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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines fluiden Mediums, insbesondere einer gekochten, als ein Nahrungsmittel oder zu dessen Zubereitung dienenden Flüssigkeit. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kühlen von fluidem Medium, insbesondere einer gekochten, als ein Nahrungsmittel oder zu dessen Zubereitung dienenden Flüssigkeit, auf eine in einem Solltemperaturbereich liegende Endtemperatur mit einer solchen Kühlvorrichtung.
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Insbesondere bei der Zubereitung von Babynahrung, beispielsweise dem Auflösen von Milchpulver, ist es oft notwendig, eine heiße, insbesondere gekochte, Flüssigkeit, hier Wasser, von einer Starttemperatur, beispielsweise 100° C, schnell auf eine niedrigere Endtemperatur, beispielsweise 40° C, abzukühlen. Zu diesem Zweck wurden im Stand der Technik Kühlvorrichtungen vorgeschlagen, in die beispielsweise gekochtes, heißes Wasser eingefüllt werden kann, um dieses durch einen Kühlprozess auf die gewünschte Endtemperatur in einem Solltemperaturbereich abzukühlen.
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EP 2 002 187 B1 betrifft neben einer Heißwasserkühlvorrichtung auch ein Verfahren zum Kühlen von heißem Wasser auf eine Trinktemperatur. Dort wird vorgeschlagen, einen möglichst definierten Kühlvorgang zu erreichen, indem ein von der eigentlichen Kühlvorrichtung getrenntes Einfüllgefäß mit einem definierten Füllvolumen verwendet wird. Auf das Einfüllgefäß wird das Kühlaggregat aufgeschraubt, welches letztlich von einer durch ein Kühlmittel geführten Kühlleitung gebildet wird, woraufhin die so gebildete Gesamtkühlvorrichtung umgekippt wird und der Kühlvorgang eingeleitet wird. Die in dem Einfüllgefäß befindliche heiße Flüssigkeit läuft sodann in den Einlauf des Kühlaggregates ein, durchläuft die Kühlleitung, wobei der heißen Flüssigkeit eine definierte Wärmemenge entzogen wird, und dann aus dem Auslauf des Kühlaggregates aus. Hierbei wird auch ausgenutzt, dass durch die Möglichkeit des Ausbildens einer gegenständlichen Einheit zwischen dem Einfüllgefäß und dem Kühlaggregat bei dem Vorgang des Umkippens die in dem Einfüllgefäß vorhandene Luft durch die heiße Flüssigkeit zum Boden des Einfüllgefäßes hin aufsteigt, sich dabei erwärmt und expandiert, um einen Druck zu erzeugen, der den Durchfluss der zu kühlenden Flüssigkeit durch die Kühlleitung unterstützt. Der Druckausgleich wird durch eine Belüftungsöffnung gewährleistet.
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Eine derartige bekannte Kühlvorrichtung weist eine Vielzahl von Nachteilen auf. Zum einen sind die Reinigungsmöglichkeiten der Kühlleitung der bekannten Kühlvorrichtung aufgrund des geringen Durchmessers, der zum hinreichenden Abkühlen des Wassers erforderlich ist, eingeschränkt. Ein Benutzer kann nicht das Innere der Kühlleitung sehen, wobei dazu kommt, dass mögliche Verstopfungen, beispielsweise aufgrund von Kalkplättchen eines Wasserkochers, nicht oder nur schwer zu beheben sind. Auch andere Partikel können zu einem Blockieren des Ausflusses oder innerhalb der Kühlleitung führen. Bei bekannten, auf dem Markt erhältlichen Kühlvorrichtungen mit Kühlleitung kann die Einlassöffnung beispielsweise einen Durchmesser von 3,5 mm, die Auslassöffnung einen Durchmesser von etwa 2 mm besitzen, was Reinigungsmöglichkeiten stark einschränkt.
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Um eine hinreichende Kühlwirkung zu erzielen, ist es bei einer eine Kühlleitung mit Durchflusskühlung nutzenden Kühlvorrichtung ferner möglich und notwendig, Aluminium als Material zu verwenden. Aluminium weist den Nachteil auf, dass es nicht für die Spülmaschinenreinigung geeignet ist, während Kühlleitungen aus anderen Materialien, beispielsweise Edelstahl nicht ausreichen, um innerhalb des gleichen Bauraums einen hinreichenden Wärmetausch zu ermöglichen. Zudem ist Aluminium kein ideales Material für den Lebensmittelbereich.
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Ein weiteres Problem bei Kühlvorrichtungen, die ein getrenntes Einfüllgefäß verwenden, ist, dass das Einfüllgefäß beim Einfüllen der heißen Flüssigkeit sehr heiß wird, insbesondere, nachdem dieses faktisch komplett gefüllt werden muss, um einen sogenannten „Dampfstoß“ zu vermeiden. Es kann mithin zu Verletzungen kommen, wenn beim Aufschrauben des Kühlaggregats das Einfüllgemäß festgehalten werden muss oder heiße Flüssigkeit daraus verschüttet wird. Auch kann es bei einer Schraubverbindung zu einem Verklemmen und einer nicht vollständigen Abdichtung kommen. Die Verwendung zusätzlicher Bauteile, beispielsweise einer Schutzhülle, oder dickerer Wandstärken, würde zu relativ großen Mehrkosten bei der Herstellung führen.
