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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entleeren von Behältnissen. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Vorrichtungen und Verfahren zum Entleeren von Behältnissen bekannt. So ist es bekannt, dass der Innenraum eines Behältnisses mit Gas beaufschlagt wird, um so die Flüssigkeit aus dem Behältnis entnehmen zu können. Auch sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, bei denen die Behältnisse zwischen zwei Halteeinrichtungen eingeklemmt werden und durch aufeinander zu Bewegen das Behältnis gequetscht wird, um so die Flüssigkeit aus dem Behältnis entnehmen zu können. Bei derartigen Vorrichtungen bzw. Schankanlagen ist es wünschenswert, den Druck während des Zapfens einigermaßen konstant zu halten, um erstens die Flüssigkeit, beispielsweise Bier, mit gleichmäßigem Druck zapfen zu können und um andererseits den CO2-Gehalt über den gesamten Zeitraum (vom ersten bis zum letzten eingeschenkten Glas) konstant zu halten. Sinkt der Druck in dem Behältnis, so entweicht das gelöste CO2 aus den Bieren in den Kopfraum.
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Aus dem internen Stand der Technik und der noch unveröffentlichten
DE 10 2012 101 507 ist es bekannt, den Innendruck in dem Behältnis über geeignete elektrische oder mechanische Sensoren, beispielsweise an der Behälterwand oder auch am Zapfschlauch, zu messen. Bei unterschreiten eines bestimmten Drucks während des Zapfens wird der Behälter wieder zusammengepresst, bis der gewünschte Druck wieder erreicht ist. Auch wäre es möglich, den Druck in dem Behältnis oder im Schlauch mit einem Manometer (und damit produktberührend) zu messen. Der Offenbarungsgehalt der
DE 10 2012 101 507 und insbesondere der Passagen welche sich auf die Gegenstände der dortigen Unteransprüche beziehen, wird hiermit durch Bezugnahme vollständig auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.
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In der Praxis erweist sich jedoch diese sensorische Druckmessung relativ schwierig. Insbesondere wäre eine Druckmessung durch einen Prüfdorn gegen die Behältniswand relativ ungenau und hängt insbesondere auch von der Wandstärke des Behältnisses und der Verformbarkeit der Behältniswand ab. Die Wandstärke der Behältnisse ist, insbesondere bei Kunststoffbehältnissen, die in einem Blasprozess hergestellt werden, nicht immer gleich und kann sogar von Behältnis zu Behältnis schwanken. Auch hängt die Wandstärke von den Umgebungsbedingungen einer Blasmaschine ab sowie auch von den verwendeten Kunststoffvorformlingen. Damit ist eine genaue Messung schwierig oder sehr aufwendig.
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Weiterhin ist es aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin bekannt, den Druck innerhalb des Behältnisses über eine Manschette über den Zapfschlauch zu messen, ähnlich wie dies auch bei der Blutdruckmessung erfolgt. Auch diese Methode ist jedoch abhängig von dem Schlauchmaterial, das heißt insbesondere dessen Wandstärke, Material und der Temperatur. Einen Drucksensor mit Produktberührung in den Schlauch zu integrieren, ist weiterhin auch dann problematisch, wenn Einwegteile, beispielsweise Einwegschankschläuche verwendet werden. In diesem Falle müsste dieser Sensor regelmäßig gereinigt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte Art der Druckmessung bzw. einer druckbasierten Regulierung der Antriebseinrichtungen für derartige Zapfanlagen zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entleeren von Behältnissen weist eine erste Halteeinrichtung auf, welche geeignet ist, einen ersten Bereich eines zu entleerenden Behältnisses zu halten. Weiterhin weist die Vorrichtung eine zweite Halteeinrichtung auf, welche geeignet ist, einen zweiten Bereich des zu entleerenden Behältnisses zu halten, wobei der zweite Bereich von dem ersten Bereich beabstandet ist. Weiterhin ist eine Bewegungseinrichtung vorgesehen, welche geeignet ist, die erste Halteeinrichtung auf die zweite Halteeinrichtung zuzubewegen, um das zwischen der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung befindliche Behältnis zu komprimieren. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Entnahmeeinrichtung auf, welche eine Strömungsverbindung zu dem Innenraum des Behältnisses aufweist und/oder herstellt und über welche in dem Behältnis befindliche Flüssigkeit in Folge einer Kompression des Behältnisses entnehmbar ist. Weiterhin weist die Vorrichtung auch eine Antriebseinrichtung auf, welche diese Bewegungseinrichtung antreibt sowie eine Steuerungseinrichtung, welche die Relativbewegung der einen Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung oder die Entnahme der Flüssigkeit über die Entnahmeeinrichtung in Abhängigkeit von einem Innendruck innerhalb des Behältnisses steuert.
