DE102010013079A1

DE102010013079A1 - Isolierbehälter

Info

Publication number: DE102010013079A1
Application number: DE201010013079
Authority: DE
Inventors: Klaus Bange
Original assignee: TKT GASSYSTEME GmbH
Current assignee: TKT GASSYSTEME GmbH
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-09-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Isolierbehälter (3), umfassend ein Gehäuse, das in seinem Inneren einen Kühlgutaufnahmeraum definiert, in dem gekühltes und/oder gefrorenes Kühlgut untergebracht werden kann, sowie eine Behältertür (33), die am Gehäuse angelenkt ist und mittels derer der Kühlgutaufnahmeraum (3) des Isolierbehälters (3) wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, wobei das Gehäuse oder die Behältertür (33) eine Durchgangsöffnung (300) aufweist, die durch ein Verschlussmittel (7) verschließbar ist, wobei das Verschlussmittel (7) so ausgebildet ist, dass es mittels eines Aktuators wahlweise in die Durchgangsöffnung (300) eingesetzt beziehungsweise aus der Durchgangsöffnung (300) entfernt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Isolierbehälter, umfassend ein Gehäuse, das in seinem Inneren einen Kühlgutaufnahmeraum definiert, in dem gekühltes und/oder gefrorenes Kühlgut untergebracht werden kann, sowie eine Behältertür, die am Gehäuse angelenkt ist und mittels derer der Kühlgutaufnahmeraum des Isolierbehälters wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann.
Isolierbehälter zum Transport gekühlter und/oder gefrorener Lebensmittel sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie bilden einen wichtigen Teil der Kühlkette und werden beispielsweise im Handel eingesetzt. Die Isolierbehälter werden zum Beispiel in Kühlhäusern mit dem Kühlgut beschickt und zu den Kühleinrichtungen von Verkaufsstätten transportiert und dort vom Personal entladen.
Das Gehäuse der aus dem Stand der Technik bekannten Isolierbehälter ist in der Regel zweischalig ausgeführt. Eine Außenschale, die vorzugsweise besonders schlag- und stoßfest ausgeführt ist, ist aus Polyethylen (PE) hergestellt. Die Innenschale des Gehäuses ist lebensmittelecht und trockeneisbeständig ausgeführt und vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt. Zwischen der Innenschale und der Außenschale ist ein Isolierkern vorgesehen, der zum Beispiel aus einem Polyurethan-Hartschaum bestehen kann. Der Isolierkern wird bei der Herstellung des Gehäuses unter hohem Druck in einen Zwischenraum zwischen der Innenschale und der Außenschale eingebracht und schließt diesen Zwischenraum fest und fugenlos ab. Die Behältertür weist in der Regel eine erste (innere) Polyethylenplatte und eine zweite (äußere) Polyethylenplatte auf, zwischen denen vorzugsweise ebenfalls ein Isolierkern vorgesehen ist. Eine spezielle Dichtung sorgt dafür, dass die Behältertür im geschlossenen Zustand den Kühlgutaufnahmeraum wirksam abdichten kann. Mehrere Metallprofile an der Außenseite des Gehäuses liefern dem Isolierbehälter die notwendige Stabilität.
Um das Kühlgut, das mittels des Isolierbehälters transportiert werden soll, wirksam kühlen zu können und die Temperatur innerhalb des Isolierbehälters auf beziehungsweise in der Nähe einer Sollwerttemperatur zu halten, werden im Stand der Technik zum Beispiel vorgekühlte beziehungsweise gefrorene Kältespeicher verwendet, die insbesondere plattenförmig ausgeführt sein können und von einer Halterung, die im Kühlgutaufnahmeraum – vorzugsweise an der Decke desselben – angeordnet ist, gehalten werden. Die Kältespeicher können immer wieder durch Abkühlen beziehungsweise Einfrieren gekühlt werden. Die Kältespeicher, die mittels der Kältespeicherhalterung gehalten werden, können beispielsweise auch Trockeneisglatten (bei Trockeneis handelt es sich um festes Kohlendioxid, CO₂) oder mit Trockeneis gefüllte Behälter (insbesondere Wannen oder Schalen) oder Kühlzellen (insbesondere mit einem kastenförmigen Gehäuse) sein. Diese Kühlzellen sind so ausgestaltet, dass nach dem Einspritzen von flüssigem Kohlendioxid bei dessen Entspannung Trockeneisschnee gebildet wird, mittels dessen das Kühlgut innerhalb des Isolierbehälters gekühlt werden kann.
Die EP 0 631 096 A1 offenbart ein Verfahren zur Kühlung von Waren in einem Isolierbehälter unter Einsatz von Trockeneisschnee. Zu diesem Zweck ist in einem oberen Bereich des Behälters ein Trockeneisfach vorgesehen, in das eine dosierte Menge von unter Druck stehendem flüssigen Kohlendioxid eingespritzt wird, wobei die Dosierung an die jeweiligen klimatischen Bedingungen angepasst ist. Auf diese Weise ist es möglich, die im Trockeneisfach entstehende Trockeneisschneemenge zu variieren und an die aktuellen Umgebungstemperaturen anzupassen. Die zum Befüllen des Trockeneisfachs eingesetzte Befüllvorrichtung umfasst einen Tank für flüssiges Kohlendioxid, der über eine Druckleitung mit dem Trockeneisfach verbunden werden kann und eine Steuereinheit mit einem Zeitgeber aufweist, mittels dessen die Einspritzdauer von unter Druck stehendem Kohlendioxid vorgegeben wird.
