Die nachfolgende Erfindung bezieht sich auf einen Druckaufsatz für getränkehaltige Gefäße, insbesondere für Gefäße, die kohlensäurehaltige Getränke enthalten, und auf ein Verfahren zum Betreiben des Druckaufsatzes.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zur Bereitstellung von Druck in Getränkegefäßen bekannt, die dazu dienen, in Gefäßen wie beispielsweise Bierfässern einen solchen Kohlensäurendruck bereit zu stellen, dass das Bier auf die gewünschte Weise gezapft wird und sich eine ansprechende Schaumkrone bildet.

Eine solche Zapfvorrichtung für Getränkefässer wird in dem Gebrauchsmuster 79 06 737 U1 von Kötter, H. genannt. Die dort offenbarte Zapfvorrichtung dient insbesondere zur Verwendung mit kleinen Getränkefässern, die mit Kohlendioxidpatrone und Manometer versehen sind. Sie sollen vom Laien einfach gehandhabt und bedient werden können. Dabei soll die Vorrichtung einen lediglich sehr geringen Raumbedarf haben. Es wird daher eine Vorrichtung offenbart, die eine ungeschützt in den Raum ragende Zapfvorrichtung, die mit einem Ventil über eine Kohlendioxidpatrone gekoppelt ist und die ebenfalls ungeschützt in den Raum ragt, besitzt.

Die DE 1944 673 von Baltzer, W. bezieht sich ebenfalls auf einen mehrwegigen Bierfassverschluss mit Anzapfvorrichtung, wobei ein Druckgaspolster bereits bei der Befüllung der Vorrichtung vorgesehen wird; es wird nach dem Aufbringen des Behälterverschlusses oder bei Befüllung durch den Behälterverschluss automatisch bereitgestellt. Insbesondere wird auf eine Entnahmevorrichtung aus Metall oder Kunststoff abgestellt, die mittels eines Schraub- oder Klemmverschlusses mit dem Fassanschluss flüssigkeits- und gasdicht verbunden werden kann. So kann durch das zuvor bereitgestellte Druckgaspolster das kohlensäurehaltige Getränk über die Entnahmevorrichtung ausgelassen werden. Für kleine Fässchen kann zur vollständigen Entleerung separat eine Kohlendioxidpatrone angebracht und auch wieder entfernt werden, so dass das Fass ohne die daran montierte Kohlendioxidpatrone bei unvollständiger Entleerung bis zum vollständigen Verbrauch im Kühlschrank gelagert werden kann. Nachteilig hieran ist, dass beim weiteren Aufbrauchen des Fassinhalts eine frische Gaspatrone beschafft und mit apparativem Aufwand angebracht werden muss.

Ferner offenbart die DE 697 18 763 T2 von Suntory Ltd. eine eisgekühlte Zapfanlage, aus welcher Bier aus einem Bierfass direkt in einen Krug abgefüllt werden kann, wozu Kohlendioxidgas aus einer Patrone zugefügt wird. Das Augenmerk dieser Erfindung liegt darauf, eine Eiskühlung bereit zu stellen, was mittels der nachteilig Raum einnehmenden, komplexen offenbarten Erfindung erfolgt.

Eine weitere Vorrichtung zum Bereitstellen eines mit Kohlensäure versetzten Getränks wird in der DE 2 323 345 von Morgan et. al beschrieben, die einen Vorratsbehälter für das Getränk bereit stellt, der mit einem zum Zapfhahn führenden Rohr ausgestattet ist, wobei ein Ultraschallgenerator an das Rohr gekoppelt ist, so dass beim Zapfen eine feste Schaumstruktur erhalten wird.

Ferner offenbart die EP 1 688 813 A1 ein Druckminder- und Regulierventil mit Anstechmechanismus einer im Faßverschluss montierbaren Gaspatrone.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Druckbereitstellung in getränkehaltigen Gefäßen und ein Verfahren zum Betreiben derselben zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch einen Druckaufsatz mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden durch die Unteransprüche beschrieben.

