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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen oder zum Entleeren eines Behältnisses mit einer insbesondere zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
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Zum Befüllen eines Behältnisses, insbesondere Flasche, mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit, insbesondere Getränk, kann ein gegenüber der Flüssigkeit flüssigkeitsdichter sowie gasdichter, ballonartiger Körper eingesetzt werden. Dieser ballonartige Körper umhüllt dabei einen Stab, welcher an einer Halterung angeordnet ist. Das Grundprinzip zum Befüllen des Behältnisses besteht darin, dass zunächst der ballonartige Körper zusammen mit dem Stab in das Behältnis eingeführt wird. Der ballonartige Körper wird anschließend mit Luft aufgebläht bis er an der Innenmantelfläche des Behältnisses anliegt. Indem somit der vollständig aufgeblähte ballonartige Körper den Innenraum des Behältnisses vollständig ausfüllt, befindet sich in dem Behältnis keine Luft mehr. Anschließend wird die Luft wieder aus dem ballonartigen Körper abgeführt. Dadurch entsteht zwischen dem ballonartigen Körper und der Innenmantelfläche des Behältnisses ein allmählich sich vergrößernder Raum, welcher mit der Flüssigkeit befüllt wird.
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Zum Entleeren eines Behältnisses, insbesondere Flasche, welches mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit, insbesondere Getränk und dabei insbesondere Sekt bei der Flaschengärung, gefüllt ist, kann ein gegenüber der Flüssigkeit flüssigkeitsdichter sowie gasdichter, ballonartiger Körper eingesetzt werden. Dieser ballonartige Körper umhüllt dabei einen Stab, welcher an einer Halterung angeordnet ist. Das Grundprinzip zum Entleeren des Behältnisses besteht darin, dass zunächst der ballonartige Körper zusammen mit dem Stab in das Behältnis eingeführt wird. Der ballonartige Körper wird anschließend mit Luft aufgebläht, so dass das sich allmählich vergrößernde Volumen des ballonartigen Körpers die Flüssigkeit aus dem Behältnis hinausdrückt bis der ballonartige Körper an der Innenmantelfläche des Behältnisses anliegt. Indem schließlich der vollständig aufgeblähte ballonartige Körper den Innenraum des Behältnisses vollständig ausfüllt, ist die gesamte in dem Behältnis befindliche Flüssigkeit hinausbefördert worden.
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Das Problem beim praktischen Einsatz dieses Befüll- oder Entleersystems besteht darin, dass die Behältnisse fertigungsbedingt oftmals unterschiedliche Abstände zwischen der oberen Öffnung des Behältnisses und dem unteren Boden des Behältnisses besitzen. Dieses Phänomen tritt beispielsweise bei Flaschen auf, welche einen nach oben gewölbten Boden aufweisen. Die Höhe dieses nach oben gewölbten Bodens ist in der Regel herstellungsbedingt von Flasche zu Flasche unterschiedlich. Ist der Boden zu tief, reicht der Stab mit seinem unteren Ende nicht ganz bis auf den Boden mit der Konsequenz, dass sich dort ein Zwischenraum bildet, welcher nicht von dem ballonartigen Körper ausgefüllt werden kann. Ist der Boden hingegen zu hoch, ist der Stab insgesamt zu lang, so dass die obere Halterung des Stabes nicht richtig auf der Öffnung des Behältnisses aufsitzen kann. Oder wenn die Einführkraft des Stabes in das Behältnis zu groß ist, kann es sogar zu Beschädigungen kommen.
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Es ist folgender Stand der Technik auf dem Gebiet der Erfindung bekannt:
Die
DE 10 2011 100 560 B3 zeigt eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behältnisses mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit. Die Befüllvorrichtung dort weist ein Rohr auf, auf das ein ballonartiger Körper aufgeschoben und im Bereich der oberen Kappe festgelegt ist. Zum Befüllen des Behältnisses wird zunächst der ballonartige Körper mit einem eines Expansionsmedium aufgebläht, das anschließend wieder abgelassen wird, so dass dadurch die einzufüllende Flüssigkeit angesaugt wird.
