DE3000607C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Füll- und Zapfventilanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Zum Ausschenken von unter Druck stehender Flüssigkeiten aus einem Behälter, z. B. zum Ausschenken von Bier aus einem Bierfaß, ist in der Oberseite des Behälters eine Ventilanordnung montiert. Diese Ventilanordnung ist dabei an einem Spund bzw. einer Aufnahmebüchse befestigt, der bzw. die in der einzigen Öffnung des Behälters angebracht ist. Die Ventilanordnung umfaßt ein Doppelventil mit einem von diesem zum Behälterboden abgehenden Siphon- bzw. Heberrohr. Im Gebrauch wird durch eines der Ventile der Ventilanordnung ein Gas in den Behälter unter Druck ein­ geführt, so daß die Flüssigkeit über das Heberrohr im Be­ hälter hochsteigt und aus dem zweiten Ventil der Ventil­ anordnung austritt.

Ein solcher Behälter wird mit dem Spund und der darin montierten Ventilanordnung versehen. Anschließend wird er gefüllt und zur Ausschankstelle, etwa einem Restaurant, wenn es sich um ein Bierfaß handelt, transportiert. An der Ausschankstelle wird ein Kupplungsstück mit dem Spund verbun­ den. Ein Druckmittel, wie Druckgas, wird über eine Öffnung des Kupplungsstücks und durch das erste Ventil in den Behäl­ ter eingeleitet. Bei der Druckbelüftung des Behälters strömt die Flüssigkeit durch das Heberrohr und aus dem zweiten Ven­ til heraus, um dann über das Kupplungsstück zur Ausschank- bzw. Zapfeinrichtung, etwa zu einem Bierzapfhahn zu strömen. Als Druckgas wird typischerweise Kohlendioxid verwendet.

Aus der US-PS 35 19 014 ist eine Füll- und Zapfventilanordnung bekannt, bei der die Abdichtung durch einen verformbaren Dichtungsring erzielt wird, der mittels eines Gewinderinges zusammendrückbar ist, welche jedoch nicht selbst die Dichtfläche bildet, sondern auf die dreh­ fest in der Aufnahmebüchse geführte Ventilanordnung drückt. Die axiale Bewegung des Gewinderinges in Richtung auf den Dichtungsring wird durch einen gegenüber der Dichtring­ unterlage ortsfesten Anschlag begrenzt, so daß die Ver­ formung des Dichtungsringes auf ein vorbestimmtes Maß be­ grenzt ist.

Weiterhin ist aus der US-PS 36 08 790 eine Füll- und Zapfventilanordnung bekannt, bei der ebenfalls ein verformbarer Dichtungsring mittels eines Gewinderinges zusammengedrückt wird, wobei die maximale Verformung durch einen Anschlag für den Gewindering begrenzt ist. Außerdem ist ein Federring vorhanden, der jedoch mit dem Dichtungs­ ring und dessen Verformung nichts zu tun hat, denn er dient ausschließlich zur axialen Festlegung eines mit einer unteren Dichtfläche versehenen Ventilkörpers, der im übrigen frei drehbar und somit ohne axialen Druck ge­ halten ist.

Aus der US-PS 31 32 764 ist die Verwendung eines Feder­ rings an einer Faßöffnung bekannt. Doch handelt es sich dabei nicht um die Öffnung für eine Füll- und Zapfven­ tilanordnung, sondern lediglich um den Verschluß einer zusätzlichen Öffnung, in die beispielsweise eine Druckgas­ patrone eingesetzt wird. Im einzelnen ist hierzu ein Halteflansch eines Einsatzes mit einer Stufe versehen, in welcher ein Federring einrastet, so daß dieser nur dann entfernt werden kann, wenn der Einsatz mit großer Kraft nach innen gedrückt wird. Bei diesem Einsetzen oder Herausnehmen des Federrings wird ein Dichtungsring stark deformiert, wobei er unter Umständen auch überpreßt werden kann. Außerdem ist aber bei dem Eindrücken des Einsatzes etwa zum Herausnehmen des Federrings nicht zu erkennen, ob das Faß unter Druck steht oder nicht. Es kann also durchaus vorkommen, daß der Federring entfernt wird und daß dann versehentlich der Einsatz durch den Überdruck im Faß herausgeschleudert wird und jemand ver­ letzt. Diese Gefahr besteht auch bei der mittels eines Federringes in der Behälteröffnung gehaltenen Zapfventilanordnung nach der US-PS 27 90 571.

