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Die
Erfindung betrifft einen Zapfhahn zur Entnahme von Flüssigkeit
aus einem Behälter
mit einer Laufbuchse aus Kunststoff, in der ein Kolben geführt ist
und die eine Durchtrittsöffnung
für die
Flüssigkeit
aufweist, die der Kolben in einer eingefahrenen Sperrstellung dicht
verschließt
und in einer ausgefahrenen Entnahmestellung freigibt, und mit einem in
Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik
außen
an die Laufbuchse angeformten Spund, mit dem der Zapfhahn unter
Abdichtung in eine Öffnung
des Behälters einsetzbar
ist.
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Derartige
Zapfhähne
sind aus der
DE 198
25 929 A1 , WO 02/072 469 A1 und WO 02/090 239 A1 bekannt.
Sie haben eine in Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik hergestellte Laufbuchse,
an deren Materialkomponenten sehr unterschiedliche Anforderungen
gestellt werden. Für
eine gute Führung
und Abdichtung des Kolbens braucht es eine Laufbuchse aus formstabilem,
hartem Kunststoff. Der in Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik an die Laufbuchse angeformte
Spund sollte hingegen aus weichelastischem Kunststoff bestehen,
um eine einfache Montage des Zapfhahns und eine gute Dichtigkeit
zu gewährleisten.
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Die
bekannten Zapfhähne
kommen hauptsächlich
zum Einsatz, um unter Druck abgefüllte, kohlensäurehaltige
Flüssigkeiten,
insbesondere Getränke,
aus Fässern,
Kleinfässern
(Partyfässern) oder
Dosen zu entnehmen. Speziell geht es um Partyfässer für Bier.
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Für die Haltbarkeit
von Getränken
in einschlägigen
Gebinden ist deren Sauerstoffdichtigkeit von entscheidender Bedeutung.
Eindringender Sauerstoff beeinträchtigt
die Frische, den Geschmack und die Bekömmlichkeit der Getränke, und
er setzt ihrer Haltbarkeit Grenzen.
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Weißblech,
aus dem einschlägige
Gebinde üblicherweise
bestehen, kann als absolut sauerstoffdicht betrachtet werden. Für einen
aus Kunststoff bestehenden Zapfhahn gilt das leider nicht.
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Zum
einen treten an den Dichtfugen des Zapfhahns unvermeidlich Leckagen
auf. Die Leckraten mögen
gering sein, gänzlich
zu vernachlässigen sind
sie aber nicht.
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Zum
anderen ist das Kunststoffmaterial des Zapfhahns selbst nicht hundertprozentig
sauerstoffdicht. Es findet eine wenn auch geringe Sauerstoffdiffusion
durch den Kunststoff statt. Besonders kritisch ist das an der Laufbuchse,
die dem Kolben notwendigerweise einige Führungslän ge bietet und eine entsprechend
große
Mantelfläche
hat. Vor dem erstmaligen Zapfen steht das Innere der Laufbuchse,
in dem sich der hohle Kolben befindet, mit der Umgebungsluft in
Verbindung.
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Die
Sauerstoffdiffusion durch Verpackungsmaterialien ist ein Grundproblem
der Lebensmitteltechnik. Es ist bekannt, daß verschiedene Sorten Kunststoff
eine recht unterschiedliche Barrierewirkung gegen Sauerstoffdiffusion
haben. Polypropylen, die übliche
Hartkomponente einschlägiger
Zapfhähne,
liegt im Mittelfeld.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Sauerstoffdichtigkeit eines Zapfhahns
der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Bei
dem diese Aufgabe lösenden
Zapfhahn umhüllt
das Material des Spunds die Laufbuchse außen wenigstens annähernd vollständig. Vorzugsweise
ist im wesentlichen nur die Durchtrittsöffnung der Laufbuchse und allenfalls
noch ein flanschartiger Vorsprung an der äußeren Stirnseite der Laufbuchse von
der Umhüllung
frei.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der weichelastischen Materialkomponente,
aus der der in Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik herkömmlicherweise
an die Laufbuchse angeformte Spund besteht, eine hervorragende Barrierewirkung
gegen Sauerstoffdiffusion verliehen werden kann. Die Barrierewirkung
ist potentiell wesentlich besser, als diejenige der harten, formstabilen
Materialkomponete der Laufbuchse, die zur Führung und Abdichtung des Kolbens
benötigt
wird.
