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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entnehmen von Flüssigkeiten aus verformbaren Behältnissen, beispielsweise Kunststoffbehältnissen. Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine sogenannte Zapfanlage beschrieben, welche insbesondere in Schankräumen Anwendung finden kann. Derartige Zapfanlagen können jedoch auch im privaten Gebrauch Anwendung finden. Neben Kunststoffbehältnissen können auch Behältnisse aus anderen Materialien (beispielsweise aus Aluminium) verwendet werden, insbesondere jedoch solche Behältnisse, deren Material sich, ohne zu reißen, umformen läßt. Im Folgenden wird jedoch stellvertretend auch für andere Behältnisse der Begriff Kunststoffbehältnis verwendet.
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Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Erfindung insbesondere für niedrigviskose Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wässer, Biere, Softdrinks und dergleichen eignet. Gleichwohl könnte die Erfindung jedoch auch auf Medien mit einer höheren Viskosität, wie beispielsweise Öle, Ketchup, Seifen oder dergleichen angewandt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Vorrichtungen zum Entnehmen von Flüssigkeiten aus Behältnissen bekannt.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 10 2007 054 431 A1 eine Vorrichtung zum Entnehmen von Flüssigkeiten aus einem Behältnis. Dabei wird ein Verformungselement eingesetzt, welches das Behältnis verformt, wobei dieses Verformungselement hier das zu entleerende Behältnis faltet und auf diese Weise eine nahezu vollständige Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behältnis ermöglicht. Der Offenbarungsgehalt der
DE 10 2007 054 431 A1 wird hiermit vollständig auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung gemacht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Ausgabevorrichtungen für Flüssigkeiten und insbesondere für Getränke hinsichtlich ihrer Handhabung zu verbessern. So soll insbesondere für die Anwendung in Schankanlagen oder Gaststätten bzw. Schankräumen die Verwendung derartiger Anlagen vereinfacht werden.
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Weiterhin soll die Sicherheit in der Handhabung derartiger Anlagen verbessert und insbesondere auch ein Reißen oder Platzen des Behältnisses während der Entnahme verhindert werden. Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entnehmen von Flüssigkeiten aus (insbesondere zerstörungs- und oder rissfrei) verformbaren Behältnissen weist eine erste Halteeinrichtung auf, welche zum Halten eines ersten Abschnitts des Behältnisses geeignet ist. Weiterhin weist die Vorrichtung einer zweiten Halteeinrichtung, welche zum Halten eines zweiten Abschnitts des Behältnisses geeignet ist, auf. Dabei ist der besagte zweite Abschnitt des Behältnisses in einem Ausgangszustand des Behältnisses – also insbesondere einem vollständig gefüllten Zustand des Behältnisses – von dem ersten Abschnitt des Behältnisses beabstandet angeordnet.
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Weiterhin sind die Halteeinrichtungen derart angeordnet, dass das Behältnis wenigstens abschnittsweise zwischen diesen Halteeinrichtungen angeordnet werden kann und so durch eine Relativbewegung einer Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung deformierbar ist. Weiterhin ist eine Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung vorgesehen, um so das zwischen diesen Halteeinrichtungen angeordnete Behältnis derart zu deformieren, dass dessen Innenvolumen verkleinert wird.
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Weiterhin weist die Vorrichtung eine Entnahmeeinrichtung auf, welche eine Strömungsverbindung zu dem Innenraum des Behältnisses und insbesondere zu der darin befindlichen Flüssigkeit aufweist und über welche die Flüssigkeit infolge einer Kompression des Behältnisses entnehmbar ist.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche die Relativbewegung der einen Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung oder die Entnahme der Flüssigkeit über die Entnahmeeinrichtung in (wenigstens mittelbarer) Abhängigkeit von einem Innendruck innerhalb des Behältnisses steuert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere der Gegenstand der obigen Anmeldung
DE 10 2007 054 431 um die Art und Richtung, wie das Behältnis verformt wird erweitert und insbesondere um die Art und Weise, wie die Entleerung des Behältnisses gesteuert wird. Unter „wenigstens mittelbarer Abhängigkeit“ wird verstanden, dass eine Steuerung in unmittelbarer Abhängigkeit von dem Innendruck möglich ist, aber auch in mittelbarer Abhängigkeit (etwa in Abhängigkeit von einem Antriebsmoment der Antriebseinrichtung, welches von dem Innendruck in dem Behältnis abhängt oder in Abhängigkeit von dem Druck der Flüssigkeit in der Entnahmeeinrichtung).
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Bei der Antriebseinrichtung kann es sich insbesondere um einen Elektromotor handeln, der beispielsweise über einen Spindelantrieb die Relativbewegung der Halteeinrichtungen gegenüber einander steuert. Vorteilhaft weist daher die Antriebseinrichtung auch eine Getriebeeinrichtung auf, welche eine Antriebsgeschwindigkeit des Antriebsmotors in eine geringere Bewegungsgeschwindigkeit umsetzt.
