DE3307029A1

DE3307029A1 - Einrichtung zum zapfen von bier od.dgl. mittels kohlensaeure

Info

Publication number: DE3307029A1
Application number: DE19833307029
Authority: DE
Inventors: Lothar 6082 Mörfelden Kemmler; Bernd Saint Priest Lauterjung; Wolfgang Hoenheim-Ried Luther; Jean-Claude Bron Schultz
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1984-08-30
Also published as: FR2541663A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zapfen von Bier oder bierähnlichen Getränken aus einem Bierfaß oder ähnlichem Vorratsbehälter mit Hilfe von Kohlensäure (Kohlendioxyd), welche das Bier aus dem Bierfaß durch eine Rohrleitung zu einem Zapfhahn oder Auslaßventil fördert und bei dessen Öffnung in ein Bierglas oder ähnliches Trinkgefäß ausströmen läßt. Eine solche Einrichtung kann gegebenenfalls auch zum Ausgeben von sonstigen Flüssigkeiten mittels Kohlensäuredruck verwendet werden. Als Hauptanwendungsgebiet der Erfindung wird jedoch der Bierausschank angesehen und daher im folgenden entsprechend beschrieben.

Bei einer solchen Zapfeinrichtung wird der Innenraum des Bierfasses an eine Kohlensäureflasche angeschlossen, deren Druck bei den üblichen Zapfeinrichtungen durch bekannte Druckregler od.dgl. möglichst konstant und so hoch gehalten wird, daß das Bier aus dem z.B. im Keller lagernden Faß in den Schankraum zum Zapfhahn gedrückt wird.

Außerdem kann der Überdruck der Kohlensäure aber auch

so hoch sein, daß bei einer bestimmten Temperatur im Bierfaß

eine bestimmte Konzentration der Kohlensäure im Bier, z.B. von 4,8 g pro Liter Bier gewährleistet ist. Dieser Konzentrationswert ist von großer Bedeutung sowohl für die Zapfbarkeit des Bieres, d.h. die Verhinderung des Abreißens des Flüssigkeitsstromes durch übermäßige Schaumbildung, als auch für den Geschmack des Bieres und vor allem für die Höhe des Schaumpegels im gefüllten Bierglas.

Mit den bisher bekannten Zapfeinrichtungen lassen sich in dieser Hinsicht einigermaßen brauchbare Zapfbedingungen allerdings nur erfüllen, solange die Temperatur des zu zapfenden Bieres konstant bleibt. Diese Verhältnisse liegen in der Praxis beispielsweise vor, wenn das Bierfaß in einem genügend tiefen Keller mit gleichbleibender Kellertemperatur gelagert ist. Wenn aber das Bierfaß an einem Ort mit ständig schwankender oder ungeregelter Temperatur, beispielsweise im Freien, gelagert ist, dann ändert sich auch die Kohlensäurekonzentration des gezapften Bieres, und es kommt zu Störungen beim Zapfen, zu Veränderungen der- Schaumhöhe im Bierglas und zu Geschmacksveränderungen. Man kann zwar durch Xnordnung von Bierkühlerη in der Nähe des Zapfhahnes dafür sorgen, daß das gezapfte

Bier eine einigermaßen gleichbleibende Temperatur hat, ob es nun aus einem Kühler oder aus einem warmen Faß gezapft wurde, aber trotzdem zeigt sich auch dann der Temperaturzustand des Bierfasses selbst an der Schaumentwicklung und am Geschmack des Getränkes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zapfeinrichtung insbesondere zum Zapfen von Bier mittels Kohlensäure zu schaffen, bei welcher die genannten unerwünschten Nachteile der bekannten Einrichtungen ο und Zapfmethoden vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Einrichtung sowohl Mittel zur Messung der Temperatur des Bierfasses oder seiner Umgebung als auch Mittel zur Veränderung des auf den Inhalt des Bierfasses wirkenden Förderdruckes der Kohlensäure vorgesehen sind, wobei der Kohlensäuredruck in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur derart gesteuert wird, daß eine bestimmte Konzentration der Kohlensäure im Bier od.dgl. bei allen Betriebszuständen im wesentlichen konstant bleibt.

Mit anderen Worten soll durch diese Steuerung die Menge der im Bier gelösten Kohlensäure pro Liter Bier praktisch gleichbleibend groß gehalten werden.

Dadurch wird erreicht/ daß der ZapfVorgang bei allen Temperaturen störungsfrei und mit gleichmäßiger Schaumbildung im Bierglas verläuft und der Geschmack des Getränkes unverändert gut bleibt.

