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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fluidbehälter für einen Getränkebehälter, wobei der Getränkebehälter insbesondere eine (metallische) Getränkedose ist. Der Getränkebehälter dient zur Aufbewahrung eines Inhalts, z. B. einer Flüssigkeit, und des Fluidbehälters, wobei der Getränkebehälter im verschlossenen Zustand (Ausgangszustand) unter einem Überdruck gegenüber der Umgebung bzw. gegenüber einem atmosphärischen Druck von ungefähr 1 bar steht. Der Fluidbehälter ist zur Anordnung in dem Getränkebehälter vorgesehen, wobei der Fluidbehälter ein Fluid (ein anderes Fluid als der Inhalt bzw. die Flüssigkeit des Getränkebehälters) bevorratet, dass insbesondere bei Öffnen des Getränkebehälters in den Inhalt bzw. die Flüssigkeit des Getränkebehälters austritt.
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Gerade bei Getränkedosen mit karbonisiertem Inhalt kann der Getränkebehälter vor dem erstmaligen Öffnen unter einem Innendruck von bis zu 6,2 bar stehen.
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Aus der
EP 0 227 213 A2 ist ein Getränkebehälter bekannt, bei dem ein Druckbehälter (widget) innerhalb des Getränkebehälters angeordnet ist. Dabei wird in dem Druckbehälter ein Gas bevorratet, das bei Öffnen des Getränkebehälters aus einer Öffnung des Behälters austritt und ein Schäumen der in dem Getränkebehälter bevorrateten Flüssigkeit hervorruft. In der Regel umfasst das Gas ein inertes Gas, ggf. zusätzlich Kohlendioxid. Das inerte Gas ist z. B. Stickstoff. Der Druckbehälter wird in einem Bodenbereich des Getränkebehälters angeordnet, so dass das aus dem Druckbehälter in die Flüssigkeit austretende Gas ein möglichst großes Volumen der Flüssigkeit zum Schäumen anregt. Dazu ist der Druckbehälter vollständig untergetaucht in der Flüssigkeit angeordnet.
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2018 110 764 ist ein Getränkebehälter bekannt, in dem ein Druckbehälter angeordnet ist. Dieser Druckbehälter ist in dem Getränkebehälter in seiner Lage über ein Halteelement oder über einen Kleber fixiert angeordnet.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik vorhandenen Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Fluidbehälter (als Druckbehälter) bereitzustellen, der in einer alternativen Art und Weise in dem Getränkebehälter angeordnet und hinsichtlich seiner Lage fixiert werden kann.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Fluidbehälter gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Es wird ein Fluidbehälter vorgeschlagen, zur Anordnung in einem Getränkebehälter. Der Fluidbehälter erstreckt sich entlang einer axialen Richtung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende und weist innerhalb einer Fluidbehälterwandung ein erstes Volumen zur Bevorratung eines Fluids auf. Der Fluidbehälter weist zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende einen (hülsenartigen, z. B. zylindrisch geformten bzw. rotationssymmetrischen) mittleren Bereich auf, der entlang der axialen Richtung eine sich quer zur axialen Richtung erstreckende, konstante Querschnittsfläche und eine sich parallel zur axialen Richtung erstreckende und durch einen Flächenschwerpunkt der konstanten Querschnittsfläche verlaufende Längsachse aufweist. Der Fluidbehälter weist zumindest zwischen dem ersten Ende und dem mittleren Bereich einen ersten Endbereich auf, wobei
- a) zumindest ein Teil des ersten Endbereichs durch ein Kontaktieren einander gegenüberliegender Bereiche der Fluidbehälterwandung gebildet ist; und/oder
- b) der erste Endbereich entlang der axialen Richtung sich quer zur axialen Richtung erstreckende erste Querschnittsflächen mit ersten Flächenschwerpunkten aufweist, wobei zumindest ein Teil der ersten Flächenschwerpunkte in einer radialen Richtung beabstandet von der Längsachse angeordnet ist.
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Der Fluidbehälter weist insbesondere eine aus einem Kunststoff, insbesondere PP (Polypropylen), oder aber aus einem anderen Material bestehende Fluidbehälterwandung auf. Die Fluidbehälterwandung weist eine Wanddicke von insbesondere höchstens einem (1) Millimeter auf, bevorzugt von höchstens 0,5 Millimeter, besonders bevorzugt von 0,25 Millimeter.
