Die Erfindung befaßt sich mit einem Getränkebehälter zur Aufnahme, Speicherung und zur dosierten Abgabe eines Getränks, das ein fertig gemischtes Getränk sein kann. Ebenfalls von der Erfindung betroffen ist ein Betriebs- oder Arbeitsverfahren zum Betreiben eines Getränkebehälters, um Verunreinigungen des fertig gemischten und dosiert abgegebenen Getränkes zu vermeiden.
Getränkebehälter bestehen in der Regel aus einer unteren und einer oberen Kammer, wobei die untere Kammer das Getränk speichert. Dem das Getränk speichernden, tiefer liegenden Kammerabschnitt ist ein Auslaß zugeordnet, zur dosierten Entnahme des gespeicherten Getränks. Der zweite Kammerabschnitt oder das in ihm gespeicherte Getränk können gekühlt sein. Solche Premix-Dispenser finden sich an Standorten bzw. Stellplätzen zur Gemeinschaftsverpflegung, z.B. Kantinen oder Restaurants in Betrieben, Krankenhäusern und Altenheimen, aber auch in der Systemgastronomie, wie Fast-Food-Restaurants, Kiosken oder Imbißbetrieben, Sport-Studios sowie allgemein im Hotel- und Gaststättenbereich.
Um das Getränk jeweils nachfüllen zu können, existiert ein zumeist lose auf dem oberen Kammerabschnitt aufliegender Behälterdeckel, der nicht vermeiden kann, das das Getränk in ständigem Kontakt mit der Umgebungsluft steht, die an einigen Standorten durchaus belastet sein kann, aber auch die Gefahr mit sich bringt, fahrlässigen oder vorsätzlichen Verunreinigungen des Getränks, insbesondere in den Zeiträumen, welche außerhalb der Betriebszeiten und damit der zugehörigen Überwachungen liegen, eine Basis zu bieten. Geht man den Weg, die Behälterdeckel abzudichten und absichtlich luftundurchlässig zu machen, fehlt ein Erfordernis bei der Getränkeabgabe, namentlich der erforderliche Druckausgleich beim langsamen und dosierten Abgeben des Getränks. Selbst ein nur teilweise abdichtender Deckel, der in den Betriebszeiten geöffnet wird und außerhalb der Betriebszeiten luftdicht verschlossen ist, kann die Gefahr der Verunreinigung durch ständigen Kontakt mit erneuerter Umgebungsluft - zumindest während der Betriebszeiten - nicht verhindern.
Aus der DE-A 33 39 877 (Miller) ist dem Fachmann ein Lagerbehälter für Getränke zugänglich, der für unter Luftabschluß aufzubewahrende Getränke, wie Wein, sterilisierter Süßmost oder dgl. geeignet ist. Dieser Lagerbehälter wird gewerblich in Weinkellereien, Süßmostereien oder dgl. verwendet. Er besitzt die Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1, 11 und 15 und hat dabei eine Einfüllöffnung (dort 15), durch die das Getränk eingefüllt werden kann und durch welche zusätzlich eine Ballonhülle (dort 22) eingeführt wird, die sich bei der Abgabe des Getränkes in ihrem Volumen ändert, um den Druckausgleich durchzuführen (vgl. dort Seite 10, 2. Absatz). Aus der FR-A 2,497,772 (Tomiati) ist ein Getränkedispenser bekannt, der auf der Mitte der gesamten Behälterhöhe an Flanschen eine elastisch nachgiebige Membran (dort 1,21) besitzt, die beim dosierten Entnehmen eines Getränks von ihrer oberen Endlage in ihre untere Endlage verformt wird. Eine der ersten Schrift vergleichbare Schrift ist die GB-A 2,290,279 (RiverLynx), mit der Ausnahme, daß dieses Gerät für Herbizide (dort Seite 3, letzter Absatz) vorgesehen ist. Schließlich findet sich in der JP-A 08-062,962 (Toshiba) eine Nachfüllkartusche für Toner bei Kopierern, die einen elastisch nachgiebigen Deckel besitzt, um das dortige Tonermaterial (vgl. dortige Figuren 1,2,4 und 5) in einem unteren Auffangbehälter (dort 17) hereinzudrücken. Nach Auffüllen des Auffangbehälters wird das Volumen des Deckels reduziert, um Volumen einzusparen und eine leichtere Entsorgung zu ermöglichen (vgl. das englische Abstract der Derwent-Publikation zu dieser Schrift).