Im Zusammenhang mit diesem bei Druckbehältern auftretenden Problem ist aus der US-PS 32 16 608 eine Druckkappe für ein abge­ schlossenes Kühlsystem bekannt, welche vor ihrem Ent­ fernen eine Druckentlastung im Kühlsystem bewirkt, wo­ durch Verletzungen von Bedienungspersonen durch noch vorhandenen Gas- bzw. Dampfdruck ausgeschlossen werden können.

Ein Herausschleudern des Ventileinsatzes kann aber auch durch eine gegenüber dem Behälterboden vorgespannte Ventilfeder (vgl. Zapfventilanordnung nach der US-PS 22 23 012) verursacht werden.

Weiterhin beschreibt die US-PS 34 97 114 eine Ventilan­ ordnung, bei der ein Federring zusammen mit zusätzlichen Sicherungsmitteln vorgesehen ist, welche einen Haltering umfassen, der über einen Vierkanteinsatz auf einen Dichtungsring drückt. Die eigentliche Befestigung der Ventilanordnung am Faß erfolgt aber über ein Schraubge­ winde und nicht über den Federring. Dem sich aus der Eigenschaft der Mehrschnittigkeit eines üblichen Gewindes ergebenden Vorteil einer derartigen Schraubverbindung, nämlich daß sich vor dem vollständigen Lösen ein noch im Behälter verbliebener Überdruck zumindest ankündigt bzw. abbaut, steht der Nachteil gegenüber, daß sie nach unbe­ fugter Demontage ohne besondere Schwierigkeiten mit all­ gemein werkstattüblichen Mitteln wiedermontierbar ist, wo­ bei der Nachweis dieser unbefugten Maßnahmen dem hierzu allein berechtigten Abfüller erschwert ist.

Zur Vermeidung dieser zuletzt genannten Nachteile ist in der, eine prioritätsältere Anmeldung betreffenden DE-OS 28 42 376 eine Füll- und Zapfventilanordnung der eingangs genannten Art beschrieben. Diese Füll- und Zapfventilanordnung ist unter Beibehaltung der Vorteile hinsichtlich einer Verdrehsicherung und einer Unfallver­ hütung bei unbefugter Demontage so ausgebildet, daß eine Wiedermontage eines Halteelements ausschließlich mit den üblicherweise nur im Abfüllerbetrieb zur Verfügung stehen­ den Werkzeugen möglich ist. Diese bekannte Füll- und Zapf­ ventilanordnung ist aber nicht für eine Flach-Fitting-Kon­ struktion geeignet, wie diese beispielsweise im DE-GM 73 09 158 oder in der DE-AS 17 82 618 beschrieben ist.

Der allgemein bekannte Vorteil einer Flach-Fitting-Konstruktion besteht darin, daß sie an der Oberseite keine Ausnehmung aufweist, in der sich Verunreinigungen ansammeln können, welche vor dem Anschluß eines Kupplungsstückes nur schwer zu entfernen sind.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus der US-PS 35 19 014 bekannte Füll- und Zapfventilanordnung unter Beibehaltung ihrer Vor­ teile hinsichtlich einer Verdrehsicherung und einer Un­ fallverhütung bei unbefugter Demontage, wie in dem älteren Vorschlag nach der DE-OS 28 42 376, so auszubilden, daß eine Wieder­ montage des Halteelementes ausschließlich mit den üblicher­ weise nur im Abfüllerbetrieb zur Verfügung stehenden Werk­ zeugen möglich ist und gleichzeitig die Vorteile einer Flach-Fitting- Konstruktion weitgehend erzielt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Füll- und Zapfventilanordnung erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch angegebenen Merk­ male gelöst.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer in ein Faß eingebauten Ventilanordnung gemäß der Erfindung, wobei sich die Ventile in der Schließstellung befinden,

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung, welche jedoch die Ventile in ihrer Offenstellung zeigt,

Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivi­ sche Darstellung des an der Oberseite des Fasses gemäß Fig. 1 angebrachten Spunds,

Fig. 4 eine Aufsicht auf den Ventilkörper der Ventilan­ ordnung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Führung einer Nase des Füll- und Zapfventils gemäß Fig. 1 und

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer abgewandelten Aus­ führungsform der Füll- und Zapfventilanordnung gemäß der Erfindung.

Obgleich in der folgenden Beschreibung auf einen Behälter in Form eines Fasses, das mit einer Flüssigkeit wie Bier gefüllt ist, Bezug genommen wird, kann der Behälter auch andere Flüssigkeiten, beispielsweise landwirtschaftliche Chemikalien, wie Schädlings- und Insektenvernichtungs­ mittel, Düngemittel usw., enthalten.

