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Behältereinsatz mit zugehöriger Einfüll- und
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Entnahmevorrichtung für eine Flüssigkeit, die unter Druck gezapft
wird.
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Die Erfindung betrifft einen Behältereinsatz mit zugehöriger Einfüll-
und Entnahmevorrichtung für eine Flüssigkeit, die unter Druck gezapft wird, wobei
sowohl drucklose Flüssigkeiten und Getränkte, wie Saft, als auch kohlesäurehaltige
Flüssigkeiten und Getränke, wie Bier, entnommen werden können.
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Der Behältereinsatz ist insbesondere für Behälter mit einem Fassungsvermögen
von etwa 5 Liter, wie er für Haushalte üblich ist, geplant und er kann ein Ein-
oder Mehrweggebinde sein, während der Behältereinsatz stets nur einmal verwendbar
ist.
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In neuerer Zeit sind Luftzapfer für Heimzapfgeräte auf den Markt gekommen,
bei denen anstelle von Kohlensäure Luft als Druckmedium verwendet wird. Solche Luftzapfer
haben gegenüber Kohlen-
säurezapfer wesentliche Vorteile, doch ihr
Nachteil besteht darin, daß beispielsweise beim Zapfen von Bier, dieses in verhältnismässig
kurzer Zeit entleert werden muss, um es nicht zu lange dem Sauerstoff der Luft auszusetzen.
Beim Luftzapfer kommt die Luft direkt mit dem Bier in Berührung, wobei sich in der
Luft vorhandener Sauerstoff sowie Verunreinigungen während der Lagerung im angestochenen
Zustand auf das Bier negativ auswirken können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Behältereinsatz mit zugehöriger
Einfüll- und Entnahmevorrichtung für eine Flüssigkeit, die unter Druck gezapft wird,
zu schaffen, bei dem als Druckmedium sowohl Kohlensäure als auch Luft ohne Bedenken
verwendet werden kann, wobei die Flüssigkeit unter Luftabschluss gehalten wird und
mit dem Druckmedium nicht in Berührung kommt, auch wenn bereits Flüssigkeit entnommen
worden ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Behältereinsatz mit zugehöriger Einfüll-
und Entnahmevorrichtung für eine Flüssigkeit, die unter Druck gezapft wird,gelöst,
wobei in dem für den Behältereinsatz vorgesehenen Aussenbehälter eine Behälteröffnung
für eine dichtend einsetzbare Spundbüchse vorgesehen ist, die ihrerseits zur Aufnahme
der Einfüll- bzw. Entnahmevorrichtung eine Axialbohrung mit mindestens zwei axial
im Abstand voneinander angeordneten umlaufenden Dichtlippen aufweist und im oberen
Bereich ihres Aussenmantels mit einer umlaufenden Rille zum Einpassen der Spundbüchse
in die Behälteröffnung versehen ist und der dadurch gekennzeichnet ist, daS er aus
einem Foliensack besteht, dessen Oberseite mit der Unterseite der Spundbüchse fest
verbunden ist, die Wand der Spundbüchse zwischen der oberen und unteren Dichtlippe
mindestens eine Querbohrung aufweist, die in einen um den Aussenmantel der Spundbüchse
laufenden Ringkanal mündet, die Einfüllvorrichtung aus einem dichtend in die Axialbohrung
der Spundbüchse passenden Rohr mit zwei voneinander getrennten Kanälen besteht,
wobei einer der Kanäle zum Einfüllen der Flüssigkeit beidseitig offen und der andere
Kanal unten geschlossen und am oberen Ende an eine Druckquelle ansohliennbar ist
und
in einer Aussenwand mindestens eine Bohrung aufweist, die in Arbeitsstellung der
Einfüllvorrichtung mit der Querbohrung in der Spundbüchse fluchtet, und daß die
Entnahmevorrichtung ein Luft- oder C02-Zapfer ist, dessen Anstech- und Zapfdegen
entsprechend der Einfüllvorrichtung 2-kanalig ausgelegt ist, wobei ein beidseitig
offener Kanal zum Zapfen der Flüssigkeit dient und der andere Kanal zum Einführen
eines Druckmediums vorgesehen, unten geschlossen und mit mindestens einer Bohrung
in einer Aussenwand versehen ist, die in Arbeitsstellung des Anstech- und Zapfdegens
mit der Querbohrung in der Spundbüchse fluchtet.