Eine solche Zapfeinrichtung kann erfindungsgemäß auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Dies kann zweckmäßig dadurch erfolgen, daß in der Einrichtung einerseits die Mittelzur Messung der Temperatur entsprechende Kräfte oder Wege bilden, daß andererseits die im Bierfaß herrsehenden Kohlensäuredrücke in entsprechende Kräfte oder Wege umgewandelt werden, und daß Mittel zum Vergleich dieser Kräfte bzw. Wege vorgesehen sind, die bei auftretenden Kraft-bzw. Wegdifferenzen den Kohlensäuredruck im Bierfaß korrigieren. Besondere Ausführungsformen αχεί 5 ser Zapf einrichtung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung und auch in den Unteransprüchen näher erläutert und gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungs· formen beispielsweise veranschaulicht.

- ίο -

Fig. 1 zeigt schematisch teils in Seitenansicht, teils im Längsschnitt eine Einrichtung zum Zapfen von Bier od.dgl. mittels Kohlensäure in einer ersten Ausführungsform, und

Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch im Längsschnitt

eine zweite Ausführungsform der Einrichtung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist auf einer Grundplatte 1 ein Lagerbock 1' mit einer Achse 2 angeordnet, auf der ein doppelarmiger Hebel 3 drehbar gelagert ist. An dem in der Zeichnung linksseitigen Hebelarm 3¹ des Hebels 3 greift ein Faltenbalg 4 an, dessen Balgböden 4¹ und 4" mit der Grundplatte 1 bzw. mit dem Hebelarm 3¹ fest verbunden sind. Der Innenraum des Faltenbalges 4 ist über ein Kapillarrohr 5 mit dem Innenraum eines vorzugsweise rohrförmigen Wärmefühlers 6 verbunden. Der Wärmefühler 6 enthält beispielsweise eine Ausdehnungsflüssigkeit, die auch den Faltenbalg 4 und das Kapillarrohr ausfüllt.

An dem in der Zeichnung rechtsseitigen Hebelarm 3" des Hebels 3 greifen sowohl eine Schraubenfeder 7 als auch

ein weiterer Faltenbalg 8 an. Die Schraubenfeder 7 ist z.B. mit Hilfe einer den Federteller 7¹ tragenden Gewindestange 7" einstellbar und dient zur Bereichsunterdrückung und zur Nullpunktjustierung. Die Balgböden 8' und 8" sind mit der Grundplatte 1 bzw. mit dem Hebelarm 3" des Hebels 3 fest verbunden.

Der Innenraum des Faltenbalges 8 ist durch eine Bohrung 10' des Balgbodens 8" mit einer Durchtrittsöffnung 10 verbunden, an die eine Rohrleitung 10" angeschlos^sen ist, welche in den Innenraum eines nicht näher dargestellten Bierfasses oder sonstigen Flüssigkeitsbehälters führt.

In dem Faltenbalg 8 ist ein Doppelventil 11 mit einem unteren Ventilkegel 11' und einem oberen Ventilkegel 11" angeordnet. Der untere Ventilkegel 11' arbeitet mit einem Ventilsitz 12 zusammen, der in die äußere Mündung einer in den Innenraum des Faltenbalges 8 führenden Bohrung 13 des unteren Balgbodens 8¹ eingearbeitet ist. Die Bohrung steht bei offenem Ventilsitz 12 mit einer öffnung 14 in Verbindung, die über eine Rohrleitung 15 an eine nicht näher dargestellte Kohlensäure-Vorratsflasche angeschlossen ist.

Der obere Ventilkegel 11" arbeitet mit einem Ventilsitz 16 zusammen, der in die innere Mündung einer ebenfalls in den Innenraum des Faltenbalges 8 führenden Bohrung 17 des oberen Balgbodens 8" eingearbeitet ist. Die äußere Mündung der Bohrung 17 führt durch den Hebelarm 3" des Hebels hindurch in's Freie.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist folgende:

Normalerweise soll das Doppelventil 11 die Menge der durch die öffnung 14 in den Faltenbalg 8 eindringenden Kohlensäure derart steuern, daß der Druck im Faltenbalg 8 dem Druck im Faltenbalg 4 das Gleichgewicht hält. Bei einer bestimmten Temperatur am Wärmefühler 6 herrscht im Innenraum des Faltenbalges 4 ein dieser Temperatur entsprechender Druck, welcher auf den HeteLarm 3' des Hebels 3 wirkt. Die durch diesen Druck hervorgerufene Kraft dreht den Hebel 3 im Uhrzeigersinn, sobald das durch diese Kraft erzeugte Drehmoment größer wird als das auf den Hebelarm 3" des Hebels wirkende Drehmoment, welches von dem Faltenbalg ausgeübt wird. Bei einer solchen Drehung des Hebels 3 im Uhrzeigersinn wird das Doppelventil 11 von dem Hebelarm 3" nach unten gedrückt. Dadurch hebt sich der untere

Ventilkegel 11' von seinem Ventilsitz 12 ab, und es strömt Kohlensäure aus der Vorratsflasche durch die Rohrleitung 15, die Öffnung 14 und die Bohrung 13 in das Innere des Faltenbalges 8_f von wo sie über die Bohrung 10', die öffnung 10 und die Rohrleitung 10" in das Bierfaß eindringt.