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Daneben wäre jedoch auch die Verwendung von hydraulischen oder pneumatischen Antrieben zum Bewegen der Halteeinrichtungen gegenüber einander denkbar. Vorteilhaft erfolgt die Bewegung der Halteeinrichtung gegenüber einander geradlinig und insbesondere entlang einer Längsrichtung des Behältnisses. Es wäre dabei möglich, dass eine Halteeinrichtung stationär angeordnet ist und sich die andere dieser gegenüber bewegt. Es wäre jedoch auch möglich, dass beide Halteeinrichtungen bewegt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Träger vorgesehen, an den wenigstens eine Halteeinrichtung angeordnet ist. Vorteilhaft ist auch die andere Halteeinrichtung an einem entsprechenden Träger angeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich eine Halteeinrichtung in der Längsrichtung des Behältnisses und weist bevorzugt eine Länge auf, welche wenigstens einem Drittel der Gesamtlänge des Behältnisses entspricht. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, besonders kleinbauend zu sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dient die erste Halteeinrichtung zum Halten eines Bodenbereichs des Behältnisses. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die erste Halteeinrichtung eine Ausnehmung aufweisen, in welche ein Bodenbereich des Behältnisses eingebracht werden kann. Dabei wäre es möglich, dass die Halteeinrichtung an eine Form des Bodens des Behältnisses angepasst ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass diese Halteeinrichtung beispielsweise halbkugelförmig oder in ähnlicher Weise ausgebildet ist. Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet, dass sie zur Flüssigkeitsentnahme aus handelsüblichen Behältnissen geeignet ist. Insbesondere ist dabei die Vorrichtung auch derart ausgebildet, dass sie zur Entnahme von Flüssigkeiten aus Behältnissen, welche Standardverschlüsse, wie beispielsweise Kunststoffschraubverschlüsse, aufweisen, geeignet ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dient die zweite Halteeinrichtung zum Halten eines Mündungsbereichs des Behältnisses. Es wäre dabei möglich, dass eine Innenoberfläche der ersten Halteeinrichtung hinsichtlich ihrer geometrischen Gestalt an eine Außenoberfläche des Behältnisses angepasst ist. In diesem Falle kann das Behältnis bei entsprechend starken Antrieben so stark komprimiert werden, dass nahezu die vollständige Flüssigkeit aus dem Behältnis entnommen werden kann. Anders als bei der in der
DE 10 2007 054 431 A1 gezeigten Vorrichtung, bei der ein spezielles Behältnis verwendet wird, ist dies auch bei solchen Behältnissen möglich, welche anders geformte Böden, wie beispielsweise bei PET-Flaschen übliche Böden, beispielsweise Petaloid-Böden, aufweisen. Vorteilhaft weist die zweite Halteeinrichtung eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Verschlusses des Behältnisses auf.
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Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung bewirkt, dass beispielsweise eine Komprimierung des Behältnisses bei einem bestimmten Maximaldruck angehalten wird. Auf diese Weise kann einerseits der Gefahr eines Platzens des Behältnisses vorgebeugt werden und andererseits kann auch verhindert werden, dass Flüssigkeit mit zu hohem Druck abgenommen wird. Für diese Steuerungseinrichtungen sind unten im Detail beschriebene unterschiedliche Möglichkeiten denkbar.
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Wie oben erwähnt, kann dabei die Vorrichtung zur Entnahme der Flüssigkeit mit relativ einfachen Mitteln durchgeführt werden. Beispielsweise kann das PET-Behältnis mittels Gewindespindeln und einem elektrischen Antrieb so zusammengepresst werden, dass das Behältnis auf ein sehr geringes Volumen reduziert werden kann, um das Behältnis auf ein sehr geringes Restvolumen zu entleeren. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Behältnis um ein Behältnis, welches eine Größe zwischen 2 und 10 Litern und in einer gewerblichen Anwendung zwischen 10 und 30 Litern aufweist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Halteeinrichtung und die zweite Halteeinrichtung derart angeordnet, dass das Behältnis stehend und mit seiner Mündung nach oben weisend zwischen diesen angeordnet werden kann. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass beispielsweise bei einer Fehlerhaftigkeit des Entnahmesystems Flüssigkeit ungewollt ausläuft.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Halteeinrichtung ein Stempelelement auf, welches einen kleineren Querschnitt aufweist, als ein Grundkörper des Behältnisses. Auf diese Weise kann das Behältnis derart gefaltet werden, dass sein Innenvolumen bestmöglich verkleinert wird. Dies wurde in der oben erwähnten
DE 10 2007 054431 A1 erläutert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in einem Ausgangszustand ein Abstand zwischen der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung verändert werden, um so eine Anpassungsmöglichkeit auf unterschiedliche Behältnisse zu erreichen. Auch wäre es möglich, dass die Halteeinrichtungen austauschbar sind oder Adapterelemente vorgesehen sind, welche eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisse ermöglichen.