Ein erstes Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Druckaufsatz, der auf getränkehaltige Gefäße aufgesetzt werden kann, um das Getränk mit Gas zu beaufschlagen, das durch eine vorteilhaft Platz sparend in den Druckaufsatz integrierte Gaspatrone bereit gestellt wird. Die Gaspatrone steht über eine Ventilanordnung und einen Degen mit dem Inhalt des Gefäßes in Kontakt. Um das Gas aus der Patrone in das Gefäß strömen zu lassen, wird diese mittels einer Hebelanordnung gegen einen Dorn geschoben, der eine Öffnung in der Gaspatrone, respektive in einer im Patronenhals vorliegenden Verschlussvorrichtung bereitstellt. Der Dorn selbst ist an einem Schlitten angeordnet, der über eine Bohrung zur Leitung des Gases verfügt. Das Gas kann über eine nach Bedarf betätigbare Ventilanordnung durch die Bohrung in ein Kanalsystem fließen, welches sich bis in den Degen erstreckt, und kann somit in das Getränk strömen. Der Gasfluss durch das Kanalsystem wird durch einen Kipphebel ermöglicht, der in operativer Verbindung mit einem Kolben steht, so dass bei entsprechender Stellung des Kipphebels das Gas über die Bohrung zunächst in einen ersten Kanal, von dort in einen von einem Kolben umgebenen Raum und weiter in einen zweiten Kanal strömen kann. Die Betätigung des Kolbens durch den Kipphebel bewirkt, dass das Gas aus dem Kolbenraum in den Kanal gedrückt wird, der in den Degen mündet.

Die Raumtiefe des erfindungsgemäßen Druckaufsatzes wird im Wesentlichen durch die Größe der Gaspatrone bestimmt, die in dem Druckaufsatz angeordnet werden kann. Der Kipphebel ist besonders vorteilhaft derart Raum sparend angeordnet, dass die Überführung des Gases von einem ersten Niveau, auf welchem sich der Patronenhals befindet, aus dem das Gas in die Bohrung austritt, auf ein zweites Niveau ermöglicht wird, von welchem aus das Gas druckkontrolliert in das Gefäß überführt wird. Die geschickte Anordnung des Kipphebels zwischen den beiden Niveaus erlaubt, dass sich vorteilhaft unter geringem konstruktivem Aufwand Raum sparend eine Gaspatrone derart auf einem Gefäß aufsetzen lässt, dass dieses zum gewünschten Zeitpunkt mit Gas beaufschlagt werden kann, dabei kann das Getränk, wenn es nicht vollständig aufgebraucht wird, mit Gefäß- und Druckaufsatz weiter gelagert werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich vorteilhaft auf die Ausführung des Gefäßes als Dose oder auch als Fass, insbesondere als Bierfass, wie es als Kleingebinde bekannt ist. Geschickt lassen sich Dosen oder Fässer stapeln und auch in Haushaltskühlschränken mitsamt dem Druckaufsatz lagern, auch angebrochene Fässer oder Dosen können weiter gelagert werden, ohne an Qualität zu verlieren.

Ferner beziehen sich Ausführungsbeispiele auf die vorteilhafte Anordnung des Hebels, mit welchem die erfindungsgemäße Ventilanordnung in dem Druckaufsatz betätigt werden kann.

Schließlich beziehen sich Ausführungsbeispiele auf die Bereitstellung von Sicherheitsvorkehrungen durch Überdruck- und Rückschlagventile.

Darüber hinaus sind Ausführungsbeispiele auf das Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Druckaufsatzes bezogen, das demonstriert, wie auf einfache und geschickte Weise ein Getränk in einem entsprechenden Gefäß mit Gas beaufschlagt werden kann, um das Getränk qualitativ zu verbessern und gegebenenfalls die Entnahme aus dem Gefäß zu erleichtern.

Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.

Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 einen Aufriss des erfindungsgemäßen Druckaufsatzes von oben,

Fig. 2 einen Seitenaufriss des erfindungsgemäßen Druckaufsatzes mit eingelegter Kohlendioxidpatrone,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Druckaufsatzes von unten,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Druckaufsatzes von oben.

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dient grundsätzlich dazu, auf Gefäße aufgesetzt zu werden, die zur Lagerung und zum Transport bis hin zur Bereitstellung kohlensäurehaltiger Getränke geeignet sind. Besonders geeignet sind als solche Gefäße Fässer oder Dosen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Solche Fässer oder Dosen können aufgestellt werden, und können im stehenden Zustand an ihrer oberen Deckelfläche eine Öffnung aufweisen, die nur temporär verschlossen ist. Eine solche Öffnung kann mit einer Membran, einem Stopfen, einem Dreh- oder sonstigen Verschluss verschlossen sein, und zu dem Zeitpunkt geöffnet werden, wenn der Degen, der abhängig von seiner Länge auch als Kurzdegen bezeichnet wird, eingeführt werden soll.