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Erfindungsgemäß ist die Steuerungseinrichtung derart gestaltet, dass sie die Relativbewegung der einen Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung in Abhängigkeit von einem Antriebsdrehmoment der Antriebseinrichtung, insb. einem auf die Bewegungseinrichtung wirkenden und insb. einem auf wenigstens einen Bestandteil der Bewegungseinrichtung wirkenden Antriebsdrehmoment der Antriebseinrichtung steuert.
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Vorteilhaft weist die Steuerungseinrichtung eine Erfassungseinrichtung auf, welche ein auf die Bewegungseinrichtung wirkendes Antriebsdrehmoment der Antriebseinrichtung erfasst. In Abhängigkeit von diesem erfassten Antriebsdrehmoment kann die Antriebseinrichtung gesteuert werden. Es wäre jedoch auch möglich, dass eine durch dieses Antriebsdrehmoment erzeugte Wirkung bzw. weitere Kraft genutzt wird, um die Antriebseinrichtung zu schalten bzw. zu steuern.
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Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass nicht mehr der Innendruck im Behältnis direkt gemessen wird, sondern eine andere Größe, welche jedoch unmittelbar mit diesem Innendruck in Verbindung steht. Das besagte Antriebsdrehmoment dieser Antriebsdreheinrichtung ist nämlich ein direktes Maß für den Innendruck in dem Behältnis. Mit anderen Worten wird eine einfache Möglichkeit geschaffen, den Druck in dem Behältnis sehr genau zu bestimmen, nämlich über das Drehmoment, mit dem ein Antriebsmotor oder eine Antriebseinrichtung das Behältnis zusammenpresst.
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Da ein relativ großes Drehmoment nötig ist, um die Antriebseinrichtung, beispielsweise Spindeln, der Schankanlage anzutreiben, kann beispielsweise eine Drehmomentstütze an der Antriebseinrichtung vorgesehen sein. Dabei kann die Antriebseinrichtung angeschraubt sein, da sich ansonsten die Antriebseinrichtung um die Antriebsachse drehen könnte. Eine derartige Messung weist den Vorteil auf, dass keine Berührung mit dem Produkt nötig ist und auch keine Messungen an Einwegteilen vorgenommen werden.
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Dabei wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese Erfassungseinrichtung auch nicht notwendigerweise absolute Kraftwerte erfassen muss, sondern relative Werte, beispielsweise ein Ansteigen eines Drucks bzw. Drehmoments zu einem bestimmten Wert ausreichend sein können.
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Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung an einen beweglichen Träger angeordnet und das Antriebsmoment ist über eine Bewegung dieses Trägers erfassbar und/oder die Steuerungseinrichtung ist derart gestaltet, dass sie die Relativbewegungen der Halteeinrichtungen zueinander in Abhängigkeit von einer Bewegung des Trägers steuert.
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So kann beispielsweise eine Kraftmesseinrichtung an diesen beweglichen Träger angeordnet sein. Wenn nun dieser Träger sich aufgrund einer Änderung des Antriebsdrehmomentes bewegt, kann dies über die Kraftmesseinrichtung erfasst werden.