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Eine Bierabfüllvorrichtung zum Abfüllen von Bier vom Lagerfaß ins Zapffaß ist in der
DE 151 754 A gezeigt. Zum genannten Zweck wird ein Füllrohr in das Zapffaß eingeführt. Da dieses Füllrohr teleskopierbar ist, kann es bis an die tiefste Stellung des Zapffasses gelangen.
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Die
DE 32 06 712 C2 offenbart eine Vorrichtung zur Befüllung von Abgabebehältern mit flüssigem oder pastösem Füllgut. Dazu ist ein in den Behälter einführbares Teleskoprohr vorgesehen, das zum Befüllen bis auf den Boden des Behälters eingefahren wird. Dadurch bilden sich keine Verwirbelungen und Luftblasen.
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Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Abfüllen von Bier und anderen Flüssigkeiten auf Transportfässer ohne Gegendruck sind in der
DE 144 794 A beschrieben. Die Vorrichtung sieht ein Füllrohr vor, an dessen unterem Ende sich ein Ventil befindet. Dieses Ventil öffnet sich beim Aufstoßen des Füllrohres auf die Fasswand. Dadurch wird der Bierzulauf ermöglicht. Beim Zurückziehen des Füllrohres schließt das Ventil wieder.
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Schließlich ist in der
US 3 306 503 A eine Vorrichtung zum Entleeren eines Behälters gezeigt. Dafür wird ist ein Rohr eingesetzt, das am unteren Ende eine Öffnung aufweist. Umgeben ist dieses Rohr von einem ballonartigen Körper. Nach Einführen des Rohres mit dem ballonartigen Körper wird dieser aufgebläht, so dass die im Behältnis befindliche Flüssigkeit hinausgedrückt wird.
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Davon ausgehend liegt daher der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Befüllen oder zum Entleeren eines Behältnisses mit einer insbesondere zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit zu schaffen, welche auch bei Behältnissen eingesetzt werden kann, deren Böden unterschiedlich hoch sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Befüllen oder zum Entleeren eines Behältnisses mit einer insbesondere zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2.
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Gemäß einer ersten Alternative wird eine Vorrichtung zum Befüllen oder zum Entleeren eines Behältnisses mit einer insbesondere zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit geschaffen, welche auch dann zuverlässig eingesetzt werden kann, wenn bei den zu befüllenden Behältnissen die Böden unterschiedliche Höhen aufweisen, so dass entsprechend der Abstand zwischen der Öffnung des Behältnisses und dem Boden des Behältnisses variiert. Der Kerngedanke der Erfindung besteht dabei darin, dass der ins Innere des Behältnisses ragende Stab nicht eine vorgegebene, konstante Länge aufweist, sondern dass die Länge des Stabes variabel ist, so dass sich das System auf unterschiedlich hohe Böden selbstständig einstellen kann. Dadurch ist gewährleistet, dass zum einen nach dem Aufblähen des ballonartigen Körpers der Innenraum des Behältnisses vollständig von diesem ballonartigen Körper ausgefüllt ist und dass zum anderen bei zu hohen Böden keine Beschädigungen auftreten können, wobei die Halterung immer in der vorgegebenen Position auf der Öffnung des Behältnisses sitzt. Die selbsttätige Veränderbarkeit der Länge des Stabes hat somit den Vorteil, dass auf überaus sichere und technisch einfache Weise ein problemloses Befüllen oder Entleeren von Behältnissen möglich ist. Das untere Ende des ballonartigen Körpers ist hierbei an dem unteren Ende des Stabes festgelegt, sodass die Abstandsveränderung zwischen dem unteren Ende des Stabes und der Halterung durch Aufblähen des ballonartigen Körpers oder aber umgekehrt durch Ablassen des Expansionsmediums erfolgen kann.