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Der Fluidbehälter weist zumindest im mittleren Bereich einen Durchmesser von höchstens 20 Millimeter, bevorzugt höchstens 15 Millimeter, besonders bevorzugt höchstens 13 Millimeter auf. Insbesondere beträgt der Durchmesser mindestens 5 Millimeter, bevorzugt mindestens 10 Millimeter.
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Das von dem Fluidbehälter eingeschlossene erste Volumen kann über mindestens eine oder auch genau eine Öffnung mit einer Umgebung des Fluidbehälters verbunden sein. Das erste Volumen wird dann insbesondere über eine geschlossen gedachte Fluidbehälterwandung gebildet. Die mindestens eine Öffnung weist insbesondere einen größten Öffnungsdurchmesser von 0,5 Millimetern auf. Der Fluidbehälter kann auch ohne Öffnung ausgeführt sein.
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Der mittlere Bereich umfasst insbesondere mindestens 25 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 75 %, des ersten Volumens.
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Insbesondere erstreckt sich der mittlere Bereich entlang der axialen Richtung über mindestes 25 %, bevorzugt über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 75 %, einer sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende entlang der Längsachse erstreckenden Behälterlänge des Fluidbehälters.
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Der mittlere Bereich weist eine konstante Querschnittfläche auf, die durch die Fluidbehälterwandung und die von ihr in dem Querschnitt umschlossene Fläche gebildet ist. Die konstante Querschnittsfläche weist einen Flächenschwerpunkt auf, der insbesondere innerhalb der konstanten Querschnittsfläche angeordnet ist (bei einer zylindrischen Ausgestaltung des mittleren Bereichs weist die konstante Querschnittsfläche also z. B. eine Kreisform auf, wobei der Flächenschwerpunkt in dem Kreismittelpunkt angeordnet ist).
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Die Längsachse erstreckt sich insbesondere durch alle Flächenschwerpunkte der konstanten Querschnittsflächen des mittleren Bereichs.
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Der erste Endbereich weist insbesondere eine von dem mittleren Bereich abweichende Form auf. Insbesondere weist der erste Endbereich eine gegenüber der Längsachse nicht rotationssymmetrische Gestalt auf.
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Insbesondere ist der erste Endbereich, z. B. ausgehend von einer Form entsprechend der Form im mittleren Bereich, durch ein im Wesentlichen quer zur Längsachse erfolgendes Zusammendrücken der Fluidbehälterwandung gebildet, wobei einander vorher gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordnete Bereiche der Fluidbehälterwandung infolge des Zusammendrückens nun einander kontaktieren (und aneinanderliegen) und ggf. miteinander, z. B. stoffschlüssig, verbunden sind.
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Insbesondere alternativ oder zusätzlich weist der erste Endbereich entlang der axialen Richtung sich quer zur axialen Richtung erstreckende erste Querschnittsflächen auf, die durch die Fluidbehälterwandung und durch die von ihr in dem jeweiligen ersten Querschnitt ggf. umschlossene Fläche gebildet sind. Diese ersten Querschnittsflächen weisen jeweils erste Flächenschwerpunkte auf, wobei zumindest ein Teil der ersten Flächenschwerpunkte in einer radialen Richtung beabstandet von der Längsachse angeordnet sind.
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Insbesondere liegen die ersten Flächenschwerpunkte, entlang der Längsachse fluchtend, innerhalb der konstanten Querschnittsflächen des mittleren Bereichs.
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Insbesondere sind die ersten Flächenschwerpunkte innerhalb einer, dem jeweiligen ersten Flächenschwerpunkt zugeordneten, ersten Querschnittsfläche angeordnet.
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Insbesondere ist zumindest ein Teil der ersten Flächenschwerpunkte außerhalb einer, dem jeweiligen ersten Flächenschwerpunkt zugeordneten, ersten Querschnittsfläche angeordnet. Eine solche Ausgestaltung kann z. B. dann vorliegen, wenn sich die erste Querschnittsfläche sichelartig erstreckt.
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Insbesondere bilden die einander kontaktierenden Bereiche (der Fluidbehälterwandung) einen Verbindungsbereich aus, der sich quer zur Längsachse über eine Breite und entlang der Längsachse über eine Länge erstreckt. Insbesondere ist die Länge größer als eine Wanddicke der Fluidbehälterwandung, insbesondere um einen Faktor von mindestens zwei (2), bevorzugt um einen Faktor von mindestens fünf (5), besonders bevorzugt um einen Faktor von mindestens zehn (10).
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Im Verbindungsbereich weist der Fluidbehälter insbesondere kein von den Fluidbehälterwandungen umschlossenes erstes Volumen auf.