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Die Kühlleitung, die im bekannten Stand der Technik üblicherweise als Spirale realisiert wird, ist, insbesondere im Fall von Aluminium, äußerst komplex, da mehrere Fertigungsschritte erforderlich sind, die hohe Kosten bei der Herstellung der Kühlleitung verursachen. Auch eine optische Kontrolle des Inneren der Kühlleitung ist bei der Fertigung nicht wirtschaftlich zu realisieren. Ähnliche Probleme treten bei der Eloxierung der Kühlleitungsinnenseite auf.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bezüglich der Herstellung, der einfachen Handhabbarkeit und der Reinigung verbesserte Kühlvorrichtung und ein zugeordnetes Kühlverfahren, das diese Kühlvorrichtung nutzt, anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß auf:
- – ein Kühlmittelgefäß für ein Kühlmittel zur Kühlung des Mediums, das durch eine äußere Kühlfläche begrenzt ist,
- – ein das Kühlmittelgefäß konzentrisch umgebendes, durch eine innere Begrenzungsfläche gemeinsam mit der Kühlfläche des Kühlmittelgefäßes einen Einfüllraum für die Flüssigkeit definierendes Einfüllgefäß, welches zu einer Seite eine Einfüllöffnung für das Medium aufweist, und
- – ein die Einfüllöffnung schließendes, eine Auslassöffnung für gekühltes Medium aufweisendes Abschlusselement, so dass nach Einfüllen des Mediums durch die Einfüllöffnung in den Einfüllraum, Verschließen der Einfüllöffnung durch das Abschlusselement und Drehen der Kühlvorrichtung um 180° das gekühlte Medium durch die Auslassöffnung aus dem Einfüllraum austritt.
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Die Erfindung stellt eine einfach herstellbare, kompakte und gut handhabbare Kühlvorrichtung zur Verfügung, die dennoch die gewünschte Kühlwirkung bieten kann, wenn beispielsweise gekochtes Wasser zur Zubereitung von Kindernahrung auf eine in einem Solltemperaturbereich liegende Endtemperatur, beispielsweise Trinktemperatur, abgekühlt werden soll. Hierzu wird ein Kühlaggregat verwendet, welches durch ein Einfüllgefäß und ein innerhalb des Einfüllgefäßes befindliches, einen Einfüllraum definierendes Kühlmittelgefäß gebildet wird, so dass die heiße, zu kühlende Flüssigkeit unmittelbar mit der Kühlfläche des Kühlgefäßes in Kontakt gebracht wird und eine Kühlwirkung eintritt, die bereits die Verletzungsgefahr minimiert. Nachdem der Kühlprozess bereits beim Einfüllen an einer relativ großen Fläche, nämlich der Kühlfläche des Kühlmittelgefäßes beginnt, kann das Kühlmittelgefäß aus insbesondere spülmaschinengeeigneten und/oder im Bereich von Lebensmitteln weniger kritischen Materialien hergestellt werden.
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Um die Kühlvorrichtung zu verwenden, sieht das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen von fluidem Medium auf eine in einem Solltemperaturbereich liegende Endtemperatur mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung folgende Schritte vor:
- – Einfüllen einer von dem Solltemperaturbereich abhängig gewählten Menge von Kühlmittel, insbesondere Wasser, in das Kühlmittelgefäß,
- – Abkühlen des Kühlmittels auf eine definierte Kühlmitteltemperatur, insbesondere Kühlschranktemperatur,
- – Einfüllen einer definierten Menge des zu kühlenden, auf einer Starttemperatur befindlichen Mediums in das Einfüllgefäß, wodurch das Medium unmittelbar mit der Kühlfläche in Berührung kommt und der Kühlprozess beginnt,
- – Unmittelbar nach dem Einfüllen Verschließen des Einfüllgefäßes mit dem Abschlusselement und Wenden der Kühlvorrichtung derart, dass die Auslassöffnung unten angeordnet ist,
- – Auffangen des aus der Auslassöffnung austretenden gekühlten Mediums der Endtemperatur.
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Selbstverständlich lassen sich sämtliche Ausführungen zum Verfahren auf die Kühlvorrichtung übertragen und umgekehrt.
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Insbesondere bietet die Kühlvorrichtung also auch die Möglichkeit einer Einstellung, indem die Menge an Kühlmittel im Kühlmittelgefäß entsprechend gewählt wird, wobei als Kühlmittel bevorzugt Wasser eingesetzt wird. Es kann mithin, um die Kühlvorrichtung vorzubereiten, ein bestimmtes Volumen Kühlmittel, insbesondere Wasser, in das später als Wärmetauscher wirkende Kühlgefäß eingefüllt werden, je nach der gewünschten Kühlwirkung. Ist das eingefüllte Kühlmittel, insbesondere Wasser, noch zu warm, ist nun eine kühlende Lagerung durchzuführen, beispielsweise im Kühlschrank, um die gewünschte definierte Kühlmitteltemperatur, insbesondere die Kühlschranktemperatur, zu erreichen.