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Dabei sind die Elemente des Stabes bei einer möglichen Teleskopierbarkeit frei beweglich (also beispielsweise ohne eine zusätzliche Federkraft). Oder aber wenn der Stab eine konstante Länge aufweist, ist er in der oberen Halterung ebenfalls frei längsbeweglich geführt ohne beispielsweise die Einwirkung einer Federkraft. Denn die Grundidee besteht darin, dass durch die Festlegung des unteren Endes des ballonartigen Körpers am unteren Ende des Stabes beim Aufblähen des ballonartigen Körpers automatisch eine Kraft in Längsrichtung des Stabes wirkt, welche diesen so lange teleskopisch verlängert bzw. – bei der längsverschiebbaren Lagerung in der Halterung – so lange tiefer in das Behältnis bewegt, bis das untere Ende der Stange auf dem Boden des Behältnisses auftrifft. Letztendlich bedeutet dies, dass der ballonartige Körper als Verstellelement zum Verändern des Abstandes zwischen der Halterung für den Stab und dem unteren Ende des Stabes wirkt. Wenn die Luft aus dem ballonartigen Körper wieder abgelassen wird, vollführt sich ein Effekt in umgekehrter Richtung, d. h. der Stab wird wieder eingefahren.
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Gemäß einer zweiten Alternative der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen oder zum Entleeren eines Behältnisses mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit wird offenbart, dass diese einen Stab hat, der an einer Halterung angeordnet ist. Ferner weist die Vorrichtung einen gegenüber der Flüssigkeit flüssigkeitsdichten sowie gasdichten, ballonartigen Körper auf, der den Stab umhüllt. Der Stab ist zusammen mit dem ballonartigen Körper in eine Öffnung des Behältnisses einführbar, wobei nach dem vollständigen Einführen die Halterung auf oder in der Öffnung des Behältnisses festgelegt ist. Nach dem Einführen kann der ballonartige Körper mit einem Expansionsmedium befüllt und aufgebläht werden, sodass der ballonartige Körper an der Innenmantelfläche des Behältnisses anliegt. Der Kerngedanke der Erfindung besteht dabei darin, dass der ins Innere des Behältnisses ragende Stab nicht eine vorgegebene, konstante Länge aufweist, sondern dass die Länge des Stabes variabel ist, so dass sich das System auf unterschiedlich hohe Böden selbstständig einstellen kann. Dadurch ist gewährleistet, dass zum einen nach dem Aufblähen des ballonartigen Körpers der Innenraum des Behältnisses vollständig von diesem ballonartigen Körper ausgefüllt ist und dass zum anderen bei zu hohen Böden keine Beschädigungen auftreten können, wobei die Halterung immer in der vorgegebenen Position auf der Öffnung des Behältnisses sitzt. Die selbsttätige Veränderbarkeit der Länge des Stabes hat somit den Vorteil, dass auf überaus sichere und technisch einfache Weise ein problemloses Befüllen oder Entleeren von Behältnissen möglich ist. Das untere Ende des ballonartigen Körpers ist hierbei an dem unteren Ende des Stabes festgelegt und der Stab hat in seiner Grundstellung einen federbelasteten maximalen Abstand zwischen seinem unteren Stabende und der oberen Halterung. Beim Auftreffen des unteren Stabendes auf dem Boden des Behältnisses weicht der Stab dann entgegen der Federkraft derart zurück, dass sich der Abstand zwischen dem unteren Stabende und der oberen Halterung verringert.
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Wenn der Stab in das Behältnis eingeführt wird, trifft irgendwann das untere Ende des Stabes auf den Boden des Behältnisses, wobei sich bis zum endgültigen Aufsetzen der Halterung auf der Öffnung des Behältnisses der Abstand zwischen der Halterung und dem unteren Ende des Stabes permanent verkürzt, wobei das untere Ende des Stabes dauerhaft auf dem Boden des Behältnisses zur Anlage kommt. Auch bei dieser Ausführungsvariante kann das untere Ende des ballonartigen Körpers mit dem unteren Ende des Stabes fest verbunden sein. Der ballonartige Körper ist somit an seiner tiefsten Stelle am unteren Ende des Stabes festgelegt. Unter dem ”Stab” ist dabei die Gesamtheit bestehend aus dem eigentlichen Stab und einem eventuellen Verlängerungselement zu verstehen.
