst die Kartuschenaufnahme 20 eine große Öffnung, über die sie - vorzugsweise reversibel - mit einer Kartusche 30 verbindbar ist. Figure 6 shows a schematic sectional view of a cartridge receptacle 20 according to an exemplary embodiment of the present invention without piercing mandrel 1. The cartridge receptacle 20 is shown here in its preferred orientation after insertion into the associated beverage preparation machine. At its upper end, the cartridge receptacle 20 comprises a large opening through which it can be connected—preferably reversibly—to a cartridge 30.

Im rechten Bereich ist eine Führung 22 vorgesehen, in der der erfindungsgemäße Aufstechdorn 1 vorzugsweise passgenau einsetzbar ist, wobei die Führung 22 besonders bevorzugt zu der Verdrehsicherung 10 korrespondierende Führungsmittel aufweist (hier nicht dargestellt), mittels derer eine korrekte Orientierung des Aufstechdorns 1 in der Führung 22 sichergestellt ist. Der Aufstechdorn 1 wird hier der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt, entspricht aber beispielsweise einer der in den zuvor erläuterten Figuren dargestellten Ausführungsformen. Der Aufstechdorn 1 ist in der Führung 22 vertikal beweglich angeordnet. Insbesondere kann der Aufstechdorn 1 durch ein Auslöseelement der Getränkezubereitungsmaschine von einer eingefahrenen Position in eine ausgefahrene Position, in welcher der Aufstechdorn 1 das Dichtelement, beispielsweise das Folienelement 32, durchsticht und in das Reservoir 31 der Kartusche 30 ragt, verbracht. In the right-hand area, a guide 22 is provided, in which the piercing mandrel 1 according to the invention can preferably be inserted with a precise fit, wherein the guide 22 particularly preferably has guide means corresponding to the anti-twist device 10 (not shown here). shown), by means of which correct orientation of the piercing spike 1 in the guide 22 is ensured. The piercing spike 1 is not shown here for the sake of clarity, but corresponds, for example, to one of the embodiments shown in the previously explained figures. The piercing spike 1 is arranged to be vertically movable in the guide 22. In particular, the piercing spike 1 can be moved by a trigger element of the beverage preparation machine from a retracted position into an extended position, in which the piercing spike 1 pierces the sealing element, for example the film element 32, and projects into the reservoir 31 of the cartridge 30.

Rechts in der Darstellung ist zudem eine Fluidzuführung 23 angedeutet, die beim Einsetzen der Kartuschenaufnahme 20 in die Getränkezubereitungsmaschine mit einer Fluidquelle koppelbar ist, so dass ein Fluid, beispielsweise gekühltes und/oder karbonisiertes Wasser, durch die Fluidzuführung 23 in die Kartuschenaufnahme 20 einführbar ist. Das Fluid bzw. die Flüssigkeit gelangt dabei in eine Mischkammer 21 der Kartuschenaufnahme 20. Wenn der Aufstechdorn 1 das Folienelement 32 durchsticht und in der ausgefahrenen Position der Druckluftanschluss 9 mit einem Druckluftanschluss 25 der Kartuschenaufnahme 20 fluchtet, die vorzugsweise mit einer Druckluftquelle der Getränkezubereitungsmaschine verbindbar ist, kann, insbesondere parallel zu der Flüssigkeitszufuhr, Druckluft durch die Druckluftleitung 11 des Aufstechdorns 1 geleitet werden, so dass diese durch die Öffnung 8 in der Deckfläche 2 in dem Reservoir 31 austritt. Auf diese Weise kann die Getränkesubstanz durch die Gravitation und unterstützt durch die in das Reservoir 31 eingeblasene Druckluft durch die Öffnung in dem Folienelement 32 und insbesondere wenigstens teilweise durch die Seitenkanäle 5 in die Mischkammer 21 überführt werden, wo sie sich mit dem eingebrachten Fluid, z.B. dem gekühlten und karbonisierten Wasser, unter Bildung des Getränks vermischt. Anschließend kann das Getränk durch einen Getränkeauslauf 24 der Kartuschenaufnahme 20 aus der Kartuschenaufnahme 20 austreten und vorzugsweise unmittelbar in ein darunter angeordnetes Gefäß fließen. Also indicated on the right in the illustration is a fluid supply 23 which can be coupled to a fluid source when the cartridge holder 20 is inserted into the beverage preparation machine, so that a fluid, for example chilled and/or carbonated water, can be introduced into the cartridge holder 20 through the fluid supply 23. The fluid or liquid enters a mixing chamber 21 of the cartridge holder 20. When the piercing mandrel 1 pierces the film element 32 and, in the extended position, the compressed air connection 9 is aligned with a compressed air connection 25 of the cartridge holder 20, which can preferably be connected to a compressed air source of the beverage preparation machine, compressed air can be passed through the compressed air line 11 of the piercing mandrel 1, in particular parallel to the liquid supply, so that it exits through the opening 8 in the cover surface 2 into the reservoir 31. In this way, the beverage substance can be transferred by gravity and assisted by the compressed air blown into the reservoir 31 through the opening in the film element 32 and, in particular, at least partially through the side channels 5 into the mixing chamber 21, where it mixes with the introduced fluid, e.g., the chilled and carbonated water, to form the beverage. The beverage can then exit the cartridge receptacle 20 through a beverage outlet 24 of the cartridge receptacle 20 and preferably flow directly into a vessel arranged below.

