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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zapfkopf zum Anschluss an ein Fass gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Getränkeschankanlagen bekannt. Hierzu werden Getränke, beispielsweise in Form von nichtalkoholischen oder aber alkoholischen Getränken in Gebinden, insbesondere in Fässern bereit gestellt. Die Getränke sind somit von einer Abfüllstation zu einer Schankstelle, beispielsweise in einem Wirtshaus, in Größenmengen von Fässern zwischen 10 bis 150 Litern beförderbar. Um nunmehr das Getränk aus dem Fass in ein Glas zu befördern, werden Schankanalagen eingesetzt. Hierzu wird ein Zapfkopf auf ein Fass aufgesetzt und anschließend durch Betätigung eines Verriegelungsmechanismusses ein Stößel in Richtung zu dem Fass geschoben. Hierdurch wird der Zapfkopf an das Fass angeschlossen.
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Damit nunmehr das Getränk aus dem Fass durch den Zapfkopf in die Schankanlage befördert wird, wird ein Spanngas welches auch als Treibgas bekannt ist, aus dem Spanngasbehälter in den Zapfkopf überführt, von dem Zapfkopf in das Fass geleitet und hierdurch ein derartiger Überdruck in dem Fass erzeugt, dass das Getränk aus einer Getränkeabführleitung des Zapfkopfes zu der Schankanlage befördert wird. Wird nunmehr der Schankhahn geöffnet, so strömt das Getränk aus dem Fass aus und das sich entleerende Volumen im Fass wird mit Spanngas aufgefüllt. Ein solcher Zapfkopf ist beispielsweise aus der
DE 412 817 A1 bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen aus dem Stand der Technik bekannten Zapfkopf deutlich kostengünstiger und zugleich ausreichend robust herzustellen.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Der erfindungsgemäße Zapfkopf zum Anschluss an ein Fass, insbesondere für eine Schankanlage, wobei der Zapfkopf einen Zapfkörper aufweist und in dem Zapfkopfkörper eine Spanngaszufuhrleitung und eine Getränkeabführleitung ausgebildet sind und in den Zapfkopfkörper ein beweglicher Stößel angeordnet ist, wobei an dem Zapfkopfkörper ein schwenkbarer Griff angeordnet ist und der Griff mit dem Stößel kinematisch gekoppelt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfkopfkörper werkstoffeinheitlich, insbesondere einstückig aus einem faserverstärktem Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Polyamid ausgebildet ist.
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Der erfindungsgemäße Zapfkopf zeichnet sich somit insbesondere dadurch aus, dass er nur wenige Bauteile benötigt, um seine Funktion zu erfüllen. Erfindungswesentlicher Vorteil ist, dass der Zapfkopfkörper selbst, ohne Festigkeitseinbußen und bei gleicher Lebensdauererwartung und mechanischen Eigenschaften aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärktem Polyamid ausgebildet ist. Hierdurch bietet sich der Vorteil, dass gegenüber dem Stand der Technik bekannten Zapfkopfkörpern, welche aus metallischen Werkstoffen ausgebildet sind eine hohe Formgebungsfreiheit bereitgestellt wird, bei gleichzeitig deutlich günstigeren Herstellungskosten, zum einen in der Bereitstellung des Rohmaterials, zum anderen in der Herstellung bzw. Fertigung des Zapfkopfkörpers. Der Zapfkopfkörper kann dabei im Rahmen der Erfindung auch aus mehreren werkstoffeinheitlichen Teilen kunststoffgeschweißt oder geklebt sein, so dass er nach Abschluss des Fügevorganges einstückig ist.
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Erfindungsgemäß werden dann an den Zapfkopfkörper der Griff angesetzt, der Stößel eingesetzt sowie die Zu- und Abführleitungen montiert, unter gleichzeitiger Eingliederung von verschiedenen Dichtmitteln.
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Insbesondere wird dabei ein Spanngas durch die Spanngasleitung geführt, welches einen Druck von 0,1 bar bis 10 bar, insbesondere von 0,5 bis 7,8 bar und besonders bevorzugt von 0,6 bis 3,7 bar aufweist. Mithin ist es mit dem erfindungsgemäßen Zapfkopf möglich, Spanngas für alle gängigen Getränketypen durchzuleiten.