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Nachdem die Kühlvorrichtung eventuell wieder aus dem Kühlschrank entnommen wurde und das Abschlusselement, welches zur Lagerung zweckmäßigerweise die Einlassöffnung verschließend an der Kühlvorrichtung angeordnet ist, entfernt wurde, kann die auf der Starttemperatur befindliche, zu kühlende Flüssigkeit, beispielsweise kochendes Wasser, in einer definierten Menge in den Einfüllraum eingefüllt werden. Zu diesem Zeitpunkt steht die Kühlvorrichtung bevorzugt auf einer der Einlassöffnung abgewandten Fläche auf, so dass davon gesprochen werden kann, dass sich der Boden der Kühlvorrichtung der Einfüllöffnung gegenüberliegend befindet. Nach dem Einfüllen des Mediums, insbesondere des kochenden Wassers, wird unmittelbar das Abschlusselement, welches bevorzugt als Abschlussdeckel und/oder aufschraubbar ausgestaltet ist, angebracht, so dass der Einfüllraum bis auf die Auslassöffnung wasserdicht geschlossen ist. Wird nun die Kühlvorrichtung gewendet und beispielsweise auf ein zu befüllendes Auffanggefäß, beispielsweise ein Babyfläschchen, aufgesetzt, fließt das zu kühlende Medium, insbesondere das zu kühlende Wasser, durch die Auslassöffnung im Abschlusselement bei der gewünschten im Solltemperaturbereich liegenden Zieltemperatur aus.
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Nachdem im Beispiel des kochenden Wassers dieses unmittelbar in Kontakt mit der Kühlfläche des Kühlgefäßes kommt, tritt auch ein unmittelbares Abkühlen ein, so dass schlagartig eine deutlich niedrigere Temperatur als die Starttemperatur vorliegt und mithin die Verletzungsgefahr reduziert wird. Zudem sind die Anforderungen an die Kühlfläche gegenüber einer durch das Kühlmittel geführten Kühlleitung deutlich reduziert, so dass Materialeinsparungen vorgenommen werden können, die Materialwahl angepasst werden kann und/oder der benötigte Bauraum optimiert werden kann. Letztlich ist der Abstand zwischen der Begrenzungsfläche und der Kühlfläche, also die Ausdehnung des Einfüllraums, bei der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eher klein zu wählen, so dass beim Einfüllen eine dünne Schicht des zu kühlenden Mediums um die Kühlfläche gelegt wird, was die Kühlwirkung verbessert und den Einsatz von Materialien mit relativ schlechten Wärmetauschereigenschaften ermöglicht, die jedoch hinsichtlich der Verwendung mit Lebensmitteln und/oder der Spülmaschinetauglichkeit geeigneter gewählt werden können. Zweckmäßig ist es, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, wenn durch die Formgebung der einzelnen Komponenten das Ausfließen geeignet verzögert wird, um die Zieltemperatur im Solltemperaturbereich zu erreichen; das nahezu komplette Befüllen mit zu kühlendem Medium vermeidet zudem eine Art „Dampfstoß“ des gekochten Wassers beim Wenden der Kühlvorrichtung.
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Um den notwendigen Druckausgleich zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass das Abschlusselement und/oder das Einfüllgefäß wenigstens eine Lufteintrittsöffnung zum Nachströmen von Luft bei Austritt von zu kühlendem Medium aus der Auslassöffnung aufweisen und/oder bei Verschließen der Einfüllöffnung durch das Abschlusselement bilden. Eine derartige Lufteintrittsöffnung kann beispielsweise durch wenigstens eine Kerbe realisiert werden, so dass bei Aufsetzen des Abschlusselements auf das Einfüllgefäß Luft in den Einfüllraum nachströmen kann, wenn Medium durch die Auslassöffnung aus diesem austritt. Wie bereits erwähnt wurde, kann zweckmäßiger Weise ein Aufschrauben des Abschlusselements realisiert werden, so dass beispielsweise entsprechende Kerben im Gewinde vorgesehen werden können. Selbstverständlich ist es jedoch auch denkbar, die Lufteintrittsöffnung durch ein Bohrloch und/oder einen Schlitz zu realisieren.
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Je nach Geometrie kann es dabei sinnvoll sein, die Auslassöffnung und die Lufteintrittsöffnung in Höhenunterschied und Größe aufeinander abzustimmen, um ein optimales Abfließen des Mediums aus dem Einfüllraum zu gewährleisten. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Lufteintrittsöffnung sowohl am Abschlusselement als auch am Einfüllgefäß vorgesehen sein. Es sind auch Abwandlungen der vorliegenden Erfindung denkbar, bei dem sich die (beispielsweise über ein Ventil und/oder ein Schließelement verschließbare) Auslassöffnung am Einfüllgefäß befindet und zum Auslassen des Wassers freigegeben wird. Es sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass die Abstimmung in Höhenunterschied und Größe, was die Lufteintrittsöffnung und die Auslassöffnung angeht, auch die Geschwindigkeit des Ausflusses des Mediums beeinflussen kann, um so den Kühlvorgang genau definieren zu können. Zudem kann die Lufteintrittsöffnung selbstverständlich mit einem Ventil versehen sein, um bei entsprechender Größe und Position einen ungewollten Austritt von zu kühlendem Medium zu vermeiden.