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Die Oberseite des Foliensackes kann die untere öffnung der Axialbohrung
in der Spundbüchse bedecken, wobei sie dann mit dem Rohr der Einfüllvorrichtung
durchstossbar sein muss.
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Die Spundbüchse kann zwei diametral gegenüberliegende Querbohrungen
aufweisen, die beide in den Ringkanal münden und dementsprechend mit jeweils zwei
diametral gegenüberliegenden Bohrungen in der Aussenwand des Kanals der Einfüllvorrichtung
bzw. in der Aussenwand des Zapfers vorgesehen sind. Die beiden Kanäle in der Einfüllvorrichtung
sowie die beiden Kanäle in der Entnahmevorrichtung können jeweils aus zwei im Abstand
voneinander, konzentrisch zueinander angeordneten Rohren bestehen.
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Bei einem solchen Behältereinsatz wird die Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsleitung
in der Einfüllvorrichtung vollkommen keimfrei in den Foliensack eingefüllt und in
diesem aurbewahrt.
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Da insbesondere Flüssigkeiten, die unter Druck stehen, das Bestreben
haben, den relativ dünnwandigen Foliensack auf zwei ten und zu verformen, dient
der Aussenbehälter, der stets aus einem harten Material besteht und beispielsweise
eine Blechdose oder ein Fass ist, zur Aufnahme der durch den entsprechenden Druck
entstehenden Kraft auf der Mantelfläche des Aussenbehälters.
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Dieser Aussenbehälter ist auch gleichzeitig ein Schutzbehälter.
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Die mit dem Foliensack verbundene Spundbüchse hat mehrfache Auf-
gaben.
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Sie verschließt in an sich bekannter Weise die Behälteröffnung, ist
mit der Oberseite des Foliensackes fest verbunden und bildet demzufolge auch den
Verschluss für diesen Foliensack. Beim Füllvorgang umgreift und dichtet die Spundbüchse
die in die Axialbohrung eingeführte EinfUllvorrichtung, die ihrerseits eine kombinierte
Vorspann-, EntlUftungs- und Flüssigkeitsleitung ist. Beim Anstechen und Abzapfen
der Flüssigkeit mittels eines im wesentlichen bekannten druckbetriebenen Heimzapfgerätes,
dessen Anstech- und Zapfdegen jedoch in jedem Fall zweikanalig ausgelegt ist, nimmt
die Spundbüchse diese Anstech-und Zapfdegen dichtend auf. In der Spundbüchse selbst
ist ebenfalls eine Kanaltrennung in Luftleitung und Flüssigkeitsleitung vorgenommen.
Sie dichtet die Kanaltrennstellen sowohl der Einfüllvorrichtung als auch der Entnahmevorrichtung
exakt ab.
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Zu diesem Zweck sind sowohl oberhalb als auch unterhalb des Luftkanals
eine oder mehrere Dichtlippen bzw. Wulstringe in der Axialbohrung der Spundbüchse
angebracht, die voneinander getrennte bzw. unabhängige Dlchtfunktionen haben. Bei
den bekannten Spundbüchsen für herkömmliche Zapfanlagen ist eine solche Trennung
nicht erforderlich, weil das Druckmedium, Luft oder Kohlendioxid, unterhalb der
Spundbüchse durch das Anstechrohr direkt in das Behälterinnere, vorzugsweise oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels, eingeführt wird. Schließlich ermöglicht die Spundbüchse
das Entweichen sämtlicher Restluftbestände, die während des Füllvorganges zwischen
Foliensack und Behälterinnenwand über den Vorspann- und Entlüftungskanal abzischen.