Die DE 101 29 217 A1 betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Waren in einem wärmeisolierten Behälter, der einen mit einem Kühlmodul für die Aufnahme von Trockeneis in thermischem Kontakt stehenden Beschickungsraum aufweist, wobei dem Kühlmodul in Abhängigkeit einer vorgegebenen Kühlleistung und Kühldauer ein Kühlmedium zugeführt wird. Als Kühlmedium wird eine Trockeneis-Körnung eingesetzt und dem Kühlmodul zugeführt, wobei die spezifische Oberfläche und Menge der Trockeneiskörnung in Abhängigkeit von der Kühlleistung und der Kühldauer vorab eingestellt wird. Die spezifische Oberfläche der Trockeneiskörnung (also das Verhältnis von Oberfläche zu Masse der Trockeneiskörnung) beeinflusst die Verdampfungsrate. Sowohl die Kühldauer als auch die Kühlleistung hängen von der Masse und der spezifischen Oberfläche der Trockeneiskörnung ab.
Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Befüllen eines Isolierbehälters mit einem Kühlmedium und der dabei eingesetzten Isolierbehälter besteht darin, dass zum Befüllen die Behältertür des Isolierbehälters geöffnet werden muss, damit das Innere des Behälters zugänglich ist. Dies ist einerseits umständlich und führt andererseits auch dazu, dass die innerhalb des Kühlgutaufnahmeraums vorhandene Kälte beim Öffnen der Behältertür entweichen kann.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Isolierbehälter der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der so ausgebildet ist, dass Kälteverluste während des Befüllvorgangs mit dem Kühlmedium auf einfache Weise wirksam vermieden werden können Diese Aufgabe wird durch einen Isolierbehälter der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßer Isolierbehälter zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse oder die Behältertür eine Durchgangsöffnung aufweist, die durch ein Verschlussmittel verschließbar ist, wobei das Verschlussmittel so ausgebildet ist, dass es mittels eines Aktuators wahlweise in die Durchgangsöffnung eingesetzt beziehungsweise aus der Durchgangsöffnung entfernt werden kann. Die Durchgangsöffnung, die im Gehäuse – beispielsweise in einer Seiten- oder Rückwand desselben – oder in der Behältertür ausgebildet ist, stellt einen Durchgang zwischen dem Äußeren und dem Inneren des Isolierbehälters zur Verfügung, durch den – beispielweise mittels einer Befüllvorrichtung – ein Kühlmedium in das Innere des Isolierbehälters eingebracht werden kann. Die mit Hilfe des Verschlussmittels verschlossene Durchgangsöffnung kann mittels des Aktuators auf einfache Weise geöffnet und wieder verschlossen werden. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass ein Kühlmedium, insbesondere flüssiges Kohlendioxid, bei geschlossener Behältertür zugeführt werden kann. Dadurch können insbesondere Kälteverluste während des Befüllvorgangs wirksam vermieden werden.
Neben der hier beschriebenen Anwendung der verschließ- und freigebbaren Durchgangsöffnung für das Einleiten eines Kühlmediums in das Innere des Isolierbehälters kann eine derartige Durchgangsöffnung zum Beispiel auch für das Abführen von Flüssigkeiten aus dem Isolierbehälters eingesetzt werden. Vorzugsweise wird die Durchgangsöffnung dann im Boden des Isolierbehälters angeordnet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Durchgangsöffnung einen Verschlussmittelsitz bildet, in dem das Verschlussmittel formschlüssig aufgenommen ist. Dadurch kann ein sicherer Halt des Verschlussmittels innerhalb der Durchgangsöffnung erreicht werden, wenn diese verschlossen werden soll.
Es besteht in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass das Verschlussmittel zum Freigeben der Durchgangsöffnung in das Innere des Gehäuses des Isolierbehälters bewegbar ist. Das Verschlussmittel wird dabei durch den vorzugsweise von außen mit diesem in Wechselwirkung tretenden Aktuator in das Innere des Gehäuses des Isolierbehälters hineinbewegt, und zwar vorzugsweise in das Innere des Gehäuses hineingedrückt. Wenn die Durchgangsöffnung wieder verschlossen werden soll, wird das Verschlussmittel mit Hilfe des Aktuators wieder in die Durchgangsöffnung hineinbewegt, insbesondere in diese hineingezogen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verschlussmittel zumindest teilweise magnetisch oder magnetisierbar ausgebildet ist, so dass es mittels eines magnetischen Aktuators wahlweise in die Durchgangsöffnung eingesetzt beziehungsweise aus der Durchgangsöffnung entfernt werden kann.
Mit Hilfe des magnetischen Aktuators, der mit dem teilweise magnetisch (dauermagnetisch) beziehungsweise magnetisierbar ausgebildeten Verschlussmittel magnetisch in Wechselwirkung treten und dieses durch Magnetkraft greifen kann, ist es möglich, dass das Verschlussmittel auf einfache Weise aus der Durchgangsöffnung entfernt beziehungsweise wieder in diese eingesetzt werden kann. Das Verschlussmittel wird dabei insbesondere durch einen vorteilhaft von außen mit diesem in magnetische Wechselwirkung tretenden magnetischen Aktuator in das Innere des Gehäuses des Isolierbehälters hineinbewegt, und zwar vorzugsweise in das Innere des Gehäuses hineingedrückt. Wenn die Durchgangsöffnung wieder verschlossen werden soll, wird das Verschlussmittel mit Hilfe des magnetischen Aktuators wieder in die Durchgangsöffnung hineinbewegt, insbesondere in diese hineingezogen.
