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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spendevorrichtung für
eine Flüssigkeit, insbesondere einen Getränkespender
nach Anspruch 1.
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Es
ist bekannt, Getränkebehälter mit einem Überdruck
zu beaufschlagen, um das darin enthaltene Getränk über
eine Ventilanordnung auszugeben.
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Aus
JP 9 104 498 ist eine Getränkedose
bekannt, bei der das Getränk von einem Druckgas getrieben über
ein Ventil ausgegeben werden kann.
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Aus
EP 1 140 692 B1 ist
ein Getränkebehälter bekannt, bei dem der Überdruck
in dem Behälter von einer darin angeordneten Druckmittelkartusche bereitgestellt
wird.
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Bei
den bekannten Spendevorrichtungen lässt sich die Druckpatrone
nicht austauschen, ohne den Getränkebehälter zu öffnen.
Ein Ersetzen der Druckpatrone ist im Betrieb der Vorrichtung nicht möglich.
Außerdem fällt der Druck mit zunehmender Entnahmemenge,
so dass zu Beginn der ersten Entnahme ein deutlich höherer
Volumenstrom vorliegt, als zum Zeitpunkt kurz vor der Entleerung
des Behälters. Ferner werden die Bauteile der Spendevorrichtung
mit dem in der Regel sehr hohen Druck der Druckpatrone belastet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spendevorrichtung bereitzustellen,
die die zuvor genannten Nachteile nicht aufweist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Spendevorrichtung mit den Merkmalen aus
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden
den Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Spendevorrichtung umfasst eine
in einer Öffnung eines Behälters festlegbare Ventilanordnung,
eine mit dem Behälter verbindbare Betätigungsanordnung
zum Öffnen und Schließen der Ventilanordnung,
eine außerhalb des Behälters angeordnete und mit
einem Druckgas gefüllte Gaspatrone, die mit dem Behälter
in Verbindung steht, zum Austreiben einer in dem Behälter
enthaltenen Flüssigkeit über die Ventilanordnung
und einen in der Verbindung zwischen der Gaspatrone und dem Behälter
angeordneten Druckregulator.
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In
Abhängigkeit von der Entnahmemenge sinkt der Druck im Behälter
bei der Entnahme. Durch den Druckregulator wird der Behälterdruck
nachgeregelt, so dass im Behälter zu jeder Zeit ein in
etwa konstanter Druck vorliegt. So wird ein konstanter Volumenstrom
der Füllflüssigkeit erreicht. Die Versorgung mit
Druckgas wird von einer entsprechenden Gaspatrone gewährleistet.
Die Gaspatrone ist außerhalb des Behälters angeordnet,
um ein Austauschen der Patrone auch während der Verwendung,
d. h. bei noch zum Teil gefülltem Behälter, zu
ermöglichen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Betätigungseinrichtung
lösbar mit einem Behälterring verbunden, der an
einem Rand des Behälters angebracht ist. Nach der Entleerung
des Behälters kann die Betätigungseinrichtung
abmontiert und zur Wiederverwendung gereinigt werden.
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Bevorzugt
umfasst die Ventilanordnung ein Zwei-Wege-Ventil und ein Ventilgehäuse.
Die zweiteilige Ausgestaltung ermöglicht die Herstellung
des Ventilgehäuses mit günstigeren Materialien.
Das Zwei-Wege-Ventil erlaubt ein Eintreten von Druckgas und Ausgeben
von Füllflüssigkeit durch nur ein Ventil, unabhängig
voneinander über getrennte Wege.
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Bevorzugt
weist das Ventilgehäuse ein Ansatzstück für
ein Rohr auf, durch das die Flüssigkeit ausgegeben wird.
So kann das Rohr schnell und einfach ausgetauscht und unabhängig
von dem Ventilgehäuse hergestellt werden, was die Ausgestaltung unterschiedlicher
Formen, Längen und Materialien begünstigt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Betätigungseinrichtung
eine Rohrabdeckung auf, die das Rohr vor einem Abknicken oder Abbrechen schützt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Ventilgehäuse
ein Federelement auf, wobei durch Betätigen der Betätigungsanordnung
das Ventilgehäuse gegen eine Federkraft des Federelements in
Richtung auf das Zwei-Wege-Ventil zu bewegt wird, wodurch dieses
geöffnet wird. Das Federelement dient auch der Stabilisierung
des Ventilgehäuses auf dem Zwei-Wege-Ventil.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Ventilanordnung ein Druckbegrenzungsventil
auf. Das Druckbegrenzungsventil kann separat, z. B. in einem Ventilteller
des Zwei-Wege-Ventils angeordnet sein. Dadurch wird gewährleistet,
dass der Behälterdruck einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, um
das Material, insbesondere die Ventilanordnung zu schonen und den
Inhalt des Behälters nicht mit zu hohem Druck austreten
zu lassen. Das Druckbegrenzungsventil lässt bevorzugt Druck
ab, wenn der Druck im Behälter 1500 hPa (mbar) überschreitet.