Generell kann das zur Druckbeaufschlagung verwendete Gas jedes Lebensmittelgas sein, insbesondere Kohlendioxid, mit dem kohlensäurehaltige Getränke wie Bier unter Druck gesetzt werden, oder auch Sauerstoff, mit dem Getränke beaufschlagt werden können, die einen besonders hohen Sauerstoffgehalt aufweisen sollen. Solche Getränke sind insbesondere aus dem Fitnesssektor bekannt.

Der Fokus der vorliegenden Erfindung ist auf Kleingebindefässer mit einem Fassungsvermögen von etwa 5 - 10 I gerichtet, insbesondere auf solche, die Bier enthalten, da diese Kleingebindefässer zur Entleerung mit Kohlendioxid versorgt werden müssen, damit das Getränk entsprechend frisch und mit angenehmer Schaumkrone in ein Trinkgefäß gezapft und präsentiert werden kann.

Fässer, die geeignet sind, mit dem erfindungsgemäßen Druckaufsatz versehen zu werden, sind unter anderem in der WO 00/07927 von Grittmann beschrieben.

Wird der erfindungsgemäße Druckaufsatz auf einem entsprechenden Kleingebindefass für Bier mit integrierter Zapfanlage angeordnet, so kann durch Betätigen des Mechanismus Kohlendioxid aus einer in dem Druckaufsatz integrierten Patrone in das Fass überführt werden, wo sich mit dem Getränk beziehungsweise in dem Getränk Kohlensäure bildet. Der auf diese Weise bereitgestellte Druck unterstützt die Überführung des Getränks aus der am Fass angeordneten oder ggf. entsprechend am Fass anbringbaren Zapfvorrichtung, so dass das mit frischem Kohlendioxid versorgte Getränk frisch sprudelnd zum Verzehr bereitgestellt werden kann. Der erfindungsgemäße Druckaufsatz mit integrierter Kohlendioxidpatrone ist insofern besonders vorteilhaft für die Anwendung des Bierzapfens, da das Bier durch die in situ entstehende Kohlensäure eine Schaumkrone und frischen Geschmack erhält.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Druckaufsatz, der einen Degen 2, besser ersichtlich aus Fig. 2, aufweist. Der Degen 2 steht über eine Ventilanordnung mit einer Kohlendioxidpatrone 3 in Verbindung.

Grundsätzlich wird unter einem Degen vorliegend ein Rohr verstanden, das im Wesentlichen senkrecht zu der Vorrichtungsebene, in der die Gasflasche liegt, angeordnet ist. Der Degen kann fest an dem Druckaufsatz angeordnet sein, in anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen kann der Degen auch als lose Komponente aufgesteckt werden. Ferner ist der Degen geeignet, durch eine entsprechend in einem Fass vorgesehene Öffnung in das Fass eingeführt zu werden. Der Degen kann entsprechend mehr oder weniger tief in das Fass ragen, in welchem er entsprechend der Ausführungsform des Fasses von einem mit einem Zapfhahn verbundenen Steigrohr umfasst werden kann. Selbstverständlich kann in anderen Ausführungsformen der Degen umgekehrt auch das Steigrohr dicht umgeben.

Aus Fig. 1 wird deutlich, dass die Gaspatrone 3, die eine Kohlendioxidpatrone zur Bereitstellung von Kohlendioxid zur Reaktion mit H₂O für die Bildung von Kohlensäure sein kann, durch eine Hebelanordnung 4, die von der Außenseite des Druckaufsatzes zugänglich und betätigbar ist, gegen einen auf der Innenseite des Druckaufsatzes angeordneten Dorn 5 derart verschiebbar ist, dass der Dorn die Patrone 3 öffnet. Der Dorn 5 ist an einem Schlitten 6 angeordnet, welcher in einer Ausnehmung liegt und in dieser gegen einen Stempel 8 verschiebbar ist. Der verschiebbare Schlitten 6 wird insofern als Folge der Betätigung des Hebels 4 gegen einen Stempel 8 bewegt, der gegen ein Dichtungselement, das vorliegend eine Gummischeibe 9 ist, angelegt wird. Das Dichtelement ist an einem Ende des Stempels 8, das dem Dorn 5 zugewandt ist, angeordnet. Es kann außer aus Gummi auch aus einem anderen geeigneten Material wie Teflon oder Kunststoff bestehen. Ferner kann seine Form außer der Scheibenform auch andere geeignete geometrische Formen wie etwa eine Ringform oder Zylinderform annehmen.