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Insbesondere weist zumindest ein Teil des Verbindungsbereichs entlang der Breite (also entlang der ersten Querschnittsfläche) einen kurvenförmigen (also gerade nicht einen geraden) Verlauf auf.
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Insbesondere weist der Fluidbehälter in dem ersten Endbereich zumindest eine Öffnung, ggf. auch mehrere Öffnungen, auf. Die mindestens eine Öffnung verbindet das erste Volumen innerhalb des Fluidbehälters über die Fluidbehälterwandung mit einer außerhalb des Fluidbehälters vorliegenden Umgebung. Insbesondere liegt die mindestens eine Öffnung (insbesondere jede der Öffnungen) außerhalb des Verbindungsbereiches.
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Insbesondere gelten die Ausführungen zum ersten Endbereich auch für den zweiten Endbereich, wobei beide Endbereiche auch unterschiedlich ausgeführt sein können.
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Insbesondere ist der zweite Endbereich identisch zum ersten Endbereich ausgeführt, wobei der zweite Endbereich bevorzugt keine Öffnung aufweist.
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Insbesondere wird die Öffnung gepierct, also gestochen, z. B. mit einer Nadel. Zur Bildung einer Öffnung mit einem Durchmesser von 0,1 Millimeter kann z. B. eine Nadel mit einem Durchmesser von 0,14 Millimetern verwendet werden. Der kleinere Durchmesser der Öffnung resultiert aus der teilweise elastischen Umformung des Behältermaterials während des Stechvorgangs.
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Gegenüber bekannten spritzguss-hergestellten Behältern, deren Öffnungen dann über z. B. Kernzüge gebildet werden, sind mittels Stechen kleinere Öffnungen reproduzierbar herstellbar.
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Es wird weiter ein Verfahren zur Herstellung des beschriebenen Fluidbehälters vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst zumindest umfassend die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen eines hülsenartigen Körpers, der sich entlang der axialen Richtung zwischen einem ersten Körperende und einem zweiten Körperende erstreckt und entlang der axialen Richtung eine sich quer zur axialen Richtung erstreckende, konstante Querschnittsfläche aufweist;
- b) (erstes) Umformen zumindest des ersten Körperendes zum ersten Endbereich;
- c) Verbinden einander gegenüberliegender Bereiche der Fluidbehälterwandung in zumindest einem Teil des ersten Endbereichs und Ausbilden eines Verbindungsbereichs.
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Insbesondere ist die konstante Querschnittsfläche des Körpers die konstante Querschnittsfläche des aus dem Körper hergestellten Fluidbehälters.
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Insbesondere endet ein Körperende des Körpers auf einer umlaufend gleichen Höhe gegenüber der axialen Richtung. Es ist aber auch möglich, dass zumindest ein Körperende unter einem Winkel von weniger als 90 Winkelgrad, insbesondere zwischen 45 und 80 Winkelgrad, gegenüber der axialen Richtung verläuft.
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Insbesondere umfasst Schritt b) ein thermisches (erstes) Umformen, bei dem der Körper zumindest teilweise erwärmt wird. Insbesondere wird durch die Bereitstellung einer erhöhten Temperatur eine plastische (erste) Umformung ermöglicht, so dass ein elastisches Rückfedern des umgeformten Körpers möglichst weitgehend verhindert wird.
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Insbesondere wird durch das erste Umformen das (theoretische) Volumen des hülsenartigen Körpers auf das erste Volumen reduziert.
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Insbesondere erfolgt in Schritt b) ein plastisches (erstes) Umformen, d. h. das erste Körperende wird dauerhaft verformt.
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Insbesondere umfasst das (erste) Umformen ein Zusammenpressen der einander gegenüberliegenden Behälterwandungen, wobei ausgehend von dem mittleren Bereich die nun entstehenden ersten Flächenschwerpunkte hin zum Ende des Fluidbehälters zunehmend von der Längsachse entlang der radialen Richtung nach außen verschoben werden. Das Zusammenpressen kann in zumindest einem Teil des jeweiligen Endbereichs soweit erfolgen, dass einander gegenüberliegende Bereiche der Fluidbehälterwandung zum Anliegen aneinander gebracht werden. In diesem Teil des Endbereichs kann dann ein Verbindungsbereich durch Verbinden der Behälterwandungen erzeugt werden.
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Insbesondere umfasst Schritt c) ein Verbindungsverfahren, z. B. ein thermisches Verbindungsverfahren, z. B. Schweißen, insbesondere Impulsschweißen.