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Bevorzugt
weist die Betätigungsanordnung ein schwenkbares Hebelelement
auf, das so angeordnet ist, dass ein Schwenken des Hebelelements die
Ventilanordnung öffnet bzw. schließt. Die Betätigung über
einen Hebel sorgt bei. geringem Kraftaufwand für eine einfache
und intuitive Bedienung der Spendevorrichtung.
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Bevorzugt
ist die Gaspatrone lösbar mit einem Patronengehäuse
verbunden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Druckregulator in dem Patronengehäuse
angeordnet. So ist der Druckregulator dicht an der Gaspatrone angeordnet,
wodurch eine Belastung der Bauteile der Vorrichtung mit dem hohen
Druck der Patrone vermieden wird. Der Druck in der Gaspatrone kann
5 MPa (50 bar) betragen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung gewährleistet der Druckregulator,
dass im Behälter ein Druck von 1000 bis 1400 hPa (mbar),
bevorzugt 1200 hPa vorliegt. Diese Werte und auch die für
das Druckbegrenzungsventil können selbstverständlich
an die jeweiligen konkreten Anforderungen an die Spendevorrichtung
angepasst werden.
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Bevorzugt
ist das Patronengehäuse in der Betätigungsanordnung
untergebracht, wodurch es von äußeren Einflüssen
besser geschützt ist und eine kompaktere und optisch ansprechendere
Bauweise der Spendevorrichtung erreicht wird.
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Bevorzugt
ist die Gaspatrone in einer Einfassung untergebracht. Dies dient
dem Schutz der Gaspatrone und begünstigt auch eine sicherere
Montage der Patrone.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Einfassung mit dem Patronengehäuse
verschraubbar. Auf diese Weise lässt sich eine sichere
Verbindung der Gaspatrone mit dem Patronengehäuse herstellen.
Des Weiteren ist ein Austausch der Gaspatrone so auf einfache Weise
ohne Werkzeug und mit einer Hand möglich.
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Bevorzugt
ist die Ventilanordnung derart in dem Behälter festgelegt,
dass sie austauschbar ist, ohne den Behälter zu beschädigen.
Die Ventilanordnung kann nach Gebrauch entsorgt und der Behälter zur
Wiederverwendung gereinigt werden.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Spendevorrichtung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher
erläutert.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Spendevorrichtung in der
Explosionsansicht,
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2 zeigt
im Schnitt eine erfindungsgemäße Spendevorrichtung
in geöffneter Stellung,
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3 zeigt
im Schnitt eine erfindungsgemäße Spendevorrichtung
in geschlossener Stellung,
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4 zeigt
eine erfindungsgemäße Spendevorrichtung in perspektivischer
Ansicht,
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5 zeigt
im Schnitt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen
Spendevorrichtung in geöffneter Stellung,
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6 zeigt
im Schnitt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen
Spendevorrichtung in geschlossener Stellung,
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7 zeigt
ein erfindungsgemäßes Ventilgehäuse in
der Draufsicht,
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8 zeigt
im Schnitt ein erfindungsgemäßes Ventilgehäuse,
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9 zeigt
ein erfindungsgemäßes Patronengehäuse
in der Draufsicht,
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10 zeigt
im Schnitt ein erfindungsgemäßes Patronengehäuse.
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In 1 sind
die Bauteile einer erfindungsgemäßen Spendevorrichtung
dargestellt. In einer Öffnung 14 eines Getränkebehälters 1 (die
Fig. zeigt nur eine obere Wand des Behälters) ist ein Zwei-Wege-Ventil 21 angeordnet.
In einer Öffnung im Boden eines Ventiltellers 211 des
Zwei-Wege-Ventils 21 ist ein separates Druckbegrenzungsventil 23 angeordnet,
das von einem Druckbegrenzungsventil-Dichtring 231 abgedichtet
ist. Auf das Zwei-Wege-Ventil 21 ist ein Ventilgehäuse 22 aufgesetzt.