Das Verschlussmittel kann alternativ zum Beispiel auch als Drehverschlussmittel (insbesondere als Schraubverschlussmittel), als Bajonett- oder als Einsteckverschlussmittel ausgeführt sein. Der Aktuator ist dann entsprechend ausgeführt, so dass er das Verschlussmittel betätigen, also aus der Durchgangsöffnung entfernen beziehungsweise wieder in diese einsetzen kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Verschlussmittel einen Grundkörper aus einem abdichtenden Werkstoff aufweist, dessen Form mit der Kontur der Durchgangsöffnung korrespondiert, so dass der Grundkörper die Durchgangsöffnung in der geschlossenen Stellung abdichten kann. Der Grundkörper kann vorteilhaft aus Gummi oder aus einem gummiartigen Werkstoff bestehen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass am Grundkörper mindestens ein Magnetabschnitt angebracht ist. Der Magnetabschnitt, der mit dem magnetischen Aktuator magnetisch in Wechselwirkung treten kann, kann aus einem magnetischen oder aus einem magnetisierbaren Material bestehen. Der Magnetabschnitt kann auch integral mit dem Grundkörper ausgebildet sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Durchgangsöffnung von innen nach außen verjüngt ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, dass der Aktuator nach dem Verschließen der Durchgangsöffnung selbsttätig von dem Verschlussmittel gelöst werden kann. Die sich von innen nach außen verjüngende Durchgangsöffnung bildet gewissermaßen ein Widerlager für das Verschlussmittel. Wenn das Verschlussmittel zumindest teilweise magnetisch oder magnetisierbar ausgebildet ist und somit durch Magnetkräfte magnetisch an dem Aktuator haftet, wird es bei der Schließbewegung innerhalb der sich von innen nach außen verjüngenden Durchgangsöffnung zur Anlage gebracht. Durch eine Erhöhung der mechanischen (Zug-)Kraft auf den magnetischen Aktuator kann die magnetische Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Aktuator und dem teilweise magnetischen Verschlussmittel überwunden werden kann, so dass der Aktuator in der Endposition des Verschlussmittels innerhalb der Durchgangsöffnung von dem Verschlussmittel wegbewegt, insbesondere weggezogen werden kann.
Die Durchgangsöffnung kann vorteilhaft zumindest abschnittsweise kegelstumpfartig oder pyramidenstumpfartig ausgebildet sein. Entsprechend kann auch der Grundkörper des Verschlussmittels zumindest abschnittsweise kegelstumpfartig oder pyramidenstumpfartig ausgebildet sein.
Es kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass innerhalb des Kühlgutaufnahmeraums eine Kühlzelle angeordnet ist, die mit einem Kühlmedium, insbesondere mit flüssigem Kohlendioxid, befüllbar ist. Das flüssige, unter Druck stehende CO₂, bildet bei seiner Entspannung innerhalb der Kühlzelle Trockeneisschnee, der für eine Kühlung des Kühlgutes, das mittels des Isolierbehälters transportiert werden soll, eingesetzt wird.
Vorzugsweise kann die Kühlzelle eine Seitenwandöffnung aufweisen, die mit der Durchgangsöffnung korrespondiert und mit dieser fluchtet. Durch diese Seitenwandöffnung kann das Verschlussmittel beim Öffnen der Durchgangsöffnung hindurchgeführt werden.
Es besteht in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass innerhalb der Kühlzelle ein Anschlagelement ausgebildet ist, an dem das Verschlussmittel bei der Öffnungsbewegung zur Anlage gebracht werden kann. Das Anschlagelement kann insbesondere plattenförmig ausgebildet sein.
Ein Verfahren zum Befüllen der Kühlzelle des Isolierbehälters mit einem Kühlmedium, insbesondere mit flüssigem Kohlendioxid, kann zum Beispiel die nachfolgenden Schritte umfassen

– ein Isolierbehälter, der in seinem Inneren eine Kühlzelle zur Aufnahme des Kühlmediums aufweist, wird einer Befüllvorrichtung mit einer Befülleinheit, die an ein Kühlmediumreservoir angeschlossen ist, bereitgestellt,
– die Durchgangsöffnung, die im Gehäuse oder in der Tür des Isolierbehälters angeordnet und mit dem magnetischen Verschlussmittel verschlossen ist, wird mittels eines Aktuators geöffnet,
– die Befülleinheit wird durch die Durchgangsöffnung hindurch zumindest abschnittsweise in das Innere der Kühlzelle eingeführt;
– das Kühlmedium wird von der Befülleinheit in das Innere der Kühlzelle eingefüllt,
– die Befülleinheit wird nach der Beendigung des Befüllvorgangs aus der Kühlzelle und durch die Durchgangsöffnung herausgeführt,
– die Durchgangsöffnung des Isolierbehälters wird mittels des Aktuators mit dem Verschlussmittel verschlossen.