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Insbesondere erfolgen die Schritte b) und c) gleichzeitig.
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Insbesondere erfolgt nach Schritt c) ein (zweites) Umformen zumindest eines Teils des Verbindungsbereichs bzw. der in Schritt c) miteinander verbundenen Bereiche.
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Insbesondere umfasst auch das zweite Umformen ein thermisches Umformen. Insbesondere umfasst das zweite Umformen keine weitere Reduzierung des ersten Volumens. Bevorzugt wird durch das zweite Umformen nur ein Verbindungsbereich umgeformt. Insbesondere erhält zumindest ein Teil des Verbindungsbereichs durch das zweite Umformen einen kurvenförmigen Verlauf entlang der Breite (also entlang der ersten Querschnittsfläche).
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Insbesondere wird im Rahmen eines thermischen Umformens der Körper zumindest teilweise (bevorzugt in dem umzuformenden Bereich) auf eine (lokal) erhöhte Temperatur erwärmt und dann umgeformt. Die Temperatur beträgt insbesondere mindestens 60 Grad Celsius, bevorzugt mindestens 100 Grad Celsius.
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Insbesondere erfolgt während oder nach Schritt b) ein Ablängen des Fluidbehälters zumindest im ersten Endbereich.
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Bevorzugt erfolgt das Ablängen während oder nach Schritt c).
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Insbesondere erfolgt das Ablängen auch nach dem zweiten Umformen (des Verbindungsbereichs).
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Mit dem Ablängen wird die Behälterlänge des Fluidbehälters eingestellt.
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Das Ablängen kann durch ein Abtrennen (z. B. durch Schneiden) eines Materials des Körpers erfolgen. Alternativ kann das Ablängen auch ein Umformen (z. B. Falten, Knicken, o. Ä.) umfassen, durch das eine Behälterlänge eingestellt wird. Weiter ist möglich, dass das Ablängen ein thermisches oder chemisches Umsetzen von Material des Körpers umfasst.
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Insbesondere wird im Rahmen des Verfahrens mindestens eine Öffnung im Bereich des ersten Endbereichs angeordnet bzw. hergestellt. Bevorzugt erfolgt das Einbringen der Öffnung während oder nach Schritt c). Besonders bevorzugt erfolgt das Einbringen der Öffnung nach dem zweiten Umformen und/oder nach dem Ablängen.
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Insbesondere wird im Rahmen des Schrittes b) zusätzlich das zweite Körperende zu einem zweiten Endbereich umgeformt.
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Die Ausführungen zu dem ersten Körperende gelten insbesondere gleichermaßen für das zweite Körperende, wobei beide Körperenden auch unterschiedlich ausgeführt sein können.
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Insbesondere ist das zweite Körperende identisch zum ersten Körperende ausgeführt, wobei das zweite Körperende bevorzugt keine Öffnung aufweist.
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Insbesondere erfolgt während oder nach Schritt b) ein Ablängen des Fluidbehälters im zweiten Endbereich.
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Insbesondere erfolgt ein zumindest teilweises Befüllen des Körpers bzw. des Fluidbehälters mit einem Fluid vor dem vollständigen Verschließen des Fluidbehälters.
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Alternativ kann der Fluidbehälter auch gar nicht mit einem Fluid (außer mit Umgebungsluft bzw. der umgebenden Atmosphäre) gefüllt werden, so dass eine Befüllung des Fluidbehälters erst zu einem späteren Zeitpunkt und dann über die mindestens eine Öffnung erfolgt.
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Als Fluid kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff, z. B. ein Pulver, eingesetzt werden. Das Fluid kann sich auch aus mehreren unterschiedlichen Fluiden zusammensetzen, z. B. auch aus pulverförmigen und gasförmigen Fluiden, pulverförmigen und flüssigen Fluiden, etc.. Insbesondere kann sich ein Aggregatzustand des Fluids innerhalb des Fluidbehälters im Laufe der Zeit ändern.
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Es wird ein (metallischer) Getränkebehälter vorgeschlagen, zumindest umfassend ein (in einem Ausgangszustand dichtes) Gehäuse mit einem Boden, einem Deckel und einem den Boden mit dem Deckel verbindenden (zylindrischen) Wandbereich. Der Getränkebehälter weist ein zweites Volumen auf, das (mit einem dritten Volumen) einer Flüssigkeit teilweise befüllbar ist (bzw. in dem Ausgangszustand gefüllt ist). Innerhalb des zweiten Volumens ist der beschriebene Fluidbehälter angeordnet.