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Qualität eines dosiert abgegebenen Getränks aus einem Ausschankgerät zu verbessern, insbesondere seine Qualität nicht dadurch herabzusetzen, wenn dieses Getränk über einen längeren Zeitraum in dem Premix-Ausschankgerät gespeichert bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird Anspruch 1, Anspruch 11 oder Anspruch 15 vorgeschlagen.
Der obere Kammerabschnitt ist in seinem Volumen veränderbar; damit ist eine Möglichkeit gegeben, das Getränk dauernd unter Luftabschluß zu halten, sowohl in den Betriebszeiten, wie auch außerhalb der Betriebszeiten. Es wird dennoch erreicht, daß bei der Abgabe des Getränkes eine Volumenveränderung stattfindet, unter Beibehaltung des Luftabschlusses, entsprechend dem Absinken des Pegelstandes und ohne notwendige Einflußnahme durch den Benutzer (Anspruch 1).
Zur Veränderung des ersten (oberen) Kammervolumens ist eine Veränderung des Deckelteils selbst vorgesehen, indem es luftdicht gegenüber der Außenluft abgeschlossen ist und mit Absinken des Pegelstandes seine Form (sein Volumen) verändert (Anspruch 11,15). Der an dem Deckel angreifende Unterdruck sorgt für ein Nachgeben des Deckels und für eine Reduzierung des oberen Volumens, entsprechend dem Absinken des Pegelstandes des eingefüllten Getränks.
Für eine solche Verformung wird ein elastisch verformbarer Deckel vorgesehen, der insbesondere in seinen Seitenwand-Abschnitten eine Nachgiebigkeit aufweist. Ist dagegen eine flexible, elastische oder nachgiebige Membran vorgesehen, so kann der Deckel als solches starr sein (Anspruch 6,10).
Es versteht sich, daß die Veränderbarkeit in verschiedenen Arten realisiert werden kann. Ausgehend davon, daß sich das Volumen der einen oberen Kammer gegenläufig zur Veränderung des tiefer liegenden Getränkevolumens bei der dosierten Abgabe entwickelt, tritt ein weiteres oberes Volumen hinzu, das gegenläufig zur Veränderung des ersten oberen Volumens arbeitet und mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.
Das eine obere Volumen und das untere Volumen (letzteres mit dem eingefüllten Getränk) stehen in einer freien Strömungsverbindung (Anspruch 3) und können deshalb ohne weiteres gegenläufig ihr Volumen verändern, ohne mit Umgebungsluft in Verbindung zu kommen. Statt dessen schützt die Membran vor einem Luftzutritt zu dem eingefüllten Getränk, welche Membran auf der einen Seite mit der Umgebungsluft in Verbindung steht und auf der anderen Seite die erste Kammer begrenzt, die ihrerseits eine freie Strömungsverbindung zum eingefüllten Getränk besitzt.
Die Anordnung der Membran erfolgt randseitig in einem starren Deckelteil. Die Anordnung erfolgt auf halber Höhe. Zumindest ein Abschnitt der Membran sollte flexibel und/oder elastisch ausgebildet sein (Anspruch 3).
Auführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen erläutert.
Anhand von Figur 1 soll ein Getränke-Ausschankgerät schematisch erläutert werden. Im Schnitt sind folgende Elemente gezeigt, ein Unterteil 1 eines Behälters und ein auf das Unterteil über eine Dichtung 3 aufgesetztes Oberteil 2. Im Unterteil sind zwei Füllhohen h1 und h2 eingezeichnet, jeweils repräsentativ für eine Füllhöhe des eingefüllten Getränkes G, das hier durch zwei alternativ angegebene Auslässe 8,8a entnommen werden kann. Entweder durch die Bodenwand des Behälterunterteils 1 oder durch einen seitlichen Zapfhahn 8a.
Das Oberteil 2, das auf der Dichtung 3 so aufsitzt, daß Luftabschluß gewährleistet ist, ist über eine schematisch dargestellte Verriegelung 3a im geschlossenen Zustand gesichert. Das Oberteil besteht aus einem starren unteren Wandabschnitt 2a und einem starren oberen Wandabschnitt 2b, die zusammen die Vertikalerstreckung des Oberteils 2 definieren. Der obere Wandabschnitt ist mit einem horizontalen Abschnitt 2c verschlossen, in dem eine Öffnung 6a vorgesehen ist, in die ein Dichtungsstopfen (Ventildichtung) 6 lösbar so eingesetzt ist, daß sie zum luftdichten Abschließen eingesetzt und zum Zuführen von Umgebungsluft und zum Schaffen einer freien Strömungsverbindung entnommen werden kann. Diese im folgenden als Ventil bezeichneten Elemente erlaubten die Steuerung einer weiter unten erläuterten Membran 4, die im Oberteil 2 randseitig an einer umlaufenden Befestigungsstelle 4a luftdicht angeordnet ist.