Die Durchgangsöffnung kann insbesondere mit Hilfe eines magnetischen Verschlussmittels verschlossen werden, das mittels eines magnetischen Aktuators geöffnet beziehungsweise wieder verschlossen werden kann.
Das vorstehend offenbarte Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Befüllung der Kühlzelle des Isolierbehälters mit dem Kühlmedium, ohne dass zu diesem Zweck die Tür des Isolierbehälters geöffnet werden muss. Dadurch können in vorteilhafter Weise Kälteverluste vermieden werden. Vorzugsweise kann die Füllmenge des Kühlmediums automatisch eingestellt werden. Die automatische Einstellung der Füllmenge kann insbesondere von folgenden Parametern abhängig sein

– Außentemperatur (gegenwärtig und zukünftig erwartet),
– Ist-Temperatur des Kühlguts,
– Soll-Transporttemperatur des Kühlguts,
– (voraussichtliche) Transportdauer.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
1 eine perspektivische Darstellung einer Befüllvorrichtung zum Befüllen einer Kühlzelle eines Isolierbehälters mit einem Kühlmedium, insbesondere mit flüssigem Kohlendioxid,;
2 eine perspektivische Darstellung der Befüllvorrichtung gemäß 1 mit einem daran angedockten Isolierbehälter, der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt ist;
3 eine Draufsicht auf die Befüllvorrichtung gemäß 1 mit dem daran angedockten Isolierbehälter;
4 eine perspektivische Darstellung der Kühlzelle, die innerhalb des Isolierbehälters untergebracht ist, und einer Befülleinheit, die innerhalb der Befüllvorrichtung untergebracht ist;
5 eine Explosionsansicht der Kühlzelle und der Befülleinheit;
6 eine weitere Explosionsansicht der Kühlzelle und der Befülleinheit;
7 einen Längsschnitt durch die Befüllvorrichtung gemäß 2 mit dem daran angedockten Isolierbehälter;
8 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Befüllvorrichtung gemäß 2 mit dem daran angedockten Isolierbehälter vor dem Beginn des Befüllvorgangs;
9 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Befüllvorrichtung gemäß 2 mit dem daran angedockten Isolierbehälter während des Öffnungsvorgangs der Kältemediumzufuhr;
10 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Befüllvorrichtung gemäß 2 mit dem daran angedockten Isolierbehälter während des Befüllvorgangs.
Zunächst wird auf 1 bis 3 Bezug genommen, in denen drei unterschiedliche perspektivische Ansichten einer Befüllvorrichtung 1 zum Befüllen einer Kühlzelle 4 eines Isolierbehälters 3 mit einem Kühlmedium gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. In 1 ist lediglich die Befüllvorrichtung 1 gezeigt. 2 und 3 zeigen demgegenüber die Befüllvorrichtung 1 im Betriebszustand, in dem der Isolierbehälter 3 an die Befüllvorrichtung 1 angedockt wurde.
Die Befüllvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, innerhalb dessen eine Befülleinheit 5 untergebracht ist, die weiter unten näher beschrieben werden wird und mittels derer ein Kühlmedium, insbesondere flüssiges, unter Druck stehendes Kohlendioxid, in die Kühlzelle 4 eingefüllt werden kann. Das Gehäuse 2, das insbesondere an einer Wand befestigt werden kann, weist eine Vorderwand 20 auf, in deren Bereich der Isolierbehälter 3 zum Befüllen mit einem Kühlmedium zugeführt wird. An der Vorderwand 20 sind seitlich zwei Führungswandabschnitte 21, 22 vorgesehen, die sich von der Vorderwand 20 unter einem Winkel > 90° weg erstrecken und damit von oben betrachtet zwei Schrägen definieren, entlang derer der Isolierbehälter 3 bei der Positionierung vor der Vorderwand 20 geführt werden kann, um ihn einfacher in der korrekten Befüllstellung positionieren zu können. An einer Oberseite 23 des Gehäuses 2 ist eine Ventilationsöffnung 24 ausgebildet, innerhalb derer eine Ventilationseinrichtung 25 angeordnet ist.
Der Isolierbehälter 3, der – wie insbesondere in 2 und 3 zu erkennen – an die Befüllvorrichtung 1 angedockt werden kann, weist ein im Wesentlichen kastenförmiges Gehäuse auf, das zwei Seitenwände 30, 32 und eine Rückwand 31 umfasst und in seinem Inneren einen Kühlgutaufnahmeraum definiert, innerhalb dessen gekühlte und/oder gefrorene Lebensmittel zu Transport- und/oder Lagerzwecken untergebracht werden können. Am Gehäuse ist eine Behältertür 33 angelenkt, die um eine vertikale Achse schwenkbar ist, so dass der Isolierbehälter 3 zum Be- beziehungsweise Entladen geöffnet und zum Transport wieder geschlossen werden kann.
Das Gehäuse des Isolierbehälters 3 ist vorzugsweise zweischalig ausgeführt. Eine Außenschale des Gehäuses ist vorzugsweise aus Polyethylen (PE) oder einem vergleichbaren Werkstoff hergestellt und damit besonders schlag- und stoßfest ausgeführt. Die Innenschale des Gehäuses ist lebensmittelecht und trockeneisbeständig ausgeführt und vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) hergestellt. Zwischen der Innenschale und der Außenschale ist ein Isolierkern vorgesehen, der zum Beispiel aus einem Polyurethan-Hartschaum bestehen kann. Dieser Isolierkern wird bei der Herstellung des Gehäuses unter hohem Druck in einen Zwischenraum zwischen der Innenschale und der Außenschale eingebracht und schließt diesen Zwischenraum fest und fugenlos ab.