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Vorteilhaft ist wenigstens ein Abschnitt zwischen den beiden Halteeinrichtungen gehäuselos ausgebildet. Dies bedeutet, dass wenigstens ein Abschnitt des zu komprimierenden Behältnisses während des Kompressionsvorgangs nicht von einem unmittelbar anliegenden Gehäuse umgeben ist. Ein derartiges unmittelbar umgebendes Gehäuse würde die Bewegungen der Halteeinrichtungen stören. Während im Stand der Technik bei vielen Entnahmevorrichtungen Gehäuse vorgesehen sind, welche die Behältnisse bei deren Entleerung abstützen, hat die Anmelderin herausgefunden, dass derartige Gehäuse, an welchen das Behältnis direkt anliegt, nicht unbedingt nötig sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung eine Schalteinrichtung auf, welche in Reaktion auf einen Innendruck innerhalb des Behältnisses die Antriebseinrichtung an- oder abschaltet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen mechanischen Schalter handeln. So ist es möglich, dass bei der Abnahme der Flüssigkeit der Behälterdruck nachgeregelt wird. So wäre es beispielsweise möglich, dass die Presskraft über Kompressionsfedern aufgebracht wird und/oder über eine Zweipunktsteuerung nachgestellt wird. Dies wird unter Bezugnahme auf die Figuren genauer erläutert. Auch wäre es möglich, dass für ein Restentleeren der Druck weitgehend oder sogar vollständig abgelassen wird.
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Bei der Schalteinrichtung kann es sich um ein mechanisches Schaltelement handeln. Es wäre jedoch auch ein elektronischer Schalter denkbar, der beispielsweise auf einen gemessenen Druck reagiert. Vorteilhaft ist wenigstens eine Halteeinrichtung federnd gelagert und besonders bevorzugt mit der Schalteinrichtung verbunden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Entnahmevorrichtung wenigstens einen flexiblen Leitungsabschnitt auf. Vorteilhaft ist an diesem flexiblen Leitungsabschnitt ein Durchflussveränderungselement angeordnet, etwa ein Kompressionselement, welches den Leitungsquerschnitt verringern kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Drucksensorelement vorgesehen, welches einen Innendruck in dem Behältnis feststellt und die Steuerungseinrichtung steuert die Antriebseinrichtung in Abhängigkeit von Werten, die von diesem Drucksensorelement ausgegeben werden. Daneben kann die Steuerung auch über ein Temperatursensorelement erfolgen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wäre es auch möglich, dass der Druck mittelbar über ein Antriebsmoment der Antriebseinrichtung bestimmt wird und die Antriebseinrichtung bei Überschreiten eines bestimmten Grenzantriebsmomentes abgeschaltet wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein betätigbares Ventil zur Abnahme der Flüssigkeit auf. So kann beispielsweise die Vorrichtung einen Auslass aufweisen, der beispielsweise manuell betätigbar ist, um so die Flüssigkeit aus dem Behältnis zu entnehmen. Infolge einer derartigen Entnahme wird sich auch der Innendruck in dem Behältnis ändern und die Antriebseinrichtung kann insbesondere mit der Kompression des Behältnisses fortfahren.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird durch eine Stempelbewegung bzw. eine Relativbewegung der beiden Halteeinrichtungen aufeinander zu der Druck des Behältnisses erhöht und durch diese Druckerhöhung kann die Abnahmemenge vorgegeben werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann hierzu auch ein Druckregelventil vorgesehen sein. Bei diesem Druckregelventil kann es sich vorteilhaft um eine Kombination aus einem Absperrventil, einem Druckregler und einem Diffuser handeln. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Abgabe der Flüssigkeit vorteilhaft durch An- und Ausschalten der Antriebseinrichtung gesteuert. Durch das Anschalten der Antriebseinrichtung erhöht sich der Innendruck in dem Behältnis und damit auch der Druck der Flüssigkeit in der Entnahmeeinrichtung. Aufgrund dieses ansteigenden Drucks kann sich ein Entnahmeventil öffnen und so Flüssigkeit entnommen werden. Dieses Entnahmeventil kann dabei so geregelt sein, dass ein Platzen des Behältnisses aufgrund eines Überdrucks in jedem Falle verhindert wird.