Durch die Erhöhung des Druckes im Faltenbalg 8 wird nun der Hebel 3 so lange entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, bis das Doppelventil 11 sich hebt und mittels des Ventilkegels 11' den Ventilsitz 12 abschließt, wodurch die Verbindung des Bierfasses mit der Kohlensäureflasche wieder unterbrochen wird. Fällt jedoch der Druck im Faltenbalg 4, weil die Temperatur am Wärmefühler 6 absinkt, so dreht sich der Hebel 3 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch entfernt sich der Ventilsitz 16 der Bohrung 17 von dem Ventilkegel 11" des Doppelventils 11, so daß Kohlensäure aus demJFaltenbalg 8 und damit über

auch aus dem Bierfaß

die Bohrung 10* und die Rohrleitung 10"?durch die Bohrung 17 in's Freie entweichen kann, und zwar so lange, bis sich die Drücke in den Faltenbälgen 4 und 8 wieder das Gleichgewicht halten. In diesem Falle ist sowohl der untere Ventilsitz 12 durch den unteren Ventilkegel 11' als auch der obere Ventilsitz 16 durch den oberen Ventilkegel 11" des Doppelventils 11 verschlossen.

Ein Nachteil der vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Einrichtung kann unter Umständen darin erblickt werden, daß dort auch bei kleinen Schwankungen der Temperatur am Wärmefühler 6 Kohlensäure unnötig verbraucht wird. Wie bereits dargelegt, muß nämlich bei jedem Temperaturabfall der Druck im Faltenbalg 8 gesenkt werden. Um dies zu erreichen, muß der Ventilsitz freigegeben werden, damit Kohlensäure durch die Bohrung iris Freie entweichen kann.

ο Dieser Nachteil kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch vermieden werden, daß in die Kraftübertragung zwischen der Temperaturmeßeinrichtung (z.B. dem Faltenbalg 4) und den Betätigungsorganen der Kohlensäureventile ein Leerhub bzw. eine Lose eingeschal-

T5 tet wird, in dessen bzw. deren Bereich die Temperatur schwanken kann, ohne daß Kohlensäure verbraucht wird.

Eine solche Einrichtung ist beispielsweise in Fig. 2 veranschaulicht. Die Temperaturmeßeinrichtung besteht auch hier aus einem Faltenbalg 4a, der über ein Kapillarrohr 5a 0 mit einem Wärmefühler 6a in Verbindung steht. Der Faltenbalg 4a ist im Innenraum 18 eines Gehäuses 19 angeordnet,

auf dessen Boden 20 der Faltenbalg 4 befestigt ist. Der Gehäuseinnenraum 18 steht durch eine Bohrung 21 des Gehäusebodens 20 und eine an die Bohrung 21 angeschlossene Rohrleitung 22 mit einem nicht näher dargestellten Bierfaß od.dgl. in ständiger Verbindung. Auf den beweglichen, nach beiden Seiten verbreiterten Balgboden 23 des Faltenbalges 4a drückt von oben her eine Feder 24, deren Kraft von außen z.B. mittels einer Stange 25 einstellbar ist, die mit einem Federteller 26 verbunden und abgedichtet durch das Gehäuse 19 hindurchgeführt ist.

Der Balgboden 23 des Faltenbalges 4a hat in seinen Verbreiterungen zwei Bohrungen 27 und 28, durch die zwei mit Gewinde versehene Ventilstangen 29 bzw. 30 hindurchgeführt sind. Die Ventilstange 29 trägt einen Ventilkegel 31, welcher mit dem Ventilsitz einer Bohrung 32 im Gehäuseboden 20 zusammenarbeitet. Die Bohrung 32 ist über eine Rohrleitung 33 an eine nicht näher dargestellte Kohlensäure-Vorratsflasche angeschlossen. Die Ventilstange 30 trägt einen Ventilkegel 34, der mit dem Ventilsitz einer Bohrung 36 des Gehäusebodens 20 zusammenarbextet. Bei geöffnetem Ventilkegel 34 kann durch die Bohrung 36 Kohlensäure aus dem Gehäuse 19 in's Freie entweichen.