Die Behältertür 33 weist eine erste (innere) Polyethylenplatte und eine zweite (äußere) Polyethylenplatte auf, zwischen denen vorzugsweise ebenfalls ein Isolierkern ausgebildet ist. Eine spezielle Dichtung sorgt dafür, dass die Behältertür 33 den Kühlgutaufnahmeraum im geschlossenen Zustand wirksam abdichten kann. Mehrere Metallprofile, die außen am Gehäuse angebracht sind, liefern dem Isolierbehälter 3 die notwendige Stabilität.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Isolierbehälter 3 an einer Unterseite des Gehäuses mehrere Standblöcke 34 auf, mittels derer die Unterseite des Isolierbehälters 3 vom Boden beabstandet wird, so dass eine Hubvorrichtung oder dergleichen in diesen Zwischenraum eingreifen kann und der Isolierbehälter 3 mittels der Hubvorrichtung vom Boden angehoben und bewegt werden kann. In einer alternativen, hier allerdings nicht explizit dargestellten Ausführungsform kann der Isolierbehälter 3 auch rollbar ausgeführt sein und an der Unterseite des Gehäuses eine Anzahl von Rollen aufweisen.
In der Behältertür 33 des Isolierbehälters 3 ist – wie insbesondere in 7 bis 10 zu erkennen – eine Durchgangsöffnung 300 ausgebildet, die sich durch die erste Polyethylenplatte und die zweite Polyethylenplatte und den vorzugsweise ebenfalls vorhandenen Isolierkern der Behältertür 33 hindurch erstreckt und so einen Durchgang zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Isolierbehälters 3 zur Verfügung stellt. Die Durchgangsöffnung 300, die sich von innen nach außen verjüngt, kann mit Hilfe eines passenden Verschlussmittels 7, das weiter unten noch näher erläutert werden wird, wahlweise geöffnet und wieder verschlossen werden.
In 4 sind eine Kühlzelle 4, die innerhalb des Isolierbehälters 3 untergebracht ist und mit dem Kühlmedium gefüllt werden kann, und eine Befülleinheit 5, die innerhalb der Befüllvorrichtung 1 untergebracht ist, perspektivisch dargestellt. 5 und 6 zeigen darüber hinaus zwei Explosionsansichten der Kühlzelle 4 und der Befülleinheit 5.
Die Kühlzelle 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Einschub ausgebildet und kann lösbar in einer Kühlzellenhaltevorrichtung, die vorzugsweise in einem oberen Bereich innerhalb des Kühlgutaufnahmeraums des Isolierbehälters 3 montiert ist, angeordnet werden. Die Kühlzelle 4 weist einen im Wesentlichen kastenförmigen Kühlmediumaufnahmebehälter 40 mit einem Deckelelement 41 auf, mittels dessen eine Oberseite des Kühlmediumaufnahmebehälters 40 geschlossen werden kann. In einer Seitenwand 42 des Kühlmediumaufnahmebehälters 40 ist eine Seitenwandöffnung 43 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel kreisrund ausgeführt ist, grundsätzlich aber auch eine andere Form (zum Beispiel eine Rechteckform) haben kann. Die Kühlzelle 4 ist derart innerhalb des Kühlgutaufnahmeraums des Isolierbehälters 3 angeordnet, dass die Seitenwandöffnung 43 des Kühlmediumaufnahmebehälters 40 mit der Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 des Isolierbehälters 3 fluchtet. Die geometrische Form und Ausdehnung der Seitenwandöffnung 43 sind so gewählt, dass das Verschlussmittel 7 zum Freigeben der Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 durch diese Seitenwandöffnung 43 hindurch in das Innere der Kühlzelle 4 hineingeführt werden kann.
Innerhalb des Kühlmediumaufnahmebehälters 40 ist darüber hinaus ein Einsatz 44 angeordnet, der eine Wand 45 umfasst, in der eine Öffnung 46 ausgebildet ist, die hinsichtlich ihrer Größe und Form mit der Seitenwandöffnung 43 des Kühlmediumaufnahmebehälters 40 korrespondiert und mit dieser fluchtet. Behältereinwärts betrachtet ist hinter der Öffnung 46 ein Anschlagelement 47 mit Abstand zu dieser angeordnet, das vorliegend als Anschlagplatte ausgebildet ist. Das Verschlussmittel 7, mittels dessen die Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 des Isolierbehälters 3 wahlweise verschlossen und geöffnet werden kann, kann bei der Öffnungsbewegung so weit in das Innere des Kühlmediumaufnahmebehälters 40 bewegt werden, bis es in seiner Endposition an dem Anschlagelement 47 zur Anlage gelangt. Dies wird weiter unten unter Bezugnahme auf 8 bis 10 noch näher erläutert.
