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Die Erfindung betrifft einen Zapfhahn zum Ausschank von Getränken. Er ist insbesondere zum Ausschank von Bieren geeignet.
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Gebräuchlich sind Durchlaufzapfhähne und Kompensatorzapfhähne. Bei Kompensatorzapfhähnen lassen sich die Strömungsverhältnisse und damit auch die Menge und das Auslaufverhalten des Getränkes beeinflussen. Der Kompensator hat einen wesentlichen Einfluss auf die Entspannung und Beruhigung des Flusses beim Zapfen von Bier.
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In der Druckschrift
EP 0608772 B1 wird ein Zapfhahn zum Ausschank von Getränken, insbesondere Bier, beschrieben, der aus einem in einem mit einem Zapfhahnauslauf versehenen Zapfhahngehäuse angeordneten, aus einem an einem Ende konisch ausgebildeten Körper bestehenden Kompensator und einer über eine Betätigungsvorrichtung, beispielsweise einen Hebel, betätigbaren Verschlußdichtung besteht.
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Ein derartiger Zapfhahn, der unter den Namen ”Kompensatorhahn” ”oder ”Korneliushahn” bekannt ist, besteht aus einem Gehäuse mit einem Auslauf und einem daran angeordneten Kipphebel, der zu einem Hahnenkolben führt, der eine Schaumdüse betätigt.
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Im hinteren Ende des Gehäuses befindet sich ein Kompensator für die Druckregulierung, der aus einem an einem Ende konisch ausgebildeten Körper besteht, der von einem Regulierhebel über einen Antrieb mehr oder weniger weit in das Gehäuse eingeschoben werden kann, wodurch der Durchfluss des Bieres je nach Stellung des Regulierhebels reguliert wird.
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Dieser vorbenannte Zapfhahn erweist sich als nachteilig, weil er bei der Reinigung der Bierleitung und evtl. der Entfernung eines Reinigungsschwämmchens abmontiert werden muss. Außerdem ist der Aufbau eines solchen Zapfhahns durch die Zweiteilung des Bierentnahmevorgangs, nämlich die Regulierung des Durchflusses über den Kompensator und die Öffnung der Dichtung zum Austritt des Biers, verhältnismäßig kompliziert. Er weist daher den Nachteil hohen Material- und Fertigungsaufwandes auf.
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Weiterhin folgt aus seiner Konstruktion ein weiterer Nachteil: Die Regulierung bzw. Einstellung dieses Kompensatorzapfhahns sowie der Zapfvorgang werden durch die Betätigung zweier getrennter Baugruppen bzw. Bedienelemente ausgeführt. Dadurch auftretende Bedienfehler bzw. ungewollte Verstellungen der Baugruppe Kompensator mit Kompensatorverstellung sind sehr nachteilig, weil sie zu einer Verschlechterung des Zapfergebnisses führen.
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Die Druckregelung durch einen Kompensator ist dringend erforderlich, weil z. B. beim Bierzapfen sowohl aus kulinarischen und geschmacklichen Gründen als auch aus Zeitgründen ein „Schwarzzapfen” wünschenswert ist: Das Bier soll unter möglichst geringer Schaumentwicklung schnell in das Trinkgefäß gefüllt werden. Erst nach Ende des Zapfvorganges soll sich durch Austritt des im Bier gelösten Kohlendioxids eine feinporige, aber stabile Schaumschicht von wenigen Zentimetern Höhe auf dem Flüssigkeitsspiegel des Biers im Glas bilden. Das sogenannte „Schwarzzapfen” führt zu einer nicht unwesentlichen Zeiteinsparung bei Schankvorgang.
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Es besteht daher die Aufgabe, einen Zapfhahn mit Kompensator zu entwickeln, dessen Herstellung vereinfacht und dessen Material- und Zeitbedarf bei der Fertigung verringert ist. Weiterhin soll die Benutzung des Zapfhahnes vereinfacht und ein schnelles „Schwarzzapfen” ermöglicht werden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Zapfhahn mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen. Weitere nachgeordnete Ansprüche kennzeichnen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Kompensatorfunktion und das Öffnen und Schließen des Zapfhahnes nur noch durch eine einzige Baugruppe realisiert wird.
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Der Zapfhahn weist keinen Stößel zur gesteuerten Freigabe oder Sperrung der Tülle mehr auf – die beiden Funktionen von Drucksteuerung und Durchflusssteuerung an der Tülle des Zapfhahnes werden allein vom Kompensator ausgeübt.