Der Schließdruck der Ventilkegel 31 und 34 kann mit Hilfe von über einstellbare Ventilteller 37 bzw. 38 auf die Ventilstangen 29 bzw. 30 wirkenden Federn 39 bzw. 40 justiert werden. Ferner sind auf den Gewinden der Ventilstangen 29 und 30 Anschlagmuttern 41 bzw. 42 aufgeschraubt, mit denen durch entsprechendes Hoch- und Niederschrauben eingestellt werden kann, bei welchem Ungleichgewicht zwischen dem im Inneren des Gehäuses 19 wirkenden Druck und dem Druck im Inneren des Faltenbalges 4a die Ventilstangen 29, 30 und damit die Ventilkegel 31 bzw. 34 betätigt werden.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 wird also nicht jedem Temperaturabfall am Wärmefühler 6a sofort ein Druckabfall im Inneren des Gehäuses 19 zugeordnet, vielmehr muß der Druckabfall im Faltenbalg 4a eine bestimmte Größe erreichen, bevor der Ventilkegel 31 über die Anschlagmutter von seinem Sitz abgehoben und Kohlensäure durch die Leitung 22 eingelassen wird. Bei kleineren Temperaturschwankungen bleiben beide Ventilkegel 31, 34 geschlossen, und es wird dann keine Kohlensäure verbraucht.

Grundsätzlich ist bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtungen zum Zapfen von Bier od.dgl. jeder Temperatur des Wärmefühlers 6 oder 6a ein bestimmter Druck im Bierfaß oder sonstigenFlüssigkeitsbehälter zugeordnet. Durch entsprechende Dimensionierung der Einrichtungsteile wird erreicht, daß innerhalb des auszusteuernden Temperaturbereiches ein definierter Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem Förderdruck der Kohlensäure besteht. Allerdings bleibt die Konzentration der Kohlensäure nur konstant, wenn Temperatur und Druck in einem bestimmten Zusammenhang stehen, der in der Regel nicht linear verläuft. Bei linearem Zusammenhang zwischen der Temperatur im Wärmefühler 6 bzw. 6a und dem Druck im Faltenbalg 4 bzw. 4a kann sich daher die Kohlensäure/konzentration um einen geringen Betrag ändern, der jedoch meist zu vernachlässigen ist.

Um aber auch diesen nichtlinearen Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem Kohlensäuredruck zu berücksichtigen, kann es zweckmäßig sein, das zusammenhängende System der Innenräume des Wärmefühlers 6 bzw. 6a, des Kapillarrohres 5 bzw. 5a und des Faltenbalges 4 bzw. 4a mit der Flüssigkeit zu füllen, deren Kohlensäurekonzentration geregelt werden

soll. In diesem Raumsystem soll also auch die betreffende gewünschte Konzentration herischen. Außerdem soll darauf geachtet werden, daß sich in diesem Raumsystem bei maximaler Temperatur des Wärmefühlers 6 bzw. 6a eine möglichst kleine Gasblase befindet. Dann bildet sich zu jeder Temperatur des Wärmefühlers der Druck aus, welcher einer konstanten Kohlensäurekonzentration entspricht.

Die Erfindung beschränkt sich im übrigen nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern sie umfaßt auch alle Varianten im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale. So kann die Temperaturmessung nicht nur mittels einer Ausdehnungsflüssigkeit im Wärmefühler 6 bzw. 6a erfolgen, sondern auch in an sich bekannter Weise

■\ 5 durch die Wärmedehnung fester Stoffe wie Metalle. Ferner könnte die Temperaturmessung nach dem Prinzip der Gasausdehnung, der Gasabsorption oder der Dampftension oder auch durch elektrische Mittel od.dgl. vorgenommen werden. Wesentlich ist dabei nur, daß bei Temperaturänderungen an einem Wärmefühler in der Einrichtung Kräfte ausgeübt werden, welche den Kohlensäuredruck im Sinne der Erfindung so steuern, daß die Kohlensäurekonzentration im Bier od.dgl. im wesentlichen konstant bleibt.