Die Befülleinheit 5 umfasst einen Injektionskörper 50, der in diesem Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch ausgebildet ist und innerhalb dessen sich eine Kühlmediumleitung 52 erstreckt, die an einem ersten Ende eine Kühlmediumaustrittsdüse 51 beziehungsweise eine Kühlmediumaustrittsöffnung aufweist, die aus dem Injektionskörper 50 herausragt. Das zweite Ende der Kühlmediumleitung 52, das dem ersten Ende gegenüberliegt, ragt ebenfalls aus dem Injektionskörper 50 heraus. Der Injektionskörper 50 weist eine Mantelfläche auf, in der mehrere Restgasabsaugrippen 53 ausgebildet sind, mittels derer während des Betriebs der Befülleinheit 5 eine Restgasabsaugung erfolgen kann. Ferner sind zwei scheibenförmige Befestigungselemente 54, 55 vorgesehen, an denen ein im Wesentlichen kastenförmiges Gehäuse 8 (in 5 und 6 aus Vereinfachungsgründen nicht gezeigt) der Befülleinheit 5 befestigt ist. An einer Unterseite des Gehäuses 8 der Befülleinheit 5 ist ein erstes Ende eines flexiblen Abluftschlauchs 9 angeschlossen. Das zweite Ende des Abluftschlauchs 9 ist – wie insbesondere in 4 zu erkennen – an der Ventilationseinrichtung 25, die innerhalb der Ventilationsöffnung 24 des Gehäuses 2 der Befüllvorrichtung 1 angeordnet ist, angeschlossen.
Ferner umfasst die Kühleinheit 5 ein Ventil 57, mittels dessen die Kühlmediumzufuhr ausgelöst und unterbrochen werden kann und das vorliegend ein Magnetventil ist und über ein Adapterstück 56 an der Kühlmediumauslassseite mit dem zweiten Ende der Kühlmediumleitung 52 des Injektionskörpers 50 verbunden ist. An der Kühlmediumeinlassseite des Ventils 57 ist ein Anschlussrohr 58 angeordnet, das über einen flexiblen Kühlmediumzufuhrschlauch 90 mit einem Kühlmediumreservoir, insbesondere mit einem Drucktank, der das Kühlmedium enthält, verbunden ist. An dem Anschlussrohr 58 ist in Einströmrichtung des Kühlmediums vor dem Ventil 57 ferner ein Ausgleichsbehälter 59 angeordnet. Das Ventil 57 kann zum Beispiel auch ein elektrisches oder pneumatisches Ventil sein.
Am ersten (vorderen) Ende des Injektionskörpers 50 der Befülleinheit 5 ist ein Magnetelement 6 angebracht, das als magnetischer Aktuator für das Verschlussmittel 7 dient. Das Magnetelement 6 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt umfasst auf seiner dem ersten Ende des Injektionskörpers 50 zugewandten Seite eine Aufnahmeöffnung (nicht mit Bezugszeichen versehen), in der die Kühlmediumaustrittsdüse 51 der Kühlmediumleitung 52 eingesetzt ist. Eine Kühlmediumaustrittsöffnung 60 ist in einer Mantelfläche des Magnetelements 6 ausgebildet.
Das Verschlussmittel 7, mittels dessen die Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 des Isolierbehälters 3 wahlweise freigegeben und wieder verschlossen werden kann, umfasst einen Grundkörper 70, der aus einem abdichtenden Werkstoff, vorzugsweise aus Gummi, besteht. Der Grundkörper 70 ist an die Form der Durchgangsöffnung 300 angepasst, damit er diese sicher und abdichtend verschließen kann. Vorliegend ist der Grundkörper 70 zumindest abschnittsweise kegelstumpfartig ausgeführt. Alternativ kann der Grundkörper 70 – insbesondere bei einer rechteckig oder quadratisch geformten Durchgangsöffnung 300 auch pyramidenstumpfartig geformt sein. Die Form des Grundkörpers 70 des Verschlussmittels 7 ist an die Kontur der Durchgangsöffnung 300 angepasst und verjüngt sich dabei ebenfalls von innen nach außen. Der Außendurchmesser der Durchgangsöffnung 300 ist an einer Innenseite der Behältertür 33 größer als an deren Außenseite. Entsprechendes gilt auch für den Grundkörper 70, der passend in die Durchgangsöffnung 300 eingesetzt werden kann.
Das Verschlussmittel 7 für die Durchgangsöffnung 300 ist teilweise magnetisch ausgeführt. An einer dem Magnetelement 6 zugewandten Seite ist am Grundkörper 70 ein Magnetabschnitt 72 angeordnet, der mit dem am Injektionskörper 50 befestigten Magnetelement 6 magnetisch in Wechselwirkung treten kann. Der Magnetabschnitt 72 kann entweder aus einem dauermagnetischen Werkstoff oder aus einem magnetisierbaren Werkstoff bestehen. Die Befülleinheit 5 ist an eine Antriebsvorrichtung angeschlossen, die insbesondere eine elektrische Antriebsvorrichtung sein kann und eine Linearbewegung der Befülleinheit 5 aus einer Ruhestellung in eine Befüllstellung, in der sich die Befülleinheit 5 zumindest abschnittsweise in die Kühlzelle 4 erstreckt, bewirken kann. In der Befüllstellung kann die Kühlzelle 4 mit dem Kühlmedium befüllt werden.