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Der besondere Vorteil dieses Behältereinsatzes besteht darin, daß
das Druckmedium, Luft oder Kohlensäure, mit dem der Zapfer betrieben wird, mit der
Flüssigkeit, beispielsweise mit dem Bier, niemals in Berührung kommt. Daraus folgt,
daß sowohl der Geschmack als auch die Qualität des Bieres durch das Druckmedium
nicht verändert werden kann. Neuere ärztliche Untersuchungen haben gezeigt, daß
auch ein mehr an Kohlensäure, die in ungereinigter Form aus den Patronen in das
Bier gelangt, gesundheitsschädlich sein kann.
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Ausserdem sind die weiteren Nachteile der mit Kohlensäure be-
triebenen
Zapfgeräte, wie Explosionsgefahr der Patronen, Störungsanfälligkeit infolge der
hohen technischen Anforderungen wegen Druckreduzierung von etwa 60 auf etwa 0,5
atü, Patronenpreis und komplizierte Handhabung ausgeschaltet. Es kann mit dem erfindungsgemässen
Behältereinsatz ohne Bedenken mit Luft gezapft werden, da diese mit der Flüssigkeit
nicht in Berührung kommt. Die Nachteile der luftbetriebenen Zapfgeräte treten folglich
bei dem Behälter mit erfindungsgemässem Behältereinsatz nicht auf.
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Mit dem erfindungsgemässen Behältereinsatz ist eine ideale Foliensack-Blechbehälter-Kombinationsverpackung
für den Heimbierkonsum geschaffen, die die bekannten Vorteile eines luftbetriebenen
Zapfsystems in idealer Weise mit den hygienischen Vorteilen einer neuartigen Verpackung
verbindet. Bei dieser Kombinationsverpackung kann ferner auf die Innenbeschichtung
des Blechmantels mit Epoxidharz weitestgehend verzichtet werden, da der Blechbehälter
selbst mit dem Bier nicht in BerUhrung kommt. Bekanntlich können bei der auf die
Blechinnenseite aufgebrachten Beschichtung während des Verformungsvorganges, insbesondere
bei der fassförmigen 5 Liter-Dose, Haarrisse auftreten, was sich bei einer längeren
Lagerzeit des Bieres, auch im angestochenen Zustand, negativ auf das Bier auswirken
kann.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausftllirungsbeispiel
dargestellt ist, näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch den Behältereinsatz aus Foliensack
und Spundbüchse mit eingesetzter BinfÙllvorrichtung; Fig. 2 zeigt eine Teilansicht,
ebenfalls im Axialschnitt, der Spundbüchse mit eingesetzter Dichtkappe und an die
Unterseite des Behälterdeokels angelegtem Foliensaoki und Fig. 3 zeigt eine Ansicht,
ebenfalls im Axialsohnitt, der SpundbUchse mit an die Unterseite des Behälter-
deckels
angelegtem Foliensack und in die Spundbüchse eingesetztem Anstech- und Zapfdegen
eines als Entnahmevorrichtung dienenden Zaprers, der nur teilweise dargestellt ist.
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Der Behältereinsatz B (Fig.1) besteht aus einem Foliensack 1, dessen
Oberseite la mit der Unterseite einer Spundbüchse 2 fest verbunden ist. In Fig.
1 liegt die Oberseite la des Foliensackes 1 über der unteren Offnung der Spundbüchse
2 und verschließt diese. Im Betrieb wird dieser Bereich des Foliensackes beim Einführen
der Einfüllvorrichtung durchgestanzt.
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Die Oberseite la des Foliensackes 1 kann aber schon entsprechend der
Offnung der Spundbüchse 2 ausgestanzt sein. In diesem Fall wird die Spundbüchse
vor dem Fülivorgang mit irgendeinem Dichtstopfen verschlossen.
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Die Spundbüchse 2 selbst ist im wesentlichen bekannt. Sie weist eine
Axialbohrung 9 auf, deren Wand mit mindestens zwei parallel im Abstand umlaufenden
Dichtlippen 3 und 4 versehen ist. Mindestens eine Dichtlippe)tst im oberen Bereich
und mindestens eine Dichtlippe 4 im unteren Bereich der Axialbohrung 9 angeordnet.