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Bei diesem Träger kann es sich damit um eine Drehmomentstützte handeln, in die beispielsweise ein Kraftsensor eingebaut werden kann. Damit ist bevorzugt die Antriebseinrichtung, bei der es sich insbesondere um einen Elektromotor handelt, frei drehbar gelagert und der Träger, an dem die Antriebseinrichtung gelagert ist, drückt gegen einen Kraftsensor. Dieser misst die notwendige Kraft zum Zusammenpressen des Behältnisses. Über einfache Formeln und die Kenntnis über die Schankanlage selbst (beispielsweise Spindeln, Übersetzungen, Hebellänge der Drehmomentstütze bzw. des Trägers, Durchmesser des Behältnisses und dergleichen) kann der Druck in dem Behältnis gemessen und geregelt werden.
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So kann bei Überschreiten eines bestimmten Drehmoments die Antriebseinrichtung angehalten werden. Bei Unterschreiten eines zweiten (niedrigeren) Drehmoments (zum Beispiel während des Zapfens) startet die Antriebseinrichtung wieder. Derartige Kraftsensoren nutzen dabei bevorzugt die elastische Verformung von Federelementen und können beispielsweise mit Dehnungsmessstreifen, piezoelektrisch oder mit elektrischen Widerständen arbeiten, welche sich bei elastischer Dehnung ändern.
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Es wäre jedoch auch möglich, dass der Träger, an den die Antriebseinrichtung angeordnet ist, direkt eine Schalteinrichtung betätigt, sodass nicht direkt das Antriebsdrehmoment gemessen wird, aber in Reaktion auf ein gestiegenes Antriebsdrehmoment beispielsweise der Motor an- oder ausgeschaltet wird. Dabei wäre es möglich, dass der Träger bei Belastung eine Feder mit einer definierten Federkonstante zusammendrückt. Ist die Feder weit genug zusammengedrückt, kann der Träger auf einen einfachen elektrischen Schalter (Drucktaster) drücken, der die Stromzufuhr zu der Antriebseinrichtung unterbricht. Wird das Drehmoment wieder kleiner, weil gezapft wird, wird der Schalter wieder freigelassen und der Motor dreht sich wieder. Bevorzugt ist dabei ein geeignetes Getriebe in der Antriebseinrichtung angeordnet, wodurch das System selbsthemmend wird. Das heißt, auch wenn der Motor stromlos ist, drückt der Druck im Behälter die beiden Halteeinrichtungen nicht auseinander.
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Es wäre jedoch auch denkbar, dass direkt das Antriebsdrehmoment des Motors (beispielsweise über einen Drehgeber, Strommesseinrichtungen und dergleichen) erfasst wird und die Steuerung in Abhängigkeit von diesem gemessenen Antriebsdrehmoment erfolgt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Bewegungseinrichtung eine erste Antriebsspindel auf, deren Drehbewegung eine Bewegung der einen Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung bewirkt. Diese Antriebsspindel kann dabei eine sehr günstige Kraftuntersetzung bewirken.
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Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung über ein Kraftübertragungsmittel mit der ersten Antriebsspindel gekoppelt. Bei diesem Kraftübertragungsmittel kann es sich beispielsweise um einen Zahnriemen handeln, an dem einerseits die Antriebseinrichtung angreift und andererseits auch die von dem Antriebsmittel angetriebenen Spindel(n). Daneben könnte auch ein umlaufendes Kettenmittel oder dergleichen als Kraftübertragungsmittel vorgesehen sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfasst die Erfassungseinrichtung eine auf das Kraftübertragungsmittel wirkende Kraft. Damit wird mittelbar auch ein Drehmoment der Antriebseinrichtung bzw. des Motors bestimmt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Bewegungseinrichtung eine zweite Antriebsspindel auf, deren Drehbewegung eine Bewegung der einen Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung bewirkt. Auf diese Weise können die aufgebrachten Kräfte auf das Behältnis besser verteilt werden.
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Vorteilhaft ist dabei eine Drehbewegung der zweiten Antriebsspindel an eine Drehbewegung der ersten Antriebsspindel gekoppelt. Insbesondere sind dabei die besagten Drehbewegungen über das Kraftübertragungsmittel gekoppelt und werden bevorzugt gemeinsam angetrieben.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist auch noch eine dritte Antriebsspindel vorgesehen, deren Drehbewegung eine Bewegung der einen Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung bewirkt. Damit sind bei dieser Ausführungsform insgesamt drei Antriebsspindeln vorgesehen, welche die Relativbewegung der beiden Halteeinrichtungen gegenüber einander bewirken.