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Die oben erwähnte flexible Leitungseinrichtung kann zum Absperren dicht abgequetscht werden und zum Entnehmen der Flüssigkeit geöffnet werden, insbesondere nur so weit geöffnet werden, dass durch eine kleine Öffnung der Behälterdruck auf eine gewünschte Fließgeschwindigkeit abgebaut wird. Weiterhin ist es auch möglich, dass sich ein Schlauchquerschnitt ausgehend von einem Drosselquerschnitt in Länge und Form eines Diffusers erweitert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das flexible Leitungselement bzw. der Schlauch vorteilhaft bis zum Austritt beim Schließvorgang gequetscht, um so auch Restflüssigkeit ausdrücken zu können. Dies dient beispielsweise als Auspresshilfe.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Bewegungselement auf, welches das Behältnis gegenüber einer Halteeinrichtung bewegt. Bei diesem Bewegungselement handelt es sich insbesondere um ein Bewegungselement, welches das Behältnis gegenüber einer Halteeinrichtung, insbesondere einer Halteeinrichtung, welche in das Behältnis eindringt (in der nachfolgenden 1 handelt es sich hierbei um die obere Halteeinrichtung) beim Auseinanderbewegen der beiden Halteeinrichtungen bewegt. Hierdurch kann ein zumindest teilweises Abstreifen des Behältnisses erreicht werden, damit das Behältnis so leichter von der Halteeinrichtung entfernt werden kann. Dadurch, dass eine Halteeinrichtung einen geringeren Querschnitt hat, als der Grundkörper des Behältnisses, dringt diese dann beim Entleeren des Behältnisses in dieses ein. Um das Behältnis im Anschluss nicht vollständig manuell von dieser Halteeinrichtung entfernen zu müssen, wird daher vorgeschlagen, dass mittels des Bewegungselements bzw. Abstreifelements insbesondere eine Rückwärtsbewegung der Halteeinrichtung bzw. eine Auseinanderbewegung der beiden Halteeinrichtungen genutzt wird, um das Behältnis von der Halteeinrichtung abzustreifen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Halteeinrichtung derart ausgebildet, dass sie einen Mündungsbereich des Behältnisses aufnehmen kann. Zu diesem Zweck kann die Halteeinrichtung selbst eine Ausnehmung aufweisen, welche zur Aufnahme des Mündungsbereichs des Behältnisses ausgebildet ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Entnahmeeinrichtung eine Stecheinrichtung zum Durchstechen wenigstens einer Wandung des Behältnisses oder eines Behältnisverschlusses des Behältnisses auf. Insbesondere ist eine Stecheinrichtung zum Durchstechen des Behältnisverschlusses vorgesehen. Auf diese Weise kann auch die Entnahme von Flüssigkeiten aus Standardbehältnissen ermöglicht werden. So kann beispielsweise diese Stecheinrichtung als rohrförmiger Körper mit einer Schneidkante ausgebildet sein. In dieser Ausgestaltung kann einerseits eine Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behältnis erreicht werden, andererseits bevorzugt jedoch auch während der Entnahme eine zuverlässige Abdichtung der Stecheinrichtung bzw. der Entnahmeeinrichtung gegenüber dem Behältnis.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Entnahmeeinrichtung in eine der beiden Halteeinrichtungen integriert. Insbesondere ist die Entnahmeeinrichtung in derjenigen Halteeinrichtung integriert, welche zur Aufnahme des Mündungsbereiches des Behältnisses vorgesehen ist. Dabei kann die Entnahmeeinrichtung an oder besonders bevorzugt innerhalb dieser Halteeinrichtung angeordnet sein. So kann in der Halteeinrichtung ein bevorzugt zentraler Hohlraum ausgebildet sein, in dem die besagte Stecheinrichtung und insbesondere auch eine Rohrleitung angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Anlage mit wenigstens zwei Vorrichtungen der oben beschriebenen Art sowie einer Mischeinrichtung, in der die Flüssigkeiten aus den beiden Entnahmeeinrichtungen der beiden Vorrichtungen mischbar sind. Auf diese Weise können – insbesondere in einem Post-Mix-Betrieb – unterschiedliche Flüssigkeitskomponenten zusammengemischt werden.
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So wäre es möglich, dass die beiden Entnahmeeinrichtungen in einen Mischraum münden, um dort zu einem Flüssigkeitsgemisch zusammengemischt zu werden. Dabei können die jeweiligen Mischungsverhältnisse über die Ansteuerungen der beiden Vorrichtungen geregelt werden. Auch wäre es möglich, dass die beiden Entnahmeeinrichtungen lediglich in eine gemeinsame Sammelleitung münden, welche dann die besagte Mischeinrichtung darstellt. Weiterhin wäre es auch möglich, dass die Flüssigkeiten aus den beiden Entnahmeeinrichtungen zeitlich versetzt in eine gemeinsame Sammelleitung oder einen Mischraum eindosiert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeiten aus einem Behältnis gerichtet, wobei ein Behältnis derart mit einem ersten Abschnitt (des Behältnisses) an einer ersten Halteeinrichtung und mit einem zweiten Abschnitt (des Behältnisses), welcher von dem ersten Abschnitt beabstandet ist, an einer zweiten Halteeinrichtung angeordnet wird, dass sich das Behältnis wenigstens abschnittsweise zwischen dieser ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung befindet. Weiterhin wird eine Halteeinrichtung auf die andere Halteeinrichtung zu bewegt, um das Behältnis zu verformen und um so das Innenvolumen des Behältnisses zu verkleinern. Dabei wird mittels einer Entnahmeeinrichtung (insbesondere während einer Kompression des Behältnisses) Flüssigkeit aus dem Behältnis entnommen.