Diese Dichtlippen 3 und 4 haben eine getrennte Funktion, wie noch näher erläutert
wird. Am oberen Rand des Aussenmantels der Spundbüchse 2 ist eine umlaurende Rille
7 vorgesehen, mit deren Hilfe die Spundbüchse 2 dichtend in die Öffnung im Deckel
0 des Aussen- oder Schutzbehälters eingesetzt wird.
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Neu in der Spundbüchse 2 ist mindestens eine Querbohrung 5, die zwischen
der oberen Dichtlippe 3 und der unteren Dichtlippe 4 in der Spundbüchsenwand angeordnet
ist. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei diametral gegenüberliegende
Querbohrungen 5 und 5' vorgesehen und die Erfindung wird mit diesem Merkmal beschrieben.
Die Querbohrungen 5 und 5' münden in einen um den Aussenmantel der Spundbüchse 2
laufenden Ringkanal 6.
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In Fig. 1 ist der Foliensack 1 so gezeigt, wie er an der Unterseite
der Spundbüchse 2 befestigt ist. In Fig. 2 ist der Foliensack 1 von innen her aufgebläht
und liegt am Aussenmantel der Spundbüchse 2 sowie an der Innenseite der Behälterwand
an, wobei der Ringkanal 6 vom Foliensack 1 bedeckt ist.
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In diesem Zustand ist der Foliensack 1 mit Flüssigkeit gefüllt und
in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse ist eine die gesamte Länge der Axialbohrung
9 ausfüllende Dichtkappe 8 eingesetzt.
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Auf diese Weise ist die Füllung im Foliensack 1 luftdicht verschlossen.
Die Dichtkappe 8 wird beim Einsetzen der Entnahmevorrichtung 20 ausgestossen, wie
noch beschrieben wird.
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Der für das Verständnis wesentliche Teil der Einfüllvorrichtung 10
ist in Fig. 1 gezeigt. Das Hauptmerkmal dieser Einfülivorrichtung besteht in der
zweikanaligen Ausführung eines Rohres 11, das in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse
2 eingeführt wird.
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Der eine Kanal im Rohr ist beidseitig offen und dient zum Einfüllen
der Flüssigkeit in den Behältereinsatz. Der zweite Kanal ist unten geschlossen,
weist eine in Arbeitsstellung mit der Querbohrung 5 bzw. den Querbohrungen 5 und
5' in der Spundbüchse 2 fluchtende Bohrung 15 bzw. Bohrungen 15 und 15' auf und
wird an ein Druckmedium, wie Luft oder Kohlensäure, angeschlossen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Einfüllvorrichtung
aus zwei konzentrisch im Abstand voneinander angeordneten Rohren. Das Innenrohr
ist als Einfüllrohr 12 eine Flüssigkeitsleitung, während das Aussenrohr 13 einen
Kanal zum Einleiten des Druckmediums umschließt und als Druckleitung zur Vorspannung
und Entlüftung dient. Die Kanäle können auch in anderer Weise ausgebildet sein.
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Das Einfüllrohr 12 ist beidseitig offen und seine Funktion ist bereits
beschrieben. Das Aussenrohr 13 ist an seiner Unterseite 14 dicht abgeschlossen und
sein Durchmesser ist zweckmässig geringfügig grösser als der engste lichte Durchmesser
der Axial-
bohrung 9 in der Spundbüchse 2. Auf diese Weise umschliessen
die Dichtlippen 3 und 4 in der Spundbüchse 2 das Rohr der Einfüllvorrichtung 10
vollkommen dicht. An seinem offenen Ende ist der vom Aussenrohr 13 umschlossene
Kanal an einer Druckquelle angeschlossen.
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Der Füllvorgang, beispielsweise mit Bier, erfolgt nach dem Gegendruckprinzip,
wobei wie folgt verfahren wird.