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Vorteilhaft ist die erste Halteeinrichtung zum Halten eines Bodenbereichs des Behältnisses vorgesehen und die zweite Halteeinrichtung zum Halten eines Mündungsbereichs des Behältnisses. Vorteilhaft sind dabei die Halteeinrichtungen derart angeordnet, dass das Behältnis aufrechtstehend mit der Mündung nach oben weisend zwischen diesen angeordnet werden kann.
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Weiterhin weist bevorzugt wenigstens eine Halteeinrichtung ein Stempelelement auf, welches einen kleineren Querschnitt aufweist als ein Grundkörper des Behältnisses. Auf diese Weise kann das Behältnis derart entleert werden, dass ein Bereich des Behältnisses in einen zweiten Bereich des Behältnisses eingerollt wird.
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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.
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Dabei ist besonders bevorzugt die Entnahmevorrichtung in einer der beiden Halteeinrichtungen und insbesondere derjenigen Halteeinrichtung, die den Mündungsbereich des Behältnisses trägt, angeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Schalteinrichtung auf, die in Abhängigkeit von einem von der Erfassungseinrichtung erfassten Antriebsmoment und/oder einem von der Antriebseinrichtung aufgewandten Drehmoment die Antriebseinrichtung schaltet. Damit bewirkt bevorzugt die Schalteinrichtung auch, dass in Reaktion auf einen Innendruck innerhalb des Behältnisses die Antriebseinrichtung an- oder abgeschaltet wird.
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Bei dieser Schalteinrichtung kann es sich beispielsweise auch um einen Regler handeln, der in Abhängigkeit von dem gemessenen Antriebsmoment die Antriebseinrichtung regelt. Denkbar wäre jedoch auch ein mechanischer Schalter oder aber ein Kraftsensor, dessen Ausgangssignal zur Regelung bzw. zum An- und Abschalten der Antriebseinrichtung dient.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Entleeren von Behältnissen gerichtet, wobei ein Behältnis zwischen einer ersten Halteeinrichtung, welche einen ersten vorbestimmten Bereich des Behältnisses aufnimmt, und einer zweiten Halteeinrichtung, welche einen zweiten vorbestimmten Bereich des Behältnisses aufnimmt, angeordnet wird und die erste Halteeinrichtung sowie die zweite Halteeinrichtung aufeinander zugestellt werden, um das zwischen diesen Halteeinrichtungen angeordnete Behältnis zu komprimieren. Erfindungsgemäß wird eine Zustellbewegung der Halteeinrichtungen aufeinander zu durch eine Antriebseinrichtung bewirkt und in Abhängigkeit von einem auf die von der Antriebseinrichtung aufgebrachten Antriebsdrehmoment gesteuert.
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Es wird also auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass als Bewertungsgrundlage bzw. Referenz für die Entleerung der Behältnisse nicht direkt der Innendruck in dem Behältnis verwendet wird, sondern eine sich daraus ergebende Größe, nämlich das Antriebsdrehmoment einer Antriebseinrichtung.
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Bevorzugt wird wenigstens eine in einem Kraftübertragungsstrang zwischen der Antriebseinrichtung und der von dieser Antriebseinrichtung wenigstens mittelbar angetriebenen Halteeinrichtung auftretenden Kraft gemessen. Es wäre jedoch auch möglich, unmittelbar das Antriebsdrehmoment beispielsweise auf elektronische Weise zu messen.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
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1a–1c drei Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in unterschiedlichen Betriebszuständen;
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2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
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3 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
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4 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
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5a; eine Darstellungen zur Veranschaulichung eines Verhältnisses zwischen einem Antriebsdrehmoment und einem Behältnisdruck; und
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5b eine Darstellungen zur Veranschaulichung von Messungen eines Verhältnisses zwischen einem Drehmoment und einem Behältnisdruck.
