PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10046526C2 15.05.2003
Titel Vorrichtung und Verfahren mit einer Kühleinheit und einer Zapfeinrichtung zum Kühlen und Zapfen von in Behältern befindlichen Getränken
Anmelder Niehaus, Joachim, Dipl.-Ing., 59469 Ense, DE
Erfinder Niehaus, Joachim, Dipl.-Ing., 59469 Ense, DE
Vertreter Patentanwälte Dörner & Dörner, 58095 Hagen
DE-Anmeldedatum 19.09.2000
DE-Aktenzeichen 10046526
Offenlegungstag 04.04.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.05.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.2003
IPC-Hauptklasse F25D 3/06
IPC-Nebenklasse F25D 16/00   F25B 21/02   B67D 5/62   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren mit einer Kühleinheit und einer Zapfeinrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 23.

Vorrichtungen, in denen Getränke gekühlt gehalten werden, sind in vielfältiger Weise bekannt. Man unterscheidet hierbei zwischen Vorrichtungen, in denen eine passive Kühlung erfolgt und Vorrichtungen, in denen aktiv gekühlt wird. Passive Kühlung bedeutet, es werden Kühlhilfen in die jeweilige Vorrichtung eingelegt. Die Kühlhilfen bestehen üblicherweise aus einem Gehäuse, in dem sich eine Flüssigkeit befindet. Vor dem Einbringen in die Kühl-Vorrichtung werden die Kühlhilfen in einem Gefrierfach gelagert, so daß die Flüssigkeit in den Kühlhilfen gefriert. Nach Einbringen in die Kühlvorrichtung geben die Kühlhilfen ihre Kälte an die in der Kühlvorrichtung vorgesehenen Getränkebehältnisse ab. Bei der aktiven Kühlung sind an der jeweiligen Vorrichtung Kühleinheiten vorgesehen, die unter Zuführung von Energie Kälte erzeugen. In den meisten Anwendungsfällen erfolgt dies mit Hilfe von Kompressoren.

In der DE 197 20 553 C2 ist eine Kühl- und Zapfvorrichtung zum Zapfen von Getränken aus festen Behältnissen (Fässern) mittels CO2 beschrieben. Diese Vorrichtung besitzt eine Wanne, die zur Aufnahme des Behälters (Fasses) vorgesehen ist. Bedingt durch die Faßgeometrie hat diese Wanne jedoch keinen großflächigen Kontakt zum Faß und dient hauptsächlich zur Stabilisierung der Kühlschlange. Bei der Kühlung dieser Wanne ist die Rede von einer Raumkühlung zur Unterstützung des Durchlaufkühlers. Eine Kühlung durch direkten Kontakt des Behälters mit der Wanne ist nicht vorgesehen. Die Vorrichtung besitzt eine Abdeckung für den Behälter, die der optischen Gestaltung dient. Eine Isolierung wird nicht erwähnt. Die Zapfeinheit besteht aus einem bei Bierzapfvorrichtungen bekannten Anstichdegen, einem Verbindungsschlauch, der Kühlschlange des Durchlaufkühlers, einem weiteren Verbindungsschlauch und dem Zapfhahn. Diese gehören sämtlich zum Gerät und müssen regelmässig gespült bzw. gereinigt werden.

Den bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß sie üblicherweise nur zum Transport beziehungsweise der Lagerung des Behältnisses, in dem sich das Getränk befindet, geeignet sind. Darüber hinaus ist zu ihrer Benutzung in der Regel ein Getränke-Behältnis erforderlich, daß eine relativ hohe Festigkeit aufweist, um eine stehende Anordnung der Behältnisse zu ermöglichen. Zur Entnahme von Flüssigkeit aus den Behältnissen ist es außerdem erforderlich, die Vorrichtung zu öffnen, das mit dem Getränk gefüllte Behältnis herauszunehmen und das Getränk dem Behältnis zu entnehmen. Im Anschluß daran ist das Behältnis wieder in die Vorrichtung zurück zu stellen und diese wieder zu verschließen. Dies beinhaltet unter anderem den Nachteil, daß beim Öffnen der Vorrichtung zur Herausnahme des Behältnisses Kälte entweicht, wodurch erhebliche Verluste entstehen. Darüber hinaus ist die Bedienung der bekannten Vorrichtungen unpraktisch.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen von in Behältnissen befindlichen Getränken zu schaffen, bei der einerseits Behältnisse mit einer geringen Strukturfestigkeit verwendbar sind und andererseits zur Entnahme von Flüssigkeit aus den Getränke-Behältnissen die Vorrichtung nicht geöffnet werden muß. Die Getränke verbleiben in den Behältnissen und haben keinen Kontakt zur Vorrichtung oder deren Bauteilen, so daß ein Höchstmaß an Hygiene, im besonderen bei der Verwendung von Einweg-Behältnissen, gegeben ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 23 gelöst.

Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Kühlen von in Behältnissen befindlichen Getränken geschaffen, bei der Behältnisse, die eine geringe Strukturfestigkeit aufweisen genauso verwendbar sind, wie Behältnisse mit hoher Strukturfestigkeit. Darüber hinaus kann mit Hilfe der Zapfeinrichtung Flüssigkeit aus dem Behältnis entnommen werden, ohne die Vorrichtung öffnen zu müssen. Dadurch ist die Wärmebilanz der erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich besser als die bekannter Vorrichtungen. Infolge der besseren Wärmebilanz ist eine wesentlich geringere Energieaufnahme des Kühlaggregats erforderlich.

In Weiterbildung der Erfindung ist die aktive Kühleinheit von einem Peltierelement und einem Fluidkühler gebildet. Peltier-Elemente sind Bauelemente, die unter Nutzung des Peltier-Effekts über einen elektrischen Stromfluß direkt eine Temperaturabsenkung erzeugen können (Sautter/Weinerth "Lexikon Elektronik und Microelektronik" VDI Verlag 1990 S. 6031. Die Verwendung von Peltierelementen als aktive Kühlvorrichtung ist bekannt. Die bekannten Peltierelemente arbeiten jedoch mit einer Luftkühlung, deren Effektivität gering ist. Bei hohen Temperaturen der Umgebungsluft ist die Kühlwirkung sehr begrenzt bzw. es findet keine Kühlung mehr statt. In dieser Ausführung wäre die Kühlleistung zu gering und könnte die Aufgabe nicht erfüllen. Durch die Verwendung eines Fluidkühlers wird die Kühlleistung des Peltierelementes dagegen wesentlich erhöht. Als Kühlflüssigkeit kann auf das in gastronomischen Betrieben in der Regel ohnehin vorhandene Kühlwasser von Bierzapfanlagen zurückgegriffen werden. Es ist aber auch möglich, eine separate Kühlung für das Kühlfluid durch das Auftauen von Getränkebehältnissen oder gefrorenen Wasserbehältnissen in einer Auftau- und Service-Box vorzusehen. Generell ist für diese Anwendung nicht die Kühlmitteltemperatur von Bierzapfanlagen erforderlich, sondern eine höhere Kühlmitteltemperatur auf normalem Niveau der Raumtemperatur ausreichend.

In anderer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Kühlung mit einem Flüssigkeitsmantel mit sehr tiefem Gefrierpunkt. Diese Fluidmantelkühlung verfügt über eine sehr große Kühlleistung und eignet sich nicht nur zum Kühlhalten sondern auch zum Herunterkühlen von Getränken.

In anderer Weiterbildung der Erfindung ist auch eine passive Kühlung mittels Kühlhilfen möglich, wodurch die Vorrichtung nicht mehr ortsgebunden ist. Aufgrund der besonderen Isolierung der Vorrichtung ist bei rechtzeitigem Wechsel der Kühlhilfen, signalisiert durch eine elektronische Temperaturkontrolle mit Anzeige, auch eine Konservierung bei niedriger Getränketemperatur zeitlich unbegrenzt möglich.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse in der Aufstellmöglichkeit schwenkbar. Diese Ausgestaltung bietet einerseits den Vorteil, daß nach dem Schwenken in Richtung der Zapfeinrichtung durch die auf das Getränk wirkende Schwerkraft der Entnahmevorgang beschleunigt werden kann. Darüber hinaus ist die Möglichkeit geschaffen, insbesondere bei der Kühlung von Säften, die einen Anteil Fruchtfleisch aufweisen, auf das sonst erforderliche Rührwerk zu verzichten. Dieses muß bei herkömmlichen Vorrichtungen vorgesehen sein, um eine Ablagerung des Fruchtfleisches am Boden des Getränkebehälters zu verhindern. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann darauf verzichtet werden, da durch ein- oder mehrmaliges Schwenken der Vorrichtung in der Aufstellmöglichkeit das Getränk in dem Behältnis geschüttelt wird, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Fruchtfleisches im Saft hervorgerufen wird. Auf diese Weise wird sinngemäß ein Kühlschrank mit Kühleinheit und Getränk geschüttelt.

Die drei Kühlvarianten Peltier-, Fluidmantel- und Passivtechnik der Erfindung werden durch den Schüttelvorgang nicht beeinträchtigt. Vorteilhaft sind in der Aufstellmöglichkeit federnde Anschläge angeordnet. Mit Hilfe der Anschläge ist verhindert, daß das Gehäuse nicht über den durch die Anschläge definierten Punkt hinaus durchschwenkt.

In Abgrenzung zu bekannten Vorrichtungen wird kein Kompressor als Kühlaggregat eingesetzt, da er die Baugröße der Vorrichtung erheblich beeinflussen würde und vor allem Kompressoren nicht für eine Belastung durch eine Schüttelbewegung mit relativ festen Bewegungsanschlägen ausgelegt sind.

Durch die Position der Maschine in der Aufstellmöglichkeit ergibt sich unter der Maschine vorteilhaft ein nutzbarer Freiraum.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Gehäuse eine Isolierung auf. Durch das Vorsehen einer Isolierung ist die Wärmebilanz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusätzlich verbessert, da bei geschlossener Haube kaum Kälte aus der Vorrichtung entweichen kann.