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Der zusammengefaltete, evt. durch Vakuum im gefalteten Zustand gehaltene,
keimfreie Foliensack 1 mit Spundbüchse 2 wird in die Behälteröffnung dichtend eingesetzt.
Danach wird die Einfüllvorrichtung 10 in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse 2 eingeschoben,
wobei gegebenenfalls der Foliensack 1 direkt an der Unterkante der Spundbüchse aufgestossen
wird. Dann wird das Druckmedium, vorzugsweise Luft, angeschlossen und durch den
Kanal im Aussenrohr 13 sowie durch die Querbohrungen 5 und 5' in der Spundbüchse
2 in den Raum zwischen der Behälterinnenwand und Aussenhaut des Foliensackes 1 eingeführt
und dabei vorgespannt. Dann unterbricht man die Druckzufuhr und lässt durch die
Flüssigkeitsleitung im Einfüllrohr 12 Bier fliessen. Dabei muss der Fliessdruck
etwas höher sein als der Vorspanndruck im Behälterinneren. Während des Füllens entfaltet
sich der Foliensack 1 und legt sich an die Behälterinnenwand an. Gleichzeitig wird
der Vorspanndruck, also die Luft, durch den Kanal im Aussenrohr 13, durch den das
Druckmedium auch eingeleitet wird, verdrängt und abgeleitet. Hierfür ist lediglich
eine Ventilumschaltung erforderlich, die allgemein bekannt ist und daher nicht weiter
gezeichnet oder beschrieben wird. Der Füllvorgang dauert so lange an, bis der mit
Flüssigkeit gefüllte Foliensack 1 an der Unterseite des Behälterdeckels 0 anliegt
und sämtliche Vorspannluft entwichen ist. Dann wird die Einfüllvorrichtung 10 aus
der Spundbüchse herausgezogen und die Verschluss- oder Dichtkappe 8 (Fig. 2) wird
von oben in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse 2 eingeschoben. Damit ist der Behälterinnenraum
vollständig dicht verschlossen.
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Zum Abzapfen dient eine Entnahmevorrichtung, vorzugsweise ein herkömmlicher
Luft- oder C02-Zapfer, der 3edoch dem Behältereinsatz dahingehend angepaßt ist,
daß der Anstech- und Zapfdegen zweikanalig ausgebildet ist. Eine schematische Darstellung
im Axialschnitt ist in Fig. 3 gezeigt. Die allgemein mit 20 bezeichnete Entnahmevorrichtung
weist einen Befestigungsbügel 27 zum Festlegen des Zapfers am Flüssigkeitsbehälter
sowie einen Anstech- und Zapfdegen 21 auf, der, wie bereits erwähnt, mit zwei Kanälen
ausgerüstet ist. Ein beidseitig offener Kanal 22 mündet in einen Auslaufkanal 22a
im BUgel 27 und der dadurch geschaffene Durchfluss bildet die Zapfleitung. Der zweite
Kanal 23 ist unten geschlossen und am oberen offenen Ende an einer Druckquelle angeschlossen.
Auf diese Weise ist der Anstech- und Zapfdegen der Entnahmevorrichtung 20 identisch
dem Ibhr 11 der Einfüilvorrichtung 10. Dementsprechend kann der Anstech- und Zapfdegen
21 aus zwei konzentrisch im Abstand voneinander angeordneten Rohren bestehen, wobei
das Innenrohr die Zapfleitung und das Aussenrohr den Kanal zum Einleiten des Druckmediums
umschließt. Bei einer solchen Ausführung sind die Bohrungen in der Aussenwand des
Anstech- und Zapfdegens 21 genau wie beim Rohr der Einfüllvorrichtung 10 angeordnet.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Entnahmevorrichtung
20 besteht nicht aus zwei konzentrischen Rohren, sondern aus einem einzige; den
Anstech- und Zapfdegen 21 bildenden Rohr, durch das der Kanal 22 der Zapfleitung
führt und in dessen Wandung ein zweiter getrennter Kanal 23 ausgespart ist, der
durch eine radiale Bohrung 25 in der Wand des Rohres nach aussen mNndet. Diese Bohrung
25 fluchtet in Arbeitsstellung des Zapfers bzw. der Entnahmevorrichtung 20 mit der
entsprechenden Querbohrung 5 in der Wand der Spundbnchse 2. Wie bereits oben beschrieben,
führt diese Querbohrung 5 in der Spundbuchse in den Raum zwischen der Aussenhaut
des Foliensackes 1 und der Behälterinnenwand. Dz als Druckleitung dienende Kanal
23 ist über ein RNckschlagventil 24 an einer Druokquelle 26 angeschlossen. Du Druckmedium
kann Luft oder Kohlensäure sein.