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Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 3 ist der Stab teleskopierbar ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Stab mehrteilig ausgebildet ist, wobei die Stabelemente teleskopisch auseinandergezogen sowie – umgekehrt – zusammengefahren werden können. Durch die Teleskopierbarkeit läßt sich dabei die Länge des Stabes sehr einfach verändern bzw. die Länge des Stabes verändert sich selbständig während des Einsatzes. Die Teleskopierbarkeit ist dabei im allgemeinsten Sinne zu verstehen.
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In einer ersten Ausführungsform der Teleskopierbarkeit ist gemäß der Weiterbildung in Anspruch 4 auf das untere Ende des Stabes eine Hülse aufgeschoben. Diese Hülse definiert somit das untere Ende des Stabes. Durch Verschieben der Hülse auf dem eigentlichen Stab ändert sich dessen Länge.
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Eine Alternative hierzu schlägt gemäß Anspruch 5 vor, dass das untere Ende des Stabes rohrförmig ausgebildet ist, wobei im Innern dieses unteren Rohrabschnittes eine Stange geführt ist. Dies bedeutet, dass bei dieser Ausführungsvariante die Stange aus dem unteren Ende des Stabes hervorragt. Selbstverständlich kann die Stange am unteren Ende einen entsprechenden Aufprallkörper besitzen.
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Alternativ zu der vorbeschriebenen Teleskopierbarkeit des Stabes kann gemäß der Weiterbildung in Anspruch 6 der Stab in seiner Halterung längsverfahrbar geführt sein. Dies bedeutet, dass von einem Stab ausgegangen wird, welcher von seinem unteren Ende bis zu seinem oberen Ende eine konstante Länge aufweist. Indem aber dieser Stab in der Halterung längsverfahrbar geführt ist, kann dadurch der Abstand zwischen der Halterung und dem unteren Ende des Stabes verändert werden. Soll beispielsweise der Abstand verringert werden, wird der Stab aus der Halterung herausgezogen. Umgekehrt wird bei einer Vergrößerung des Abstandes der Stab in die umgekehrte Richtung bewegt.
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Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen oder zum Entleeren eines Behältnisses mit einer insbesondere zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
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1a eine schematische Schnittdarstellung durch ein Behältnis in Form einer Flasche nach dem Aufsetzen der Befüll- oder Entleervorrichtung, wobei die endgültige Position mit vollständigem Aufblähen des ballonartigen Körpers noch nicht erreicht ist;
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1b eine Darstellung entsprechend der in 1a nach vollständigem Aufblähen des ballonartigen Körpers;
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1c eine Darstellung entsprechend der in 1b, jedoch mit einer Flasche mit einem höheren Boden;
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2a und 2b eine Darstellung entsprechend der in 1b und 1c mit niedrigerem und höherem Boden in einer zweiten Ausführungsform des Befüll- oder Entleersystems;
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3a und 3b eine Darstellung entsprechend der in 1b und 1c mit niedrigerem und höherem Boden in einer dritten Ausführungsform des Befüll- oder Entleersystems.
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Ein Behältnis 1 in Form einer Flasche weist einen unteren Boden 2 sowie eine obere Öffnung 3 auf. Der Boden 2 ist dabei nach oben gewölbt.
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Dieses Behältnis 1 soll mit einer Flüssigkeit, nämlich einem Getränk befüllt werden. Alternativ befindet sich in dem Behältnis 1 bereits eine Flüssigkeit, welche aus dem Behältnis 1 entleert werden soll.
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Nachfolgend soll zunächst der Fall des Befüllens des Behältnisses 1 dargestellt und beschrieben werden:
Zum Befüllen des Behältnisses 1 ist eine Befüllvorrichtung vorgesehen. Diese besteht zunächst aus einer oberen Halterung 4, welche auf die Öffnung 3 des Behältnisses 1 aufgesetzt wird. An dieser Halterung 4 ist ein Stab 5 angeordnet, welcher nach unten ragt. Schließlich ist ein ballonartiger Körper 6 vorgesehen, welcher über den Stab 5 gezogen ist und mit seinem oberen Ende ebenfalls an der Halterung 4 festgelegt ist.