In Weiterbildung der Erfindung besteht die Zapfeinrichtung aus einem zum Teil handelsüblichen Ventil und einem besonderen Griffhebel. Hierdurch ist auf einfache Weise die Möglichkeit geschaffen, bei geschlossener Haube Flüssigkeit aus der Vorrichtung zu entnehmen und im Anschluß an die Entnahme wieder dicht zu verschließen.

In einer zweiten, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Zapfeinrichtung einen Kanal auf, der in einem Gehäuse vorgesehen ist, und in dem ein Griffhebel angeordnet ist. Bevorzugt betätigt der Griffhebel über ein Gestänge einen Klemmnocken. Diese Weiterbildung findet für den Fall Anwendung, für den an dem Behältnis ein Ablauf-Schlauch vorgesehen ist. Der Schlauch ist dann durch den Kanal geführt und wird bei Betätigung des Hebels durch den Klemmnocken geöffnet oder abgeklemmt. Die Vorrichtung ist somit ebenfalls ohne Öffnung des Gehäuses mit Hilfe des Griffhebels bedienbar, so daß die Wärmebilanz der Vorrichtung dadurch nicht verschlechtert ist.

Durch diesen Geräteaufbau wird im Gegensatz zur Durchlaufkühlung, die bei vielen Getränkespendern angewendet wird, ständig der gesamte Inhalt gekühlt. Dies kommt der Hygiene, der Haltbarkeit und der Zapfmenge des Inhalts bei gleichbleibender Temperatur zugute.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die Zapfeinrichtung unten an der Stirnseite des Gehäuses angeordnet. Durch diese Ausbildung bildet der Zapfhahn beim Schwenken des Gehäuses in Richtung des Zapfhahns den tiefsten Punkt der Vorrichtung, so daß eine einfache und zuverlässige Entleerung des Behältnisses allein mittels Schwerkraft ermöglicht ist.

Die Gehäuseteilung ist in Abgrenzung zu bekannten Vorrichtungen in vertikaler Richtung L- förmig ausgeführt, um das Getränkebehältnis beim Schüttelvorgang zu fixieren und die Handhabung des Wechselns der Getränkebehälter zu vereinfachen.

Vorteilhaft ist an der Wanne ein Temperatursensor befestigt. Mit Hilfe des Temperatursensors und einer Regelelektronik kann die Temperatur des Getränkes in dem Behältnis kontinuierlich überwacht und geregelt werden.

Vorteilhaft ist im Gehäuse ein Sensor eingebaut, der die zum Durchmischen erforderliche Schüttelbewegung kontrolliert und über eine zeitgesteuerte Regelung eine erforderliche Schüttelbewegung in einer Anzeige darstellt.

Bevorzugt ist an dem Gehäuse mindestens eine Anzeige angeordnet, die bei einer Fehlfunktion oder einem Überschreiten eines Grenzwertes für die Getränketemperatur das Bedienpersonal hiervon sofort unterrichtet.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung in perspektivischer Darstellung von vorne;

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung mit abgenommener Haube;

Fig. 3 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung teilweise im Schnitt mit zusätzlich eingebrachter Kühlhilfe;

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in Anlage mit einem vorderen Anschlag;

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in Anlage mit einem hinteren Anschlag;

Fig. 6 eine Vorrichtung mit Peltierelement und zusätzlicher Kühlhilfe in einer Explosionsdarstellung;

Fig. 7 den Schnitt entlang der Längsmittellinie durch eine Vorrichtung mit Peltierelement und zusätzlicher Kühlhilfe analog zu Fig. 1 und 3 bis 6;

Fig. 8 Das Unterteil einer Vorrichtung mit Fluidmantelkühlung in Explosionsdarstellung;

Fig. 9 den Schnitt entlang der Längsmittellinie durch in Fig. 8 dargestelltes Unterteil;

Fig. 10 eine Explosionsdarstellung einer Service-Box und

Fig. 11 die perspektivische Darstellung einer Zapfeinrichtung mit Schlauchklemmung.

Die als erstes Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung (Fig. 3), welche mit Peltiertechnik arbeitet und bevorzugt zum Kühlhalten vorgekühlter Getränke verwendet wird, besteht aus einem Gehäuse 1, das schwenkbar in einer Aufstellmöglichkeit 2 gelagert ist und einer Zapfeinrichtung 3. In dem Gehäuse 1 ist eine Kühleinheit 4 integriert. Das Gehäuse 1 nimmt Behältnisse 5 auf, in denen sich Getränke befinden.

Das Gehäuse 1 weist eine kompakte, fass- bzw. tropfenartige Form auf. Es ist mit einer Haut aus Kunststoff versehen und weist eine Isolierung 11 auf, die aus Polyurethan-, Epoxyd- oder Polystyrolschaum bestehen kann. Die Isolierung 11 ist im gesamten Gehäuse 1 vorgesehen. Das Gehäuse 1 besteht aus einem Unterteil 12 und einem Oberteil 13, das abnehmbar ist.