Die einzelnen Volumina der unterschiedlichen Kammern oder Abteilungen sollen erläutert werden, wenn die Funktion der Membran beschrieben wurde, die auch anhand der Figuren 2a und 2b gezeigt werden kann, die dieselben Elemente zeigt wie die Figur 1.
Die in den Figuren 2a,2b sowie 1 eingezeichneten Volumina entsprechen drei besonders in Figur 2b zu erkennenden Kammerbereichen. Diese Kammerbereiche sind der oberste Kammerbereich 11, der zur Umgebungsluft bei geöffnetem Ventil Verbindung hat. Der ebenfalls im Deckel 2 angeordnete zweite obere Kammerbereich 10 endet am oberen Ende des unteren Kammerbereiches 20, der das Volumen des Getränkes symbolisiert. Entsprechend den Kammerbereichen sind Volumina zugeordnet. Für den obersten Kammerbereich das Volumen V11, für den im Deckel noch vorgesehenen weiteren oberen Kammerbereich 10 das Volumen V10 und für das Getränk das Volumen V20.
Die Veränderungen der unterschiedlichen Volumen gehen aus einem Vergleich der Figuren 2a und 2b hervor. Obwohl die beiden Volumina V10,V11 dem Deckel zugeordnet sind und das untere Volumen V20 dem Rumpf 1 des Gesamtbehälters, sollen die Volumina in ihrer vertikalen Reihenfolge mit erstes, zweites und drittes Volumen bezeichnet werden. Das erste Volumen ist in der Figur 2a praktisch Null, das zweite Volumen V10 hat seinen Maximalwert und das dritte Volumen V20 entspricht dem eingefüllten Getränkevolumen.
Bei geöffnetem Ventil senkt sich durch Reduzierung der Füllhöhe Δh die Membran 4 ab, durch Reduzierung der Membranhöhe Δb. Entsprechend verändert sich das Volumen V11 und wird größer, bis zu dem Maximalvolumen der Figur 2b. Das Volumen V10 verändert sich gegenläufig und reduziert sich, entsprechend der Zunahme des Volumens V11, wenn angenommen wird, daß das Einfüllvolumen V20 weiterhin gleich bleibt, bei Beibehaltung einer Trennebene auf der ursprünglichen Füllhöhe h1. Nimmt man ein Absinken des Volumens V20 entsprechend dem verbleibenden Getränkerest an, so bleibt das Volumen V10 unverändert, und es verändern sich die Volumina V11 und V20 gegenläufig. Das erste Volumen des oberen Kammerabschnitts ist also entsprechend der dosierten Abgabe des Getränks über den Auslaß veränderbar. Alternativ entspricht die Veränderung des ersten oder zweiten Volumens V11,V10 dem Absinken des Pegelstandes im zweiten Kammerabschnitt 20.
Das Volumen V11 wirkt als Druckausgleichs-Volumen, welches für die vollständige Entleerung des Behälters größer oder gleich dem Volumen V20 des eingefüllten Getränkes ist. Gemäß Figur 2b kann die bilaterale Auslenkung der Membran 4, orientiert an einer Horizontalebene entlang der umlaufenden Randanbringung 4a, ein hälftiges Volumen der in der oberen Endlage ausgelenkten Membran dazu verwenden, das doppelte Volumen zur Verfügung zu stellen, entsprechend zumindest dem eingefüllten Getränkevolumen.