Das Ventilgehäuse 22 wird von einem Federelement 26 abgestützt,
das auf dem Ventilteller 211 aufliegt. An dem Ventilgehäuse 22 ist
ein Ansatzstück 25 angeordnet, auf das ein Rohr 24 aufsteckbar
ist, durch das ein Getränk aus dem Getränkebehälter 1 ausgegeben werden
kann. Das Ventilgehäuse 22 ist ferner mit einem
Stopfen 27 sowie einem Dichtring 28 und einer mit
Schrauben 291 an das Ventilgehäuse 22 geschraubten
Halteplatte 29 versehen.
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Oberhalb
des Ventilgehäuses, d. h. auf der behälterfernen
Seite, ist ein Patronengehäuse 35 angeordnet.
In einer Einfassung 32 ist eine Gaspatrone 31 untergebracht.
Die Einfassung 32 weist an einer offenen Seite ein Innengewinde 321 auf,
das auf ein Außengewinde 351 des Patronengehäuses 35 aufschraubbar
ist. Die Gaspatrone 31 ist in der Einfassung 32 so
angeordnet, dass ihre Öffnung zu dem Patronengehäuse 35 hin
weist, wobei zwischen Gaspatrone 31 und dem Patronengehäuse 35 ein
Patronen-Dichtring 33 und ein Dorneinsatz 34 angeordnet sind.
Im verschraubten Zustand der Einfassung 32 mit dem Patronengehäuse 35 ist
die Gaspatrone 31 dicht mit dem Patronengehäuse 35 verbunden.
In dem Patronengehäuse 35 sind ein Druckregulator 37 und
zwei Druckregulator-Dichtungen 38 untergebracht. Der Druckregulator 37 von
einer mit Schrauben 391 fixierten Regulator-Halteplatte 39 in
dem Patronengehäuse 35 gehalten.
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Eine
Betätigungsanordnung 4 weist eine Abdeckung 40,
ein Hebelelement 42 und einen durch eine Durchbohrung 352 des
Patronengehäuses 35 geführten Bolzen 45 auf.
Das Hebelelement 42 umfasst einen Nocken 421 mit
einem runden Querschnitt und einer exzentrischen Durchbohrung 423. An
dem Nocken 421 ist ein Hebelarm 422 angebracht,
auf den ein Griffstück 43 aufgesteckt ist. Das Hebelelement 42 ist
in einem Kopf 46 der Abdeckung 40 angelenkt, wobei
ein Gelenkstift 41 durch die exzentrische Bohrung 423 geführt
ist und von Halterungen 461 im Kopf 46 der Abdeckung 40 gehalten
wird. Der Hebelarm 422 des Hebelelements 42 ragt
durch eine obere Ausnehmung 463 aus dem Kopf 46 heraus.
Das Patronengehäuse 35 sowie das Ventilgehäuse 22 sind
in dem Kopf 46 der Abdeckung 40 untergebracht,
wobei das Patronengehäuse 35 mit Blechschrauben 36 in
dem Kopf 46 befestigt ist. Die die Gaspatrone 31 aufnehmende
Einfassung 32 ragt durch eine hintere Ausnehmung 462 aus
dem Kopf 46 der Abdeckung 40 heraus. Eine an der
Abdeckung ausgebildete Rohrabdeckung 44 deckt das Rohr 24 ab.
Die Abdeckung 40 weist außerdem eine Grundplatte 48 auf,
die mittels durch Bohrungen 451 geführten Flachkopfschrauben 121 mit
Gewindebuchsen 12 eines Behälterrings 13 verschraubt
werden kann. Der Behälterring 13 ist fest mit
einem umlaufenden Rand 15 des Behälters 1 verbunden.
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Die
Funktion der einzelnen Bauteile wird anhand der weiteren Figuren
näher erläutert.
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In 2 ist
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spendevorrichtung
in geöffneter Stellung im Schnitt dargestellt. 3 zeigt
die gleiche Anordnung in geschlossener Stellung. Die Gaspatrone 31 wird
von einer Einfassung 32 an dem Patronengehäuse 35 gehalten.
Die Einfassung 32 ist mit dem Innengewinde 321 auf
das Außengewinde 351 des Patronengehäuses
geschraubt und drückt so die Gaspatrone 31 auf
den Dorneinsatz 34, der in einer entsprechenden Öffnung
im Patronengehäuse 35 angeordnet ist. Die Gaspatrone 31 und
der Dorneinsatz 34 sind über eine Patronen-Dichtung 33 abgedichtet.