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Der erfindungsmäße Zapfkopfkörper wird insbesondere als Kunststoffspitzgußbauteil hergestellt, wobei der Faseranteil des faserverstärkten Kunststoffes insbesondere zwischen 5 und 45% besonders bevorzugt zwischen 10 und 40% und ganz besonders bevorzugt von 15 bis 35% ganz besonders bevorzugt 25 bis 35%beträgt. Der Kunststoff, insbesondere das Polyamid ist als Lebensmittelechter Werkstoff zu wählen, insbesondere hydrolysebeständig. Hierdurch wird es ermöglicht, dass der Werkstoff durch die guten und mit hoher Resistenz versehenen Festigkeitseigenschaften den Sicherheitsanforderungen an druckführenden und druckleitenden Bauteilen genügt. Durch die gleichzeitige Lebensmittelechtheit, und die Hydrolysestabilisation ist zudem auch sichergestellt, dass der getränkeleitende Zapfkopf den Anforderungen der Zertifizierung für die Lebensmittelindustrie genügt.
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Weiterhin weist der faserverstärkte Kunststoff insbesondere Glasfasern auf. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich Karbonfasern, Aramidfasern, Basaltfasern und/oder Metallfasern als Faserverstärkung in den Kunststoff einzubinden.
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Weiterhin weist insbesondere der Faserverstärkte Kunststoff nachfolgende mechanische Eigenschaften auf, insbesondere eine Bruchdehnung zwischen 100 und 300 MPa, besonders bevorzugt eine Bruchdehnung von 150 bis 250 MPa. Weiterhin ist es von Vorteil wenn der faserverstärkte Kunststoff ein Zugmodul von 8000 bis 12000 MPa, insbesondere 9000 bis 11000 MPa aufweist. Insbesondere weist der faserverstärkte Kunststoff weiterhin eine Dichte zwischen 1000 und 1500 kg/m3, bevorzugt zwischen 1300 und 1400 kg/m3 auf. Ferner ist es von Vorteil, wenn der glaserverstärkte Kunststoff eine Verarbeitungsschwindung in Fließrichtung von 0,3 bis 1,3% auf 2mm und quer zur Fließrichtung von 0,9 bis 1,3%, insbesondere von 1,0 bis 1,2% auf 2mm aufweist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist der schwenkbare Griff an dem Zapfkopfkörper von einer Ausgangsposition in eine Verriegelungsposition überführbar, wobei der Griff in der Verriegelungsposition über eine in dem Griff befindliche Rastautomatik an dem Zapfkopfkörper selbst verriegelbar ist. Hier ist es möglich zunächst den Zapfkopf auf ein Fass aufzusetzen und durch Ausführen der Schwenkbewegung des Griffes den Zapfkopf an dem Fass anzuschließen. Insbesondere wird hierzu der Stößel in axialer Richtung zumindest abschnittsweise in das Fass hinein bewegt, wodurch zum einen die Spanngasleitung mit dem Fass und zum anderen das Fass mit der Getränkeabführleitung in fluidleitende Verbindung gebracht wird.
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Zwischen dem Griff und dem Zapfkopfkörper ist erfindungsgemäß mindestens eine Rückstellfeder eingegliedert, die bei Entriegelung der Rastautomatik den Griff in Richtung der Ausgangsposition überführt. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Griff keine ungewollte Fehlstellung einnimmt und es somit zu einem unkontrollierten Austreten von Spanngas, insbesondere von CO2 oder aber auch von dem Getränk kommen kann. Insbesondere bei einem von dem Fass abgekoppelten Zapfkopf, wird somit stets der Griff in Richtung der Ausgangsposition, ganz besonders bevorzugt in die Ausgangsposition überführt, so dass der Stößel die Spanngaszuführleitung in dem Zapfkopfkörper gasdicht gegenüber der Umgebung verschließt. Dies ist ein besonderes Sicherheitsmerkmal, da hierdurch sichergestellt wird, dass kein Spanngas aus dem Zapfkopf unkontrolliert und/oder ungewollt austreten kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Zapfkopfes sind an dem Griff zwei Entriegelungsklinken vorgesehen, wobei die Rastautomatik durch Betätigen mindestens einer Entriegelungsklinke entriegelbar ist. Die Entriegelungsklinken stehen insbesondere in einem derartigen Wirkzusammenhang, dass sowohl die eine, als auch die andere Entriegelungsklinke unabhängig voneinander betätigbar sind und jeweils durch ein Betätigen der einen oder aber der anderen Entriegelungsklinke die Rastautomatik entriegelt wird. Die Rastautomatik wird jedoch auch bei gleichzeitigem Betätigen beider Entriegelungsklinken, auch bei Betätigen der beiden Entriegelungsklinken mit unterschiedlicher Intensität, entriegelt. Es erleichtet die Handhabbarkeit, da der Zapfkopf somit sowohl für Rechts- als auch Linkshänder gleichsam bedienbar ist, als auch in komplizierten Einbausituationen durch einen anwendenden Monteur leicht erreichbar ist und die Rastautomatik entriegelbar ist. Als besonders bevorzugte Ausführungsvariante ist eine Entriegelungsklinke auf jeweils einer Seitenfläche des Griffs angeordnet, so dass mindestens eine Entriegelungsklinke durch einen Zeigefinger oder durch einen Daumen bei umgreifen des Griffes mit einer Hand durch einen anwendenden Monteur leicht erreichbar ist.