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Der bei Zapfhähnen des Standes der Technik vorhandene Kipphebel ist nunmehr so angeordnet, dass er den Körper des Kompensators auf der Längsachse des bis auf den Tüllenbereich rotationssymmetrischen Zapfhahngehäuses hin- und her bewegen kann.
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Eine axiale Bewegung von der Tülle fort führt den Kompensatorkörper im Falle gewünschter Sperrung des Flüssigkeitsstromes gegen einen formschlüssig dichtenden Konus im Anschlussstück des Zapfhahns. Zur Freigabe des Getränkestroms wird der Körper des Kompensators axial in Richtung der Tülle bewegt und ermöglicht so ein Vorbeiströmen des Getränkes an seiner Mantelfläche zur Tülle.
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Zur Bewegung des Kompensatorkörpers in axialer Richtung greift ein seinerseits von einem Schwenkhebel bewegbarer Exzenterkugelkopf in eine Ausnehmung in der Mantelfläche des Kompensatorkörpers ein. Der Schwenkhebel zur Kompensatorbewegung übernimmt dadurch die Funktion des Kipphebels zur vormaligen Stößelbewegung im Tüllenbereich der Zapfhähne des Standes der Technik.
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Der Schwenkhebel ist mit dem Wellenstumpf eines drehbar gelagerten Zylinders verbunden, dessen Stirnfläche außermittig den Exzenterkugelkopf trägt, der in die vorgenannte Ausnehmung in der Mantelfläche des Kompensatorkörpers eingreift. Die Drehachse des drehbar gelagerten Zylinders steht senkrecht auf der Langsachse des Kompensatorkörpers.
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Die Vereinigung der Funktionen Drucksteuerung am Kompensator und Durchflussteuerung an der Tülle in einem einzigen Bauelement, nämlich dem Kompensator, führt auf einfache Weise zu überraschenden Vorteilen:
Die Baugröße, insbesondere die Baulänge, des beanspruchten Zapfhahns ist eine wesentlich verringerte, woraus sich eine Materialeinsparung ergibt. Weiterhin führt diese Funktionsvereinigung zum Wegfall von Montagevorgängen bei der Fertigung. Zusätzlich wird der Vorteil einer vereinfachten Bedienung und damit eines verbesserten Gebrauchswertes des beanspruchten Zapfhahnes erreicht: Der Zapfhahn ermöglicht eine feine und unkomplizierte Feineinstellung des gewünschten Getränkestroms bei Bedienung nur eines Kipphebels ohne Nachjustierung des Kompensators.
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Zum vorbeschriebenen Wesen der Erfindung existieren Ausgestaltungen, die die vorgenannten Vorteile ergänzen.
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So kann die koaxiale Anordnung eines federbelasteten Druckstößels am tüllenseitigen Ende des Kompensatorkörpers die Dichtheit eines z. B. während der Betriebsruhe längerfristig geschlossenen Zapfhahnes besser garantieren. Durch die Federkraft des Druckstößels werden ein selbsttätiges Öffnen des Zapfhahnes durch den Bierdruck vermieden und ein Tropfen bzw. eine Undichtheit verhindert.
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Der Schwenkhebel, welcher durch die Bewegung des Kompensators den Getränkestrom freigibt oder sperrt, kann anstelle seiner Befestigung auf dem Wellenstumpf des Zylinders auf einem zur Kompensatorlängsachse gerichteten Winkelelement angeordnet sein, dass seinerseits mit dem benannten Wellenstumpf verbunden ist. Hierdurch kann die Baubreite des Zapfhahns um mindestens den Durchmesser des Schwenkhebels verringert und sowohl Vorteile des verringerten Raumbedarfs als auch ein verbesserter Gesamteindruck der Gestaltung des Zapfhahnes erreicht werden.
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Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden.
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Dabei zeigen die zugehörigen Zeichnungen in
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1: einen Zapfhahn mit einem Kompensator als Druck- und Durchflusssteuerelement als Teil einer Bierzapfanlage,
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2: zwei Varianten eines Schwenkhebels am Zapfhahn,
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3: einen Zapfhahn mit einem Kompensator als Druck- und Durchflusssteuerelement, der einen federbelasteten Druckstößel aufweist und
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4: Details eines Kompensators mit einem federbelasteten Druckstößel.