Unter weiterer Bezugnahme auf 8 bis 10 soll nachfolgend der prinzipielle Ablauf eines Verfahrens zum Befüllen der Kühlzelle 4 des Isolierbehälters 3 mit dem Kühlmedium näher erläutert werden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Isolierbehälter 3 der Befüllvorrichtung 1 manuell zugeführt und in seiner Befüllstellung positioniert. In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass die Befüllvorrichtung 1 Teil eines logistischen Fördersystems ist, mittels dessen mehrere Isolierbehälter 3 der Befüllvorrichtung 1 der Reihe nach – insbesondere mittels einer Fördereinrichtung – automatisch zugeführt werden können. Um eine richtige Positionierung des Isolierbehälters 3 vor der Vorderwand 20 der Befüllvorrichtung 1 zu gewährleisten, weist das Gehäuse 2 der Befüllvorrichtung 1 – wie weiter oben bereits kurz erläutert – zwei seitliche Führungswandabschnitte 20, 21 auf, die sich unter einem Winkel > 90° von der Vorderwand 20 weg erstrecken und somit jeweils eine Anschrägung bilden. Diese Verjüngung vereinfacht das Positionieren des Isolierbehälters 3 vor der Befüllvorrichtung 1.
Bei einer automatischen Zuführung der Isolierbehälter 3 zu der Befüllvorrichtung 1 können diese seitlichen Führungswandabschnitte 20, 21 vorzugsweise entfallen. Die Anwesenheit und die richtige Positionierung des Isolierbehälters 3 werden vorzugsweise automatisch durch entsprechende Sensormittel detektiert.
In 9 ist zunächst die Ausgangssituation dargestellt, in der der Isolierbehälter 3 in der vorstehend beschriebenen Weise an die Befüllvorrichtung 1 angedockt worden ist. Die Befülleinheit 5 befindet sich in ihrer Ruhestellung. Wenn der Befüllvorgang entweder manuell (zum Beispiel durch manuelles Betätigen eines Schalters) oder auch automatisch ausgelöst wird, wird die Antriebsvorrichtung aktiviert und die gesamte Befülleinheit 5 translatorisch in Pfeilrichtung bewegt, so dass das am vorderen Ende der Befülleinheit 5 angeordnete Magnetelement 6 mit dem Magnetabschnitt 72 des Verschlussmittels 7 in Kontakt gebracht wird und mit dieser magnetisch in Wechselwirkung tritt. Das Verschlussmittel 7, das innerhalb der Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 angeordnet ist und diese wirksam verschließt, wird also mit Hilfe des Magnetelements 6 magnetisch gegriffen. Das Ventil 57 ist zunächst geschlossen, so dass kein Kühlmedium in die Kühlmediumleitung 52 der Befülleinheit 5 und von dort in die Kühlzelle einströmen kann.
Wird nun die Befülleinheit 5 mittels der Antriebsvorrichtung weiter in Pfeilrichtung translatorisch bewegt, so wird das Verschlussmittel 7, das mit dem Magnetelement 6 magnetisch in Kontakt steht, aus der Durchgangsöffnung 300 heraus und in das Innere der Kühlzelle 4 hineingedrückt (siehe 9). Das Kühlmedium strömt zunächst noch nicht in die Kühlzelle 4 ein. Das Verschlussmittel 7 wird weiter in das Innere der Kühlzelle 4 hineingedrückt, bis es an dem Anschlag 47 innerhalb des Kühlmediumaufnahmebehälters 40 der Kühlzelle 4 zur Anlage gelangt und dort seine Endposition erreicht. Dann wird das Ventil 57 der Befülleinheit 5 geöffnet und das unter Druck stehende flüssige Kühlmedium strömt durch die Kühlmediumleitung 52 des Injektionskörpers 50 in das Innere des Magnetelements 6 und von dort seitlich durch die Kühlmediumaustrittsöffnung 60 in das Innere der Kühlzelle 4 ein.
Der Befüllvorgang der Kühlzelle 4 mit dem Kühlmedium wird vorzugsweise zusammen mit einem gleichzeitigen Absaugen von Restgasen, die sich innerhalb der Befüllvorrichtung 1 beziehungsweise innerhalb der Kühlzelle 4 befinden, eingeleitet. Das Kühlmedium ist vorzugsweise flüssiges CO₂, das bei seiner Entspannung innerhalb der Kühlzelle 4 Trockeneisschnee bildet, der für eine Kühlung des Kühlgutes, das mittels des Isolierbehälters 3 transportiert werden soll, eingesetzt wird. Der Befüllvorgang kann vorzugsweise automatisch gesteuert werden. Insbesondere kann eine Steuereinheit mit einem Zeitgeber vorgesehen sein, mittels dessen die Einspritzdauer des Kühlmediums vorgegeben wird. Die automatische Einstellung der Füllmenge des Kühlmediumaufnahmeraums 40 der Kühlzelle 4 mit dem Kühlmedium kann insbesondere in Abhängigkeit von folgenden Parametern erfolgen

Wenn der Befüllvorgang der Kühlzelle 4 mit dem Kühlmedium abgeschlossen und die gewünschte Menge des Kühlmediums in den Kühlmediumaufnahmeraum 40 eingeströmt ist, wird zunächst das Ventil 57 geschlossen, so dass kein Kühlmedium mehr in die Kühlmediumleitung 52 und von dort in die Kühlzelle 4 einströmen kann. Anschließend wird die Befülleinheit 5 mittels der Antriebsvorrichtung wieder in die entgegengesetzte Richtung in ihre Ruheposition bewegt. Das Verschlussmittel 7, das zunächst noch magnetisch an dem Magnetelement 6 haftet, wird wieder innerhalb der sich von innen nach außen verjüngenden Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 des Isolierbehälters 3, die einen Verschlusselementsitz bildet, zur Anlage gebracht und dichtet die Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 wieder ab. Das Verschlussmittel 7 ist somit wieder formschlüssig in die Durchgangsöffnung 300 eingesetzt. Die Leistung der Antriebsvorrichtung ist so groß, dass die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Magnetelement 6 und dem Magnetabschnitt 72 des Verschlussmittels 7 überwunden werden kann. Das Magnetelement 6 wird von dem Verschlussmittel 7 gelöst und gibt dieses frei und die Antriebsvorrichtung bewegt die Befülleinheit 5 wieder in deren Ruhestellung. Die Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 ist mit Hilfe des Verschlussmittels 7 dicht verschlossen und der Isolierbehälter 3 kann dann wieder von der Befüllvorrichtung 1 abgedockt werden und für den Transport gekühlter beziehungsweise gefrorener Waren verwendet werden.
