DE102010018915B4 - Filling container with a radially and axially expandable force generating body - Google Patents
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Abstract
Behälter für ein Füllgut, umfassend ein Gehäuse (12) sowie einen in das Gehäuse ragenden, gummielastischen Krafterzeugungskörper (24) mit einem Füllraum (30) für das Füllgut, wobei der Krafterzeugungskörper im unbefüllten Zustand länglich ist und sich bei Befüllung mit dem Füllgut in dem Gehäuse radial und axial bezogen auf eine Längsachse (28) des Krafterzeugungskörpers ausdehnt, wobei das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart ist, dass er sich bei Befüllung radial an einen insbesondere im wesentlichen zylindrischen Mantelteil (16) des Gehäuses ringsum anlegt und sich bei fortgesetzter Befüllung durch axiale Ausdehnung einem Bodenteil (18) des Gehäuses annähert, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers (24) bei Befüllung weitestgehend gleichzeitig sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung erfolgt und dass dem Krafterzeugungskörper (24) eine befüllungsbedingte axiale Längung auf mindestens das 1,6-fache, besser mindestens das 1,7-fache, noch besser mindestens das 1,8-fache seiner axialen Länge im unbefüllten Zustand ermöglicht ist, ohne axial an das Gehäuse (12) anzustoßen.Container for a filling material, comprising a housing (12) and a rubber-elastic force generating body (24) projecting into the housing with a filling space (30) for the filling material, wherein the force-generating body is elongate in the unfilled state and in filling with the filling material in the Housing radially and axially relative to a longitudinal axis (28) of the force generating body expands, wherein the expansion behavior of the force generating body is such that it applies radially when filling radially to a particular substantially cylindrical shell part (16) of the housing and with continued filling by axial Expansion of a bottom part (18) of the housing approximates, characterized in that the expansion of the force generating body (24) during filling takes place largely simultaneously both in the radial direction and in the axial direction and that the force generating body (24) is a filling axial elongation on at least the 1st , 6 -fold, better at least 1.7 times, more preferably at least 1.8 times its axial length in the unfilled state is possible without axially abut the housing (12).
Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter für ein Füllgut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der Behälter umfasst ein Gehäuse sowie einen in das Gehäuse ragenden, gummielastischen Krafterzeugungskörper mit einem Füllraum für das Füllgut, wobei der Krafterzeugungskörper im unbefüllten Zustand länglich ist und sich bei Befüllung mit dem Füllgut in dem Gehäuse radial und axial bezogen auf eine Längsachse des Krafterzeugungskörpers ausdehnt, und wobei das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart ist, dass er sich bei Befüllung radial an einen insbesondere im wesentlichen zylindrischen Mantelteil des Gehäuses ringsum anlegt und sich bei fortgesetzter Befüllung durch axiale Ausdehnung einem Bodenteil des Gehäuses annähert.The invention relates to a container for a product according to the preamble of claim 1. The container comprises a housing and a projecting into the housing, rubber-elastic force generating body with a filling space for the contents, wherein the force-generating body is elongated in the unfilled state and when filled with the Contents in the housing radially and axially relative to a longitudinal axis of the force-generating body expands, and wherein the expansion behavior of the force generating body is such that it applies radially when filling radially to a particular substantially cylindrical shell portion of the housing and with continued filling by axial expansion a Bottom part of the housing approximates.