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Erfindungsgemäß wird die Bewegung der ersten Halteeinrichtung gegenüber der zweiten Halteeinrichtung oder die Entnahme der Flüssigkeit mittels der Entnahmeeinrichtung in Abhängigkeit von einem Innendruck des Behältnisses gesteuert.
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Vorteilhaft wird das Behältnis aufrecht stehend und mit seiner Mündung nach oben zwischen den Halteeinrichtungen angeordnet.
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Bei einem vorteilhaften Verfahren ist wenigstens eine Halteeinrichtung im Wesentlichen stationär. Vorteilhaft ist die obere Halteeinrichtung, welche den Mündungsbereich des Behältnisses hält, im Wesentlichen stationär und die untere Halteeinrichtung wird gegenüber der oberen Halteeinrichtung bewegt. Vorteilhaft ist die Entnahmeeinrichtung, stationär in der Bewegungsrichtung der Halteeinrichtungen.
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Es wäre jedoch auch möglich und bevorzugt, dass die zweite Halteeinrichtung bewegbar gegenüber der Entnahmeeinrichtung und insbesondere gegenüber einer Einstecheinrichtung angeordnet ist. Insbesondere ist dabei die zweite Halteeinrichtung in einer Längsrichtung des Behältnisses bewegbar und besonders bevorzugt ist die zweite Halteeinrichtung zwischen zwei vorgegebenen Endstellungen bewegbar. Auch wäre es denkbar, dass die zweite Halteeinrichtung zwar bewegbar, jedoch auch in einer vorgegebenen Stellung gegenüber der Entnahmeeinrichtung bzw. der Stecheinrichtung in der Längsrichtung des Behältnisses bzw. der Bewegungsrichtung der Halteeinrichtungen arretierbar ist. Dies kann besonders zum Einbringen eines neuen, gefüllten Behältnisses vorteilhaft sein.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
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1 eine erste schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
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3 eine Darstellung zur Verwendung eines aufrecht stehenden Behältnisses;
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4 eine Darstellung eines Teilentleerten Behältnisses;
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5 eine Darstellung eines überkopfeingesetzten Behältnisses;
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6 eine Darstellung einer Ausführungsform, bei der die erste Halteeinrichtung ein Aufnahmeelement aufweist;
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7 Darstellung einer weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
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8 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform, welche zusätzlich eine Reduzierung der Bauhöhe der Vorrichtung bewirkt.
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1 zeigt eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 10 auf ein zu entleerendes Behältnis, wobei dieses Behältnis einen Bodenbereich 10a und einen Mündungsbereich 10b aufweist. Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet einen Verschluss des Behältnisses, bei dem es sich hier um einen Standardverschluss handeln kann. Das Bezugszeichen 10e zeigt einen momentanen Faltbereich, an dem das Behältnis 10 zur Flüssigkeitsentnahme abgeknickt wird. Bei einer Relativbewegung einer ersten Halteeinrichtung 2 gegenüber einer zweiten Halteeinrichtung 4 wird ebenfalls dieser Faltbereich 10e verschoben.
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Das Bezugszeichen 40 kennzeichnet in seiner Gesamtheit eine Entnahmeeinrichtung, um Flüssigkeit aus dem Behältnis zu entnehmen. Hierzu ist ein Ventil 52 vorgesehen und gegebenenfalls ein Drosselkörper 56, der bevorzugt diesem Ventil 52 vorgeschaltet ist. Das Bezugszeichen 54 kennzeichnet einen Auslass für die Flüssigkeit.
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Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet eine Stecheinrichtung, die den Behältnisverschluss 30 durchstoßen kann.
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Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet in seiner Gesamtheit eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behältnis 10 in Abhängigkeit von dessen Innendruck. Dabei ist eine Antriebseinrichtung 22, wie hier ein Elektromotor, vorgesehen, der, wie durch den Pfeil P1 angedeutet, die erste Halteeinrichtung 2 nach oben und damit auf die hier stationär angeordnete zweite Halteeinrichtung 4 zubewegen kann. Die erste Halteeinrichtung 2 weist hier eine Aufnahmeeinrichtung 24 zum Aufnehmen des Bodenbereichs 10a auf. Weiterhin sind Federn 28 vorgesehen, welche die Aufnahmeeinrichtung und eine Bodenplatte 29 auseinanderdrücken.