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Die 1a bis 1c zeigen drei seitliche Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dabei ist ein Behältnis 10 vorgesehen, welches zwischen einer ersten Halteeinrichtung 2 und einer zweiten Halteeinrichtung 4 angeordnet ist. Die Halteeinrichtung 2 dient dabei zur Aufnahme eines Mündungsbereiches 10a des Behältnisses einschließlich eines Verschlusses 10c des Behältnisses und die Halteeinrichtung 4 dient zur Aufnahme eines Bodenbereiches 10b (dieser ist verdeckt). Zur Entnahme von Flüssigkeit wird die zweite Halteeinrichtung 4 nach oben bewegt und damit auf die erste Halteeinrichtung 2 zugestellt. Auf diese Weise kann über eine Entnahmevorrichtung 40, welche insbesondere einen Entnahmeschlauch 42 aufweist, Flüssigkeit aus dem Behältnis entnommen werden. Die Bezugszeichen 32 und 34 kennzeichnen zwei Antriebsspindeln, deren Drehung hier eine Bewegung der zweiten Halteeinrichtung 4 nach oben bewirkt. Daneben ist auch noch eine dritte Spindel vorhanden, die jedoch in den Figuren nicht erkennbar ist.
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Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine Antriebseinrichtung, insbesondere einen Antriebsmotor, der die Spindeln 32 und 34 hier über Zahnräder 33 und 35 und einen Antriebsriemen 24, der hier als Kraftübertragungsmittel dient, antreibt.
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1b zeigt die Vorrichtung aus 1a in einem weiteren Betriebszustand. Hier ist die zweite Halteeinrichtung 4 bereits auf halber Höhe bezüglich der Spindeln 32 und 34 und damit das Behältnis 10 bereits zum Teil eingerollt. Man erkennt hier, dass insbesondere die erste Halteeinrichtung 2 einen Stempel 26 aufweist, dessen Querschnitt kleiner ist, als ein Querschnitt des Behältnisses, sodass der Mündungsbereich mit dem Verschluss 10c in das Behältnis eingerollt werden kann. Auf diese Weise ist eine sehr weitgehende Entleerung des Behältnisses möglich.
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Bei der in 1c gezeigten Situation ist die zweite Halteeinrichtung 4 bereits nahezu vollständig auf die erste Halteeinrichtung 2 zugestellt und das Behältnis damit nahezu vollständig entleert.
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2 zeigt eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform. Man erkennt hier wieder, das Behältnis 10 mit einem Behältnisverschluss 10c. Daneben sind drei Antriebsspindeln 32, 34 und 36 erkennbar, die jeweils mit Zahnrädern 33, 35 und 37 gekoppelt sind. Diese Zahnräder werden von dem umlaufenden Kraftübertragungsmittel 24, welches hier als Zahnriemen ausgeführt ist, angetrieben. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine Antriebseinrichtung und das Bezugszeichen 9 ein Getriebe, über welches ein Antriebszahnrad 18 angetrieben wird, welches wiederum das Kraftübertragungsmittel 24 antreibt. Bei dieser Ausgestaltung kann eine Drehmomenterfassung innerhalb der Antriebseinrichtung 8 vorgesehen sein, beispielswiese kann ein Antriebsdrehmoment über einen Drehgeber erfasst werden oder auch über eine Strommesseinrichtung, welche einen Strom erfasst, der zum Antreiben der Antriebseinrichtung 8 erforderlich ist.
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Eine Steuerungseinrichtung kann die Antriebseinrichtung 8 in Abhängigkeit von diesem Antriebsdrehmoment steuern. Dabei kann die Steuerung derart vorgenommen werden, dass das Antriebsdrehmoment (und damit auch der Druck innerhalb des Behältnisses) stets innerhalb vorgegebener Grenzen liegen. Das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf die Steuerungseinrichtung in ihrer Gesamtheit, welche die Relativbewegung der einen Halteeinrichtung gegenüber der anderen Halteeinrichtung steuert. Bevorzugt steuert diese Steuerungseinrichtung die Antriebseinrichtung 8.