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Wie bereits erwähnt, ermöglicht das spezielle Kühlkonzept der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung den Einsatz von leicht zu verarbeitenden, spülmaschinengeeigneten und/oder möglichst lebensmittelgerechten Materialien. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht in diesem Kontext vor, dass das Kühlmittelgefäß aus Edelstahl besteht. Edelstahl ist für den Einsatz mit Lebensmitteln sowie für Spülmaschinen geeignet und ermöglicht auch eine einfache Herstellung des Kühlmittelgefäßes, welches beispielsweise durch Tiefziehen mit sehr dünnen Wandstärken hergestellt werden kann.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist gegeben, wenn sich das Kühlmittelgefäß zur Einfüllöffnung hin konisch verjüngt. Beispielsweise kann das einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Gefäß einen sich zur Einfüllöffnung hin verringernden Radius aufweisen, wobei es insbesondere zur Einfüllöffnung hin wenigstens teilweise flach gestaltet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise dann, wenn als zu kühlendes Medium kochendes Wasser eingefüllt wird, das Auftreten von Spritzern verringert und sogar ganz verhindert werden. Durch eine derartige Formgebung wird zudem gezielt die Dauer des Kontakts des zu kühlenden Mediums mit der Kühlfläche verlängert.
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Diese Effekte werden auch durch die relativ großen Radien des Kühlgefäßes begünstigt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Radius der Kühlfläche mehr als 75 % des Radius der Begrenzungsfläche, insbesondere mehr als 80 % des Radius der Begrenzungsfläche, beträgt. Auf diese Weise entsteht durch das Kühlmittelgefäß, insbesondere gemeinsam mit der sich im Einfüllbereich verjüngenden Form, durch das Kühlgefäß ein in dem Einfüllgefäß befindlicher Kühlkörper, bei dem sich das zu kühlende Medium in relativ dünner Schicht im Einfüllraum um die Kühlfläche legt. Beim Einfüllen wird Spritzen und dergleichen weitgehend oder gar vollständig vermieden.
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Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Erfindung besonders vorteilhaft möglichst einfach demontierbar und somit verbessert reinigbar zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere lassen sich also das Kühlmittelgefäß, das Einfüllgefäß und das Abschlusselement sowie gegebenenfalls weitere vorgesehene Komponenten voneinander trennbar realisieren, wobei entsprechende Verbindungsmittel bereitgestellt werden können, insbesondere Gewinde zum Aufschrauben, Schnappmittel und dergleichen. Bei einer solchen zerlegbaren Ausführungsform wird eine komplette Reinigung der Kühlvorrichtung ermöglicht, wobei mit besonderem Vorteil alle Materialien spülmaschinengeeignet gewählt werden. Es sei allgemein angemerkt, dass zweckmäßigerweise das Abschlusselement und das Einfüllgefäß aus einem Kunststoff hergestellt sein können.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann die Kühlvorrichtung ferner einen Kühlmittelgefäßdeckel zum Verschließen einer Kühlmittelöffnung des Kühlmittelgefäßes aufweisen. Über die verschließbare Kühlmittelöffnung wird es auf besonders einfache Art und Weise ermöglicht, die bereits erwähnte, von dem Solltemperaturbereich abhängig gewählte Menge an Kühlmittel in das Kühlmittelgefäß einzubringen. Der Kühlmittelgefäßdeckel kann über entsprechende Gewinde aufschraubbar oder einschraubbar sein. Zweckmäßigerweise kann ein insbesondere angespritztes oder nicht an anderen Komponenten der Kühlvorrichtung befestigtes Dichtelement zur Vermeidung des Austritts von Kühlmittel aus der Kühlmittelöffnung bei die Kühlmittelöffnung verschließendem Kühlmittelgefäßdeckel vorgesehen sein. Ein solches Dichtelement kann beispielsweise als Dichtring vorgesehen werden, denkbar ist es jedoch auch, angespritzte Dichtungen und/oder Schnappdichtungen zu verwenden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung in diesem Kontext kann vorgesehen sein, dass der Kühlmittelgefäßdeckel das Kühlmittelgefäß und das Einfüllgefäß der Einfüllöffnung gegenüberliegend abschließt und das Dichtelement den Einfüllraum und das Innere des Kühlmittelgefäßes gegeneinander und nach außen abdichtet. Auf diese Weise lassen sich letztlich drei Komponenten der Kühlvorrichtung mit einem einzigen Dichtelement abdichten, nämlich das Einfüllgefäß, das Kühlmittelgefäß und der Kühlmittelgefäßdeckel. Besonders bevorzugt ist es in diesem Kontext, wenn der Kühlmittelgefäßdeckel als ein Bodendeckel realisiert ist. Das Dichtelement wird durch das Schließen des Kühlmittelgefäßdeckels, beispielsweise durch Aufschrauben, angepresst, so dass die Dichtwirkung zwischen dem Einfüllraum und dem Inneren des Kühlmittelgefäßes sowie jeweils nach außen hin eintritt. Eine denkbare Ausgestaltung sieht vor, dass sich der Querschnitt des Kühlmittelgefäßes zum Boden hin erweitert, so dass die äußere Berandung des Kühlmittelgefäßes die Begrenzungsfläche des Einfüllgefäßes im Wesentlichen berührt. Wird das Dichtelement nun, beispielsweise in Form eines Dichtrings, über diesen Annäherungsbereich gelegt, kann eine hervorragende Dichtwirkung nach außen und untereinander erzielt werden.