Ein Teil des Patronengehäuses 35 sowie der überwiegende
Teil der Gaspatrone 31 und der Einfassung 32 ragen
durch die hintere Ausnehmung 462 aus dem Kopf 46 der
Abdeckung 40 heraus. Das Patronengehäuse 35 ist
in dem Kopf 46 untergebracht.
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Ferner
zeigt 2 einen Schnitt an der Linie B-B durch den Kopf 46 der
Betätigungsanordnung 4. Darin ist zu erkennen,
wie das Patronengehäuse 35 mittels Blechschrauben 36 an
einer dafür vorgesehenen Aufnahme im Kopf 46 der
Abdeckung 40 montiert ist. Die Schrauben 391,
die die Regulator-Halteplatte 39 an dem Patronengehäuse 35 fixieren
sind ebenfalls dargestellt.
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Die
Abdeckung 40 ist auf den fest mit dem Behälter 1 verbundenen
Behälterring 13 aufgeschraubt. Im Schnitt an der
Linie A-A der 3 ist zu sehen, wie eine in
eine Gewindebuchse 12 eingeschraubte Flachkopfschraube 121 die
Abdeckung 40 an dem Behälterring 13 befestigt.
So wird das lose, aber passgenau auf dem Zwei-Wege-Ventil 21 aufliegende
Ventilgehäuse 22, das mit dem Patronengehäuse 35 ebenfalls
nicht fest verbunden ist, zwischen dem Zwei-Wege-Ventil 21 und
dem Patronengehäuse 35 fixiert. Das Ventilgehäuse 22 ist
so nur durch Betätigung des Hebelelements 42 axial
verschieblich. Dies ist anhand der 5 und 6 genauer beschrieben.
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4 zeigt
eine montierte Spendevorrichtung in perspektivischer Ansicht. Die
Betätigungsanordnung 4 ist mit dem Behälterring 13 verschraubt und
mit der Gaspatrone 31 in der Einfassung 32 versehen.
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Die 5 und 6 zeigen
einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Spendevorrichtung
in geöffneter bzw. geschlossener Stellung. Zum Öffnen
der Ventilanordnung 2 wird das Hebelelement 42 in
Richtung auf den Behälter 1 zu geschwenkt. Der
Hebelarm 422 steht durch die obere Ausnehmung 463 der Abdeckung 40 hervor
und kann bis zu einem Stopp 464 geschwenkt werden. Das
Hebelelement 42 ist über einen Gelenkstift 41 durch
eine exzentrische Bohrung 423 im Nocken 421 in
der Abdeckung 40 angelenkt. Dadurch führt ein
Schwenken des Hebelelements 42 zu einer axialen Bewegung
des Bolzens 45, der federvorgespannt durch eine Ventilfeder 212 und das
Federelement 26 des Ventilgehäuses 22 an
dem Nocken 421 anliegt. Beim Öffnen der Vorrichtung wird
der Bolzen 45, und somit das Ventilgehäuse 22 gegen
die Federkraft der Ventilfeder 212 und des Federelements 26 in
Richtung auf das Zwei-Wege-Ventil 21 zu gedrückt.
Dabei wird ein in einem Ventilkörper 218 angeordneter
Ventilkolben 213 des Zwei-Wege-Ventils 21 gegen
die Federkraft der Ventilfeder 212 tiefer in den Ventilkörper 218 gedruckt,
wodurch das Ventil geöffnet wird.
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Ist
das Zwei-Wege-Ventil 21 geöffnet, kann das Getränk
durch eine Zuleitung 16, die sich in etwa bis zum Boden
(nicht gezeigt) des Behälters 1 erstreckt, über
Querkanäle 215 in einen Durchgangskanal 214 im
Ventilkolben 213 gelangen und über einen im Ventilgehäuse 22 angeordneten
Ventilkanal 221, der in das Ansatzstück 25 mündet,
schließlich durch das Rohr 24 ausgegeben werden.
Dies wird durch einen Überdruck in dem Behälter 1 ermöglicht. Der Überdruck
wird durch bei der Entnahme nachgeführtes Druckgas im Wesentlichen
konstant gehalten. Dazu weist das Zwei-Wege-Ventil 21 einen
weiteren, unabhängigen Durchgang auf, durch den das Druckgas
während der Getränkeentnahme aus der Gaspatrone 31 in
den Behälter 1 strömen kann, ohne dass das
Getränk und das Druckgas in der Ventilanordnung 2 miteinander
in Kontakt treten. Wird ein vorgegebener Druck unterschritten, gibt
der Druckregulator 37 Druckgas aus der Gaspatrone frei.