Ein wesentlicher Vorteil der hier vorgestellten Lösung besteht darin, dass die Kühlzelle 4, die innerhalb des Isolierbehälters 3 angeordnet ist, bei geschlossener Behältertür 33 mit dem Kühlmedium befüllt werden kann. Das Magnetelement 6, das an dem Injektionskörper 50 angebracht ist und zusammen mit diesem bei der Linearbewegung der Befülleinheit 5 translatorisch bewegt werden kann, bildet einen magnetischen Aktuator, mittels dessen das Verschlussmittel 7 bewegt und die Durchgangsöffnung 300 der Behältertür 33 wahlweise geöffnet und wieder geschlossen werden kann.
And dieser Stelle soll noch angemerkt werden, dass die Durchgangsöffnung 300 nicht zwingend in der Behältertür 33 angeordnet sein muss. Die Durchgangsöffnung 300 kann auch in einem anderen Teil des Gehäuses, beispielsweise in einer der Seitenwände 30, 32 oder in der Rückwand ausgebildet sein.
Als Verschlussmittel 7 kann alternativ auch ein Drehverschlussmittel (insbesondere ein Schraubverschlussmittel), ein Bajonett- oder ein Einsteckverschlussmittel eingesetzt werden. Ein entsprechender Aktuator zum Betätigen des Verschlussmittels 7 ist dann so ausgeführt, dass er das Verschlussmittel 7 aus der Durchgangsöffnung 300 entfernen beziehungsweise wieder in diese einsetzen kann. Der Aktuator kann vorzugsweise ohne einen manuellen Eingriff mit dem Verschlussmittel 7 in Wirkverbindung gebracht beziehungsweise wieder von diesem gelöst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0631096 A1 [0005]
DE 10129217 A1 [0006]

Claims

Isolierbehälter (3), umfassend ein Gehäuse, das in seinem Inneren einen Kühlgutaufnahmeraum definiert, in dem gekühltes und/oder gefrorenes Kühlgut untergebracht werden kann, sowie eine Behältertür (33), die am Gehäuse angelenkt ist und mittels derer der Kühlgutaufnahmeraum (3) des Isolierbehälters (3) wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse oder die Behältertür (33) eine Durchgangsöffnung (300) aufweist, die durch ein Verschlussmittel (7) verschließbar ist, wobei das Verschlussmittel (7) so ausgebildet ist, dass es mittels eines Aktuators wahlweise in die Durchgangsöffnung (300) eingesetzt beziehungsweise aus der Durchgangsöffnung (300) entfernt werden kann.
Isolierbehälter (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (300) einen Verschlussmittelsitz bildet, in dem das Verschlussmittel (7) formschlüssig aufgenommen ist.
Isolierbehälter (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (7) zum Freigeben der Durchgangsöffnung (300) in das Innere des Gehäuses des Isolierbehälters (3) bewegbar ist.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (7) zumindest teilweise magnetisch oder magnetisierbar ausgebildet ist, so dass es mittels eines magnetischen Aktuators wahlweise in die Durchgangsöffnung (300) eingesetzt beziehungsweise aus der Durchgangsöffnung (300) entfernt werden kann.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (7) einen Grundkörper (70) aus einem abdichtenden Werkstoff aufweist, dessen Form mit der Kontur der Durchgangsöffnung (300) korrespondiert, so dass der Grundkörper (70) die Durchgangsöffnung (300) abdichten kann.
Isolierbehälter (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (70) aus Gummi oder aus einem gummiartigen Werkstoff besteht.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (70) ein Magnetabschnitt (72) angebracht ist.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (300) von innen nach außen verjüngt ausgebildet ist.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (300) zumindest abschnittsweise kegelstumpfartig oder pyramidenstumpfartig ausgebildet ist.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kühlgutaufnahmeraums eine Kühlzelle (4) angeordnet ist, die mit einem Kühlmedium, insbesondere mit flüssigem Kohlendioxid, befüllbar ist.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlzelle (4) eine Seitenwandöffnung (43) aufweist, die mit der Durchgangsöffnung (300) korrespondiert und mit dieser fluchtet.
Isolierbehälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kühlzelle (4) ein Anschlagelement (47) ausgebildet ist, an dem das Verschlussmittel (7) bei der Öffnungsbewegung zur Anlage gebracht werden kann.