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Der Getränkebehälter ist insbesondere eine Getränkedose.
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In einem aufrechten Zustand des Getränkebehälters ist der Boden gegenüber der Richtung der Schwerkraft unten und der Deckel oben. Insbesondere erstreckt sich der Wandbereich zwischen Boden und Deckel entlang einer axialen Richtung (im Wesentlichen) parallel zur Richtung der Schwerkraft (bei aufrecht stehendem Getränkebehälter) und in einer Umfangsrichtung vollumfänglich um Boden und Deckel.
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Der Getränkebehälter steht in einem Ausgangszustand insbesondere unter einem ersten Druck, der größer ist als ein zweiter Druck einer Umgebung (insbesondere beträgt der zweite Druck höchstens 1,1 bar, bevorzugt beträgt der erste Druck mindestens 2,5 bar). Solange sich der Getränkebehälter in dem Ausgangszustand befindet, ist der Druck innerhalb der Volumina (erstes Volumen, zweites Volumen, drittes Volumen) insbesondere jeweils gleich groß.
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Der Fluidbehälter ist in dem Ausgangszustand zumindest teilweise mit einem Fluid (z. B. ein Gas) gefüllt (ggf. zusätzlich teilweise mit der Flüssigkeit, insbesondere aus dem dritten Volumen). Bei einem Öffnen des Getränkebehälters und einem Druckausgleich mit der Umgebung tritt zumindest das Fluid (ggf. auch die Flüssigkeit) aus dem ersten Volumen z. B. über die mindestens eine Öffnung in die Flüssigkeit bzw. in das dritte Volumen aus.
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Der Fluidbehälter bzw. der Verbindungsbereich kann insbesondere so ausgeführt sein, dass bei einem Öffnen des Getränkebehälters und einem Druckausgleich mit der Umgebung der sonst geschlossen ausgeführte Fluidbehälter, insbesondere an einer dafür vorgesehenen Stelle, aufplatzt, so dass das Fluid aus dem Fluidbehälter in die Flüssigkeit austreten kann.
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Das zweite Volumen beträgt insbesondere zwischen 0,1 und 5 Litern, bevorzugt höchstens 3 Liter, besonders bevorzugt höchstens 1,5 Liter.
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Das dritte Volumen ist insbesondere zwischen 1 % und 10 %, bevorzugt zwischen 1 % und 5 % geringer als das zweite Volumen.
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Das erste Volumen beträgt insbesondere zwischen 1 % und 5 %, bevorzugt zwischen 1 % und 3 % des zweiten Volumens.
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Insbesondere ist eine Summe aus erstem Volumen und drittem Volumen mindestens 1 % kleiner als das zweite Volumen.
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Das Öffnen des Getränkebehälters erfolgt in der Regel über eine betätigbare Verschlussöffnung im Deckel. Insbesondere ist die Verschlussöffnung nicht wiederverschließbar bzw. kann der im Ausgangszustand herrschende Überdruck im Getränkebehälter durch das Wiederverschließen der Verschlussöffnung nur bedingt wiederhergestellt werden.
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Der Getränkebehälter erstreckt sich insbesondere von dem Boden hin zum Deckel entlang einer axialen Richtung. Die axiale Richtung verläuft bevorzugt parallel zum Wandbereich. Insbesondere ist der Getränkebehälter im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt und weist (von Strukturen z. B. im Deckel, z. B. zum Öffnen/ Verschlie-ßen des zweiten Volumens abgesehen) eine Drehachse oder Symmetrieachse auf, die sich parallel zur axialen Richtung erstreckt.
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Insbesondere umfasst der Getränkebehälter zumindest eine entlang einer Umfangsrichtung umlaufende erste Kernschräge zwischen dem Boden und dem Wandbereich, bzw. im Boden, und eine der ersten Kernschräge gegenüberliegend angeordnete und entlang der Umfangsrichtung umlaufende zweite Kernschräge zwischen dem Deckel und dem Wandbereich, bzw. im Deckel. Eine größte Höhe des zweiten Volumens erstreckt sich zwischen der ersten Kernschräge und der zweiten Kernschräge (entlang der axialen Richtung).
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Der Fluidbehälter ist insbesondere mit dem ersten Ende in der ersten Kernschräge und mit dem zweiten Ende in der zweiten Kernschräge angeordnet und über die Kernschrägen gegenüber einer radialen Richtung formschlüssig in dem zweiten Volumen angeordnet.
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Insbesondere erstreckt sich der Fluidbehälter zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende über eine Behälterlänge, wobei die Behälterlänge um höchstens 5 Millimeter geringer ist als die größte Höhe.