Beide Gehäuseteile bestehen jeweils aus zwei zusammengefügten Kunststoffschalen oder in gleicher Weise ausgebildeten Hohlkörpern, deren innere Volumina komplett mit der Isolierung 11 ausgefüllt sind, die zeichnerisch nicht als Körper dargestellt ist. Die Gehäuseteilung ist so gewählt, daß das Oberteil 13 mit dem Unterteil 12 keine ebene Dichtfläche besitzt, sondern in vertikaler Richtung als L-förmige Haube ausgebildet ist. Diese Haube hat nicht nur die Aufgabe, das Gehäuse zu schließen, sondern den Flansch 52 in Gegenrichtung zur Einführung in die Schlüssellochöffnung 181 zu fixieren (Fig. 2, 3, 6, 7). Diese Sicherung ist besonders beim Einsatz von Behältnissen 5 mit geringer Strukturfestigkeit notwendig, da andernfalls durch ein Schütteln des Gehäuses 1 im Betrieb die Lage des Behältnisses 5 instabil wäre. Weitere Vorzüge dieser Bauweise sind die leichtere Handhabung beim Wechsel der Behältnisse 5.

Oberteil 13 und Unterteil 12 besitzen in der Mitte der Stirnseite zudem nur einen kleinstmöglichen Ausschnitt 134, 135 und 145, 126 zur Integration der Zapfeinheit 3, um die Kälteverluste durch eine in diesem Bereich fehlende Isolierung gering zu halten Fig. 3, 6 und 7.

Zum Verschließen der Haube 13 ist auf der der Zapfeinrichtung 3 abgewandten Seite an dem Unterteil 12 ein Verschlusshebel 121 befestigt, welcher in einen entsprechend geformten Nocken 131 im Deckel 13 einrastet (siehe auch Fig. 7). Vorn sind am Deckel zwei Verschlußhaken 132 befestigt (Fig. 6), die in entsprechende Gegenlager 141 in der Innenschale eingehängt werden. Im Innenteil 14 ist auf der der Zapfeinrichtung 3 zugewandten Seite eine V-förmige Aussparung 143 ausgebildet. Seitlich sind an dem Unterteil 12 Lageraufnahmen 124 vorgesehen.

In die Innenschale 14 ist eine Wanne 15 aus Aluminium eingesetzt. An dieser Wanne ist die aus dem Peltierelement 41, dem Fluidkühler 42 mit Deckplatte 43 und dem Fluidzu- und ablauf 44/45 bestehende Kühleinheit mittels zweier Kunststoffschrauben 46 befestigt. Der so gebildete Kühlraum ist im nicht abgenommenen Zustand von der Haube 13 abgedeckt. In die Wanne 15 werden die Behältnisse 5 eingelegt. Das Unterteil 12 ist in seinem der Haube 13 zugewandten Bereich mit einem Rand 144 versehen, der zur sicheren Lage von in den Kühlraum eingelegten Behältnissen 5 beiträgt. Entlang des Randes 144 ist ein Dichtungsband 19 angeordnet. Die Aussparung 143 nimmt eine Aufnahmewand 18 auf. In der Wand 18 ist eine Öffnung 181 ausgebildet, die eine einem Schlüsselloch vergleichbare Form aufweist, und die der Fixierung der Behältnisse 5 an deren Flansch 52 dient. Auf der der Aufstellmöglichkeit zugewandten Seite ist im Unterteil 12 eine Aufnahme 125 für die Kühleinrichtung 4 und die elektronische, prozessorgesteuerte Regelung 61 vorgesehen. Die Aufnahme 125 ist mit einem Deckel 126 verschließbar. Der innere Temperatursensor 63 wird so in einen Ausschnitt der Innenschale 14 eingelegt, daß er thermisch mit der Wanne 15 gekoppelt ist. Neben dem Zapfhahn 3 befinden sich zwei Kontroll-LEDs 62, von denen eine die Kontrolle der Temperatur der Flüssigkeit im Behältnis 5, die andere die Kontrolle der Temperatur der Kühlflüssigkeit ermöglicht. Zusätzlich zeigt eine der LEDs 62 einen notwendigen Schüttelvorgang an.

Die Kühleinheit 4 besteht im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 aus einem Peltierelement 41, an dem ein Fluidkühler 42 angebracht ist. Über die Schlauchverbinder 44 (Zulauf) und 45 (Ablauf) und das Schlauchpaket 8 wird ein Kreislauf mit einem externen Kühlflüssigkeitsspeicher einer ühlanlage (nicht dargestellt) aufgebaut. Peltierelement 41 und Fluidkühler 42 sind mit einer Deckplatte 43 mittels zweier Kunststoffschrauben 46 an der Wanne 15 gehalten. Das Peltierelement 41 ist unmittelbar zur Wanne 15 angeordnet und gibt die erzeugte Kälte an diese ab, die sie aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Aluminiums mit nur sehr geringen Verlusten an den eng anliegenden Behälter 5 weiterleitet.