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Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet in ihrer Gesamtheit die Bewegungseinrichtung, welche zum Erreichen der Relativbewegung zwischen der ersten Halteeinrichtung 2 und der zweiten Halteeinrichtung 4 dient. Diese Bewegungseinrichtung 20 weist bevorzugt den gesamten Antriebsstrang von der eigentlichen Antriebseinrichtung bis zu wenigstens einer Halteeinrichtung auf, also insbesondere auch das Kraftübertragungsmittel und die Antriebsspindeln.
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Bevorzugt wird das Antriebsdrehmoment der Antriebseinrichtung über die Wirkung dieses Antriebsdrehmoments auf wenigstens ein Element des besagten Antriebsstranges bestimmt.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausgestaltung sind wiederum die drei Antriebsspindeln vorgesehen, welche die Entleerung des Behältnisses bewirken bzw. die Halteeinrichtungen aufeinander zu stellen. Bei dieser Ausgestaltung ist eine Kraftmesseinrichtung bzw. eine Sensoreinrichtung 62 vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Kraftsensor, wie etwa ein Piezoelement oder einen Dehnmessstreifen handeln. Das Bezugszeichen 28 kennzeichnet einen Träger, mittels dessen die Antriebseinrichtung 8 hier schwenkbar gelagert ist. Bei einer Steigerung des Antriebsdrehmomentes bzw. einer Erhöhung der Kraft, die zum Komprimieren des Behältnisses nötig ist, würde dieser Träger 28, wie durch den Pfeil veranschaulicht, nach links schwenken und entsprechend die Kraftmesseinrichtung 62 belasten. Das Bezugszeichen 66 kennzeichnet eine Regeleinrichtung, welche in Abhängigkeit von einem von der Kraftmesseinrichtung 62 ausgegebenen Signal den Motor bzw. die Antriebseinrichtung 8 regelt. Die hier beschriebenen Elemente stellen in ihrer Gesamtheit die Steuerungseinrichtung 6 dar.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei hier ein vergleichsweise einfacher Kraftschalter vorgesehen ist. Dabei ist zunächst eine Federungseinrichtung 72 vorgesehen, welche den Träger 28 in 4 entgegen der Pfeilrichtung, das heißt nach rechts, vorspannt. Bei einer Erhöhung des Antriebsdrehmomentes wird der Träger 28 wieder nach links schwenken und kann in diesem Falle eine Schaltungseinrichtung 74 auslösen und damit beispielsweise die Antriebseinrichtung 8 stillsetzen. Sobald das Antriebsdrehmoment wieder sinkt, kann der Schalter 74 wieder geschlossen werden und der Motor wird weiter betätigt.
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Im Rahmen von Untersuchungen der Anmelderin wurde ein elektrischer Kraftsensor verwendet, der einen Messbereich zwischen 0 und 2 kN aufweist. Die Hebellänge des Trägers 28 wurde bei 10 mm gewählt. Die drei Spindeln 32, 34 und 36 pressen das Behältnis 10 ein, wobei eine Steigung der Spindeln vorteilhaft zwischen 2 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 3 mm und 8 mm und besonders bevorzugt zwischen 4 mm und 6 mm liegt. Der Antrieb erfolgt hier, wie gezeigt, über die Kraftübertragungseinrichtung bzw. den Zahnriemen 28 ohne weitere Übersetzung. Auf diese Weise wurde bei unterschiedlichen Drücken innerhalb der Behältnisse das Drehmoment bestimmt, um den Druck in dem Behältnis einerseits zu halten und ihn andererseits zu erhöhen bzw. beim Pressen gegen ein Überdruckventil zu halten.
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Aufgrund des Wirkungsgrades der Spindeln und dem Widerstand beim Abpressen über ein Überdruckventil (was dem Zapfen entspricht) unterscheiden sich diese Werte, was wiederum zu einem Hysterese-Effekt führt. Dieser Hysterese-Effekt ist nützlich, damit die Antriebseinrichtung 8 nicht so häufig an- und abschaltet. Damit wird, wie oben erwähnt, auch der Druck innerhalb des Behältnisses mithilfe eines Drehmomentes an den Antriebsspindeln 32, 34, 36 bzw. der Antriebseinrichtung, bestimmt und/oder geregelt. Bevorzugt wird, wie oben erwähnt, ein elektrisch messendes Kraftmesssystem vorgesehen, dessen Auswertung und Regelung erfolgt.