Der Stempel 8 ist verschiebbar in einer Lagerschale 10 gelagert und steht in operativer Verbindung mit einem ersten Ende eines Kipphebels 11. Der Kipphebel ist so angeordnet, dass das Gas, das aus dem durchstochenen Patronenhals strömt, von seinem höher gelegenen Niveau unter Druckkontrolle auf das niedriger gelegene Niveau überführt wird, auf dem sich der Degen befindet: Dazu strömt das Gas, nachdem der Stempel 8 durch die Hebelbewegung der Hebelanordnung 4 vorgeschoben wurde, durch die Bohrung 12, die im Schlitten entlang einer sich durch den Schlitten erstreckenden Achse A-A angeordnet ist, bis in den ersten Kanal 14, der in dem Brückenteil 13 liegt. Das Brückenteil ist so angeordnet, dass der erste Kanal 14 und die Bohrung 12 näherungsweise im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Der Gasdruck ist zu diesem Zeitpunkt durch die entsprechende Änderung der durchströmten Volumina erheblich gemindert.

Diese räumliche Anordnung des ersten Kanals 14 zur Bohrung 12, die eine fluidische Verbindung zwischen einem Kolben 16 und der Bohrung 12 herstellt, ist nicht zwingend: Die fluidische Verbindung kann auch in einer anderen geometrischen Anordnung realisiert werden, unter Beibehalt der erwünschten Druckminderung.

Der Kolben 16 liegt gegen ein zweites Ende des in dem Druckaufsatz 1 kippbar abgestützten Kipphebels 11 an, dessen erstes Ende in Kontakt mit dem Stempel 8 steht, so dass nach Kippen des Kipphebels 11 durch die Stempelbewegung das zweite Endes des Kipphebels 11 mit dem Kolben 16, in Kontakt gebracht wird, so dass der von dem Kolben 16 umgebener Raum 17 über den zweiten Kanal 18 mit dem Degen 2 in fluidische Verbindung tritt. Das in dem Raum 17 enthaltene Gas fließt über den Degen 2 in das figurativ nicht gezeigte Gefäß.

Der besagte Hebel 11 liegt derart an der Innenseite des Randes 1" der Haube 1' an, die die einzelnen Komponenten des Druckaufsatzes unter sich vereinigt, dass der Hebel kippen kann; er weist hierzu eine Ausrundung 19 auf, die, wie in Fig. 1 und 2 offenbar wird, an einer Anlagefläche 19' des Haubenrandes 1" eine Abstützung bereit stellt. Der Haubenrand 1" ist daher an seiner Außenseite durch Längsrippen 28 versteift. Selbstverständlich können auch andere Muster oder Formen eine Aussteifung des Haubenrandes 1" bereitstellen. Wenn die Ausrundung 19 des Hebels 11 exzentrisch angeordnet ist, wird eine kleinere Stempelbewegung bewirkt.

Wie in Figs. 1 und 2 deutlich wird, kann der erfindungsgemäße Stempel 8 eine Auswölbung aufweisen, die mit einer entsprechenden in dem Hebel 11 vorliegenden Ausnehmung korrespondiert.

Die zweite Bohrung 14 steht mit der Bodenfläche eines Kolbens 16 in fluidischem Kontakt, deren Bodenfläche sinnvoll größer ist als die durch die Gummischeibe 9 gebildete Bodenfläche des Stempels 8, um eine entsprechende Druckminderung herbeizuführen. Durch Betätigung des Hebels 4 wird somit bewirkt, dass der Dorn 5 einen Zugang in die im Druckaufsatz angeordnete Gaspatrone öffnet, dass das durch die Bohrung 12 strömende Gas weiter durch den ersten Kanal 14 strömt, von wo es in einen zweiten Kanal 18 gelangt, ehe es durch den Degen 2 in das Fass strömt.