Bei der Fluidkühlanlage kann es sich beispielsweise um die in gastronomischen Betrieben zumeist ohnehin vorhandene Kühlanlage einer Bier-Zapfanlage handeln, aus der Kühlwasser entnehmbar ist. Die Kühlflüssigkeit ist jedoch auch in einer Auftau- bzw. Service-Box kühlbar, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist. Dabei handelt es sich um ein Gehäuse 47 mit Seitendeckeln 471 und einem Sockel 473 und einer Bedientür 472 in dem ein Kühlraum 48 aus Kunststoff angeordnet ist. Der Kühlraum 48 wird aus einer Innenschale 481 gebildet, die mit einer Kühlflüssigkeitswanne 482 dicht verklebt ist, an der die Schläuche der Schlauchverbinder 44 und 45 am Zulauf 482a und Rücklauf 482b angeschlossen sind. Es ist eine Pumpe 474 in einem der Schläuche vorgesehen, die den Kreislauf der Kühlflüssigkeit bewirkt. An die anne 482 sind ein Einfüllstutzen 482c und ein Entlüftungsstutzen 482d angebaut, die mit jeweils einer Verschlußschraube 490 und 491 verschließbar sind. Der Raum zwischen Gehäuse 47 und Kühlraum 48 ist wiederum isoliert.

Für die Kühlung wird eine Kühlhilfe oder ein Getränkebehältnis 5, das ein tiefgefrorenes Getränk enthält, beispielsweise einen Fruchtsaft, in die Auftau- bzw. Service-Box gelegt. Die Gestaltung des Kühlraums ist an die Geometrie des gefrorenen Getränkebehältnisses angepasst. Aufgrund der durch die aktive Kühlung mittels des Peltierelemtes entstehenden und an den Kühlkreislauf abgegebenen Abwärme taut das Getränk langsam auf und gibt dabei Kälte über die Kontaktfläche des Kühlraums 48 an die sich in der Wanne 482 befindliche Kühlflüssigkeit ab. Der Vorgang kann durch einen unterhalb der Kontaktfläche angebrachten Temperatursensor 63 überwacht werden.

Somit wird die Kälteenergie des Auftauprozesses des nachfolgend zu verbrauchenden Getränkebehältnisses in einem ökologisch sinnvollen Energiekreislauf für die Kühlung des Getränkebehätnisses 5 in der Vorrichtung verwendet.

Die in Fig. 8 und 9 gezeigte Ausführung mit Fluidmantelkühlung verwendet eine Flüssigkeit mit niedrigem Gefrierpunkt, um sehr niedrige Temperaturen aus einem Gefrierschrank übertragen zu können. Auf diese Art ist durch den schnelleren Wärmeaustausch diese Kühltechnik auch zum schnellen Abkühlen von Getränken geeignet. Sie unterscheidet sich von vorgenannter Ausführung folgendermaßen. Statt der Innenschale 14 ist der Außenmantel 16 mit dem Unterteil 12 verklebt. In diesen ist der Innenmantel 17 aus Aluminium oder Kunststoff dicht eingeklebt. Die Aluminiumwanne 15 entfällt. Ebenso entfällt der Großteil der Kühleinheit, da die Kühlung durch Kühlflüssigkeit erfolgt, die durch den Zulauf 166 unten in der Aufnahme 125 in den Raum zwischen Außenmantel 16 und Innenmantel 17 eintritt. Das Kühlfluid gelangt dadurch in einen zwischen Außenmantel 16 und Innenmantel 17 ausgebildeten Hohlraum. Das Kühlfluid steht somit über den direkten Kontakt zum Innenmantel in großflächigem Kontakt mit dem eng an den Innenmantel 17 anliegenden Getränkebehältnis 5 (hier nicht zeichnerisch dargestellt). Die Flüssigkeit steigt bis zum Überlaufloch 165 und fließt durch den in den Außenmantel 16 eingeformten Rücklaufkanal 162 und den Rücklauf 167 ab. Der Temperatursensor 63 ist in der Öffnung 125 im Unterteil 12 in einer Ausformung im Außenmantel 16 befestigt. Er hat direkten thermischen Kontakt zum Innenmantel 17 und damit zur gekühlten Flüssigkeit im Behältnis 5. Die Aufnahmeöffnung 171 für den Flansch 52 befindet sich hier im Innenmantel 17.

In Kombination der Peltier-Kühleinheit aus Fig. 1-7 oder der Fluidmantelkühlung aus Fig. 8 und 9 können die Wanne 15 oder die Innenschale 17 vorteilhaft mit sehr großer Wandstärke ausgeführt werden. Hierdurch wird eine große Kältekapazität speicherbar, welche in Verbindung mit der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit von Aluminium genutzt werden kann, um ein eingebrachtes Getränkebehältnis 5 durch Kältetaustausch sehr schnell auf eine niedrige Temperatur herunterzukühlen. Diese Schnellkühlung ist mittels herkömmlicher Kompressorkühlung in Gefrierschränken nicht annähernd vergleichbar schnell ausführbar.