Die elastische Dehnbarkeit des Krafterzeugungskörpers kann bei einem derartigen Behälter zur Erzeugung einer auf das Füllgut wirkenden, aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers resultierenden Ausbringkraft genutzt werden, welche das Füllgut aus dem Krafterzeugungskörper heraustreiben kann. Das Füllgut kann beispielsweise eine flüssige, pastöse, cremeartige oder gelartige Substanz sein, die mittels des Behälters dosiert ausgebracht werden soll. Zur Dosierung der ausgebrachten Menge kann der Behälter mit einem benutzerseitig betätigbaren Ventilsystem ausgestattet sein.The elastic extensibility of the force-generating body can be used in such a container to produce a force acting on the filling material, resulting from the tensile stress of the force-generating body application force, which can drive out the contents of the force generating body. The contents may be, for example, a liquid, pasty, creamy or gel-like substance, which is to be dispensed in a dosed manner by means of the container. For metering the amount discharged, the container may be equipped with a user-operable valve system.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen des Behälters resultiert die insgesamt auf das Füllgut wirkende Ausbringkraft allein aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers, d. h. es sind zusätzliche Krafterzeugungsmittel in Form eines Treibgases oder gesonderter Federelemente entbehrlich. Es versteht sich freilich, dass solche zusätzlichen Krafterzeugungsmittel gewünschtenfalls unterstützend vorgesehen sein können, wobei vorteilhafterweise zumindest der überwiegende Teil der insgesamt verfügbaren Ausbringkraft aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers resultiert.In preferred embodiments of the container, the total application force acting on the filling material alone results from the expansion stress of the force-generating body, ie. H. Additional force generating means in the form of a propellant gas or separate spring elements are dispensable. Of course, it goes without saying that such additional force-generating means can be provided as supportive if desired, wherein advantageously at least the predominant part of the total available application force results from the expansion stress of the force-generating body.
Hinsichtlich des Stands der Technik zu Behältnissen mit einem elastisch dehnbaren Krafterzeugungskörper zur Aufnahme eines dosiert ausbringfähigen Füllguts wird beispielhaft auf
Des weiteren wird auf
Axial und radial aufweitbare gummielastische Füllgutaufnahmekörper sind ferner aus der deutschen Offenlegungsschrift
Erfindungsgemäß und in Übereinstimmung mit Anspruch 1 ist bei einem gattungsgemäßen Behälter vorgesehen, dass die Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers bei Befüllung weitestgehend gleichzeitig sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung erfolgt und dass dem Krafterzeugungskörper eine befüllungsbedingte axiale Längung auf mindestens das 1,6-fache, besser mindestens das 1,7-fache, noch besser mindestens das 1,8-fache seiner axialen Länge im unbefüllten Zustand ermöglicht ist, ohne axial an das Gehäuse anzustoßen. Dies ermöglicht ein Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers, bei dem er sich bei Befüllung mit einem für den Behälter angegebenen Nennfüllvolumen axial auf mindestens das 1,6-fache, besser mindestens das 1,7-fache, noch besser mindestens das 1,8-fache seiner axialen Länge im unbefüllten Zustand ausdehnt.According to the invention and in accordance with claim 1, it is provided in a generic container that the expansion of the force generating body during filling takes place largely simultaneously both in the radial direction and in the axial direction and that the force generating body a filling-related axial elongation to at least 1.6 times, better at least 1.7 times, more preferably at least 1.8 times its axial length in the unfilled state is possible without axially abut the housing. This allows an expansion behavior of the force-generating body, in which he filled axially with a nominal filling volume specified for the container axially at least 1.6 times, more preferably at least 1.7 times, more preferably at least 1.8 times its axial Length in the unfilled state expands.