Aus Fig 3 wird ersichtlich, dass der Druckaufsatz 1, der eine Haube 1' mit einem Haubenrand 1" sein kann, so angeorndet ist, dass die Ventilanordnung in der Haube befestigt ist, während die Gaspatrone lösbar in einer Ausnehmung 26 in der Haube 1' festgelegt und vorteilhaft leicht ausgetauscht werden kann. Sie kann an einem verschiebbaren Fußlager 22 - siehe Fig. 2 - abgestützt sein, das mit der Hebelanordnung 4 über ein Gelenk 23 verbunden ist. Damit wird sie stabil und transportsicher gelagert.

Die beschriebene Hebelanordnung ist vorteilhaft an der Außenseite der Haube 1' angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt; der Hebel kann einfach durch eine in die Haube 1' eingelassene Lasche 24 realisiert werden, die herunterdrückbar ist. Zur zusätzlichen Sicherung gegen ungewolltes Herunterdrücken kann ein Steg 25, der quer über der Lasche 24 liegt, vorgesehen sein. Dieser kann direkt an das Haubenmaterial angeschnitten sein. Vorteilhaft ist er gerade so beschaffen, das er bei gewolltem Herunterdrücken der Lasche 24 abreißt.

Um sicher zu stellen, dass etwa bei erhöhten Umgebungstemperaturen oder anderen Bedingungen sich indem Faß oder der Dose kein Überdruck aufbaut, der unerwünscht hoch wird, kann, wie in Fig. 1 gezeigt wird, das Brückenteil 13 ein Überdruckventil 27 aufweisen, das an einem dem Dichtelement abgewandten Ende des Brückenteil 13 angeordnet sein kann. Das Überdruckventil 27 öffnet sich vorteilhaft bei einem Überdruck ab 2 bar.

Außerdem kann der Druckaufsatz im Degen 2 ein Rückschlagventil 20 haben, wie in Fig. 2 gezeigt.

Um den Druckaufsatz leicht auf dem Gefäß oder der Dose anzubringen, ist der Haubenrand 1" so beschaffen, das er mit dem oberen Rand des Fasses oder der Dose in Eingriff gebracht werden kann, etwa durch eine einfache Rastvorrichtung. Dazu kann der Haubenrand 1" voneinander abgewandte Ausnehmungen 21 aufweisen, die als Federn wirken.

Die Betätigung des Druckaufsatzes zur Druckbeaufschlagung von Gefäßen, die Getränke enthalten, kann also erfolgen, indem die Hebelanordnung 4 betätigt wird, wodurch die Gaspatrone gegen den Dorn 5, der an einem Schlitten 6 angeordnet ist, verschoben wird. Dabei strömt das Gas in eine in dem Schlitten vorliegende Bohrung 12 aus. Der Schlitten 6, der in einer Ausnehmung liegt, wird gegen einen Stempel 8 verschoben, wodurch Gas in einen in dem Brückenteil vorliegenden ersten Kanal 14 und weiter in einen von dem Kolben umgebenen Raum 17 strömt. Hierdurch erfolgt Schieben des Stempels 8, der in der Lagerschale 10 gelagert ist, und der Stempel 8 wird mit einem ersten Ende des Kipphebels 11 in Verbindung gebracht, wodurch der Kipphebel 11 kippt.

Das zweite Ende des Kipphebels 11 wird in Kontakt gebracht mit dem Kolben 16, so dass der von dem Kolben 16 umgebener Raum 17 über den zweiten Kanal 18 mit dem Degen 2 in fluidischer Verbindung gebracht wird und das in dem Raum 17 enthaltene Gas über den Degen 2 unter Druckminderung in das Gefäß strömt.

1 Druckaufsatz 1' Haube 1" Haubenrand 2 Degen 3 Kohlendioxidpatrone 4 Hebelanordnung 5 Dorn 6 Schlitten 8 Stempel 9 Gummischeibe 10 Lagerschale 11 Kipphebel 12 Erste Bohrung 13 Brückenteil 14 Erster Kanal 16 Kolben 17 Raum 18 Zweiter Kanal 19 Ausrundung 19' Anlagefläche 20 Rückschlagventil 21 Ausnehmungen 22 Fußlager 23 Gelenk 24 Lasche 25 Steg 26 Ausnehmung für Gaspatrone 27 Überdruckventil 28 Rippen