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Die
erfindungsgemäße Umhüllung aus
weichelastischem Material wirkt als Dichtmantel gegen die Sauerstoffdiffusion.
Im Interesse einer optimalen Wirksamkeit ist die Umhüllung möglichst
vollflächig und
von einiger Dicke, die im wesentlichen fertigungstechnisch begrenzt
ist. Die Umhüllung
wird wie zuvor allein der Spund in Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik
an die Laufbuchse angeformt. Der Mehraufwand ist gering, und man
erreicht eine deutliche Verringerung der Sauerstoffdiffusion, die
sich auf Frische, Geschmack und Bekömmlichkeit des zu zapfenden
Getränks
vorteilhaft auswirkt, vor allem aber seine Haltbarkeit verbessert.
Das ist von herausragender wirtschaftlicher Bedeutung. Eine längere Haltbarkeit
eröffnet
Spielräume
bei der Steuerung von Produktion und Lagerhaltung und der gesamten Logistik.
Es werden längere
Transportwege möglich, speziell
im Export.
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Bei
Partyfässern
für Bier
betragen die derzeit angegebenen, garantierten Mindesthaltbarkeitszeiten
einige Monate. Diese Zeiten lassen sich durch die Erfindung größenordnungsmäßig verdoppeln.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das weichelastische Material, aus dem der Spund und die Umhüllung gegen
Sauerstoffdiffusion an der Laufbuchse bestehen, ein Thermoplast.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
hat der Kolben eine Einlage, die in der eingefahrenen Sperrstellung
des Kolbens vor der Durchtrittsöffnung der
Laufbuchse liegt und diese dicht verschließt. Die Einlage besteht aus
demselben Material, wie Spund und Umhüllung der Laufbuchse.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Einlage in Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik
an den Kolben angeformt.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 die diametrale Schnittansicht
eines Zapfhahns, der aus einer Laufbuchse und einem darin geführten Kolben
besteht; und
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2 als Einzelheit eine diametrale
Schnittansicht der Laufbuchse.
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Der
Zapfhahn besteht aus einer Laufbuchse 10 und einem axial
verschieblich darin eingelassenen Kolben 12.
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Die
Laufbuchse 10 hat einen kreiszylindrischen Becherkörper 14,
dessen Boden 16 an ihrem inneren Ende geschlossen ist.
In der Mantelwand des Becherkörpers
ist eine Durchtrittsöffnung 18 für zu zapfende
Flüssigkeit
vorgesehen.
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Die
Laufbuchse 10 ist in Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik
hergestellt. Sie besteht innen aus formstabilem, hartem Kunststoff
mit guten Führungs-
und Abdichteigenschaften für
den Kolben 12. Außen
ist weichelastisches Material an die Laufbuchse 10 angespritzt.
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Das
weichelastische Material hüllt
die Laufbuchse 10 außen
annähernd
vollständig
ein. Es bildet am äußeren Ende
der Laufbuchse 10 einen sich konisch erweiternden Spund,
der eine flanschartige äußere Anlagepartie 20,
eine dahinter zurückspringende
umlaufende Dichtpartie 22 und eine vor der Dichtpartie 22 befindliche,
umlaufende konische Rast partie 24 hat, deren Durchmesser
größer ist
als der der Dichtpartie 22.
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Frei
von der Umhüllung
aus dem weichelastischen Material bleibt nur die Durchtrittsöffnung 18 und
ein aus der harten Kunststoffkomponente bestehender flanschartiger
Vorsprung 26 an der äußeren Stirnseite
der Laufbuchse 10. Der Vorsprung 26 dient zur
Verstärkung
der äußeren Anlagepartie 20 des Spunds
und zur Anbindung des Kolbens 12 mit einer Originalitätssicherung.