Das Druckgas strömt durch eine Durchgangsöffnung 353 eines Kolbenvorsprungs 357 des
Patronengehäuses 35 in eine Aufnahmeöffnung 222 des
Ventilgehäuses 22, und von dort weiter durch eine
Querverbindung 223 und durch parallel zum Durchgangskanal 214 verlaufende
Kanäle 217 im Ventilkolben 213 in einen
Zwischenraum 219 zwischen Ventilkörper 218 und
Ventilkolben 213. Durch Öffnungen 216 im
Ventilkörper 218 gelangt das Druckgas schließlich
in den Behälter 1.
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Im
geschlossenen Zustand ist das Zwei-Wege-Ventil 21 an den
Querkanälen 215 und den Kanälen 217 durch
Dichtungen 210 abgedichtet.
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Das
Druckbegrenzungsventil 23, das von einem Druckbegrenzungsventil-Dichtring 231 abgedichtet
in dem Ventilteller 211 des Zwei-Wege-Ventils 21 angeordnet
ist, lässt Druck ab, wenn ein vorgegebener Druck im Behälter 1 erreicht
wird.
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Das
Ventilgehäuse 22 ist in 7 in der Draufsicht
sowie in 8 im Schnitt gezeigt. Die Aufnahmeöffnung 222 ist
von einem Dichtring 28 gegenüber dem Kolbenvorsprung 357 des
Patronengehäuses 35 abgedichtet. Der Dichtring 28 wird
von der Halteplatte 29 arretiert, die mittels Schrauben 291 an dem
Ventilgehäuse 22 befestigt ist. In der Verbindung zwischen
der Aufnahmeöffnung 222 und der Querverbindung 223 ist
ein Stopfen 27 in einer entsprechenden Öffnung
lösbar angeordnet.
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Die 9 und 10 zeigen
ein erfindungsgemäßes Patronengehäuse
in der Draufsicht bzw. in einer Seitenansicht im Schnitt. Das Patronengehäuse 35 weist
Bohrlöcher 358 auf, durch die die Blechschrauben 36 zur
Befestigung des Patronengehäuses 35 in dem Kopf 46 der
Abdeckung 40 geführt sind. Die Durchbrechung 352 des
Patronengehäuses 35 dient der Führung
des Bolzens 45. Des Weiteren ist in dem Gehäuse
der Druckregulator 37 untergebracht. Er kann durch eine Öffnung
eingesetzt/entnommen werden, die von der mit Schrauben 391 fixierten
Regulator-Halteplatte 39 bedeckt wird. Der Druckregulator 37 ist
durch Druckregulierdichtungen 38 abgedichtet. Aus dem Patronengehäuse 35 steht von
der der Regulator-Halteplatte fernen Seite ein Kolbenvorsprung 357 mit
einer Durchgangsöffnung 353 hervor. Der Kolbenvorsprung 357 ist
passend zu der Aufnahmeöffnung 222 des Ventilgehäuses
ausgebildet.
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Das
Patronengehäuse 35 weist ferner eine Fassung 354 auf,
deren Außenseite ein Außengewinde 351 aufweist.
In einem Boden 355 der Fassung 354 ist eine Öff nung
angeordnet, die mit dem Druckregulator 37 in Verbindung
steht. In diese Öffnung ist ein Dorneinsatz 34 eingesetzt,
auf den die Öffnung der Gaspatrone 31 aufgesetzt
wird, wodurch die Gaspatrone 31 geöffnet wird.
Gehalten wird die Gaspatrone 31 in dieser Position durch
das Aufschrauben der Einfassung 32 auf das Patronengehäuse.
Der Druck der Gaspatrone 33 liegt so an dem Druckregulator 37 an.
Zwischen dem Dorneinsatz 34 und der Gaspatrone 31 befindet
sich eine Patronendichtung 33.
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Die
mit der Flüssigkeit in Berührung gekommenen Bauteile,
also das Ventilgehäuse 22 und das Zwei-Wege-Ventil 21 werden
verworfen. Die übrigen Bauteile können gereinigt
und wiederverwendet werden. Der Behälter 1 kann
gereinigt und ebenfalls wiederverwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 9104498 [0003]
- - EP 1140692 B1 [0004]