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Die besondere Ausgestaltung zumindest des Fluidbehälters ermöglicht eine dauerhaft lagefixierte Anordnung des Fluidbehälters in dem Getränkebehälter.
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Insbesondere kann so z. B. auf ein zusätzliches Halteelement bzw. einen Kleber verzichtet werden. Ggf. wird ein Kleber eingesetzt, um den Fluidbehälter zumindest temporär in dem Getränkebehälter anzuordnen, z. B. an dem Wandbereich.
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Insbesondere ermöglicht die Fixierung des Fluidbehälters in den Kernschrägen, dass eine zumindest temporäre Aufweichung eines Klebers (z. B. im Rahmen einer Pasteurisierung der in dem Getränkebehälter gelagerten Flüssigkeit) nicht zu einer Verlagerung des Fluidbehälters in dem Getränkebehälter führt.
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Insbesondere kann also ein Getränkebehälter den Wandbereich sowie einen von Boden und Deckel aufweisen und als derartiges Gehäuse mit einer Flüssigkeit befüllt werden, wobei der Fluidbehälter bereits in dem Getränkebehälter angeordnet (und ggf. z. B. über einen Kleber in dem Getränkebehälter fixiert) sein kann. Nach Anordnung des Fluidbehälters kann der fehlende von Boden und Deckel zum Verschließen des Getränkebehälters bereitgestellt werden, wobei ggf. vor dem Verschließen das Fluid bereitgestellt wird.
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Das zweite Volumen weist insbesondere zwischen dem Boden und dem Deckel entlang einer axialen Richtung die größte Höhe (nämlich zwischen den Kernschrägen) auf, wobei der Fluidbehälter zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende eine Behälterlänge entlang der axialen Richtung aufweist, die mindestens 85 % der größten Höhe beträgt. Besonders bevorzugt beträgt die Behälterlänge zumindest 90 % oder sogar zumindest 95 % der größten Höhe, besonders bevorzugt zumindest 99,5% der größten Höhe.
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Insbesondere erstreckt sich das erste Volumen des Fluidbehälters bei einem aufrechtstehenden Getränkebehälter bis in einen oberen Bereich benachbart zum Deckel hinein, wobei der obere Bereich über einem vorgegebenen Füllstand der Flüssigkeit liegt.
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Insbesondere weist das zweite Volumen bei einem aufrechtstehenden Getränkebehälter zumindest einen tiefsten Punkt (in der ersten Kernschräge) auf. Das erste Ende des Fluidbehälters erstreckt sich in die erste Kernschräge und bis hin zum tiefsten Punkt oder zumindest bis in dessen Nähe. Das mit einem Fluid gefüllte bzw. befüllbare erste Volumen des Fluidbehälters erstreckt sich bis in einen unteren Bereich benachbart zum Boden, insbesondere so dass die zumindest eine Öffnung höchstens 20 Millimeter, insbesondere höchstens 10 Millimeter, bevorzugt höchstens 6 Millimeter, besonders bevorzugt höchstens 4 Millimeter vom tiefsten Punkt entfernt angeordnet ist.
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Die bisher bekannten gasgefüllten Druckbehälter bzw. Fluidbehälter in Getränkebehältern wurden in der Regel zentriert gegenüber dem Boden und gegenüber dem Wandbereich angeordnet. Dabei wurden diese Fluidbehälter auf Anschlag an dem (regelmäßig) in das zweite Volumen hinein gewölbten Boden angeordnet und ggf. über einen Kleber daran befestigt. Die Anordnung auf dem gewölbten Boden führt unausweichlich dazu, dass eine Öffnung in dem Fluidbehälter in einem größeren Abstand von einem tiefsten Punkt eines zweiten Volumens angeordnet ist. Damit konnte bisher jedoch auch nur ein geringeres Teilvolumen einer im Getränkebehälter gelagerten Flüssigkeit durch das austretende Fluid zu einer Reaktion mit dem Fluid, z. B. zu einer Schaumbildung, angeregt werden.
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Der vorliegend vorgeschlagene, sich entlang der axialen Richtung und der Höhe erstreckende Fluidbehälter kann aufgrund seiner geringeren Ausdehnung in einer radialen Richtung auch außermittig zum Boden bzw. zum zweiten Volumen angeordnet werden. Damit kann der Druckbehälter insbesondere (unmittelbar) benachbart zum Wandbereich angeordnet werden und sich in die Kernschrägen des Getränkebehälters (der tiefste Rand des Getränkebehälters, der sich regelmäßig um den gewölbten Boden herum erstreckt) hinein erstrecken.