In den Figuren 7a und 7b sind perspektivische Ansichten einer Kartusche 30 sowie eines Systems umfassend eine Kartusche 30 und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Figures 7a and 7b show perspective views of a cartridge 30 and a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto according to an exemplary embodiment of the present invention.

Die Kartusche 30 ist in Figur 7a flaschenähnlich ausgebildet, mit einem Reservoir 31 und einem Flaschenhals, der einen Flansch umfasst, an den die Kartuschenaufnahme 20 ange- clipst werden kann. Die Öffnung der Kartusche 30 ist durch ein Folienelement 32, insbesondere aromadicht, verschlossen. Die hier dargestellte Kartusche 30 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei die Kartusche 30 grundsätzlich eine beliebige Form aufweisen kann, beispielsweise auch eine Zylinderform. Begrenzt wird dies nur dadurch, dass die Kartusche 30 in eine entsprechende Halterung einer Getränkezubereitungsmaschine einsetzbar sein muss und dass die Kartusche 30 einen geeigneten Bereich mit einem Dichtelement umfassen muss, über den die Kartuschenaufnahme 20 mit der Kartusche 30 verbindbar ist. The cartridge 30 in Figure 7a is bottle-shaped, with a reservoir 31 and a bottle neck comprising a flange to which the cartridge receptacle 20 can be clipped. The opening of the cartridge 30 is sealed by a foil element 32, in particular an aroma-tight one. The cartridge 30 shown here is essentially cuboid-shaped, although the cartridge 30 can, in principle, have any desired shape. can be cylindrical, for example. This is limited only by the fact that the cartridge 30 must be insertable into a corresponding holder of a beverage preparation machine and that the cartridge 30 must include a suitable area with a sealing element, via which the cartridge receptacle 20 can be connected to the cartridge 30.

In Figur 7b ist ein System umfassend eine Kartusche 30, wie sie in Figur 7a gezeigt ist, und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme 20, dargestellt. Dabei ist das System in der bevorzugten Orientierung, in welche das System in eine Getränkezubereitungsmaschine eingesetzt wird, dargestellt. Figure 7b shows a system comprising a cartridge 30, as shown in Figure 7a, and a cartridge receptacle 20 connected thereto. The system is shown in the preferred orientation in which the system is inserted into a beverage preparation machine.

In den Figuren 8a und 8b sind Schnittdarstellungen eines Systems umfassend eine Kartusche 30 und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme 20 in einer eingefahrenen Position des Aufstechdorns 1 (Figur 8a) und einer ausgefahrenen Position des Aufstechdorns 1 (Figur 8b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Figures 8a and 8b show sectional views of a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel 1 (Figure 8a) and an extended position of the piercing mandrel 1 (Figure 8b) according to an exemplary embodiment of the present invention.

Die dargestellte Ausführungsform entspricht dabei im Wesentlichen den bisher erläuterten Ausführungsformen, so dass auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen wird. The embodiment shown essentially corresponds to the embodiments explained so far, so that reference is made to the preceding explanations.

In Figur 8a ist deutlich zu erkennen, dass der Aufstechdorn 1 sich in der eingefahrenen Position befindet. In dieser Position ist der Aufstechdorn 1 von dem Folienelement 32 beab- standet, das Folienelement 32 weist also noch keine Öffnung auf. Weiterhin fluchten der Druckluftanschluss 9 des Aufstechdorns 1 und der Druckluftanschluss 25 der Kartuschenaufnahme 20 nicht. Druckluft kann also nicht in die Druckluftleitung 11 gelangen. Figure 8a clearly shows that the piercing mandrel 1 is in the retracted position. In this position, the piercing mandrel 1 is spaced from the foil element 32, meaning that the foil element 32 does not yet have an opening. Furthermore, the compressed air connection 9 of the piercing mandrel 1 and the compressed air connection 25 of the cartridge holder 20 are not aligned. Therefore, compressed air cannot enter the compressed air line 11.