Es hat sich gezeigt, dass besonders bei einer flaschen- oder dosenartigen Gehäuseform, also einer Gehäuseform, die von einer Kugelform deutlich in Richtung zu einer zylindrischen Form abweicht und länger ist als breit, ein Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers vorteilhaft ist, bei dem er sich deutlich vor Erreichen eines bestimmten angestrebten Endbefüllungszustands radial erstmals an einen Mantelteil des Gehäuses anlegt und danach in diesem Bereich keine wesentliche weitere radiale Ausdehnung erfährt. Dennoch ist in axialer Richtung in diesem Zustand noch ausreichend Platz für eine weitere Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers vorhanden. Dies ermöglicht insbesondere ein Ausdehnungsverhalten, bei dem sich der Krafterzeugungskörper bei Befüllung zunächst in einem mittleren Bereich seiner axialen Länge radial auszudehnen beginnt und sich die radiale Ausdehnung vergleichsweise gleichmäßig axial in Richtung zum geschlossenen Ende des Krafterzeugungskörpers – bei gleichzeitiger axialer Ausdehnung desselben – fortsetzt. Ein solches Ausdehnungsverhalten hat sich als vorteilhaft erwiesen, um stabile und reproduzierbare Füll- und Dehnungsverhältnisse im Rahmen einer Massenfertigung zu erhalten.It has been shown that, especially in the case of a bottle-shaped or can-like housing shape, that is to say a housing shape which deviates significantly from a spherical shape toward a cylindrical shape and is longer than wide, an expansion behavior of the force-generating body is advantageous, in which case it is clearly present Reaching a certain desired Endbefüllungszustands radially first applies to a shell portion of the housing and then undergoes no significant further radial expansion in this area. Nevertheless, there is still sufficient space for a further expansion of the force-generating body in the axial direction in this state. This allows in particular an expansion behavior in which the force-generating body initially begins to expand radially in a central region of its axial length and the radial expansion continues comparatively uniformly axially towards the closed end of the force-generating body - with simultaneous axial expansion thereof. Such an expansion behavior has proven to be advantageous in order to obtain stable and reproducible filling and expansion conditions in a mass production.
Bevorzugt ist das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart, dass er sich nicht vor Erreichen eines Einfüllvolumens axial an den Bodenteil des Gehäuses anlegt, welches mindestens das 1,5-fache, besser mindestens das 2,0-fache, noch besser mindestens das 2,5-fache, bevorzugt mindestens das 2,8-fache eines Einfüllvolumens ist, ab dem sich der Krafterzeugungskörper radial an den Mantelteil des Gehäuses anlegt. The expansion behavior of the force-generating body is preferably such that it does not lie axially against the bottom part of the housing before reaching a filling volume which is at least 1.5 times, better at least 2.0 times, even better at least 2.5 times. times, preferably at least 2.8 times a Einfüllvolumens is from which the force generating body radially rests against the casing part of the housing.
Das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers kann derart sein, dass er sich vor Erreichen eines Füllgrads von 50%, besser 45%, noch besser 40%, bevorzugt 35% eines angegebenen Nennfüllvolumens des Behälters radial an den Mantelteil des Gehäuses anlegt. Das Nennfüllvolumen kann beispielsweise einer außen auf dem Behälter angebrachten, an den Käufer bzw. Benutzer gerichteten Füllangabe entsprechen. Diese kann beispielsweise aufgedruckt oder eingeprägt oder anderweitig eingeformt sein.The expansion behavior of the force-generating body may be such that, before reaching a filling level of 50%, better 45%, even better 40%, preferably 35% of a specified nominal filling volume of the container radially rests against the casing part of the housing. The nominal filling volume may correspond, for example, to a filling indication attached to the outside of the container and directed to the buyer or user. This can for example be printed or embossed or otherwise formed.
Bezogen auf ein Leervolumens des Gehäuses, d. h. das in dem leeren Gehäuse (ohne den Krafterzeugungskörper) vorhandene Innenvolumen, kann das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart sein, dass er sich vor Erreichen eines Füllgrads von 45%, besser 40%, noch besser 35%, bevorzugt 30% des Leervolumens des Gehäuses radial an den Mantelteil des Gehäuses anlegt.Based on a void volume of the housing, d. H. the internal volume present in the empty housing (without the force generating body), the expansion behavior of the force generating body can be such that it radially before reaching a filling level of 45%, better 40%, even better 35%, preferably 30% of the void volume of the housing the jacket part of the housing applies.