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Die schematische Darstellung in Fig. 3 zeigt den Behältereinsatz B
in mit Flüssigkeit F gefülltem Zustand, wobei die Aussenhaut des Foliensackes 1
an der Behälterinnenwand anliegt.
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Das Abzapfen geschieht nun in der Weise, daß der Anstech- und Zapfdegen
21 in die Axialbohrung 9 der Spundbüchse 2 geschoben und dabei gleichzeitig die
Dichtkappe 8 in das Innere des Foliensackes 1 ausgestossen wird. Bevor die unterste
Dichtlippe 4 der Spundbüchse 2 von der Dichtkappe 8 freigegeben wird, ist sichergestellt,
daß der Anstechdegen von mindestens einer Dichtlippe 3 umschlossen wurde, so daß
ein "spritzfreies Anstechen" garantiert ist. Das Zapfgerät wird hiernach in bekannter
Weise mittels Rastnasen (nicht dargestellt) am Behälterrand befestigt. In dieser
Endlagenfixierung liegen die die Luftkanäle bildenden Querbohrungen 5 und 5' der
Spundbüchse 2 und die Bohrungen 25 des Anstech- und Zapfdegens 21 deckungsgleich
übereinander. Bei der dargestellten Ausführungsfo.m gilt dies nur für eine Querbohrung
5 in der Spundbüchse 2 und die entsprechende radiale Bohrung 25 im Anstech- und
Stechdegen 21. Ein Abweichen dieser Deckungsgleichheit bedingt durch die unterschiedliche
Durchwölbung des Behälterdeckels O bei unterschiedlichen Zapfdrücken, bedingt durch
unterschiedliche Biersorten und Temperaturabhängig keit, kann einfach in der Auslegung
der Luftkanäle in der Spundbüchse berücksichtigt werden.
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Das reine Zapfen kann zunächst wie bisher üblich, unter Ausnutzung
des Eigendruckes, ohne vorherige Druckzuführung von aussen erfolgen. Ist der Spundungsdruck,
also Eigendruck des Bieres weitestgehend abgebaut, wird von aussen Druck zugeführt.
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Dies geschieht vorzugsweise mit einem Zapfer, bei dem ein Druckerzeugungselement
integriert ist. Es eignet sich besonders ein Luftzapfer. Die Luft wird durch den
Kanal 23 und die radiale Bohrung 25 in der Rohrwandung des Anstech- und Zapfdegens
21 und über den durch die Querbohrung 5 in der Spundbüchse 2 gebildeten Luftkanal
in den Ringkanal 6 geleitet, der noch von der Aussenhaut des Foliensackes 1 bedeckt
ist. Wenn der Luftdruck
höher ist als der Druck des Bieres, bewirkt
er ein Verdrängen des Foliensackes 1 und entsprechendes Zusammenpressen des Bieres
im Foliensack bis zum Absperrventil im Bierzapfgerät.
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Bei diesem Verdrängungsvorgang hebt sich zuerst die Folie von der
Spundbüchse 2 ab.
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Wenn weiter gezapft und eine entsprechende Menge Bier entnommen worden
ist, hebt sich der Foliensack auch vom Behälterdeckel 0 und danach von der Behälterinnenwand,
bis das Bier aus dem gesamten Foliensack verdrängt wurde und sich der leere Foliensack
um den Degen des Zapfgerätes gelegt hat.