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Die Besonderheit dieses Systems ist, dass auf das untere Ende des Stabes 5 eine Hülse 7 aufgeschoben ist. Am unteren Ende dieser auf dem Stab 5 frei verschiebbaren Hülse 7 ist das untere Ende des ballonartigen Körpers 6 befestigt.
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Die Funktionsweise zum Befüllen des Behältnisses 1 ist wie folgt:
Nachdem die Befüllvorrichtung mit ihrem Stab 5 und dem ballonartigen Körper 6 von oben durch die Öffnung 3 hindurch in das Behältnis 1 eingeführt worden ist, so dass die Halterung 4 auf der Öffnung 3 des Behältnisses 1 in der vorgeschriebenen Position zu liegen kommt, wird der ballonartige Körper 6 mit Luft gefüllt und entsprechend aufgebläht. Die Zuführung der Luft kann dabei über den – dann rohrförmig ausgebildeten – Stab 5 über entsprechende Öffnungen oder über die Halterung 4 erfolgen. Die Situation vor dem vollständigen aufblähen des ballonartigen Körpers 6 ist in 1a dargestellt.
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Da der Boden 2 des Behältnisses 1 relativ tief ist, wird aufgrund der Aufblähbewegung des ballonartigen Körper 6 die Hülse 7 auf dem Stab 5 so lange nach unten bewegt, bis das untere Ende der Hülse 7 auf dem Boden 2 auftrifft. Diese Situation ist in 1b dargestellt.
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Dies bedeutet im Ergebnis, dass der ballonartige Körper 6 den Innenraum des Behältnisses 1 vollständig ausfüllt und somit sich in dem Behältnis 1 kein Zwischenraum zwischen dem ballonartigen Körper 6 und der Innenwandung des Behältnisses 1 mehr befindet, welcher mit Luft gefüllt ist. Anschließend läßt man wieder die Luft aus dem ballonartigen Körper 6 entweichen. Der dadurch geschaffene Raum innerhalb des Behältnisses 1 füllt sich mit der Flüssigkeit, und zwar ohne dass diese Flüssigkeit mit irgendwelcher Luft in Berührung gelangt ist. Schließlich wird der ballonartige Körper 6 wieder aus dem Behältnis 1 herausgezogen.
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Die 1c zeigt die Situation eines Behältnisses 1, dessen Boden 2 höher ist als der Boden 2 bei der Ausführungsform der 1a und 1b. Dies bedeutet, dass in diesem Fall des höheren Bodens 2 die Hülse 7 nicht so weit längs des Stabes 5 nach unten bewegt wird wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Die Hülse 7 definiert somit einen Längenausgleich zwischen der oberen Öffnung 3 und dem unteren Boden 2 des Behältnisses 1 im Hinblick auf die Länge des Stabes 5.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Hülse 7 auf ihrem Stab 5 aufgrund der Aufblähbewegung des ballonartigen Körpers 6 bewegt. Es ist aber auch denkbar, dass zwischen dem Stab 5 und der Hülse 7 eine – nicht dargestellte – Feder angeordnet ist, welche die Hülse 7 in die maximal ausfahrbare Position bewegt. Diese Position definiert die Maximallänge des Stabsystems.
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Wird hier dann die Befüllvorrichtung mit Stab 5 und Hülse 7 sowie mit dem ballonartigen Körper 6 in das Behältnis 1 eingeführt, kommt das untere Ende der Hülse 7 auf jeden Fall auf dem Boden 2 zur Anlage. Entgegen der Federkraft bewegt sich dabei die Hülse 7 wieder zurück, bis die Halterung 4 auf der Öffnung 3 des Behältnisses 1 ordnungsmäßig zu liegen kommt. Wie weit die Hülse 7 entgegen der Federkraft zurückbewegt wird; hängt von der Höhe des Bodens 2 ab. In der Ausführungsform der 1b mit dem relativ niedrigen Boden 2 ist die Zurückbewegung der Hülse 7 geringer als bei der Ausführungsform in 1c, bei welcher der Boden 2 höher ist und somit die Hülse 7 stärker zurückgeschoben wird.