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Als weitere vorteilhafte Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist insbesondere auch der Stößel einteilig und werkstoffeinheitlich aus einem Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff, ganz besonders bevorzugt aus einem faserverstärkten Polyamid, wobei zwischen dem Stößel und dem Zapfkopfkörper mindestens ein Dichtmittel eingegliedert ist. Aus dem Stand der Technik bekannte Stößel sind ausschließlich aus metallischen Werkstoffen ausgebildet, wobei es zur Fertigung der Stößel Rohmaterial und/oder Halbzeuge bedarf, die voneinander verschiedene Querschnitte aufweisen. Diese werden dann aufwendig vorbearbeitet und miteinander gekoppelt, beispielsweise durch ein Löt- oder aber Schweißverfahren, oder auch verdichtet oder verschraubt sind.
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Durch den erfindungsgemäßen Stößel, der als separates Bauteil von dem Zapfkopfkörper, jedoch für sich werkstoffeinheitlich und einstückig aus einem Kunststoff insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff, ganz besonders bevorzugt aus einem faserverstärktem Polyamid ausgebildet ist, ist es möglich diesen im Spritzgusverfahren herzustellen. Durch Optimierung der Spritzgußform, kann ebenfalls auf eine Nachbearbeitung, beispielsweise durch ein spanabhebendes Verfahren, verzichtet werden. Das Spritzgußverfahren ermöglicht zugleich hohe Formgebungsfreiheitsgerade, weshalb der Stößel optimal an den Zapfkopfkörper anpassbar ist. Der Stößel selbst ist dann im Rahmen der Erfindung kinematisch mit dem schwenkbaren Griff gekoppelt, so dass der in den Zapfkopfkörper eingesetzte Stößel eine Bewegung in Axialrichtung ausführt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Zapfkopfkörper ein Anschlussstutzen zur Koppelung mit der Spanngaszuführleitung vorgesehen ist, wobei der Anschlussstutzen als separates Bauteil hergestellt ist, insbesondere aus einem Kunststoff, ganz besonders bevorzugt aus einem Polyamid und insbesondere aus einem faserverstärktem Kunststoff und besonders bevorzugt aus einem faserverstärktem Polyamid, wobei der Anschlussstutzen dann mit dem Zapfkopfkörper stoffschlüssig gekoppelt ist. Bevorzugt erfolgt die stoffschlüssige Koppelung durch einen Klebevorgang und/oder durch einen Kunststoffschweißvorgang. Dieses Merkmal ermöglicht es zunächst den Zapfkopfkörper in großer Stückzahl einheitlich herzustellen, wodurch die Kosten pro Stück deutlich gesenkt werden. Gleichzeitig ist es jedoch möglich, verschiedene am Markt befindliche Anschlussmöglichkeiten mit dem Zapfkopfkörper zu koppeln. Beispielsweise sind dies Halbzoll, Fünfachtelzoll oder Dreiachtelzoll Gewinde, wobei die Anschlussmöglichkeiten sowohl männlich als auch weiblich ausgebildet sein können, mithin ein Außengewinde oder aber ein Innengewinde aufweisen können. Hier ist es möglich den Anschlussstutzen als separates Bauteil aus dem bevorzugt gleichen Werkstoff auszubilden, aus dem der Zapfkopfkörper selbst ausgebildet ist. Der Anschlussstutzen wird dann mit dem Zapfkopfkörper gekoppelt, insbesondere gasdicht gekoppelt, wobei die Koppelung insbesondere stoffschlüssig erfolgt. Somit können die Anschlussstutzen separat von dem Zapfkopfkörper zunächst hergestellt werden und im Anschluss daran an die jeweiligen Kundenspezifikationen des Zapfkopfes durch Koppelung von Anschlussstutzen mit dem Zapfkopfkörper angepasst werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Einverständnis der Erfindung. Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Zapfkopf in einer perspektivischen Ansicht,
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2 den Zapfkopf in Explosionsdarstellung ohne Stößel,
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3a und b den erfindungsgemäßen Zapfkopf in einer Schnittansicht mit eingesetztem Stößel,