Ist das Getränk entnommen und die Membran 4 in der unteren Endposition gemäß Figur 2b, kann die Arretierung 3a geöffnet werden und der Deckel 2 wird von dem Rumpf 1 abgenommen. Ein neues Getränk kann bis zur Füllhöhe h1 eingefüllt werden, und bevor der Deckel 2 erneut aufgesetzt wird, wird die Membran 4 in ihre obere Ausgangslage zurückversetzt und das Ventilstopfen 6 zunächst geschlossen. Ist das Ventil geschlossen, bei praktisch vernachlässigbaren Volumen V11, kann der Deckel 2 frei gehandhabt werden, ohne die Gefahr, daß die Membran zu früh aus ihrer oberen Endlage herausfällt. Erst dann, wenn der Deckel 2 auf die Dichtungen 3 aufgesetzt ist, insbesondere auch dann, wenn die Verriegelung 3a geschlossen ist, kann der Ventilstopfen 6 aus dem Ventilsitz 6a herausgenommen werden, wobei die Membran dann noch immer in ihrer praktisch unveränderten oberen Endlage verbleibt. Sie folgt jetzt (erst) dem Pegelstand des dosiert entnommenen Getränkes.
Alternative Ausführungsformen des anhand der Figuren 1,2a,2b beschriebenen Konzeptes finden sich in den folgenden Figuren.
Eine nicht vollständig starre Ausbildung des Deckels ist in Figur 3 dargestellt. Der dortige Deckel 2* gibt unter entstehendem Unterdruck im Wandabschnitt 2w nach, und die beiden Kammerabschnitte, der obere Kammerabschnitt und der untere Kammerabschnitt bilden eine gemeinsame Kammer. Die verformten Stellen des Deckels sind hier die Wände, bei im wesentlichen horizontal verbleibendem oberen Ende 2c des im oberen ursprünglichen Zustand d1 topfförmigen oder quadratischen Deckels. Im abgesenkten, mit elastisch verformten Wänden versehenen Zustand bei der Höhe d2 ist der Füllpegel des Getränkes entsprechend dem Differenzmaß Δd gesunken, was in Figur 3 nicht gesondert eingezeichnet ist. Eingezeichnet sind die beiden Volumina V10a und V10b in der oberen und unteren Endlage des horizontalen Abschnitts des in der Wand verformbaren Deckels 2*. Das Differenzvolumen entspricht dem Differenzmaß Δd mal der Grundfläche des Deckels, zumindest im wesentlichen.
Das eingezeichnete Ventil ist für die Ausführung der Figur 3 nicht zwingend erforderlich, es kann aber bei der Rückführung des Deckels aus seinem elastisch komprimierten Zustand hilfreich sein, um Unterdruck zu vermeiden. Während der gesamten Getränkeabgabe bleibt das Ventil aber geschlossen, um der Umgebungsluft den Zutritt zu der ersten (oberen) Kammer V10 zu verwehren und die Oberfläche des Getränkes vor (neuen) schädlichen Einflüssen zu bewahren.
Soweit andere Konstruktionselemente des Dispensers von Figur 3 nicht gesondert erläutert worden sind, sind sie identisch mit denjenigen der Figuren 2.
Eine entsprechend der Figur 3 ausgestaltete, aber in der Behälterhöhe reduzierte Ausführung eines elastisch verformbaren Deckels ist in Figur 4 veranschaulicht. Der horizontale Abschnitt 2c des in den Wandbereichen 2w elastisch verformbaren Deckels liegt vor Beginn der Ausgabe im wesentlichen auf der Füllhöhe des Getränks im unteren Kammerabschnitt 20 auf. Sinkt der Pegelstand, folgt die horizontale Fläche des Deckels 2* nach, unter Längung der Wandabschnitte 2w. Diese können entweder elastisch ausgebildet sein, oder aber mäander- oder ziehharmonikaartig, um ein Nachgeben zu erlauben und am Ende des Entnahmevorgangs praktisch der inneren Form der zweiten Kammer 20 zu entsprechen. Die elastische Ausformung geschieht gegenüber der Figur 3 invertiert, es wird der Deckel nicht komprimiert, sondern entkomprimiert, bezogen auf den verformbaren Abschnitt. Auch in Figur 4 ist ein Ventil nicht zwingend erforderlich, möglicherweise aber hilfreich zur Rückführung des Deckels 2* in seine Ausgangslage.