Weiterhin ist sichtbar, dass der Aufstechdorn 1 formschlüssig in der Führung 22 der Kartuschenaufnahme 20 angeordnet ist. Diese weist unterhalb des Druckluftanschlusses 25 eine Fluidzuführung 23 auf. Auch ist angedeutet, wie die Kartuschenaufnahme 20 an den Flansch der Kartusche 30 angeclipst ist. Furthermore, it is visible that the piercing mandrel 1 is arranged in a form-fitting manner in the guide 22 of the cartridge holder 20. This has a fluid supply 23 below the compressed air connection 25. It is also indicated how the cartridge holder 20 is clipped to the flange of the cartridge 30.

Die Kartusche 30 ist dabei vorzugsweise mit einer vorportionierten Menge an Getränkesubstanz, die zur Erzeugung einer gezielten Trinkportion, beispielsweise eine Glasfüllung des gewünschten Getränks, notwendig ist, befüllt. Es stehen insbesondere eine Mehrzahl unterschiedlicher Systeme zur Verfügung, deren Kartuschen 30 bzw. Reservoirs 31 zur Erzeugung verschiedener Getränke mit unterschiedlichen Getränkesubstanzen befüllt sind. Wenn der Anwender des Systems ein bestimmtes Getränk trinken möchte, braucht er lediglich aus der Mehrzahl der unterschiedlichen Systeme dasjenige, welche die entsprechende Getränkesubstanz zur Erzeugung des gewünschten Getränks enthält, auswählen, in eine Halteeinheit der Getränkezubereitungsmaschine einsetzen und den Getränkeherstellungsprozess an der Getränkezubereitungsmaschine ggf. starten, falls diese nicht automatisch startet, beispielsweise nach einer Erkennung einer an der Kartusche 30 und/oder der Kartuschenaufnahme 20 angeordneten Produktidentifikationskennung. The cartridge 30 is preferably filled with a pre-portioned amount of beverage substance required to produce a specific drinking portion, for example, a glassful of the desired beverage. In particular, a plurality of different systems are available, whose cartridges 30 or reservoirs 31 are filled with different beverage substances for producing different beverages. If the user of the system wishes to drink a specific beverage, he or she merely needs to select the system from the plurality of different systems that contains the corresponding beverage substance for producing the desired beverage, insert it into a Insert the holding unit of the beverage preparation machine and, if necessary, start the beverage production process on the beverage preparation machine if it does not start automatically, for example after detecting a product identification code arranged on the cartridge 30 and/or the cartridge holder 20.

Die Getränkesubstanz umfasst vorzugsweise flüssige Pre-Mix-Bestandteile für Erfrischungsgetränke, wie koffein-, kohlensäure-, frucht- und/oder zuckerhaltige Limonaden und Säfte, Bier(misch)getränke oder sonstige alkoholische oder nicht alkoholische (Misch-)Getränke. The beverage substance preferably comprises liquid pre-mix ingredients for soft drinks, such as caffeinated, carbonated, fruit and/or sugar-containing lemonades and juices, beer (mixed) drinks or other alcoholic or non-alcoholic (mixed) drinks.

Vor, während oder nach dem Start wird dann der Aufstechdorn 1, vorzugsweise durch ein auf den Aufstechdorn 1 einwirkendes Auslöseelement der Getränkezubereitungsmaschine, von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position, wie sie in Figur 8b dargestellt ist, verbracht. Im Zuge dieser Bewegung sticht der Aufstechdorn 1, insbesondere mit der als Schneidkante fungierenden Außenkontur des ersten Flächenbereichs 3, das Folienelement 32 an und stülpt den aufgeschnittenen Bereich durch Anlage mit dem zweiten, gekrümmten Flächenbereich 4 sukzessive in das Reservoir 31. In der ausgefahrenen Position fluchtet nun der Druckluftanschluss des Aufstechdorns 1 mit dem Druckluftanschluss 25 der Kartuschenaufnahme 20 und Druckluft kann durch die Druckluftleitung 11 aus der Öffnung 8 in der Deckfläche 2 austreten und die Getränkesubstanz aus dem Reservoir 31 der Kartusche verdrängen. Before, during, or after startup, the piercing mandrel 1 is then moved from the retracted position to the extended position, as shown in Figure 8b, preferably by a trigger element of the beverage preparation machine acting on the piercing mandrel 1. During this movement, the piercing mandrel 1, in particular with the outer contour of the first surface area 3 acting as a cutting edge, pierces the film element 32 and, by contact with the second, curved surface area 4, successively pushes the cut area into the reservoir 31. In the extended position, the compressed air connection of the piercing mandrel 1 is now aligned with the compressed air connection 25 of the cartridge receptacle 20, and compressed air can escape through the compressed air line 11 from the opening 8 in the cover surface 2 and displace the beverage substance from the reservoir 31 of the cartridge.