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4 den erfindungsgemäßen Zapfkopf mit verschiedenen Anschlussstutzen,
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5a bis d den erfindungsgemäßen Zapfkopf in einer Draufsicht sowie verschiedenen Verriegelungsmöglichkeiten der Entriegelungsklinken und
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6 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Zapfkopf mit einem Griff in Schnittansicht.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zapfkopf 1 in einer perspektivischen Ansicht. Der Zapfkopf 1 weist dabei einen Zapfkopfkörper 2 auf, wobei an dem Zapfkopfkörper 2 schwenkbar ein Griff 3 angeordnet ist. An dem Griff 3 sind Entriegelungsklinken 4 ausgebildet, die ein Entsperren einer nicht näher dargestellten Rastautomatik ermöglichen. Ferner ist in dem Zapfkopfkörper 2 ein Stößel 5 angeordnet, der in Axialrichtung A relativ zu dem Zapfkopfkörper 2 bewegbar ist. Weiterhin ist an dem Zapfkopfkörper 2 ein Anschlussstutzen 6 für eine nicht näher dargestellte Spanngasleitung angeordnet. Durch den Anschlussstutzen 6 ist es möglich ein Spanngas in den Zapfkopf 1 über eine Spanngaszuführleitung 7 einzuleiten. Das Spanngas strömt dann in ein Fass ein und drückt ein Getränk durch den Stößel 5 über eine Getränkeabführleitung 8 aus dem Fass in Richtung zu der Schankanlage aus.
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2 zeigt den Zapfkopfkörper 2 mit Griff 3 in Explosivdarstellung, wobei zu erkennen ist, dass zwischen dem Griff 3 und dem Zapfkopfkörper 2 zwei Federn 9 eingegliedert sind. Die Federn 9 sind zum einen mit einem Fortsatz in dem Zapfkopfkörper 2 nicht näher dargestellt arretiert und üben bei Herunterdrücken des Griffes 3 aus der in 1 dargestellten Ausgangsposition eine Federkraft derart aus, dass der Griff 3 wieder in Richtung der Ausgangsposition zurückbefördert wird. Ein versehentlich heruntergedrückter Griff 3 führt somit nicht zu einem Ausströmen des Spanngases.
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3a zeigt eine Querschnittsansicht durch den erfindungsgemäßen Zapfkopf 1. Hierbei ist gut zu erkennen, dass der Stößel 5 und der Zapfkopfkörper 2 zwei voneinander verschiedene Bauteile sind, die jedoch jeweils einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildet sind. Durch Ausführen einer Schwenkbewegung S des Griffes 3 ist es mithin möglich, dass der Stößel 5 in eingezeichneter Axialrichtung A auf die Bildebene bezogen nach unten bewegt wird und somit mit einem unteren Ende 11 in ein nicht näher dargestelltes Fass zumindest teilweise zum Eingriff kommt. Über die Spanngaszuführleitung 7 kann dann Spanngas in das Fass eintreten und das in dem Fass befindliche Getränk über die Getränkeabführleitung 8 des Stößels 5 zu der Zapfanlage abgeführt werden. Damit der Griff 3 in der in 3 dargestellten Ausgangsposition aber auch in einer in 3 nicht dargestellten Verriegelungsposition arretierbar ist, weisen die Entriegelungsklinken einen Sperrfortsatz 12 auf, wobei der Sperrfortsatz 12 in eine jeweilige Ausnehmung 13 an dem Zapfkopfkörper 2 zum Eingriff kommt und dort verriegelt. Durch Betätigung mindestens einer Entriegelungsklinke ist es möglich den Sperrfortsatz 12 aus der Ausnehmung herauszuziehen und durch die in 2 dargestellten Federn bewegt sich der Griff 3 immer in Schwenkrichtung wieder zu der in 3a dargestellten Ausgangsposition zurück. Mindestens jedoch wird immer eine untere Dichtung 14 des Stößels 5 derart in den Zapfkopfkörper 2 eingefahren, dass sie gasdicht mit einer unteren Zylinderfläche 15 des Zapfkopfkörpers 2 zur Anlage kommt, so dass kein Spanngas über die Spanngaszuführleitung 7 in das Fass oder die Umgebung entweichen kann.