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Wie bereits dargelegt wurde, wird die Kühlvorrichtung vorteilhafterweise zerlegbar, also mit trennbaren Komponenten realisiert werden. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Kühlmittelgefäß, das Einfüllgefäß, das Abschlusselement, der Kühlmittelgefäßdeckel und gegebenenfalls das Dichtelement voneinander trennbare Komponenten der Kühlvorrichtung sind. Damit wird eine vollständige Reinigung ermöglicht, insbesondere dann, wenn alle diese Komponenten spülmaschinentauglich sind. Das Kühlmittelgefäß, das Einfüllgefäß, das Abschlusselement, welches insbesondere als Abschlussdeckel aus Kunststoff realisiert ist, und der Kühlmittelgefäßdeckel können somit getrennt gereinigt werden, wobei alle Außenflächen gut zugänglich sind, im Gegensatz zu einer dünnen Kühlleitung. Ist das Dichtelement, falls vorhanden, nicht angespritzt oder anderweitig fest mit einer anderen Komponente verbunden, ist selbstverständlich auch dieses, beispielsweise in der Form eines Dichtrings, getrennt reinigbar.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können das Einfüllgefäß und/oder das Kühlmittelgefäß an der Kühlfläche wenigstens eine Mengenmarkierung zur Befüllung des Einfüllraums aufweisen. Dabei kann es im Übrigen zweckmäßig sein, wenn das Einfüllgefäß wenigstens teilweise transparent ausgebildet ist, insbesondere dann, wenn Mengenmarkierungen am Kühlmittelgefäß vorgesehen sind. Es ist also auf einfache Art und Weise eine Füllstandsanzeige durch Markierungen am Kühlmittelgefäß und/oder am Einfüllgefäß denkbar.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können das Kühlmittelgefäß und/oder das Einfüllgefäß und/oder das Abschlusselement eine in den Einfüllraum einragende Mediumleitstruktur zur Führung des Mediums entlang der Kühlfläche aufweisen. Durch eine entsprechende Formgebung an den Komponenten wird mithin das ausfließende Medium geleitet, so dass eine definierte Kontaktzeit/Kontaktfläche an der Kühlfläche realisiert wird. Insbesondere durchragt eine derartige Mediumleitstruktur den Einfüllraum vollständig, so dass komplette Führungsabschnitte für das zu kühlende Medium gegeben sind.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Mediumleitstruktur wenigstens eine Rippe und/oder wenigstens ein insbesondere zu der Auslassöffnung hinführendes Labyrinth und/oder einen insbesondere zu der Auslassöffnung hinführenden Spiralabschnitt aufweist. In diesem Fall ist die Mediumleitstruktur zumindest teilweise bevorzugt seitens des Abschlusselements vorgesehen, wobei ein zu der Auslassöffnung hinführender Spiralabschnitt besonders bevorzugt wird. Ist die Mediumleitstruktur vollständig seitens des Abschlusselements vorgesehen, wirkt sie beim Einfüllen des Mediums weniger störend.
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Vorzugsweise kann bei einem aus dem Einfüllgefäß entnehmbaren Kühlmittelgefäß das Einfüllgefäß wenigstens einen nach innen weisenden Abstandshalter zur Führung des Kühlmittelgefäßes beim Einsetzen aufweisen. Diese Abstandshalter ragen dann, bevorzugt als Steg, von der Begrenzungsfläche auf und definieren eine Position für das Kühlmittelgefäß, welches einfach in das Einfüllgefäß eingesteckt werden kann. Dies vereinfacht bei einer zerlegbaren Variante der Kühlvorrichtung den Wiederzusammenbau deutlich.
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Aus Gründen der einfachen Herstellung ist es erfindungsgemäß bevorzugt, einen möglichst gleichmäßigen Verlauf der Begrenzungsfläche und der Kühlfläche herzustellen, insbesondere einen linearen und/oder nur in eine Richtung gekrümmten Verlauf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Kühlfläche und der Begrenzungsfläche in einem Vertikalabschnitt im Wesentlichen konstant ist, beispielsweise über wenigstens 70 %, insbesondere wenigstens 80 % der Höhe des Einfüllraumes, oder aber sich von einer Einfüllöffnung entfernend zunimmt, so dass im Bodenbereich mehr zu kühlenden Medium aufgenommen wird, mithin für größere Anteile des zu kühlenden Mediums eine längere Kühlwirkung gesichert wird. Beispielsweise kann der Abstand zwischen Kühlfläche und Begrenzungsfläche in horizontaler Richtung über einen Vertikalabschnitt der Kühlvorrichtung insbesondere langsam derart anwachsen, dass das Verhältnis der Radien von Kühlfläche von Begrenzungsfläche von einem Startwert, insbesondere im Bereich von 0,80 bis 0,90, auf einen Endwert, insbesondere im Bereich von 0,65 bis 0,75, absenkt.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Einfüllraum in einem der Einfüllöffnung abgewandten Endbereich einen Reservoirabschnitt aufweist, in dem die Begrenzungsfläche und die Kühlfläche einen größeren Abstand aufweisen als in einem der Einfüllöffnung zugewandten Ein- und Ausflussabschnitt. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn der Reservoirabschnitt durch eine Einbuchtung des Kühlmittelgefäßes und/oder des Einfüllgefäßes definiert wird. In diesem Fall wird also bodennah gezielt ein Reservoir für das zu kühlendes Medium geschaffen, in dem sich beim Einfüllen dann der Großteil des zu kühlenden Mediums befindet. Wird die Kühlvorrichtung nun, um den Ausflussvorgang zu beginnen, gekippt, durchfließt das zu kühlende Medium den äußerst schmalen oberen Bereich des Einfüllraums, in dem sich die Begrenzungsfläche und die Kühlfläche deutlich näher sind, was die Kühlwirkung unterstützt.