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Infolge der Anordnung der zumindest einen Öffnung in dem geringen Abstand zum tiefsten Punkt kann durch das Ausströmen zumindest des Fluids aus dem Fluidbehälter ein größeres Teilvolumen des dritten Volumens angeregt werden.
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Insbesondere erstreckt sich der Fluidbehälter in beide Kernschrägen des Getränkebehälters hinein, so dass er über die Kernschrägen zumindest gegenüber einer radialen Richtung in seiner Lage (also sich in beide Kernschrägen hinein erstreckend) fixiert ist.
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Insbesondere kann der Fluidbehälter zumindest an einem Ende, bevorzugt an beiden Enden, durch den Getränkebehälter (insbesondere ausschließlich) elastisch verformt werden (bevorzugt durch die Kernschräge bzw. durch beide Kernschrägen), so dass der Druckbehälter in den Kernschrägen und in dem ersten Volumen auch gegenüber einer Umfangsrichtung in seiner Lage fixiert ist.
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Insbesondere ist der Fluidbehälter zumindest mit dem ersten Ende oder mit dem zweiten Ende (unmittelbar) benachbart zu einer Wandung (z. B. der Boden, der Deckel oder der Wandbereich) des Getränkebehälters angeordnet, so dass zumindest gegenüber einer axialen Richtung ein Anschlag zwischen dem Ende und der Wandung gebildet ist. Insbesondere ist der Fluidbehälter so zur Wandung angeordnet, dass eine weitere Verschiebung des Druckbehälters entlang der axialen Richtung zumindest eine Verschiebung des die Wandung kontaktierenden Endes des Fluidbehälters in der radialen Richtung oder in der Umfangsrichtung erzwingt. Benachbart heißt in diesem Zusammenhang insbesondere, dass das Ende in einem Abstand von höchstens 2 Millimetern zur Wandung angeordnet ist. Unmittelbar benachbart heißt dann, dass das Ende die Wandung kontaktiert.
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Insbesondere weist zumindest ein Ende des Fluidbehälters im Bereich eines Verbindungsbereichs einen kurvenförmigen Verlauf auf, der an den Verlauf der entsprechenden Kernschräge entlang der Umfangsrichtung angepasst ausgeführt ist.
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Insbesondere sind beide Enden (unmittelbar) benachbart zu jeweils einer Wandung angeordnet, so dass eine weitere Bewegung des Fluidbehälters entlang der axialen Richtung zumindest eingeschränkt ist.
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Insbesondere kann so ein Lösen des Fluidbehälters und die Entwicklung von Geräuschen durch eine Bewegung des Fluidbehälters gegenüber dem Getränkebehälter verhindert werden.
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Alternativ kann der Fluidbehälter durch Verwendung eines Klebers mit einer Wandung (insbesondere mit dem Wandbereich) des Getränkebehälters verbunden sein, wobei der Druckbehälter zusätzlich, z. B. durch Erstrecken in die Kernschrägen des Getränkebehälters hinein, zumindest gegenüber einer radialen Richtung in seiner Lage fixiert ist oder sogar kraftschlüssig (z. B. infolge einer zumindest elastischen Verformung oder durch ein Halteelement) in seiner Lage fixiert ist.
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Das Füllen des Getränkebehälters und des Fluidbehälters kann in bekannter Weise z. B. wie folgt durchgeführt werden:
- • Bereitstellen eines Gehäuses umfassend Boden und Wandbereich, ohne Deckel;
- • Bereitstellen des Fluidbehälters (z. B. mit Öffnung, ggf. bereits mit Fluid gefüllt oder ohne Fluid);
- • Anordnen des Fluidbehälters in dem Gehäuse; ggf. durch Verwendung eines Klebers;
- • Füllen des Gehäuses mit der Flüssigkeit (drittes Volumen);
- • Ggf. Füllen des Gehäuses (ausgehend von drittem Volumen, insbesondere bis höchstens zum zweiten Volumen) mit Fluid, z. B. mit inertem Gas (ggf. zumindest teilweise verflüssigt);
- • (gasdichtes) Verschließen des Gehäuses mit dem Deckel und bilden des Getränkebehälters;
- • Ggf. Umdrehen des Getränkebehälters, so dass der Boden nach oben weist (relativ zur Richtung der Schwerkraft) und so dass die ggf. vorliegende mindestens eine Öffnung oberhalb des Füllstandes des zweiten Volumens mit der Flüssigkeit angeordnet ist.