Im Hinblick auf die axiale Ausdehnung kann das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart sein, dass er sich bei Befüllung nicht vor Erreichen eines Füllgrads von 75%, besser 80%, noch besser 85%, bevorzugt 90% eines angegebenen Nennfüllvolumens des Behälters axial an das Gehäuse anlegt.With regard to the axial extent, the expansion behavior of the force-generating body can be such that it does not axially reach the housing when it is filled to 75%, better 80%, even better 85%, preferably 90% of a specified nominal filling volume of the container ,
Alternativ oder zusätzlich kann das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart sein, dass er sich bei Befüllung nicht vor Erreichen eines Füllgrads von 60%, besser 65%, noch besser 70%, bevorzugt 75% des Leervolumens des Gehäuses axial an das Gehäuse anlegt.Alternatively or additionally, the expansion behavior of the force-generating body may be such that it does not axially engage against the housing when it is filled before reaching a fill level of 60%, better 65%, even better 70%, preferably 75% of the empty volume of the housing.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Krafterzeugungskörper im Bereich eines seiner Längsenden geschlossen und weist im Bereich seines anderen Längsendes eine Öffnung auf, wobei der Krafterzeugungskörper im Bereich seines offenen Endes mit einem relativ steiferen, ringförmigen Verbindungskörper verbunden ist, der seinerseits mit mindestens einer weiteren Behälterkomponente, insbesondere zumindest einer Komponente des Gehäuses, verbunden ist. Der Krafterzeugungskörper kann dabei spritztechnisch hergestellt sein und an den Verbindungskörper angespritzt sein.In a preferred embodiment, the force-generating body is closed in the region of one of its longitudinal ends and has an opening in the region of its other longitudinal end, wherein the force-generating body is connected in the region of its open end with a relatively stiffer, annular connecting body, which in turn with at least one further container component, in particular at least one component of the housing is connected. The force generating body can be made by injection molding and molded onto the connecting body.
Hinsichtlich der Materialwahl wird für den Krafterzeugungskörper ein additionsvernetzender Silikonkautschuk, vorzugsweise ein Flüssigsilikonkautschuk, empfohlen, wobei andere Elastomere allerdings nicht ausgeschlossen sein sollen.With regard to the choice of material, an addition-crosslinking silicone rubber, preferably a liquid silicone rubber, is recommended for the force-generating body, although other elastomers should not be excluded.
Der Krafterzeugungskörper ist vorzugsweise näherungsweise gleichachsig zu einer Achse des Gehäuses in dem Behälter angeordnet.The force generating body is preferably approximately equiaxial to an axis of the housing in the container.
Hinsichtlich der Geometrie des Krafterzeugungskörpers wird vorgeschlagen, dass sie eine der beiden folgenden Bedingungen erfüllt:
- (a) die Wandstärke des Krafterzeugungskörpers nimmt zumindest auf einem überwiegenden Teil seiner axialen Länge in Richtung zu dem geschlossenen Längsende hin zu;
- (b) der Krafterzeugungskörper besitzt zumindest auf einem überwiegenden Teil seiner axialen Länge gleichbleibende Wandstärke, sein Durchmesser verringert sich jedoch auf diesem Teil in Richtung zu dem geschlossenen Längsende hin.
- (a) the wall thickness of the force generating body increases toward at least a majority of its axial length towards the closed longitudinal end;
- (B) the force generating body has at least a majority of its axial length constant wall thickness, but its diameter decreases on this part towards the closed longitudinal end.
Insbesondere kann der Wandstärkeverlauf in dem Bereich zunehmender Wandstärke bzw. der Durchmesserverlauf in dem Bereich sich verringernden Durchmessers kontinuierlich und vorzugsweise gleichmäßig sein. Die Wandstärkezunahme kann dabei insgesamt einem Aufweitungswinkel der Wandstärke von höchstens 2 Grad, besser höchstens 1 Grad und noch besser höchstens 0,5 Grad entsprechen. Für den Gesamtwinkel der Durchmesserreduzierung können die gleichen Zahlenwerte gelten.In particular, the wall thickness profile in the area of increasing wall thickness or the diameter profile in the area of decreasing diameter can be continuous and preferably uniform. The wall thickness increase can correspond overall to a widening angle of the wall thickness of at most 2 degrees, better at most 1 degree and even better at most 0.5 degrees. The same numerical values can apply for the total angle of diameter reduction.