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Zweckmäßigerweise kann die Kühlvorrichtung ferner eine Schutzkappe für die Auslassöffnung des Abschlusselements aufweisen. Auf diese Weise ist ein Schutz gegen Schmutz und ein Austropfen von Restmedium gegeben. Beispielsweise kann eine derartige Schutzkappe aus einem weichen Kunststoff bestehen und in eine die Auslassöffnung umrahmende Profilstruktur eingedrückt oder auf diese aufgeschoben werden.
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Allgemein ist es zudem zweckmäßig, eine Profilierung des Abschlusselements, insbesondere Abschlussdeckels, im Bereich der Auslassöffnung für das gekühlte Medium derart vorzusehen, dass dann, wenn die Kühlvorrichtung auf ein Auffanggefäß aufgestellt wird, Luft aus dem Auffanggefäß, beispielsweise einem Babyfläschchen, entweichen kann, während das gekühlte Medium, insbesondere Wasser, in das Auffanggefäß einströmt. Beispielsweise können Vertiefungen und/oder Einkerbungen im Profil, alternativ und/oder zusätzlich aber auch Stege, vorgesehen werden, die daraufhin wirken, dass kein vollständig luftdichtes Aufsetzen des Abschlusselements mit der Auslassöffnung auf das Auffanggefäß auftritt.
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Besonders zweckmäßig ist es ferner, wenn, insbesondere bei einer zerlegbaren Kühlvorrichtung mit trennbaren Komponenten, die getrennt gereinigt werden können, das sogenannte Poka-Yoke-Prinzip für die Komponenten verwendet wird, diese mithin nur in einer bestimmten Anordnung montierbar sind.
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Insgesamt und allgemein besprochen bietet die vorliegende Erfindung also eine Kühlvorrichtung, die einfach herstellbar, handhabbar und reinigbar ist und dennoch eine klar definierte Kühlwirkung mit einer Zieltemperatur in einem Solltemperaturbereich ermöglicht. Im Unterschied zu Varianten mit einer reinen Durchflusskühlung ist keine durch das Kühlmittel geführte Kühlleitung, die schwer reinigbar ist, notwendig; auch ein zusätzliches Einfüllgefäß mit definiertem Füllvolumen wird nicht benötigt, nachdem letztlich das Kühlaggregat mit dem Einfüllgefäß kombiniert ist. Heißes Medium, insbesondere heißes Wasser, kann auf definierte Zieltemperaturen in definierten Zeiträumen abgekühlt werden, wobei die Kühlwirkung anhand des Kühlvolumens des Kühlmittelgefäßes eigestellt werden kann. Bei voneinander trennbaren Komponenten, mithin einer durch entsprechende Verbindungsmittel gegebenen gezielten Demontierbarkeit, sind deutlich verbesserte Reinigungsmöglichkeiten im Vergleich zum Stand der Technik gegeben. Zudem ist die Konstruktion wesentlich vereinfacht, wodurch hohe Einsparungen in den Herstellungskosten ermöglicht werden. Insbesondere ist kein Verschweißen von Komponenten notwendig, kein zusätzlicher Messbecher und insgesamt ist die Anzahl der Bauteile reduziert. Auf das Herstellen komplizierter Kühlleitungen kann verzichtet werden. Auch kann auf Aluminium als Werkstoff verzichtet werden und stattdessen beispielsweise Edelstahl als Material für das Kühlmittelgefäß verwendet werden. Mögliche Verletzungen durch Verbrühungen werden durch die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung deutlich reduziert, insbesondere nachdem der Kühlprozess bereits mit dem Einfüllen beginnt.
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Es sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass die Kühlvorrichtung auch anderweitig nutzbar ist, beispielsweise zur Kühlung von Getränken ohne Abschlusselement und dergleichen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Außenansicht einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
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2 einen Querschnitt durch die Kühlvorrichtung der 1,
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3 eine perspektivische Ansicht des Kühlgefäßes,
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4 eine perspektivische Ansicht des Einfüllgefäßes,
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5 eine perspektivische Ansicht des Kühlmittelgefäßdeckels,
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6 eine erste perspektivische Ansicht des Abschlusselements,
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7 eine zweite perspektivische Ansicht des Abschlusselements, und
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8 eine Skizze eines Einfüllraums mit Reservoirabschnitt.
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Die 1 bis 7 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 1 und sind idealerweise gemeinsam zu betrachten. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, die die Kühlvorrichtung 1 in einem (bis auf eine Schutzkappe) vollständig zusammengebauten Zustand zeigen, umfasst die Kühlvorrichtung 1 ein Einfüllgefäß 2 aus Kunststoff, welches konzentrisch ein Kühlmittelgefäß 3 (vgl. 2) aus Edelstahl umgibt. Das Kühlmittelgefäß 3 erweitert seinen Radius ersichtlich im bodenseitigen, unteren Bereich der Kühlvorrichtung 1, so dass sein Rand letztlich an die innere Oberfläche des Einfüllgefäßes 2 anliegt. Dies ermöglicht es, ein hier als Ringdichtung, insbesondere aus Gummi, TPE oder Silikon, ausgebildetes Dichtelement 4 einzusetzen, welches durch einen Kühlmittelgefäßdeckel 5, welcher hier aufschraubbar ist, abdichtend an das Kühlmittelgefäß 3 und das Einfüllgefäß 2 angepresst wird, so dass es seine Dichtwirkung bezüglich diesen drei Komponenten entfaltet.