Eine passive Kühlung mittels Einbringen einer bekannten Kühlhilfe 49 ist nach Fig. 3, 6 und 7 möglich, da aufgrund der besonderen Isolierung 11 der Vorrichtung bei einem Kühlhalten und nicht Herunterkühlen des Getränkes ein Wechsel der Kühlhilfe 49 selbst bei sehr hohen Außentemperaturen nur ein bis zwei mal pro Tag notwendig ist. Eine Variante der elektronischen Steuerung 61 als Temperaturkontrolle mit Anzeige nur einer LED 62 informiert über die Getränketemperatur und signalisiert einen notwendigen Wechsel der Kühlhilfe 49. Die Einbaulage ist oberhalb des Behälters 5 und ist nicht fixiert, so daß eine gute Verteilung der Kälte auf den gesamte Getränkebehälter möglich ist. Die Innenschale des Oberteils 13 besitzt einen Lagefreiraum 133 für die Kühlhilfe 49. Bei Behältern 5 mit geringer Strukturfestigkeit liegt die Kühlhilfe 49 schwimmend auf dessen Oberfläche auf und sinkt mit abnehmendem Inhalt innerhalb des Gehäuseunterteils 12 tiefer. Die Bauteile Wanne 15 und Kühleinheit 4 können hierbei entfallen und werden nur durch einen Isolierbaustein (nicht dargestellt) ersetzt.

Die elektronische, prozessorgesteuerte Regelung 61, die eine genaue Einhaltung frei programmierbarer Grenzwerte ermöglicht, überwacht die Temperatur im Innern der Kühlraums. Zur Überwachung ist ein Temperatursensor 63 unterhalb der Wanne 15 bzw. des Innenmantels 17 befestigt. Die Regelung ist mit einer optischen Anzeige, beispielsweise mit einer Kontroll-LED 62 für die Temperatur des Getränkebehältnisses 5 und einer zweiten für die Temperatur des Kühlfluids in der externen Kühlanlage oder einer Auftau- bzw. Service-Box nach Fig. 10 versehen. Auch eine Klartextanzeige sowie eine Protokollierung kann vorgesehen sein. Zudem ist eine Einstellung des Regelbereiches durch das Bedienpersonal vorsehbar. Die Regelung stellt außerdem eine Sicherung für die Vorrichtung dar, da bei Ausfall des Kühlkreislaufs ein Ausschalten automatisch erfolgen kann und somit das Peltierelement gegen Überhitzung geschützt ist.

Um eine regelmäßige Durchmischung zu gewährleisten, kann eine elektronische, zeitgesteuerte Schüttelkontrolle vorgesehen sein, die auch durch die Kontroll-LED 62 angezeigt wird.

Die Zapfeinrichtung 3 ist an einer Stirnseite des Gehäuses 1 angeordnet. Sie besteht im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 7 aus einem - an sich bekannten - Ventil 31, das mit einer Klemmwulst 311 im Flansch 52 des Behältnisses 5 eingeklemmt ist.

An dem Ventil 31 ist ein Ausgußrohr 32 anbringbar. Zur Bedienung des Ventils ist ein Griffhebel 33 vorgesehen. Der Griffhebel 33 ist in einer Aufnahme 34 drehbar gelagert, die die Zapfeinrichtung 3 an dem Ventil 31 mit Hilfe einer Rastverbindung fixiert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist eine zweite Zapfeinrichtung 3 dargestellt, die zur Anwendung kommt, wenn kein Ventil an den Behältnissen 5 eingesetzt ist, sondern an den Behältnissen 5 ein Verschluß mit einem Ablaufschlauch eingepresst ist.

Diese Zapfeinrichtung weist einen Kanal 35 auf, der in einem Gehäuse 36 vorgesehen ist und durch den der Schlauch 53 geführt ist. In dem Gehäuse 36 ist ebenfalls ein Griffhebel 33 beweglich angeordnet, der unter dem Einfluß einer Blattfeder 37 steht. Durch die gewählte Geometrie einer Prismennocke am Klemmnocken ist die Stellung des Griffhebels auch in dieser Ausführung in zwei Positionen (auf/zu) fixierbar. Über ein Gestänge 38 wird eine Bewegung des Griffhebels 33 auf einen Klemmnocken 39 übertragen, der den Schlauch 53 klemmt und damit die Absperrung des Getränkeflusses übernimmt.

Ein wesentlicher Vorteil der verwendeten Zapfeinrichtungen besteht im Gegensatz zu Rohrdurchflußkühlungen darin, daß das Getränk an keiner Stelle mit der Vorrichtung direkt in Verbindung tritt. Vielmehr verläßt das Getränk das Behältnis 5 im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 9 durch den Flansch 52, das Ventil 31 und das Ausgußrohr 32, wobei aufgrund der Steckverbindung der Zapfeinrichtung 3 diese problemlos abbaubar und damit dessen Ausgußrohr 32 spülbar oder als Einwegteil ausgelegt ist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 verläßt das Getränk die Vorrichtung durch den Schlauch 53 direkt. Somit besteht bei dieser Ausbildung nicht die Notwendigkeit des Spülens der Vorrichtung insgesamt oder in Teilen. Insbesondere in warmen Gegenden mit zudem relativ hoher Luftfeuchtigkeit besteht darüber hinaus eine wesentlich geringere Salmonellen-Gefahr als bei bekannten Kühl- und Entnahmevorrichtungen für Getränke. Die Hygiene ist insgesamt wesentlich erhöht.