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Wie 1 zeigt, besteht der Zapfhahn mit einem Kompensator als Druck- und Durchflusssteuerelement aus einem zweiteiligen Zapfhahngehäuse 1, dessen Hahnkörper 2 mit einem Anschlussstück 3 verschraubt ist. Durch das Zapfhahngehäuse 1 verläuft eine Achse 4. Der Hahnkörper 2 besitzt eine Tülle 5, durch die das gezapfte Bier den Zapfhahn verlässt.
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Das Anschlussstück 3 weist in seinem Innern einen zur Achse 4 konzentrischen Konus 6 auf, dessen Bereich mit dem größten Durchmesser zum Hahnkörper 2 gerichtet ist. Weiterhin ist ein konischer Kompensator 7 innerhalb des Konus 6 axial beweglich angeordnet. Die Form des Konus 6 im Anschlussstück 3 entspricht der Form des konischen Kompensators 7 derart, dass Konus 6 und Kompensator 7 eine dichtende formschlüssige Verbindung bilden, wenn der Kompensator 7 eng in den Konus 6 eingeschoben ist.
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Der Kompensator 7 besitzt an seinem dem Hahnkörper 2 zugewandten Ende eine kegelige Spitze 8 und weist in dem dem Hahnkörper 2 zugewandten Bereich seiner Mantelfläche sechs über den Umfang verteilte Abflachungen 9 auf.
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Zur Betätigung des Zapfhahns besitzt dieser einen Schwenkhebel 10 mit einer Längsachse 11. Wie 2 in Teilfig. 2a zeigt, ist der Schwenkhebel 10 mit einem Zylinder 12 verbunden, der um eine Achse 13 schwenkbar ist, wobei die Achse 13 des Zylinders 12 senkrecht auf der Längsachse 11 des Schwenkhebels 10 steht. Zylinder 12 ist im Inneren eines zylindrischen Verschraubungsansatzes 14 des Hahnkörpers 2 angeordnet. Der Verschraubungsansatz 14 ist, wie 1 zeigt, orthogonal zur Achse 4 des Zapfhahngehäuses 1 in dem der Tülle 5 abgewandten Bereich des Hahnkörpers 2 angeordnet. Verschraubungsansatz 14 trägt an seinem der Achse 4 abgewandten Bereich eine Schraubkappe 15, durch deren Ausnehmung 16 ein Teil des Zylinders 12 durchgreift, welcher eine Gewindebohrung 17 aufweist. In dieser Gewindebohrung 17 ist der Schwenkhebel 10 eingeschraubt.
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Die dem der Achse 4 zugewandte Deckfläche des Zylinders 12 trägt einen exzentrisch zur Achse 13 des Zylinders 12 angeordneten Kugelkopf 18. Dieser steht in Wirkverbindung mit einer ihn aufnehmenden Ausnehmung 19 im Kompensator 7. Dichtungsringe 20 dichten den drehbaren Zylinder 12 gegen den Verschraubungsansatz 14 ab.
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Bei einer Schwenkung des Schwenkhebels 10 im Rahmen einer Zapfhahnbetätigung um 90° führt der exzentrisch zur Achse 13 angeordnete Kugelkopf 18 eine Bewegung aus, die einem Viertel einer Kreisbahn entspricht. Diese Bewegung enthält einen axial zur Achse 4 wirkenden Bewegungsanteil, der durch die Wirkverbindung des Kugelkopfes 18 mit der Ausnehmung 19 des Kompensators 7 eine axiale Bewegung dieses Kompensators 7 entlang der Achse 4 des zweiteiligen Zapfhahngehäuses 1 innerhalb des Konus 6 veranlasst. Je nach Schwenkrichtung des Schwenkhebels 10 wird daher der Kompensator 7 in einen abdichtenden Formschluss innerhalb seines Sitzes im Konus 6 gebracht und der Zapfhahn ist geschlossen oder aus diesem Sitz im Konus 6 herausbewegt, so dass der Zapfhahn sich öffnet und durch das Anschlussstück 3 am Kompensator 7 vorbei Bier in den Hahnkörper 2 und die Tülle 5 fließen kann.
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In der Teilfig. 2b der 2 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, den Schwenkhebel 10 am drehbaren Zylinder 12 zu befestigen: Schwenkhebel 10 ist in dieser Ausführungsvariante auf einem orthogonal in Richtung des Kugelkopfes 18 abgewinkelten Winkelelement 21 befestigt. Diese Anordnung wirkt raumsparend und ermöglicht eine engere Anordnung mehrerer Zapfhähne nebeneinander.