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Zwischen der Kühlfläche 6 als äußere Oberfläche des Kühlmittelgefäßes 3 und der Begrenzungsfläche 7 als innere Oberfläche des Einfüllgefäßes 2 bildet sich hierdurch ein Einfüllraum 8. Die Einfüllöffnung des Einfüllraums 8 ist in den Darstellungen der 1 und der 2 durch einen aufschraubbaren Abschlussdeckel als Abschlusselement 9 abgedeckt, in welchem eine Auslassöffnung 10 und eine Lufteintrittsöffnung 11 vorgesehen sind.
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Die Auslassöffnung 10 mit dem sie umgebenden Profilabschnitt 21 des Abschlusselements 9 kann optional durch eine Schutzkappe 12 abgedeckt werden, um einen Schutz vor Restflüssigkeit und Schmutz zu gewährleisten.
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Wird der Kühlmittelgefäßdeckel 5 (Bodendeckel) abgeschraubt, kann in das Kühlmittelgefäß 3 Kühlmittel, beispielsweise Wasser, eingebracht werden. Die Kühlmittelmenge hängt dabei von dem gewünschten Solltemperaturbereich für das zu kühlende Medium, beispielsweise gekochtes Wasser ab. Soll gekochtes Wasser (bei 100° C) auf eine Temperatur von 40° C abgekühlt werden, wird der Innenraum des Kühlmittelgefäßes 3 im Wesentlichen vollständig aufgefüllt und das darin eingefüllte Kühlmittel, insbesondere Wasser, wird auf Kühlschranktemperatur gebracht, nachdem der Kühlmittelgefäßdeckel 5 (bei eingesetztem Dichtelement 4) wieder aufgesetzt wurde. Es sei angemerkt, dass das Dichtelement 4 selbstverständlich auch angespritzt sein kann, und, während das Kühlmittelgefäß 3 aus tiefgezogenem Edelstahl besteht, das Einfüllgefäß 2, das Abschlusselement 9 und der Kühlmittelgefäßdeckel 5 aus Kunststoff bestehen. Das Dichtelement 4, wie erwähnt, kann aus Gummi oder einem anderen Dichtmaterial (TPE, Silikon) hergestellt sein.
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Bereits an dieser Stelle sei angemerkt, dass durch die hier als Schraubverbindungen realisierten Verbindungsmittel sämtliche Komponenten 2, 3, gegebenenfalls 4, 5 und 9 der Kühlvorrichtung 1 voneinander einfach trennbar sind, so dass die Kühlvorrichtung 1 demontiert werden kann und ihre Komponenten, welche allesamt spülmaschinentauglich sind, getrennt gereinigt werden können.
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Ersichtlicher Weise, vgl. auch 3, verkleinert sich der Radius des Kühlmittelgefäßes 3 in einem Endbereich nach oben, also zur Einfüllöffnung hin, so dass mithin eine konische Verjüngung gegeben ist. Nichtsdestotrotz ist über den wesentlichen Anteil der Höhe der Kühlvorrichtung 1 ein relativ großer Radius gegeben, wobei beispielsweise das Verhältnis zwischen dem Radius der Kühlfläche 6 und dem Radius der Begrenzungsfläche 7 größer als 0,75 gewählt werden kann, was einen sich schmal und schichtartig um die Kühlfläche 6 erstreckenden Einfüllraum 8 klar definierten Volumens, beispielsweise eines Volumens von 210 ml, ergibt. Vorliegen verjüngt sich auch das Einfüllgefäß 2 leicht, so dass das Radiusverhältnis von oben nach unten beispielsweise von 0,85 auf 0,75 abfallen kann.
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Durch die sich konisch verjüngende Form des Kühlgefäßes 3 ist letztlich ein im Einfüllgefäß 2 befindlicher Kühlkörper realisiert, welcher ein Verspritzen des zu kühlenden Mediums beim Einfüllen weitgehend verhindert, wobei zusätzlich beim Einfüllen des zu kühlenden Mediums, insbesondere von kochendem Wasser, ein unmittelbarer Kontakt mit der Kühlfläche 6 auftritt und bereits eine deutliche Abkühlung des zu kühlenden Mediums erfolgt, was das Verletzungsrisiko durch Verbrühungen reduziert.
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Wie in der perspektivischen Ansicht des Einfüllgefäßes 2 der 4 zu erkennen ist, wird die konzentrische Position des Kühlmittelgefäßes 3 beim Zusammenbau der Kühlvorrichtung 1 durch Abstandshalter 13 zugesichert, die als Stege von der Begrenzungsfläche 7 emporragen. Auf der Außenfläche des Einfüllgefäßes 2 sind ferner die Gewinde 14, 15 für das Abschlusselement 9 respektive den Kühlmittelgefäßdeckel 5 zu erkennen.
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Den Kühlmittelgefäßdeckel 5 zeigt 5 in einer perspektivischen Ansicht. Zu erkennen ist das zu dem Gewinde 15 korrespondierende Gewinde 16. Zentral sind in dem als Formteil hergestellten Kühlmittelgefäßdeckel 5 zwei Vertiefungen 17 vorgesehen, die einen Griff zum einfachen Auf- und Zuschrauben des Kühlmittelgefäßdeckels 5 bilden.