Figur 5 veranschaulicht eine beutelförmig ausgebildete Membran 4, die sowohl in der oberen Ausgangslage, bei gefülltem Getränk im Kammervolumen 20, wie auch - strichliniert - in der unteren Endlage 4' dargestellt ist, wenn das Getränk abgegeben ist und der Druckausgleich im unteren Kammervolumen durch Nachgeben des Beutels in Richtung auf den Pegelstand erfolgt ist. Gegenüber der Figur 2b ist eine Anordnung des Randes 4a des Beutels 4 am unteren Rand, nahe der Dichtung 3 vorgesehen. Das Volumen des Beutels ist demnach doppelt so groß, bezogen auf die Ebene in der Höhe der Dichtung. Das ebenfalls eingezeichnete Ventil dient - wie schon bei Figur 2b - zum Rückführen des Beutels aus seiner unteren Endlage in seine obere Ausgangslage. Das Ventil wird erst geöffnet, vor Beginn der Getränkeausgabe und erlaubt die Zufuhr neuer Umgebungsluft in das oberste Kammervolumen V11. Auch hier hilft das Ventil bei der temporären Fixierung des größeren Beutels 4 in der oberen Ausgangslage, bis zum Aufsetzen auf die Dichtung.
Der Deckel kann außer einem topf- oder haubenförmigen Oberteil ein zusätzliches plattenförmiges Verbindungsteil besitzen, das in der Höhe der Dichtung 3 angeordnet ist und in Strömungsverbindung mit dem unteren Kammervolumen 20 steht. Die horizontale Verbindungsplatte 2d kann gemeinsam mit der Dichtung 3 und dem Deckeloberteil 2a,2b als ein gemeinsames Aufsetzteil ausgebildet sein.
Ebenso wie bei allen vorhergehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist der Deckel dazu da, den Druckluftausgleich zu schaffen, er nimmt selbst kein Getränk auf, ist aber im Volumen an das Kammervolumen des Getränkes angepaßt.
Figur 6 veranschaulicht eine weitere Gestaltung des starren Deckelteils 2, bei unverändertem Rumpf 1. Ein in ähnlicher Weise flexibel gestalteter Beutel 4 ist in oberer Ruhestellung und in unterer ausgelenkter Stellung 4' gezeigt, wobei die untere Stellung strichliniert ist. Zu der ausgelenkten Stellung 4' gehört die Füllhöhe h2 des durch den Auslaß 8 dosiert abgegebenen Getränks in dem zweiten Kammervolumen 20. Die Randbefestigung 4a des beutelförmigen Behälters 4 ist zwar erneut umlaufend, hier aber am oberen Ende des starren Deckels 2 vorgesehen, im wesentlichen entgegengesetzt zu dem vorhergehenden Anbringungsort der Figur 5, wo die Membran nahe der Dichtung 3 am Deckel 2 bzw. direkt an der Dichtung 3 oder sogar einstückig mit der Dichtung 3 ausgebildet ist.
Die Volumina sind im gefüllten Zustand ungestrichen (V11) und im entleerten Zustand gestrichen (V11') verdeutlicht. Das Ventil 6 ist bei der Entnahme des Getränks zu öffnen, so daß sich das ursprünglich kleine Volumen V11 zu einem größeren Volumen V11' entwickeln kann, bei entsprechender Reduzierung des zunächst größeren Volumens V10, bei einem angenommenen gleichbleibenden Volumen V20. Wird das Volumen V20 als sich entsprechend dem Vergrößern des Volumens V11 reduzierend angenommen, so bleibt das Zwischenvolumen V10 konstant. Das Zurückführen des Beutels 4 von Figur 6 nach der Entnahme und das Halten dieses Beutels in der komprimierten Position am oberen Deckelende 2c geschieht durch Schließen des Ventils 6 und im übrigen ebenso, wie zu den Figuren 2 erläutert. Die Membran 4 kann flexibel mit sich überlappenden Abschnitten im komprimierten Zustand ebenso ausgebildet werden, wie elastisch ohne solche überlappende Abschnitte.
Beide Realisierungen der Figuren 5 und 6 können so modifiziert werden, daß vor Beginn der Getränkeausgabe der Beutel in der Höhe der Getränkeoberfläche liegt und ihr bei der dosierten Abgabe eng benachbart folgt. Auch hier ist eine durch Faltung vorbereitete Längung ebenso möglich wie eine durch Elastizität ermöglichte Vergrößerung. In Figur 5 würde dazu die Zwischenwand 2d des Deckels 2 fortfallen, um ein Nachführen der Membran 4 zu ermöglichen, wobei das Volumen V10 sehr klein wäre, dagegen das Volumen V11 sich mit senkender Füllhöhe h1 vergrößern würde. Es würde dann die Notwendigkeit entfallen, den Deckel 2 haubenförmig auszugestalten. Er könnte eine reduzierte Bauhöhe aufweisen.