Die Aufstellmöglichkeit 2 aus Fig. 1 bis 6 umfaßt im Ausführungsbeispiel einen Mittelteil 21, an dessen dem Boden abgewandten Seite ein Rohrbogen 22 angeordnet ist.

Bodenseitig ist an dem Mittelteil 21 ein Gestellfuß 23 vorgesehen. Das Mittelteil 21 ist im Wesentlichen von einem Rohr 211 gebildet, das mit einer Bohrung 212 für die Aufnahme einer Federstange 213 versehen, an deren freien Ende eine Kugel 214 als Anschlag angeordnet ist. Außerdem weist das Rohr 211 zwei Bohrungen 215 zur Aufnahme der Gabel 22 auf. Auf dem Rohr 211 ist eine Kugel 216 als hinterer Anschlag vorgesehen.

Der Rohrbogen 22 hat eine halbkreisförmige Ausbildung. An seinen freien Enden ist jeweils eine Lagerung 221 angeordnet, die aus einem Lagersitz 222 und einem Kugellager 223 bestehen. Die Lagerung 221 steht über die Lageraufnahmen 124 im Unterteil 12 mit dem Gehäuse 1 in Verbindung, wodurch die Schwenkbarkeit des Gehäuses 1 um die von den Lageraufnahmen 124 und der Lagerung 221 gebildete Schwenkachse in der Aufstellmöglichkeit 2 gewährleistet ist. Um ein Überschwenken des Gehäuses 1 zu verhindern, dienen die Kugeln 214 und 216 als federnde Anschläge. Je nach Anordnung der Schwenkachse des Gehäuses 1 und des sich daraus ergebenden Schwerpunktes ist die Ruhestellung der Vorrichtung entweder in Anlage des Gehäuses 1 mit der Kugel 214 in Fig. 4 oder in Anlage mit der Kugel 216 in Fig. 5 festgelegt.

Der Gestellfuß 23 besteht aus einer Kuppel 231 auf der das Rohr 211 des Mittelteils 21 befestigt ist. Die Kuppel 231 ist auf der dem Mittelteil 21 abgewandten Seite mit einer Platte 232 versehen. An der Platte 232 sind vier Arme 233 befestigt, an deren freien Ende jeweils eine Kugel 234 angeordnet. In Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann die Aufstellmöglichkeit 2 ohne Ausleger 23 mit ihrem Mittelteil 21 direkt in einem Tisch, einer Theke oder dergleichen befestigt sein, oder horizontal zu einer Wandbefestigung geführt werden.

Das Verfahren zum Zapfen von in Behältern befindlichen Getränken mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gliedert sich in folgende Schritte.

Zunächst wird die Haube 13 des Gehäuses 1 abgenommen. Daraufhin wird ein Behältnis 5, das beispielsweise mit einem Fruchtsaftgetränk gefüllt ist, in den durch die Wanne 15 oder den Innenmantel 17 gebildeten Kühlraum eingelegt.

Auf das am Behältnis 5 befindliche Ventil 31 aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, 3, 6 und 7 wird die Zapfeinrichtung 3 mit Ausgussrohr 32, Griffhebel 33 und Aufnahme 34 aufgesteckt und der Flansch 52 in die Aufnahmewand 18 bzw. die Öffnung 171 des Innenmantels 17 eingeklemmt. Unter Einsatz der zweiten Zapfeinheit 3 wird der an dem Behältnis 5 vorgesehene Schlauch 53 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 durch den Kanal 35 in der Zapfeinheit 3 gezogen. Ist an dem Behältnis 5 ein Flansch 52 vorgesehen, wird dieser in der Öffnung 181 der Aufnahmewand 18 bzw. der Öffnung 171 des Innenmantels 17 fixiert.

Im Anschluß daran wird die Haube 13 wieder auf das Unterteil 2 gesetzt. Das Behältnis 5 ist damit vollständig von dem Gehäuse 1 mit seiner Isolierung 11 umschlossen. Zur Entnahme des Getränkes braucht das Gehäuse nicht geöffnet zu werden. Gleichzeitig erfolgt mit Hilfe der Kühleinheit 4 eine kontinuierliche Kühlung des in dem Behältnis 5 befindlichen Getränkes, so daß von einer aktiven und mit Anzeigen überwachten Kühlung gesprochen werden kann.