Der in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Behälter zur Auf­ nahme der Ventilanordnung, beispielsweise in Form eines Bierfasses aus rostfreiem Stahl, weist eine Oberseite 2 und einen Boden 4 auf. In eine Öffnung oder Bohrung in der Oberseite 2 ist eine Aufnahmebüchse bzw. ein Spund 8 eingebaut, dessen Unterkante mit der Ober­ seite 2 verschweißt ist.

Die oberseitige Öffnung im Spund 8 stellt die einzige Öffnung des Behälters dar.

Innerhalb des Behälters ist im Spund 8 zwischen diesem und dem Behälterboden 4 eine Ventilanordnung 10 vorgesehen. Zur Vermeidung eines Flüssigkeitsaustritts aus dem Behälter müs­ sen die Berührungsbereiche zwischen der Ventilanordnung 10 und dem Spund 8 zweckmäßig abgedichtet sein. Dies ist besonders deshalb von Wichtigkeit, weil der Behälter beim Austragen der Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird.

Zur Herstellung einer Abdichtung zwischen Ventilanordnung 10 und Spund 8 ist ein Dichtungsring in Form eines elastomeren O-Ring 14 vorgesehen, der zwischen einer stirnseitigen Dichtungsanlagefläche des Ventilkörpers 12 und einer Dichtungsanlagefläche 18 längs der inneren Bodenfläche des Spunds 8 zusammengedrückt ist. Durch Ausübung eines linearen Drucks auf den Ventilkörper 12, so daß dieser in Richtung auf den Boden des Spunds 8 nach unten gedrückt wird, wird der O-Ring 14 zusammengedrückt und damit eine zweckmäßige Abdichtung zwischen beiden Teilen gewährleistet. Der nach unten gedrückte Ventilkörper 12 wird in dieser Posi­ tion durch einen Federring in der Form eines wendelförmigen Halte- bzw. Sicherungsringes 24 festgehalten, der in eine Ausnehmung bzw. Ringnut 22 längs der Innenfläche 20 des Spunds 8 eingesetzt ist.

Die Ventilanordnung 10 enthält zwei Ventile. Eines dieser Ven­ tile bildet einen Durchgang für die Einführung eines Gases, wie Kohlendioxid, in den Behälter, um diesen unter Druck zu setzen. Ein zweites Ventil bildet einen Durchgang für den Austritt von Flüssigkeit, die durch das in den Behälter einge­ blasene Gas aus dem Behälter ausgetrieben wird. Das erste dieser beiden Ventile besteht aus einem Ventilsitz 28 und einem Ventilelement 26. Der Ventilsitz 28 stellt einen Teil der Innenfläche des Ventilkörpers 12 dar, der seinerseits im Spund 8 festgelegt ist. Das Ventilelement 26 ist anderer­ seits am oberen Endabschnitt 36 eines Heberrohrs 34 montiert.

Zum Öffnen des Ventils ist das Ventilelement 26 zusammen mit dem Heberrohr 34 auf noch näher zu beschreibende Weise in Abwärtsrichtung bewegbar.

Das zweite Ventil besteht aus einem Ventilsitz 32 und einem Ventilelement 30. Der Ventilsitz 32 bildet einen Teil der Innenfläche des Ventilelements 26. Das Ventilelement 30 ist eine Kugel, die innerhalb des Heberrohrs 34 in Aufwärtsrichtung gegen den Ventilsitz 32 durch eine Feder 56 vorbelastet ist. Beide Ventilelemente 26 und 30 sind durch Federwirkung in Aufwärtsrichtung gegen ihre betreffenden Ven­ tilsitze 28 bzw. 32 vorbelastet, so daß sie sich beide nor­ malerweise in der Schließstellung befinden. Zu diesem Zweck ist das gesamte Heberrohr in Aufwärtsrich­ tung durch eine Feder 58 vorbelastet.