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Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet ein Schaltelement, welches geschaltet werden kann, wenn die Aufnahmeeinrichtung 24 auf die Bodenplatte 29 zubewegt wird. In Abhängigkeit von diesem Schaltelement kann die Antriebseinrichtung 22 zu- oder abgeschaltet werden. Damit kann hier eine Zweipunktsteuerung vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit von einem Druck innerhalb des Behältnisses 10, der sich hier als Druck auf die Halteeinrichtung 2 auswirkt, steuert.
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Die Antriebseinrichtung 22 kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise derart gesteuert sein, dass sie nur ein maximales Drehmoment oder Antriebsmoment zulässt und bei Überschreitung dieses Antriebsmoments stehen bleibt. Sobald der Druck in dem Behältnis sinkt, wird der Motor 22 bzw. die Antriebseinrichtung 22 die erste Halteeinrichtung nach oben bewegen und damit das Behältnis weiter komprimieren (wodurch der Innendruck in dem Behältnis wieder ansteigt). Damit hängt auch bei dieser Vorgehensweise die Abnahme der Flüssigkeiten von dem Innendruck in dem Behältnis ab, es erfolgt jedoch genauer auch eine volumengeregelte Abnahme der Flüssigkeit. Dabei wäre es möglich, beide druckabhängigen Steuerungsmechanismen (redundant) vorzusehen, um in jedem Fall ein Platzen des Behältnisses 10 zu vermeiden.
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Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine Bewegungseinrichtung, welche zum Abziehen des zusammengepressten Behältnisses 10 von der zweiten Halteeinrichtung 4 dient. Diese Bewegungseinrichtung kann dabei beispielsweise fest an der ersten beweglichen Halteeinrichtung 2 angeordnet sein. Bei einer Rückwärtsbewegung der ersten Halteeinrichtung 2 nach unten kommt diese Bewegungseinrichtung in Kontakt mit dem Behältnis 10 und zieht dieses zumindest teilweise von der zweiten Halteeinrichtung 4 ab.
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Vorzugsweise ist diese Bewegungseinrichtung 16 daher beweglich angeordnet und bevorzugt zumindest zeitweise mit einer Bewegung der ersten Halteeinrichtung 2 gekoppelt. Es wäre auch denkbar, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung nur bei einer Rückwärtsbewegung mit der Bewegung der ersten Halteeinrichtung 2 gekoppelt ist. Vorzugsweise liegt die Bewegungseinrichtung 16 an der zweiten Halteinrichtung 4, bzw. deren Aussenumfang an. Es wäre jedoch auch denkbar, dass ein separater Antrieb zum Bewegen der Bewegungseinrichtung vorgesehen ist. Auch wäre es denkbar, dass die Bewegungseinrichtung manuell bewegbar ist. Auch könnte die Bewegungseinrichtung als gegenüber der zweiten Halteeinrichtung verschiebbarer Ring ausgebildet sein.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform findet eine druckgeregelte Abnahme statt.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform weist die Entnahmevorrichtung 40 einen flexiblen Leitungsabschnitt 72 auf, der von einem Querschnittsverengungselement 74, welches durch eine Feder 76 belastet wird, gequetscht werden kann. Die Kombination aus diesem flexiblen Leitungsquerschnitt und dem federbelasteten Querschnittsverengungselement bildet hier die Steuerungseinrichtung 20, welche bei dieser Ausführungsform die Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behältnis in Abhängigkeit von einem Innendruck des Behältnisses 10 steuert.
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Falls eine Entnahme von Flüssigkeit gewünscht wird, aktiviert der Benutzer die Antriebseinrichtung, wodurch das Behältnis zusammengepresst wird und sich der Innendruck in dem Behältnis 10 erhöht. Aufgrund dieses erhöhten Innendrucks erhöht sich auch der Druck in dem flexiblen Leitungsabschnitt 72, das Querschnittsverengungselement kann sich öffnen und Flüssigkeit tritt aus. Dadurch sinkt wiederum der Innendruck in dem Behältnis 10 und aufgrund des verminderten Innendrucks kann auch das Querschnittsverengungselement den Leitungsabschnitt 72 wieder schließen.
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Vorteilhaft ist die auf das Querschnittsverengungselement wirkende Federkraft einstellbar, um so den Druck einzustellen, ab dem Flüssigkeit ausgegeben wird.
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Zusätzlich bzw. als weitere Sicherheitseinrichtung kann der Motor 33 auch noch eine Drehmomentabhängige Abschalteinrichtung aufweisen, um auch bei Auftreten von Fehlern an der Steuerungseinrichtung 20 ein Platzen des Behältnisses 10 zu verhindern.
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Auf Wunsch kann dieses Querschnittsverengungselement 74 auch durch den Benutzer geringfügig bewegbar gestaltet werden werden, um so eine Flüssigkeit (auch bei niedrigerem Innendruck in dem Behältnis über den Auslass 54 auszulassen (durch eine Vergrößerung des Querschnitts des Leitungsabschnitts 72).