Bei der Befüllung des Behälters kann ein Volumen des Füllguts in den Krafterzeugungskörper eingefüllt werden, das um mehr als ein Leervolumen des Füllraums im unbefüllten Zustand des Krafterzeugungskörpers über einem angegebenen Nennfüllvolumen des Behälters liegt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die tatsächlich ausbringfähige Menge des Füllguts nicht nur um das Leervolumen des Füllraums kleiner als das eingefüllten Volumen liegen kann. Es hat sich gezeigt, dass eine weitere Reduzierung der ausbringfähigen Menge durch eine mit der Zeit sinkende Rückstellfähigkeit des gedehnten Krafterzeugungskörpers sowie durch Verdunstung von Füllgut hervorgerufen werden kann (flüssige Anteile des Füllguts (z. B. Wasser) können unter Umständen durch die Wand des Krafterzeugungskörpers diffundieren). Um solche Verluste zu kompensieren, kann die eingefüllte Menge so bemessen werden, dass sie nicht nur um das Leervolumen des Füllraums, sondern zusätzlich um ein weiteres Volumen über dem angegebenen Nennfüllvolumen des Behälters liegt. Das zusätzliche Volumen kann beispielsweise experimentell ermittelt werden und kann von der Höhe eines zulässigen (z. B. prozentualen) Abschlags der tatsächlich ausbringfähigen Menge auf das Nennfüllvolumen abhängen.When filling the container, a volume of the filling material can be filled into the force generating body, which is more than a void volume of the filling space in the unfilled state of the force generating body over a specified nominal filling volume of the container. This is based on the finding that the actual fillable quantity of the filling material can not only be smaller than the filled volume by the empty volume of the filling space. It has been shown that a further reduction in the amount that can be brought out can be brought about by a decreasing restoring capacity of the stretched force-generating body as well as by evaporation of filling material (liquid portions of the filling material (eg water) may possibly pass through the wall of the force-generating body diffuse). In order to compensate for such losses, the amount charged can be calculated to be not only the void volume of the filling space, but additionally an additional volume above the specified nominal filling volume of the container. For example, the additional volume may be determined experimentally and may depend on the amount of allowable (eg, percentage) discount of the actual deliverable amount to the nominal fill volume.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar: The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. They show:
Es wird zunächst auf die
Der Behälter
In dem Gehäuse
Der Krafterzeugungskörper
Zur Befestigung des Verbindungsrings
Die Verbindung zwischen dem Verbindungsring
Für eine gute Anhaftung des Verbindungsrings 36 am Krafterzeugungskörper
Das Deckelteil
Das Deckelteil
Der Krafterzeugungskörper
Beispielsweise kann der Krafterzeugungskörper
Alternativ können sowohl die Außenumfangsfläche als auch die Innenumfangsfläche des Krafterzeugungskörpers
Als weitere Alternative kann sich in dem schlauchförmigen Bereich bei konstanter Wandstärke allein der Durchmesser des Krafterzeugungskörpers
Insgesamt erstreckt sich der Bereich kontinuierlicher Zunahme der Wandstärke des Krafterzeugungskörpers
Axial oberhalb des durch die Position
Es wird nun auf die
Bei Befüllung des Krafterzeugungskörpers
Das Totvolumen des Krafterzeugungskörpers
Die Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers
Im Endbefüllungszustand hat sich der Krafterzeugungskörper
Die in dem Krafterzeugungskörper
Die bis zum Endbefüllungszustand einzufüllende Füllmenge (Füllvolumen) kann beispielsweise zwischen 105% und 115% der dem Behälter
Nach Überschreiten des Füllvolumens V1 dehnt sich der Anlagebereich, in welchem der Krafterzeugungskörper
Bei Erreichen eines Füllvolumens V2 stößt das axial untere Ende
Das Diagramm der
Insgesamt kann die Durchmesseraufweitung des Krafterzeugungskörpers
Der im unbefüllten Zustand axial unterhalb des Krafterzeugungskörpers
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Legal Events
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: WUESTHOFF & WUESTHOFF, PATENTANWAELTE PARTG MB, DE Effective date: 20120926 Representative=s name: WUESTHOFF & WUESTHOFF PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE Effective date: 20120926 |
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Effective date: 20131019 |