Das Heberrohr 34 erstreckt sich von den Ventilanordnungen in Abwärtsrichtung bis zu einer Stelle, die ein kleines Stück von der Innenfläche des Behälterbodens 4 entfernt ist. Das Heberrohr 34 weist einen oberen Abschnitt 44 auf, welcher seinerseits den vorher erwähnten oberen Abschnitt 36 um­ faßt. Außerdem weist das Heberrohr einen unteren Abschnitt 46 auf, der sich nach außen erweitert, so daß die Flüssigkeit aus dem Inneren des Behälters leichter in das und durch das Heberrohr strömen kann. Im oberen Abschnitt 44 des Heberrohrs 34 ist die erste Feder 56 angeordnet, welche das Ventilele­ ment 30 in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz 32 drängt. Die Feder 56 stützt sich dabei auf Eindrückungen 48 und 50 in der Wandung des Heberrohrs 34 ab. Das gesamte Heberrohr 34 wird andererseits durch die in seinem unteren Abschnitt 46 angeordnete Feder 58 nach oben gedrängt, die sich an Ein­ drückungen 52 und 54 in der Wandung des Heberrohrs 34 abstützt und mit dem anderen Ende auf dem Behälterboden 4 aufliegt. Die Feder 58 bewirkt somit eine derartige Vorbelastung des gesamten Heberrohrs 34, daß das erste Ventil aus Ventilsitz 28 und Ventilelement 26 in seine Schließstellung gedrängt wird, während die Feder 56 das Ventilelement 30 in seine Schließ­ stellung gegen den Ventilsitz 32 drängt.

In der Schließstellung der Ventile schließt die Oberseite 40 der gesamten Anordnung annähernd bündig mit der Oberseite 38 des Spunds 8 ab. Aufgrund dieser Anordnung ist die Größe der Vertiefung oder Ausnehmung 42 beträchtlich verringert. Durch diese Ausgestaltung wird der Bereich wesent­ lich verkleinert, in welchem sich Rückstände absetzen könnten, die möglicherweise zu einer Verunreinigung der Flüssigkeit führen würden. Die Reinhaltung der Flüssigkeit ist besonders dann von größter Bedeutung, wenn es sich um eine trinkbare Flüssigkeit, wie Bier, handelt.

In Fig. 2 ist die Ventilanordnung mit ihren Ventilen in der Offenstellung veranschaulicht. Durch Herabdrücken des Heber­ rohrs 34 und der Zusammendrückung der Feder 58 wird das Ventilelement 26 von seinem Ventilsitz 28 wegbewegt, wodurch ein erster Durchgang 60 im Spund 8 geöffnet wird. Das Gas zur Druckbelüftung des Behälterinneren wird über diesen Durch­ gang 60 in den Behälter eingeführt.

Ein zweiter Ventildurchgang 62 wird dadurch hergestellt, daß das Ventilelement 30 gegen die Kraft der Feder 56 nach unten gedrückt wird. Wenn über den ersten Durchgang 60 das Gas in das Behälterinnere eingeleitet wird, wird über das Heberrohr und durch den zweiten Durchgang 62 hindurch Flüssigkeit aus dem Behälter herausgefördert. Durch Ver­ bindung des Oberteils des Heberrohrs mit einem geeigneten Zapfrohr kann dann die Flüssigkeit aus dem Behälter zu einem Zapfauslaß, beispielsweise einem Bierzapfenhahn, gefördert werden.

Im Hinblick auf den im Behälter herstellbaren Überdruck und auf die durch die Feder 58 ausgeübte Druckkraft sind verschiedene Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen, um ein Austreiben der Ventilanordnung aus dem Spund 8 zu ver­ hindern. Eine spezielle Sicherheitsvorrichtung besteht in einer Keilnut-Sicherungs- bzw. -Sperreinrichtung zwischen Spund 8 und Ventilkörper 12, wie sie in Fig. 3, 4 und 5 darge­ stellt ist.

Gemäß Fig. 3 und 5 ist im oberen Bereich der Innenfläche 20 des Spunds 8 die Ringnut 22 vorgesehen, welche den Sicherungs­ ring 24 zur Sicherung des Ventilkörpers 12 im Spund 8 auf­ nimmt. In der oberen Flanke der Nut 22 ist eine Ausnehmung 78 ausgebildet, während in einem Abstand von dieser Ausnehmung 78 in der unteren Flanke der Ringnut eine zweite Ausnehmung 80 vorgesehen ist. Die beiden Ausnehmungen 78 und 80 sind durch einen Schlitz 82 miteinander verbunden. Die Ausnehmungen 78 und 80 bilden zusammen mit dem Schlitz 82 eine Keilnut, durch welche sich ein Keil bzw. eine Nase 84 bewegen kann. Der Ventilkörper 12 weist in einem oberen Bereich seiner Außen­ umfangsfläche diese entsprechend geformte Sicherungs-Nase 84 auf. Wenn der Ventilkörper 12 in den Spund 8 eingesetzt wird, wird zunächst die Nase 84 auf die Ausnehmung 78 ausgerichtet. Sodann wird der Ventilkörper nach unten gedrückt und etwas gedreht, so daß die Nase 84 durch den Schlitz 82 hindurch­ tritt. Anschließend wird der Ventilkörper weiter nach unten gedrückt, so daß die Nase 84 in die Ausnehmung 80 eintritt. Wenn der Ventilkörper in den Spund 8 eingesetzt und die Nase 84 auf die Ausnehmung 80 ausgerichtet worden ist, wird der Sicherungsring 24 in die Ringnut 22 im Spund 8 eingesetzt.