Er kommt außen
vor der Dichtpartie 22 des Spunds zu liegen und ist nach
innen hin mit der Anlagepartie 20 des Spunds hinterlegt.
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Der
in der Laufbuchse 10 sitzende Kolben 12 hat einen
kreiszylindrischen Hohlkörper.
In dessen Mantelwand 28 ist am inneren Ende des Kolbens 12 eine
Eintrittsöffnung 30,
und am äußeren Ende
des Kolbens eine Austrittsöffnung 32 für die zu
zapfende Flüssigkeit
vorgesehen. Vor dem erstmaligen Zapfen nimmt der Kolben 12 eine
in die Laufbuchse 10 eingefahrene Sperrstellung ein (vgl. 1), in der er die Durchtrittsöffnung 18 der
Laufbuchse 10 dicht verschließt. Zur Abdichtung dient eine
Einlage 34 am Mantel des Kolbens 12, die in Zwei-Kunststoff-Spritzgußtechnik
daran angeformt ist. Die Einlage 34 besteht aus demselben
Material wie Spund und Umhüllung
der Laufbuchse 10. Durch Herausziehen des Kolbens 12 aus
der Laufbuchse 10 gelangt die Eintrittsöffnung 30 auf Höhe der Durchtrittsöffnung 18, und
es strömt
Flüssigkeit
durch das Innere des Kolbens 10 hin zu der Austrittsöffnung 32.
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Der
Spund und die Umhüllung
der Laufbuchse 10 und die Einlage 34 des Kolbens 12 bestehen aus
ein und demselben weichelastischen Material, das sich durch eine
gute elastische Verformbarkeit, einwandfreie Dichtigkeit und hervorragende
Barrierewirkung gegen Sauerstoffdiffusion auszeichnet. Die Umhüllung stellt
einen überraschend
wirksamen Dichtmantel gegen Sauerstoffdiffusion für die harte Kunststoffkomponente
dar. Die Einlage 34 des Kolbens 12 verhindert
ein Weiterdiffundieren von Sauerstoff, selbst wenn dieser von dem
flanschartigen Vorsprung 26 an die Durchtrittsöffnung 18 gelangen
sollte. Eindringender Sauerstoff müßte also seinen Weg über die
nicht umhüllte
Mantelfläche
der Durchtrittsöffnung 18 nehmen.
Diese Mantelfläche
ist sehr klein, und der Weg dorthin ist sehr lang.
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Der
Zapfhahn wird als komplett vormontierte Einheit aus Laufbuchse 10 und
Kolben 12 in die runde Öffnung
eines Behälters
eingedrückt,
der die zu zapfende Flüssigkeit
enthält.
Es handelt sich dabei um eine drucklos oder unter Druck abgefüllte Flüssigkeit,
die Kohlensäure
enthalten kann. Speziell geht es um das Zapfen von Getränken, insbesondere
Bier, aus Fässern,
Kleinfässern
(Partyfässern)
oder Dosen. Der Zapfhahn wird mit dem Becherkörper 14 und der konischen
Rastpartie 24 der Laufbuchse 10 voran in die Öffnung des
Behälters
eingedrückt.
Die umlaufende Dichtpartie 22 nimmt den Rand der Öffnung unter
Abdichtung auf, so daß er
zwischen der flanschartigen Anlagepartie 20 und der Rastpartie 24 der
Laufbuchse 10 zu liegen kommt, mit der letztere am Rand
der Öffnung
einrastet.
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- 10
- Laufbuchse
- 12
- Kolben
- 14
- Becherkörper
- 16
- Boden
- 18
- Durchtrittsöffnung
- 20
- Anlagepartie
- 22
- Dichtpartie
- 24
- Rastpartie
- 26
- Vorsprung
- 28
- Mantelwand
- 30
- Eintrittsöffnung
- 32
- Austrittsöffnung
- 34
- Einlage