Im Zwischenraum zwischen der Führung 22 und dem Getränkeauslauf 24 ist hier ein zusätzlicher Durchlass 26 vorgesehen. Vorzugsweise ist dieser Durchlass 26 jedoch geschlossen, so dass das Getränk ausschließlich durch den Getränkeauslauf 24 austreten kann. Besonders bevorzugt ist der Durchlass 26 am dem Deckel 32 zugewandten Ende verschlossen, insbesondere durch eine einstückig mit der Kartuschenaufnahme und besonders bevorzugt mit dem Durchlass 26 ausgebildete und/oder parallel zum Deckel 32 ausgerichtete Endfläche. Dies ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise keine Flüssigkeit in den Durchlass 26 eintreten kann, wodurch eine suboptimale Vermischung erfolgen könnte. An additional passage 26 is provided in the space between the guide 22 and the beverage outlet 24. Preferably, however, this passage 26 is closed, so that the beverage can only exit through the beverage outlet 24. Particularly preferably, the passage 26 is closed at the end facing the lid 32, in particular by an end surface formed integrally with the cartridge receptacle and particularly preferably with the passage 26 and/or aligned parallel to the lid 32. This is particularly advantageous because it prevents liquid from entering the passage 26, which could result in suboptimal mixing.

In den Figuren 9a und 9b sind Detailansichten in Schnittdarstellung eines Systems umfassend eine Kartusche 30 und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme 20 in einer eingefahrenen Position des Aufstechdorns 1 (Figur 9a) und einer ausgefahrenen Position des Aufstechdorns 1 (Figur 9b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In den Figuren 10a und 10b sind zudem perspektivische Schnittdarstellungen eines Systems umfassend eine Kartusche 30 und eine damit verbundene Kartuschenaufnahme 20 in einer eingefahrenen Position des Aufstechdorns 1 (Figur 10a) und einer ausgefahrenen Position des Aufstechdorns 1 (Figur 10b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Figures 9a and 9b show detailed views in cross-section of a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel 1 (Figure 9a) and an extended position of the piercing mandrel 1 (Figure 9b) according to an exemplary embodiment of the present invention. Figures 10a and 10b also show perspective sectional views of a system comprising a cartridge 30 and a cartridge receptacle 20 connected thereto in a retracted position of the piercing mandrel 1 (Figure 10a) and an extended position of the piercing mandrel 1 (Figure 10b) according to an exemplary embodiment of the present invention.

Dabei entsprechen die in den Figuren 9a, 9b, 10a und 10b dargestellten Ausführungsformen im Wesentlichen der in Zusammenhang mit den Figuren 8a und 8b erläuterten Ausführungsform, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. The embodiments shown in Figures 9a, 9b, 10a and 10b essentially correspond to the embodiment explained in connection with Figures 8a and 8b, so that reference is made to the relevant explanations.

In Figur 9b ist dabei gut zu erkennen, dass die Verdrehsicherung 10 auch als Anschlag dienen kann, um die ausgefahrene Position des Aufstechdorns 1 zu begrenzen. In Figure 9b it can be clearly seen that the anti-rotation device 10 can also serve as a stop to limit the extended position of the piercing mandrel 1.

Allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Systems ist gemein, dass die Kartuschenaufnahme 20 wiederverwendet werden kann, indem sie von der benutzten und entleerten Kartusche 30 gelöst und auf eine neue Kartusche 30 geclipst wird. Alternativ ist auch denkbar, dass die Kartuschenaufnahme 20, beispielsweise aus hygienischen Gründen, irreversible mit einer Kartusche 30 verbunden ist. All previously described embodiments of the system have in common that the cartridge holder 20 can be reused by being detached from the used and emptied cartridge 30 and clipped onto a new cartridge 30. Alternatively, it is also conceivable that the cartridge holder 20 is irreversibly connected to a cartridge 30, for example, for hygienic reasons.