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Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet hier wieder den Durchstechkörper bzw. die Stecheinrichtung, der den Behältnisverschluss 30 durchstechen kann. Dieser Durchstechkörper ist vorteilhaft als Rohr ausgebildet, durch welchen eine Flüssigkeit fließen kann.
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3 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie man erkennt, ist das Behältnis hier aufrechtstehend eingesetzt. Die zweite Halteeinrichtung 4 weist einen Hohlraum bzw. Aufnahmeraum 62 auf, innerhalb dessen eine Leitung 64 zum Abnehmen der Flüssigkeit (aber bevorzugt auch eine Mündung des Behältnisses 10) angeordnet ist. Diese Leitung 64 erstreckt sich hier auch entlang der Längsrichtung L des Behältnisses 10. Man erkennt weiterhin, dass, um einen Grundkörper 10c des Behältnisses 10 herum kein Gehäuse ausgebildet ist, bzw. keine Wandung, an der dieser Grundkörperabschnitt 10c des Behältnisses anliegen kann. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die erste Halteeinrichtung 2 auf eine Bodenstruktur des Behältnisses 10 angepasst. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
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4 zeigt die Vorrichtung in einem teilentleerten Zustand des Behältnisses. Dabei sticht zunächst der Anstichkörper 42 durch den Behältnisverschluss 30 und wird anschließend so weit eingeführt, bis der Anstichkörper 42 mit seinem gesamten Querschnitt innerhalb des Produkts bzw. der Flüssigkeit F angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass sich mit einer Bewegung des Durchstechkörpers 42 bereits die gesamte Halteeinrichtung 4 bzw. der Stempel 4 nach unten mitbewegt. Vorzugsweise sind jedoch diese beiden Körper stationär angeordnet.
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So wird das Behältnis 10 hier von der Schulter aus durch eine Bewegung der Halteeinrichtung 2 eingedrückt, wobei besonders bevorzugt darauf geachtet wird, dass sich im Bereich der Umfaltung 10e kein Produkt, sondern lediglich Luft bzw. ein Gas befindet.
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Durch die Halteeinrichtung 4 bzw. den Stempel bleiben jedoch die Mündung und auch der innere Teil der Behältnisschulter aufrecht. Man erkennt, dass die Halteeinrichtung 4 nicht nur die Mündung, sondern auch einen Anfangsbereich der Schulter des Behältnisses aufnimmt. Entsprechend ist die Halteeinrichtung an den Bereich 4a der Schulterform des Behältnisses 10 angepasst und nach dem Eindrücken ist die Halteeinrichtung bzw. der Stempel in gespiegelter Form derart ausgebildet, dass die abgewickelte Strecke der Behälterschulter der abgewickelten Stempelschulter 4a entspricht. Auch wäre es möglich, dass die Stempelschulter die Schulter des Behältnisses (während dessen Komprimierung) zugunsten einer besseren Entleerung, oder auch zugunsten eines besseren Einfädelns verändert. Mit anderen Worten ist bei einer derartigen Ausführungsform die Gestalt der Stempelschulter nicht an eine Gestalt der Behältnisschulter angepasst sondern verformt diese.
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Weiterhin wäre es möglich, dass die abgewickelte Stempelschulter etwas verkürzt ist, um den Außendurchmesser leichter nach innen zu ziehen.
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Wie schon erwähnt bewegen sich der Stempel (d.h. die Halteeinrichtung 4) und die Stützschale (die erste Halteeinrichtung 2) relativ zueinander.
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Bevorzugt wird, wie oben erwähnt die erste Halteeinrichtung 2 bewegt und gegen die ortsfeste Halteinrichtung 4 gedrückt. Dies hat den Vorteil, dass auch die Entnahmeeinrichtung 40 sowie auch eventuell der Zapfhahn ortsfest angeordnet sein können.
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5 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Behältnis 10 überkopf eingesetzt ist. In diesem Falle ist nur ein Einstechen der Stecheinrichtung 42 erforderlich, sodass eine entsprechende Öffnung geschaffen wird, um möglichst viel zu entleeren. Die Mündung des Behältnisses ist hier unten angeordnet. Eine entsprechende Stecheinrichtung kann dabei eine Schneidkante aufweisen, die sich in der Umfangsrichtung der Stecheinrichtung nicht vollständig umlaufende erstreckt.
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Bei dieser Ausführungsform wird vorteilhaft der Behältnisboden 10a in das Behältnis eingerollt, um ebenfalls den Börtelrand oben zu haben, damit sich auch so keine Produktpfütze innerhalb des Börtelrandes ergibt. Bei dieser Variante kann eine sehr weitgehende Restentleerung des Produkts erreicht werden. Nachteilhaft ist jedoch hier, dass beim Entnehmen des Behältnisses 10 das Behältnis nachtropfen kann.