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Die 6 und 7 zeigen perspektivische Ansichten des als Abschlussdeckel realisierten Abschlusselements 9, wobei zunächst innenliegend das zu dem Gewinde 14 korrespondierende Gewinde 18 zu erkennen ist. Im aufgeschraubten Zustand der Kühlfläche 6 entgegenragend ist als Mediumleitstruktur 19 ein Spiralabschnitt 20 vorgesehen, der zur Auslassöffnung 10 hinführt. Zu erkennen ist zudem außerhalb des Spiralabschnitts 20 die über einen Schlitz realisierte Lufteintrittsöffnung 11.
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Auf der Außenseite des Abschlusselements 9 ist die Auslassöffnung 10 umgebend eine Profilstruktur 21 zu erkennen, die das Aufsetzen auf ein Auffanggefäß, insbesondere ein Babyfläschchen, unterstützt. Insbesondere sind fünf Stege 22 zu erkennen, über die ein lichter Abstand und somit eine Luftaustrittsöffnung für aus dem Auffanggefäß austretende, durch das gekühlte Medium verdrängte Luft vorhanden bleibt.
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Zur Verwendung der Kühlvorrichtung 1 sei nun beispielhaft das Kühlen von gekochtem Wasser (Starttemperatur 100° C) auf etwa 40° als in einem Solltemperaturbereich liegende Zieltemperatur beschrieben. Zunächst wird das zu diesem Zeitpunkt idealerweise bereits in dem Einfüllgefäß 2 eingesetzte Kühlmittelgefäß 3 im Wesentlichen vollständig mit Wasser als Kühlmittel aufgefüllt. Sodann wird, falls es nicht angespritzt ist, das Dichtelement 4 eingesetzt und der Kühlmittelgefäßdeckel 5 wird fest aufgeschraubt. Um das Wasser in dem Kühlmittelgefäß 3 auf eine definierte Kühlmitteltemperatur, hier Kühlschranktemperatur, abzukühlen, wird sodann, aufgrund der kompakten Lagerung, das Abschlusselement 9 aufgeschraubt und die Kühlvorrichtung 1 wird im Kühlschrank platziert.
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Zu einem späteren Zeitpunkt, zu dem das Wasser in dem Kühlmittelgefäß 3 die Kühlschranktemperatur erreicht hat, wird Wasser als zu kühlende Medium gekocht. Die Kühlvorrichtung 1 wird aus dem Kühlschrank entnommen und das Abschlusselement 9 wird abgeschraubt, so dass die Einfüllöffnung 25 (vgl. 4) freigelegt wird. Eine definierte Menge, hier 210 ml, des kochenden Wassers wird in den Einfüllraum 8 durch die Einfüllöffnung 25 eingefüllt, wobei das Einfüllgefäß 2 wenigstens in einem Transparenzbereich 23 transparent ausgebildet sein kann, so dass der Füllstand und Mengenmarkierungen 24 auf der Begrenzungsfläche 7 oder der Kühlfläche 6 sichtbar werden. Das eingefüllte heiße Wasser tritt sofort in Kontakt mit der Kühlfläche 6 und der Kühlprozess setzt ein, das Wasser bereits deutlich abkühlend.
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Unmittelbar nach dem Einfüllen des zu kühlenden Wassers wird dann das Abschlusselement 9 wieder fest aufgeschraubt und die Kühlvorrichtung 1 wird im Wesentlichen um 180° umgedreht und auf ein Auffanggefäß, beispielsweise ein Babyfläschchen, aufgesetzt. Das zu kühlende Wasser strömt im Einfüllraum 8 zunächst flächig an der Kühlfläche 6 vorbei, wird dann durch die Mediumleitstruktur 19 spiralförmig weiter an der Kühlfläche 6 entlanggeleitet und tritt schließlich durch die Auslassöffnung 10 in das Auffanggefäß aus, während zum Druckausgleich durch die Lufteintrittsöffnung 11 Luft in den Einfüllraum 8 nachströmt und dank der Stege 22 Luft aus dem Auffanggefäß austritt.
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Die Ausdehnungen des Einfüllraums 8, die Kühlmitteltemperatur, die Kühlmittelmenge und die Verzögerung und weitere Kühlung durch den Spiralabschnitt 20 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass das Wasser mit einer Zieltemperatur im Solltemperaturbereich, also etwa 40° C, die Kühlvorrichtung 1 verlässt, wobei für den Zeitraum des Einfüllens, des Aufschraubens des Abschlusselements 9 und das Wenden der Kühlvorrichtung eine klar bestimmte Zeitspanne angenommen werden kann.
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Eine weitere Feinanpassung kann dabei auch durch Abstimmung von Höhenunterschied und Größe von Lufteintrittsöffnung 11 und Auslassöffnung 10 erreicht werden.
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8 zeigt schließlich in Form einer Prinzipskizze eine andere geometrische Ausgestaltung des Einfüllraums 8, wobei im unteren Bereich des Einfüllgefäßes 2 eine Einbuchtung 26 vorgesehen ist, so dass dort ein Reservoirabschnitt 27 gebildet wird. Der Ein- und Ausflussabschnitt 28 ist dagegen deutlich schmaler als beim Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 7 ausgestaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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