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Insgesamt handelt es sich hier um eine sehr einfache und genaue Methode, um den Behältnisdruck zu messen oder aber in Abhängigkeit von dem Behältnisdruck die Antriebseinrichtung zu steuern, ohne das Produkt selbst zu berühren. Dieser Effekt kann auch sicherheitstechnisch in einer Zapfanlage genutzt werden, sodass aufgrund eines maximal erreichbaren Drehmomentes der Behälterdruck niemals über einen Berstdruck steigen kann. Dabei sind unterschiedliche Methoden denkbar, um das Drehmoment der Antriebseinrichtung zu begrenzen, sowohl elektrische bzw. elektronische Methoden als auch die in den 3 oder 4 gezeigten Ausgestaltungen.
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Die 5a und 5b veranschaulichen schematisch die Zusammenhänge zwischen der gemessenen Kraft und dem Behältnisdruck. An einer Messeinrichtung, beispielsweise der Messeinrichtung 62 (vgl. 3) kann die Kraft und damit das Drehmoment bestimmt werden, die erforderlich ist, um das Behältnis unter Druck einzurollen und um den Druck innerhalb des eingerollten Behältnisses zu halten. Dabei ergibt sich die Zugkraft (FZ) auf das Behältnis wie folgt: FZ = (M·2·π):(S·η)
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Dabei bezeichnet M das Drehmoment, S die Spindelsteigung und η den Spindelwirkungsgrad.
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5a zeigt das Verhältnis zwischen dem Behälterdruck und dem Drehmoment. Dabei veranschaulicht die linke Darstellung die Verhältnisse für das Haltedrehmoment und die rechte Darstellung 5b die Verhältnisse für die Kraft auf das Behältnis. Aus den von der Messeinrichtung 62 gemessenen Werten, beispielsweise Spannungswerten, kann auf eine Kraft geschlossen werden, aus dieser Kraft wiederum auf ein Drehmoment und aus dem Drehmoment wiederum auf die Kraft auf das Behältnis. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Kraft beim Einrollen des Behältnisses deutlich höher ist, als die Haltekraft oder die theoretische Kraft. Dies liegt zum einen an dem Wirkungsgrad der Spindeln und zum anderen an der Kraft, die notwendig ist, um die Luft durch ein Überdruckventil zu pressen, um den Druck konstant zu halten. Im Falle der Messung betrug der Spannungsanstieg an dem Kraftsensor 145 mV/bar. Die Spannung kann mit einem entsprechenden Aufbau bei einem Druck von 2,5 bar auf ca. 20 mV genau bestimmt werden. Dies entspricht einer Druckänderung von ca. 140 mbar bei diesem Druck. Damit kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Druck auf 0,14 bar genau geregelt werden. Mit einer optimierten Drehmomentstützte bzw. einem optimierten Träger 28 kann diese Genauigkeit noch weiter erhöht werden.
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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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Bezugszeichenliste
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- 2
- erste Halteeinrichtung
- 4
- zweite Halteeinrichtung
- 6
- Steuerungseinrichtung
- 8
- Antriebseinrichtung
- 9
- Getriebe
- 10
- Behältnis
- 10a
- Mündungsbereich
- 10b
- Bodenbereich
- 10c
- Verschluss
- 18
- Antriebszahnrad
- 20
- Bewegungseinrichtung
- 24
- Antriebsriemen
- 28
- Träger
- 32, 34, 36
- Antriebsspindeln
- 33, 35, 37
- Zahnräder
- 40
- Entnahmevorrichtung
- 42
- Entnahmeschlauch
- 62
- Sensoreinrichtung/Kraftmesseinrichtung
- 66
- Regeleinrichtung
- 72
- Federungseinrichtung
- 74
- Schaltungseinrichtung
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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 102012101507 [0002, 0002]