Zur Ermöglichung einer Gaszufuhr zum Behälter über den Durch­ gang 60 sowie eines Austreibens von Flüssigkeit aus dem Behäl­ ter über den Durchgang 62 ist ein Kupplungsstück vorgesehen, das, wenn es einwandfrei angebracht worden ist, die beiden Ventilelemente 26 und 30 in Abwärtsrichtung von ihren Ventil­ sitzen 28 bzw. 32 wegdrückt und dabei die Durchgänge 60 bzw. 62 öffnet. Das Kupplungsstück wird am Spund 8 mittels einer Bajonettkupplung angebracht, die mit Flanschen an der Außen­ fläche des Spunds 8 zusammengreift. Der Spund 8 weist zu die­ sem Zweck an seinem oberen Ende drei auf Abstand stehende Flansche 64, 66 und 68 auf, die jeweils durch eine Lücke 72, 74 und 76 voneinander getrennt sind. Jeder Flansch ist keilförmig ausgebildet und bildet somit eine Kurvenfläche mit einem Winkel von etwa 2,5°. Am dickeren Ende jedes Flan­ sches befindet sich ein Anschlag 70, welcher die Drehbewe­ gung des Kupplungsstücks bei seiner Anbringung am Spund 8 begrenzt.

In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform der Ventil­ anordnung dargestellt, bei welcher anstelle der Feder 58 für die Aufwärtsvorbelastung des Heber­ rohrs eine andere Vorbelastungseinrichtung vorgesehen ist. Um den oberen Abschnitt des Heberrohrs 34 herum ist ein Federnapf 136 angeordnet, der im unteren Abschnitt des Spunds 8 befestigt ist und in welchem eine Schraubenfeder 138 angeordnet ist. Letztere stützt sich an der Außenfläche des oberen Ab­ schnitts 140 des Heberrohrs 34 ab. Hierdurch wird das Heberrohr in Aufwärtsrichtung in seine Schließstellung ge­ drängt.

Claims (1)

1. Füll- und Zapfenventilanordnung an einem Behälter für gashaltige Flüssigkeiten, mit
   einer am Behälter befestigten Aufnahmebüchse (8) und einem in deren axiale Bohrung von der Außenseite des Behälters her dichtend einsetzbaren Füll- und Zapf­ ventil (10), und einem zwischen einem am behälter­ seitigen Ende der Bohrung angeformten Bund (18) und einer umlaufenden Stirnfläche des Füll- und Zapfven­ tils (10) angeordneten, elastisch verformbaren Dich­ tungsring (14), der durch ein an der Innenfläche der Bohrung formschlüssig angreifendes Halteelement (24) in einer um einen vorbestimmten axialen Weg zusammen­ gedrückten Lage gehalten ist, wobei durch eine vom Füll- und Zapfventil (10) radial vorstehende und in einen achsparallelen Nutabschnitt (80) in der Innen­ fläche der Bohrung eingreifende Nase (84) eine Re­ lativdrehung zwischen aneinander gepreßten Dicht­ flächen verhindert wird,
   wobei das Halteelement ein Federring (24) ist, der sich in einer durch die gewählte elastische Verformung des Dichtungsringes (14) bestimmten axialen Länge in einer Ausnehmung (22) der Aufnahmebüchse (8) abstützt, und
   wobei sich der achsparallele Nutabschnitt (80) an der dem Behälterinneren abgewandten Seite in einer das Unwirksamwerden des Dichtungsringes (14) ermög­ lichenden axialen Länge erstreckt und sich dort in einem in Umfangsrichtung verlaufenden, in seiner axialen Breite der axialen Dicke der Nase (84) entsprechenden Nutabschnitt (82) fortsetzt, an welchen sich ein nach außen mündender Nutabschnitt (78) anschließt, da­ durch gekennzeichnet, daß

   • - der Oberteil des Füll- und Zapfventils (10) so in der Aufnahmebüchse (8) angeordnet ist, daß seine Oberseite annähernd bündig mit der Oberseite der Aufnahmebüchse (8) abschließt.