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3 zeigt als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung einen Zapfhahn mit einem Kompensator 7 als Druck- und Durchflusssteuerelement, der einen federbelasteten Druckstößel 22 aufweist. Der federbelastete Druckstößel 22 ist konzentrisch zur Achse 4 im Hahnkörper 2 des zweiteiligen Zapfhahngehäuses 1 angeordnet. Der Druckstößel 22 weist einen Stößelstiel 23 sowie an einem Ende eine konzentrisch an diesem befestigte Stößelplatte 24 mit Öffnungen 25 auf. Das von der Stößelplatte 24 abgewandte Ende des Stößelstiels 23 ist konzentrisch zur Achse 4 in der kegeligen Spitze 8 des Kompensators 7 eingeschraubt.
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Der Druckstößel 22 ist mit seiner Stößelplatte 24 gegen den dem Kompensator 7 abgewandten geschlossenen Bereich des Hahnkörpers 2 mit einer Druckfeder 26 vorgespannt abgestützt. Die Druckfeder 26 ist konzentrisch zur Achse 4 angeordnet und wird von einer im bereits genannten geschlossenen Bereich des Hahnkörpers 2 angeordneten zylindrischen Kammer 27 gehalten.
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Durch die Anordnung des Druckstößels 22 wird im geschlossenen Zustand des Zapfhahns der dichtend formschlüssig in den Konus 6 des Anschlussstückes 3 gedrückte Kompensator 7 durch die Druckkraft der Druckfeder 26 weiter gesichert.
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Durch eine nicht weiter erläuterte, mit Mitteln des Standes der Technik ausgeführte Gestaltung der Anordnung des Schwenkhebels 10 kann die Einnahme der jeweiligen Endstellung des Schwenkhebels 10 in den Zuständen „Offen” bzw. „Geschlossen” des Zapfhahn durch einen Druckpunktmechanismus noch weiter gesichert werden.
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Wie Schnitt B-B der 3 zeigt, weist der Bereich des Hahnkörpers 2, in den die Druckfeder 26 eingebracht ist, eine Ablaufrinne 28 auf. Diese ist im benannten Bereich des Hahnkörpers 2 so angeordnet, dass durch die Ablaufrinne 28 bei der Reinigung des Zapfhahns durch Druckwasser – zugeführt durch die Tülle 5 des Hahnkörpers 2 – durch die Öffnungen 25 in der Stößelplatte 24 in die Kammer 28 eingepresstes Wasser die Kammer 28 wieder verlassen kann und so eine einfache Reinigung dieser Kammer 28 von Bierresten möglich ist.
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4 zeigt Details eines Kompensators 7 mit dem Druckstößel 22, dessen Stößelplatte 24 vier Öffnungen 25 aufweist. Schnitt A-A zeigt deutlich die Ausnehmung 16 des Kompensators 7, in die der Kugelkopf 18 des drehbaren Zylinders 12 eingreift und den Kompensator 7 axial verschieben kann.
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Der Kompensator 7 weist an seinem der Tülle 5 abgewandten Ende eine Ringnut 29 zur Aufnahme eines Nullringes auf. Die Anordnung eines solchen Nullringes verbessert in Kombination mit der bereits genannten Druckfeder 26 wesentlich die Funktionssicherheit des Zapfhahnes. Das Schließen des Zapfhahnes wird durch die Federkraft der Druckfeder 26 unterstützt, während der Nullring in der Ringnut 29 für eine sichere Abdichtung des geschlossenen Zapfhahnes. Ein ungewolltes Nachtropfen aus dem Zapfhahn und ein damit verbundener Bierverlust werden ausgeschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweiteiliges Zapfhahngehäuse
- 2
- Hahnkörper
- 3
- Anschlussstück
- 4
- Achse
- 5
- Tülle
- 6
- Konus
- 7
- Kompensator
- 8
- Spitze
- 9
- Abflachung
- 10
- Schwenkhebel
- 11
- Längsachse
- 12
- Zylinder
- 13
- Achse
- 14
- Verschraubungsansatz
- 15
- Schraubkappe
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Gewindebohrung
- 18
- Kugelkopf
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Dichtring
- 21
- Winkelelement
- 22
- Druckstößel
- 23
- Stößelstiel
- 24
- Stößelplatte
- 25
- Öffnung
- 26
- Druckfeder
- 27
- Kammer
- 28
- Ablaufrinne
- 29
- Ringnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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