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3b zeigt die gleiche Schnittansicht wie 3a, mit dem Unterschied, dass der Griff 3 in eine Absperrposition bzw. Verriegelungsposition gebracht ist. Der Stößel 5 ist dabei relativ gegenüber dem Zapfkopfköper 2 in Axialrichtung A nach unten ausgefahren. Die Entriegelungsklinke 4 ist in die untere Ausnehmung 13 eingerastet. Die untere Dichtung 14 ist dabei derart aus der unteren Zylinderfläche 15 des Zapfkopfkörpers 2 ausgefahren, dass das Spanngas entlang des Stößels in das nicht näher dargestellte Fass strömen kann.
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4 zeigt einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung. Es ist möglich einen jeweiligen Anschlussstutzen 6 in den Zapfkopfkörper 2 einzusetzen und mit diesem zu verschweißen oder zu verkleben. Hierdurch ist es möglich den Zapfkopfköper 2 als einheitliches Bauteil in größerer Stückzahl herzustellen, wodurch die Produktionskosten sinken und dann durch jeweilige Wahl des Anschlussstutzens 6 beispielsweise mit Außengewinde oder aber Innengewinde derart zu konfektionieren, dass er den Kundenwünschen entspricht. Hierzu weist ein jeweiliger Anschlussstutzen 6 einen Fortsatz 16, insbesondere zylinderförmig auf, der in eine Aufnahmeöffnung 17 des Zapfkopfkörpers 2 zumindest teilweise eingeführt wird und dann in diesem verklebt und/oder verschweißt wird. Insbesondere ist der Anschlussstutzen 6 aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet, aus dem auch der Zapfkopfkörper 2 ausgebildet ist.
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5a bis d erläutert weiterhin das Funktionsprinzip der Entriegelungsklinken. So ist in der 5a eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Zapfkopf 1 gezeigt, mit zwei jeweils ausgefahrenen Entriegelungsklinken 4. Gemäß Figur b und c ist es möglich jeweils nur eine Entriegelungsklinke 4 einzudrücken, und dennoch die Arretierposition zu entriegeln. Gemäß 5d ist ebenfalls möglich, beide Entriegelungsklinken 4 einzudrücken um ebenfalls den Griff 3 aus der Arretierposition zu entriegeln. Hierzu sind die beiden Entriegelungsklinken 4 kinematisch untereinander derart gekoppelt, dass der in 5 nicht näher dargestellte Rastmechanismus sowohl durch die auf die Bildebene bezogene linke aber auch rechte Entriegelungsklinke 4 jeweils entriegelbar ist.
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6 zeigt weiterhin den erfindungsgemäßen Zapfkopf 1 in einer Draufsicht von oben in einem Teilschnitt mit geschnittenem Griff 3. Gut zu erkennen ist, dass der Griff 3 ebenfalls werkstoffeinheitlich, insbesondere einstückig ausgebildet ist, wodurch auch wiederrum die Herstellungskosten sowie die Montagekosten gering ausfallen. Bevorzugt ist auch der Griff 3 aus faserverstärktem Polyamid ausgebildet. So ist es durch Einführschrägen 18 an dem Griff 3 möglich, diesen auf einstückig an dem Zapfkopfkörper 2 ausgebildeten Querbolzen 19 formschlüssig, jedoch drehbar, zu arretieren. Zwischen Griff 3 und Zapfkopfkörper 2 eingegliedert ist die in 2 dargestellte Feder 9, die den Griff 3 immer wieder in die Ausgangsposition überführt. Ferner weist der Griff 3 Stößelbolzen 20 auf, die in eine in 3 dargestellte Nut 21 des Stößels 5 eingreifen und somit die Axialbewegung A des Stößels 5 bei Ausführen der Schwenkbewegung S des Griffes 3 ermöglichen. Mithin bilden die Stößelbolzen 20 mit der Nut 21 einen formschlüssigen Eingriff.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zapfkopf
- 2
- Zapfkopfkörper
- 3
- Griff
- 4
- Entriegelungsklinken
- 5
- Stößel
- 6
- Anschlussstutzen
- 7
- Spanngaszuführleitung
- 8
- Getränkeabführleitung
- 9
- Feder
- 10
- Fortsatz
- 11
- unteres Ende zu 5
- 12
- Sperrfortsatz
- 13
- Ausnehmung
- 14
- untere Dichtung zu 5
- 15
- untere Zylinderfläche
- 16
- zylinderförmige Fortsatz
- 17
- Aufnahmeöffnung
- 18
- Einführschräge
- 19
- Querbolzen
- 20
- Stößelbolzen
- 21
- Nut zu 5
- A
- Axialrichtung
- S
- Schwenkbewegung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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