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6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erste Halteeinrichtung 2 ein Aufnahmeelement aufweist, welches hinsichtlich seiner Form an einen Behältnisboden, beispielsweise an einem sogenannten Petaloidboden, angepasst ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass das Behältnis sehr stabil in der Halteeinrichtung 2 gehalten werden kann.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform weist die Halteeinrichtung 2 keine Aufnahmeeinrichtung auf, welche an die Gestalt des Bodens des Behältnisses angepasst ist. Vielmehr wird das Behältnis hier in eine andere Form gepresst. So wird der Behälterboden zwischen der ersten Halteeinrichtung 2 und der zweiten Halteeinrichtung 4, bzw. zwischen Stempel 4 und der Schale 2 umgeformt. In diesem Falle werden der Boden und die Füße des Behältnisses 10 so verformt bzw. verknittert, dass ein möglichst kleiner Hohlraum verbleibt. Diese unregelmäßige Verfaltung lässt das Kunststoffmaterial des Behältnisses zu. Mit anderen Worten werden der Boden und die Füße durch die achsiale Verformungskraft, den Behälterinnendruck und insbesondere durch ein mechanisches Verpressen in eine geeignete Form gebracht, um das Behältnis 10 bestmöglich zu entleeren. Dies setzt jedoch relativ hohe Presskräfte der Antriebseinrichtung (und/oder eine starke Untersetzung) voraus.
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Je nach Ausführung des Bodens des Behältnisses lassen sich dessen Füße mehr oder weniger eindrücken. Begrenzend ist hier der dickwandige Anteil in der Mitte des Bodens. Durch die Verformung ist die Schulter des Behältnisses an den so umgeformten Boden angelegt (oder unmittelbar davor) und es entsteht eine Art Ringkanal in der Mitte des Bodens, bei dem die Restflüssigkeit beim Entlasten des Behältnisses zur Mitte hin strömt. Die Stecheinrichtung 42 ragt hier vorteilhaft bis zum Boden des Behältnisses.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform, welche zusätzlich eine Reduzierung der Bauhöhe der Vorrichtung bewirkt. Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Halteeinrichtung 4 kürzer als die halbe Behältnislänge, beispielsweise im Bereich der drittelten Behältnislänge. Zusätzlich können radial umlaufende Vorsprünge bzw. ein Bund 48 vorgesehen sein, welche bewirken, dass das Behältnis nicht nur um die in den obigen Figuren gezeigte Falte 10e eingerollt wird, sondern zusätzlich auch noch ein Zusammenquetschen in dem Bereich 10g des Behältnisses erfolgt. Auf diese Weise kann, wie erwähnt, die Stempellänge und dadurch auch die Bauhöhe reduziert werden. Genauer gesagt ist eine Reduzierung der Länge der zweiten Halteeinrichtung 4 in der Längsrichtung L des Behältnisses um nahezu die Hälfte möglich.
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Weiterhin kann auf diese Weise erreicht werden, dass das Restvolumen in dem Behältnis noch weiter verringert wird. Weiterhin kann mit einem Gas im Behälterkopfraum die Flüssigkeit noch weiter ausgeschoben werden.
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Wenn nun das Behältnis 10 soweit eingerollt ist, dass die umgelenkte Behälterwand am Ende der Halteeinrichtung 4 bzw. an dem Bund 48 ansteht, reiht sich normalerweise von diesem Bund 48 her eine Welle bzw. eine Falte nach der anderen. Wenn die Behälterwandung unförmig zusammengeschoben wird, ist dies jedoch auch nicht störend.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- erste Halteeinrichtung
- 4
- zweite Halteeinrichtung
- 4a
- Stempelschulter
- 10
- Behältnis
- 10a
- Bodenbereich
- 10b
- Mündungsbereich
- 10c
- Grundkörper
- 10e
- Faltbereich
- 10g
- zusammengequetschter Bereich
- 16
- Bewegungselement
- 20
- Steuerungseinrichtung
- 22
- Antriebseinrichtung
- 24
- Aufnahmeeinrichtung
- 28
- Feder
- 29
- Bodenplatte
- 30
- Behältnisverschluss
- 32
- Schaltelement
- 40
- Entnahmeeinrichtung
- 42
- Stecheinrichtung
- 48
- Bund
- 52
- Ventil
- 54
- Auslass
- 56
- Drosselkörper
- 62
- Aufnahmeraum
- 64
- Leitung
- 72
- flexibler Leitungsabschnitt
- 74
- Querschnittsverengungselement
- 76
- Feder
- P1
- Bewegung der ersten Halteeinrichtung nach oben
- L
- Längsrichtung des Behältnisses
- F
- Flüssigkeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007054431 A1 [0004, 0004, 0017, 0021]
- DE 102007054431 [0011]