VNR 101834

Claims

L J SAMSON AKTIENGESELLSCHAFT, 6 000 Frankfurt am Main, Weisinüllerstraße 3 Einrichtung zum Zapfen von 5 Bier od. dgl. mittels Kohlensäure Patentansprüche ;

1. Einrichtung zum Zapfen von Bier od.dgl. aus einem :..■ Faß oder sonstigem Vorratsbehälter durch einen Zapfhahn

10 mit Hilfe von Kohlensäure, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Mittel zur Messung der Temperatur des Bierfasses od.dgl. oder dessen Umgebung altf auch Mittel zur Veränderung des auf den Inhalt des Bierfasses wirkenden Förderdruckes der Kohlensäure sowie außerdem Mittel zu einer solchen

15 Steuerung des Kohlensäuredruckes in Abhängigkeit von der

gemessenen Temperatur vorgesehen sind, daß eine bestimmte Konzentration der Kohlensäure im Bier od.dgl. bei allen Betriebszustanden im wesentlichen konstant erhalten bleibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Mittel zur Messung der Temperatur entsprechende Kräfte oder Wege bilden, daß andererseits die im Bierfaß herrschenden Kohlensäuredrücke in entsprechende Kräfte oder Wege umgewandelt werden, und daß Mittel zum Vergleich dieser Kräfte bzw. Wege vorgesehen sind, die bei auftretenden Kraft- bzw. Wegdifferenzen den Kohlensäuredruck im Bierfaß korrigieren.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung und zum Vergleich der Kräfte mindestens ein druckbeaufschlagbarer Faltenbalg vorgesehen ist, welcher entsprechende Ventile od.dgl. betätigt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im oder am Bierfaß von einem Wärmefühler (6 oder 6a) gemessen wird, in welchem eine Ausdehnungsflüssigkeit einen entsprechenden Druck erzeugt und in einen Faltenbalg (4 bzw. 4a) überträgt, welcher auf

ein bewegliches Vergleichsglied (3 oder 23) ein Drehmoment bzw. eine Kraft ausübt, dem bzw. der ein Dehmoment bzw. eine Kraft entgegenwirkt, die von dem im Bierfaß od.dgl. herrschenden Kohlensäuredruck erzeugt wird, und daß das Vergleichsglied (3 bzw. 23) bei einem Ungleichgewicht dieser Drehmomente bzw. Kräfte eine Ventilanordnung (11, 11', 11" bzw. 31, 34) derart steuert, daß Kohlensäure aus einer Vorratsflasche od.dgl. entweder in das Bierfaß eingelassen oder aus demselben abgelassen wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (4) ein der gemessenen Temperatur entsprechendes Drehmoment auf den einen Hebelarm (3') eines um einen Drehpunkt (2) verschwenkbaren doppelarmigen Hebels (3) ausübt, auf dessen anderen Hebelarm (3") ein Drehmoment wirkt, welches von einem Faltenbalg (8) erzeugt wird, der durch eine Leitung (10) von dem im Bierfaß herrschenden Kohlensäuredruck beaufschlagt wird und in dem ein Doppelventil (11) angeordnet ist, dessen einer Ventilkegel (11") in eine zu einer Kohlensäure-Vorratsflasche führende Leitung (15) und dessen anderer Ventilkegel (11") in eine in's Freie führende Leitung (17) eingebaut ist (Fig. 1).

-A-

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerung der Ventilanordnung (31, 34) eine Verzögerungsvorrichtung eingebaut ist, durch welche die Erhöhung oder Erniedrigung des Kohlensäureförderdruckes erst dann ermöglicht wird, wenn die Temperaturmessung um einen einstellbaren Betrag von dem jeweiligen Gleichgewichtszustand abweicht (Fig. 2).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsvorrichtung aus Anschlagmuttern (41,

42) besteht, die auf mit Gewinde versehene Ventilstangen (29 bzw. 30) aufgeschraubt sind, welche die Ventilkegel (31, 34) der zur Kohlensäure-Vorratsflasche bzw. in¹s Freie führenden Leitungen (33 bzw. 36) tragen, unter der Wirkung von Ventilfedern (39 bzw. 40) stehen und über die Anschlagmuttern (41 bzw. 42) von dem beweglichen, unter der Wirkung einer einstellbaren Gegenfeder (24) stehenden Balgboden (23) des Faltenbalges (4a) mitgenommen werden, welcher mit allen zugehörigen Teilen im Innenraum eines druckdichten Gehäuses (19) angeordnet ist (Fig. 2).

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Temperaturmeßeinrichtung (4, 5, 6 bzw. 4a/ 5a, 6a) mit Hilfe einer Flüssigkeit erzeugt wird, welche die Meßeinrichtung nahezu vollständig ausfüllt und welche sich hinsichtlich der Lösungsfähigkeit von Kohlensäure ebenso verhält wie das Zapfgut, und in der diejenige Kohlensäurekonzentration herrscht, welche das Zapfgut haben soll.