Bezugszeichenliste List of reference symbols

1 Aufstechdorn 1 piercing spike

2 Deckfläche 2 deck area

3 erster Flächenbereich 3 first area

4 zweiter Flächenbereich 4 second area

5 Seitenkanäle 5 side channels

6 Ausbuchtungen 6 bulges

7 Abstufungen 7 levels

8 Öffnung der Druckluftleitung8 Opening the compressed air line

9 Druckluftanschluss 9 Compressed air connection

10 Verdrehsicherung 10 Anti-twist device

11 Druckluftleitung 11 Compressed air line

12 Mantelfläche 12 Shell surface

20 Kartuschenaufnahme 20 cartridge holders

21 Mischkammer 21 Mixing chamber

22 Führung 22 leadership

23 Fluidzuführung 23 Fluid supply

24 Getränkeauslauf 24 beverage outlet

25 Druckluftanschluss 25 Compressed air connection

26 Durchlass 26 Passage

30 Kartusche 30 cartridges

31 Reservoir 31 Reservoir

32 Folienelement 32 slide elements

L Längsachse L Longitudinal axis

R Krümmungsradius R radius of curvature

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 1 . Aufstechdorn (1) zur Verwendung in einer Kartuschenaufnahme (20) zur Herstellung eines Getränks mittels einer mit der Kartuschenaufnahme (20) verbindbaren Kartusche (30), die ein mit einer Getränkesubstanz gefülltes Reservoir (31) umfasst, wobei das Reservoir (31) durch ein Dichtelement, insbesondere ein Folienelement (32), verschlossen ist, wobei der Aufstechdorn (1) zum Durchstoßen des Dichtelements vorgesehen ist, wobei der Aufstechdorn (1) im Wesentlichen die Form eines schräg abgeschnittenen Kegelstumpfs aufweist, wobei der Aufstechdorn (1) eine, insbesondere zentral angeordnete, sich wenigstens abschnittsweise entlang seiner Längsachse (L) erstreckende Druckluftleitung (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (2) einen im Wesentlichen planen ersten Flächenbereich (3) aufweist und einen an den ersten Flächenbereich (3) anschließenden zweiten Flächenbereich (4), wobei der zweite Flächenbereich (4) eine Krümmung aufweist. 1. A piercing mandrel (1) for use in a cartridge receptacle (20) for producing a beverage by means of a cartridge (30) which can be connected to the cartridge receptacle (20) and which comprises a reservoir (31) filled with a beverage substance, the reservoir (31) being closed by a sealing element, in particular a film element (32), the piercing mandrel (1) being provided for piercing the sealing element, the piercing mandrel (1) essentially having the shape of an obliquely cut truncated cone, the piercing mandrel (1) having a compressed air line (11), in particular a centrally arranged line, which extends at least in sections along its longitudinal axis (L), characterized in that the cover surface (2) has an essentially planar first surface area (3) and a second surface area (4) adjoining the first surface area (3), the second surface area (4) having a curvature. 2. Aufstechdorn (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenbereich (3) das obere Ende des Aufstechdorns (1) bildet. 2. Piercing mandrel (1) according to claim 1, characterized in that the first surface area (3) forms the upper end of the piercing mandrel (1). 3. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (2) eine Schnittfläche ist, wobei die Außenkante der Deckfläche (2), insbesondere des ersten Flächenbereichs (3), zumindest bereichsweise eine Schneidkante zum Durchstoßen des Dichtelements ist. 3. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover surface (2) is a cutting surface, wherein the outer edge of the cover surface (2), in particular of the first surface area (3), is at least partially a cutting edge for piercing the sealing element. 4. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von dem ersten Flächenbereich (3) zu dem zweiten Flächenbereich (4) entlang einer geraden Linie verläuft, wobei die Linie vorzugsweise die Längsachse (L) schneidet. 4. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transition from the first surface area (3) to the second surface area (4) runs along a straight line, wherein the line preferably intersects the longitudinal axis (L). 5. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des zweiten Flächenbereichs (4) eine kontinuierliche Krümmung, insbesondere eine Krümmung mit einem konstanten Krümmungsradius (R), ist. 5. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the curvature of the second surface region (4) is a continuous curvature, in particular a curvature with a constant radius of curvature (R). 6. Aufstechdorn (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flächenbereich (4) einen Krümmungsradius (R) zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise von 3-6 mm, insbesondere von ca. 3,4 mm, aufweist. 6. Piercing mandrel (1) according to claim 5, characterized in that the second surface area (4) has a radius of curvature (R) between 1 mm and 10 mm, preferably of 3-6 mm, in particular of approximately 3.4 mm. 7. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des zweiten Flächenbereichs (4) derart ausgebildet ist, dass der zweite Flächenbereich (4), insbesondere übergangslos, in die Mantelfläche (12) des Aufstechdorns (1) übergeht. 7. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the curvature of the second surface region (4) is designed such that the second surface region (4) merges, in particular seamlessly, into the lateral surface (12) of the piercing mandrel (1). 8. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass kein Punkt des zweiten Flächenbereichs (4) oberhalb des ersten Flächenbereichs (3) angeordnet ist. 8. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that no point of the second surface region (4) is arranged above the first surface region (3). 9. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung der Deckfläche (2) entlang der Längsachse (L) zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise von 3-6 mm, insbesondere von ca. 3,8 mm aufweist. 9. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the extension of the cover surface (2) along the longitudinal axis (L) is between 1 mm and 10 mm, preferably 3-6 mm, in particular approximately 3.8 mm. 10. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechdorn (1) in seiner Mantelfläche (12) wenigstens einen parallel zu der Längsachse (L) erstrecken Seitenkanal (5) aufweist, insbesondere unterhalb des ersten Flächenbereichs (3) und/oder des zweiten Flächenbereichs (4). 10. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the piercing mandrel (1) has in its outer surface (12) at least one side channel (5) extending parallel to the longitudinal axis (L), in particular below the first surface area (3) and/or the second surface area (4). 11. Aufstechdorn (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechdorn (1) eine Mehrzahl von Seitenkanälen (5), vorzugsweise wenigstens drei, vier oder fünf Seitenkanäle (5), aufweist. 11. Piercing mandrel (1) according to claim 10, characterized in that the piercing mandrel (1) has a plurality of side channels (5), preferably at least three, four or five side channels (5). 12. Aufstechdorn (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Seitenkanal (5) in Form einer in die Mantelfläche (12) des Aufstechdorns (1) eingebrachte, einseitig offene Nut ausgebildet ist. 12. Piercing mandrel (1) according to one of claims 10 or 11, characterized in that the at least one side channel (5) is designed in the form of a groove which is open on one side and is introduced into the lateral surface (12) of the piercing mandrel (1). 13. Aufstechdorn (1) nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigsten eine Seitenkanal (5) die Außenkontur des ersten Flächenbereichs (3) und/oder des zweiten Flächenbereichs (4) nicht schneidet. 13. Piercing mandrel (1) according to one of claims 10-12, characterized in that the at least one side channel (5) does not intersect the outer contour of the first surface region (3) and/or the second surface region (4). 14. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenbereich (3) in seiner Außenkontur wenigstens eine, insbesondere scharfkantige, Ausbuchtung (6) aufweist, wobei die wenigstens eine Ausbuchtung (6) vorzugsweise in Umfangsrichtung versetzt zu dem wenigstens einen Seitenkanal (5) angeordnet ist. 14. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface area (3) has at least one, in particular sharp-edged, bulge (6) in its outer contour, wherein the at least one bulge (6) is preferably arranged offset in the circumferential direction to the at least one side channel (5). 15. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenbereich (3) wenigstens abschnittsweise abgestuft ausgebildet ist, wobei die Abstufungen (7) vorzugsweise derart vorgesehen sind, dass der erste Flächenbereich (3) entlang seiner Außenkontur wenigstens abschnittsweise zahnartig ausgebildet ist. 15. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface area (3) is stepped at least in sections, wherein the steps (7) are preferably provided such that the first surface area (3) is tooth-like at least in sections along its outer contour. 16. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechdorn (1) wenigstens eine Verdrehsicherung (10) in Form eines von der Mantelfläche (12), insbesondere in einem unteren Bereich des Aufstechdorns (1), radial abstehenden Steges aufweist. 16. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the piercing mandrel (1) has at least one anti-rotation device (10) in the form of a web projecting radially from the lateral surface (12), in particular in a lower region of the piercing mandrel (1). 17. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechdorn (1), vorzugsweise in einem unteren Bereich, in der Mantelfläche (12) einen Druckluftanschluss (9) zur Herstellung einer Druckluftverbindung mit einem Druckluftanschluss (25) der Kartuschenaufnahme (20) aufweist, wobei der die Druckluftleitung (11) in den Druckluftanschluss (9) mündet. 17. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the piercing mandrel (1), preferably in a lower region, in the lateral surface (12) has a compressed air connection (9) for establishing a compressed air connection with a compressed air connection (25) of the cartridge holder (20), wherein the compressed air line (11) opens into the compressed air connection (9). 18. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftleitung (11) eine, insbesondere zentrale, Öffnung (8) in der Deckfläche (2) aufweist. 18. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air line (11) has an opening (8), in particular a central opening, in the cover surface (2). 19. Aufstechdorn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechdorn (1) als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteil, ausgebildet ist. 19. Piercing mandrel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the piercing mandrel (1) is designed as a plastic part, in particular as a plastic injection-molded part. 20. Kartuschenaufnahme (20) zur Herstellung eines Getränks mittels einer Kartusche (30), die ein mit einer Getränkesubstanz gefülltes Reservoir (31) umfasst, wobei das Reservoir (31) durch ein Dichtelement, insbesondere ein Folienelement (32), verschlossen ist, wobei die Kartuschenaufnahme (20) mit der Kartusche (30) verbindbar ist, wobei die Kartuschenaufnahme (20) in eine Getränkezubereitungsmaschine einsetzbar ist, wobei die Kartuschenaufnahme (20) eine mit dem Reservoir (31) in Fluidverbindung bringbare Mischkammer (21) und eine in die Mischkammer (21) mündende Fluidzuführung (23) zur Zuführung eines Fluids durch die Getränkezubereitungsmaschine aufweist, wobei die Kartuschenaufnahme (20) eine Führung (22) und einen innerhalb der Führung (22) verschiebbar gelagerten Aufstechdorn (1) umfasst, wobei der Aufstechdorn (1) zwischen einer eingefahrenen Position, in welcher der Aufstechdorn (1) von dem Dichtelement der Kartusche (30) beabstandet ist, und einer ausgefahrenen Position, in welcher der Aufstechdorn (1) das Dichtelement durchsticht und bis in das Reservoir (31) ragt, verschiebbar ist, wobei in der ausgefahrenen Position eine Druckluftleitung (11) des Aufstechdorns (1) über einen mit einem Druckluftanschluss (25) der Kartuschenaufnahme (20) in Verbindung stehenden Druckluftanschluss (9) des Aufstechdorns (1) von außerhalb der Kartuschenaufnahme (20) zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechdorn (1) gemäß einem der Ansprüche 1-19 ausgebildet ist. 20. Cartridge receptacle (20) for producing a beverage by means of a cartridge (30) comprising a reservoir (31) filled with a beverage substance, wherein the reservoir (31) is closed by a sealing element, in particular a film element (32), wherein the cartridge receptacle (20) is connectable to the cartridge (30), wherein the cartridge receptacle (20) is insertable into a beverage preparation machine, wherein the cartridge receptacle (20) has a mixing chamber (21) which can be brought into fluid communication with the reservoir (31) and a fluid feed (23) opening into the mixing chamber (21) for feeding a fluid through the beverage preparation machine, wherein the cartridge receptacle (20) comprises a guide (22) and a piercing mandrel (1) displaceably mounted within the guide (22), wherein the piercing mandrel (1) can be moved between a retracted position, in which the piercing mandrel (1) is Sealing element of the cartridge (30) is spaced, and an extended position in which the Piercing mandrel (1) pierces the sealing element and projects into the reservoir (31), is displaceable, wherein in the extended position a compressed air line (11) of the piercing mandrel (1) is accessible from outside the cartridge receptacle (20) via a compressed air connection (9) of the piercing mandrel (1) which is connected to a compressed air connection (25) of the cartridge receptacle (20), characterized in that the piercing mandrel (1) is designed according to one of claims 1-19. 21. Kartuschenaufnahme (20) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechdorn (1) beim Einsetzen der Kartuschenaufnahme (20) in die Getränkezubereitungsmaschine von einem Auslöseelement der Getränkezubereitungsmaschine von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position überführbar ist. 21. Cartridge holder (20) according to claim 20, characterized in that the piercing mandrel (1) can be moved from the retracted position into the extended position by a trigger element of the beverage preparation machine when the cartridge holder (20) is inserted into the beverage preparation machine. 