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Die Situation zum Entleeren des Behältnisses 1 ist wie folgt:
In dem Behältnis 1 befindet sich eine Flüssigkeit. Diese soll aus dem Behältnis 1 befördert werden. Zu diesem Zweck wird der ballonartige Körper 6 mit seinem Stab 5 eingeführt und mit Luft aufgebläht. Die Zuführung der Luft kann dabei über den – dann rohrförmig ausgebildeten – Stab 5 über entsprechende Öffnungen oder über die Halterung 4 erfolgen. Dadurch wird die im Behältnis 1 befindliche Flüssigkeit aus der oberen Öffnung 3 des Behältnisses 1 über entsprechende Ausführöffnungen in der Halterung 4 hinausgedrückt.
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Auch hier kann beim Entleeren des Behältnisses 1 die Situation auftreten, dass die Böden 2 der Behältnisse 1 fertigungsbedingt unterschiedliche Höhen aufweisen. Durch den Längenausgleich mittels der Hülse 7 ist damit ein sicheres Entleeren auch von Behältnissen 1 mit unterschiedlich hohen Böden 2 möglich, da sich die Länge des Stabes 5 anpaßt. Die konstruktiven Ausgestaltungen zum Bewegen der Hülse 7, wie sie zuvor im Zusammenhang mit dem Befüllen des Behältnisses 1 beschrieben worden sind, sind hier entsprechend vorgesehen.
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Die zweite Ausführungsform der Befüll- sowie Entleervorrichtung ist in den 2a und 2b dargestellt. Das Grundprinzip ist das gleiche wie bei der ersten Ausführungsform in den 1a bis 1c, nur dass statt der Hülse 7 eine kleine Stange 8 vorgesehen ist, welche in dem unteren rohrförmigen Ende des Stabes 5 geführt ist. Diese Stange 8 kann dabei ebenfalls frei in dem Stab 5 geführt sein, oder zwischen dem Stab 5 und der Stange 8 ist eine Feder angeordnet, welche die Stange 8 aufgrund der Federkraft maximal hinausbewegt. Die grundsätzliche Funktionsweise entspricht dabei der Funktionsweise der ersten Ausführungsform der 1a bis 1c.
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Eine dritte Ausführungsform ist in den 3a und 3b dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Stab 5 eine konstante Länge und ist nicht wie bei der Ausführungsform der 1a bis 1d durch eine Hülse oder wie bei der Ausführungsform der 2a und 2b durch eine Stange 8 verlängerbar. Vielmehr ist das obere Ende des Stabes 5 verschiebbar in der Halterung 4 gelagert. Dies kann – wieder – dadurch erfolgen, dass entweder durch das Aufblähen des ballonartigen Körpers 6 der Stab 5 nach unten bewegt wird, bis er auf dem Boden 2 des Behältnisses 1 auftrifft, oder zwischen der Halterung 4 und dem Stab 5 ist eine Federeinrichtung angeordnet, welche in der Ausgangsposition den Stab 5 maximal nach unten bewegt, bis er auf dem Boden 2 des Behältnisses 1 auftrifft und dadurch zurückgefahren wird. Somit entspricht diese Funktionsweise vom Grundprinzip her den Funktionsweisen, wie sie im Zusammenhang der Ausführungsformen der 1a bis 1c sowie 2a und 2b beschrieben worden sind.
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Dabei zeigt 3a die Situation mit einem niedrigeren Boden 2, während 3b die Situation mit einem höheren Boden 2 zeigt, bei welcher der Stab 5 nicht so tief in das Behältnis 1 eingefahren wird, da er vorher auf dem höheren Boden 2 aufstößt.