Bei gewünschter Entnahme von Saft wird das Gehäuse 1 ein- oder mehrmals um die Schwenkachse geschwenkt, um eine gleichmäßige Durchmischung des Saftes mit dem sich möglicherweise in der Zwischenzeit am Boden des Behältnisses 5 abgesetzten Fruchtfleisches sowie eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu ermöglichen. Im Anschluß daran wird mit Hilfe der Zapfeinrichtung 3 eine Entnahme des Saftes vorgenommen.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung mit einer Kühleinheit und einer Zapfeinrichtung zum Kühlen und Zapfen von in einem Behältnis befindlichen Getränken, das in einen Kühlraum eines zweiteiligen Gehäuses mit einer Aufstellmöglichkeit einlegbar ist, mit einem das Behältnis aufnehmenden Gehäuseteil und einem das Behältnis im Gehäuse fixierenden, abnehmbaren Gehäuseteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (4) im aufnehmbaren Gehäuseteil (12) integriert ist, das aufnehmbare Gehäuseteil (12) als Wanne (15/17) ausgebildet ist, um einen bestmöglichen Temperaturübergang zwischen der Kühleinheit (4) und den mit großflächigem, direkten Kontakt zur Wanne eingelegten Behältnissen (5) zu gewährleisten,

    das Gehäuse (1) schwenk- und schüttelbar auf der Aufstellmöglichkeit (2) gelagert ist und

    die Zapfeinrichtung (3) das Zapfen der Getränke aus dem Behältnis (5) über zusätzliche Verbindungselemente zwischen dem Behältnis (5) und dem Gehäuse (1) erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinheit (4) von einem Peltierelement (41) und einem Fluidkühler (42) gebildet ist, die in das schwenkbare Gehäuse integriert ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinheit (4) aus einem Fluidmantel mit Innenmantel (17) und Außenmantel (16) besteht, die in das schwenkbare Gehäuse integriert sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinheit (4) in Form einer Kühlhilfe (49) ausgebildet ist, die in das schwenkbare Gehäuse einlegbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, bei Verwendung eines Peltierelements als Kühleinheit (4), gefrorene Behältnisse (5) mit einem Getränk oder Fluid in einem Energiekreislauf in einer Auftaubox zur Kühlung der in der Vorrichtung arbeitenden Kühleinheit (4) nutzbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstellmöglichkeit (2) eine Gabel (22) und einen Gestellfuß (23) umfaßt und unter dem Gehäuse (1) einen Freiraum erzeugt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufstellmöglichkeit (2) mindestens zwei federnde Anschläge angeordnet sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (15) oder die Innenschale (17) aus Aluminium besteht.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (15) oder die Innenschale (17) aus einer sehr dicken Aluminiumwand besteht, die als schnell entladbarer Kältespeicher eingesetzt wird.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) eine Isolierung (11) aufweist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Behältnis (5) auszugebende Getränk keinen Kontakt mit Teilen der Vorrichtung hat und somit einen besonderen Hygienestandard erfüllt.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfeinrichtung (3) aus einem Ventil (31) und einem Griffhebel (33) mit Aufnahme (34) besteht.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfeinrichtung (3) einen Kanal (35) aufweist, der in einem Gehäuse (36) vorgesehen ist, und in dem ein Griffhebel (33) angeordnet ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffhebel (33) unter dem Einfluß einer Blattfeder (37) steht, die ihn in den beiden Endstellungen mit Hilfe eines kombinierten Prismen- und Klemmnockens (39) fixiert und dabei einen Schlauch (53) eines Behältnisses (5) öffnet oder verschließt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffhebel (33) den Klemmnocken (39) über ein Gestänge (38) betätigt.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfeinrichtung (3) am tiefsten Punkt der Stirnseite des Gehäuses (1) angeordnet ist und so das Zapfen mittels Schwerkraft erlaubt.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (12) und Gehäuseoberteil (13) einen kleinstmöglichen Ausschnitt innerhalb der Gehäuseteilung (134, 135, 145 und 126) zur Integration der Zapfeinheit (3) besitzen.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (12) und Gehäuseoberteil (13) in vertikaler Richtung keinen ebenen, sondern einen L- förmigen Aufbau besitzen, der zur Lagefixierung des eingebrachten Getränkebehältnisses (5) in allen Richtungen an dessen Flansch (52) bei Schüttelbewegungen des Gehäuses (1) dient.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wanne (15) oder an der Innenschale (17) ein Temperatursensor (63) befestigt ist.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bediener die Temperatur des steuernden Sensors durch eine einfach zu interpretierende Anzeige dargestellt wird.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Zieltemperatur als auch Hysterese einstellbar oder fest programmierbar sind.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische, zeitgesteuerte Schüttelkontrolle mit Anzeige vorgesehen ist.
  23. 23. Verfahren zum Zapfen von Getränken aus einem Behältnis (5) mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

    das Behältnis (5) in das aufnehmende Gehäuseteil (12) eingelegt wird,

    die Zapfeinrichtung (3) an das Behältnis (5) angeschlossen wird,

    die Haube (13) auf das aufnehmende Gehäuseteil (12) aufgesetzt wird und der Behälter (5) fixiert wird,

    die Durchmischung des Saftes durch Schwenken, bzw. Schütteln des Gehäuses (1) auf der Aufstellmöglichkeit (2) erfolgt.
  24. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenken des Gehäuses (1) dazu genutzt wird, die Temperaturverteilung im Getränkebehältnis (5) zu verbessern.
  25. 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfen des Getränks erfolgt, ohne das Gehäuse (1) zu öffnen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com