22. Kartuschenaufnahme (20) nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (21) einen Getränkeauslauf (24) aufweist, durch welchen das aus einer Vermischung der Getränkesubstanz mit dem Fluid gebildete Getränk abgegeben wird, wobei die Kartuschenaufnahme (20) vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass das Getränk aus dem Getränkeauslauf (24) direkt in ein portables Gefäß einleitbar ist. 22. Cartridge receptacle (20) according to one of claims 20 or 21, characterized in that the mixing chamber (21) has a beverage outlet (24) through which the beverage formed from a mixture of the beverage substance with the fluid is dispensed, wherein the cartridge receptacle (20) is preferably designed such that the beverage can be introduced from the beverage outlet (24) directly into a portable container. 23. System zur Herstellung eines Getränks, wobei das System eine Kartusche (30), die ein mit einer Getränkesubstanz gefülltes Reservoir (31) umfasst, welches durch ein Dichtelement, insbesondere ein Folienelement (32), verschlossen ist, und eine mit der Kartusche (30) verbundene Kartuschenaufnahme (20) nach einem der Ansprüche 20-22, wobei das System zur Herstellung des Getränks in eine Getränkezubereitungsmaschine einsetzbar ist. 23. A system for producing a beverage, the system comprising a cartridge (30) which comprises a reservoir (31) filled with a beverage substance, which reservoir is closed by a sealing element, in particular a film element (32), and a cartridge receptacle (20) connected to the cartridge (30) according to any one of claims 20-22, the system for producing the beverage being insertable into a beverage preparation machine. 24. Verfahren zur Herstellung eines Getränks mit einem System nach Anspruch 23, mit den folgenden Schritten: 24. A method for producing a beverage using a system according to claim 23, comprising the following steps: Einsetzen des Systems in eine Halteeinheit einer Getränkezubereitungsmaschine, Herstellen einer Fluidverbindung zwischen einer Fluidquelle der Getränkezubereitungsmaschine und der Fluidzuführung (23) der Kartuschenaufnahme (20), Inserting the system into a holding unit of a beverage preparation machine, establishing a fluid connection between a fluid source of the beverage preparation machine and the fluid supply (23) of the cartridge holder (20), Herstellen einer Druckluftverbindung zwischen einer Druckluftquelle der Getränkezubereitungsmaschine und des Druckluftanschlusses (25) der Kartuschenaufnahme (20), Durchstoßen des Dichtelements durch Überführen des Aufstechdorns (1) von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position, Establishing a compressed air connection between a compressed air source of the beverage preparation machine and the compressed air connection (25) of the cartridge holder (20), piercing the sealing element by moving the piercing mandrel (1) from the retracted position to the extended position, Überführen der Getränkesubstanz von dem Reservoir (31) in die Mischkammer (21) durch Einspeisen von Druckluft in das Reservoir (31), Einspeisen eines Fluides in die Mischkammer (21) durch die Fluidzuführung (23) und Ableiten des in der Mischkammer (21) durch Vermischung der Getränkesubstanz mit dem Fluid erzeugten Getränks durch einen Getränkeauslauf (24). Transferring the beverage substance from the reservoir (31) into the mixing chamber (21) by feeding compressed air into the reservoir (31), Feeding a fluid into the mixing chamber (21) through the fluid supply (23) and discharging the beverage produced in the mixing chamber (21) by mixing the beverage substance with the fluid through a beverage outlet (24). 25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Fluid vor dem Einspeisen in die Mischkammer25. The method according to claim 24, wherein the fluid is (21) gekühlt und/oder karbonisiert wird. (21) is cooled and/or carbonated. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, wobei der Aufstechdorn (1) von einem Auslöseelement der Getränkezubereitungsmaschine von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position überführt wird. 26. Method according to one of claims 24 or 25, wherein the piercing mandrel (1) is moved from the retracted position to the extended position by a trigger element of the beverage preparation machine. 27. Verwendung eines Aufstechdorns (1) gemäß einem der Ansprüche 1-19 in einer Kartuschenaufnahme (20) gemäß einem der Ansprüche 20-22 zur Herstellung eines Getränks, insbesondere in einem System gemäß Anspruch 23 und/oder mit einem Verfah- ren gemäß einem der Ansprüche 24-26. 27. Use of a piercing mandrel (1) according to one of claims 1-19 in a cartridge receptacle (20) according to one of claims 20-22 for producing a beverage, in particular in a system according to claim 23 and/or with a method according to one of claims 24-26.
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US20190127200A1 (en) * 2016-01-12 2019-05-02 Freezio Ag Cartridge receiver, cartridge system, drink preparation machine and method for producing a drink

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