- • Ggf. Füllen des Fluidbehälters über die Öffnung mit dem Fluid, z. B. mit dem inerten Gas, dass durch Erwärmen im geschlossenen Getränkebehälter expandiert, bzw. durch Änderung des Aggregatzustandes des inerten Gases und hierdurch resultierende Expansion des inerten Gases.
- • Bereitstellen des Getränkebehälters in einem Ausgangszustand.
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Die Ausführungen zu dem Fluidbehälter gelten gleichermaßen für den Getränkebehälter und das Verfahren und umgekehrt.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, „dritte“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:
- 1: einen Fluidbehälter in einer perspektivischen Ansicht;
- 2: den Fluidbehälter nach 1, mit Kleber, in einer perspektivischen Ansicht;
- 3: einen Getränkebehälter mit darin angeordnetem Fluidbehälter, in einer perspektivischen teiltransparenten Ansicht;
- 4: den Getränkebehälter nach 3 mit dem Fluidbehälter, in einer teiltransparenten Seitenansicht;
- 5: den Getränkebehälter nach 3 und 4, auf dem Kopf stehend, in einer Seitenansicht;
- 6: den Getränkebehälter nach 3 bis 5 und den Fluidbehälter, in einer Seitenansicht;
- 7: zeigt einen Körper zur Herstellung des Fluidbehälters in einer perspektivischen Ansicht; und
- 8: den Fluidbehälter nach 1 und 2 in einer Seitenansicht.
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1 zeigt einen Fluidbehälter 1 in einer perspektivischen Ansicht. 2 zeigt den Fluidbehälter 1 nach 1, mit Kleber 35, in einer perspektivischen Ansicht. Die 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
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Der Fluidbehälter 1 erstreckt sich entlang einer axialen Richtung 3 zwischen einem ersten Ende 4 und einem zweiten Ende 5 und weist innerhalb einer Fluidbehälterwandung 6 ein erstes Volumen 7 zur Bevorratung eines Fluids 8 auf. Der Fluidbehälter 1 weist zwischen dem ersten Ende 4 und dem zweiten Ende 5 einen (hülsenartigen, z. B. zylindrisch geformten bzw. rotationssymmetrischen) mittleren Bereich 9 auf, der entlang der axialen Richtung 3 eine sich quer zur axialen Richtung 3 erstreckende, konstante Querschnittsfläche 10 und eine sich parallel zur axialen Richtung 3 erstreckende und durch einen Flächenschwerpunkt der konstanten Querschnittsfläche 10 verlaufende Längsachse 11 aufweist. Der Fluidbehälter 1 weist zwischen dem ersten Ende 4 und dem mittleren Bereich 9 einen ersten Endbereich 12 auf. Ein Teil des ersten Endbereichs 12 ist durch ein Kontaktieren einander gegenüberliegender Bereiche der Fluidbehälterwandung 6 gebildet und der erste Endbereich 12 weist entlang der axialen Richtung 3 sich quer zur axialen Richtung 3 erstreckende erste Querschnittsflächen 13 mit ersten Flächenschwerpunkten 14 auf, wobei zumindest ein Teil der ersten Flächenschwerpunkte 14 in einer radialen Richtung 15 beabstandet von der Längsachse 11 angeordnet sind (siehe 4).
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Das von dem Fluidbehälter 1 eingeschlossene erste Volumen 7 ist über genau eine Öffnung 19 mit einer Umgebung des Fluidbehälters 1 verbunden.
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Der erste Endbereich 12 ist, ausgehend von einer Form entsprechend der Form im mittleren Bereich 9, durch ein im Wesentlichen quer zur Längsachse 11 erfolgendes Zusammendrücken der Fluidbehälterwandung 6 gebildet, wobei einander vorher gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordnete Bereiche der Fluidbehälterwandung 6 infolge des Zusammendrückens nun einander kontaktieren (und aneinanderliegen) und miteinander, z. B. stoffschlüssig, verbunden sind.
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Der erste Endbereich 12 weist entlang der axialen Richtung 3 sich quer zur axialen Richtung 3 erstreckende erste Querschnittsflächen 13 auf, die durch die Fluidbehälterwandung 6 und durch die von ihr in dem jeweiligen ersten Querschnitt ggf. umschlossene Fläche gebildet sind. Diese ersten Querschnittsflächen 13 weisen jeweils erste Flächenschwerpunkte 14, die entlang der Längsachse 11 fluchtend, innerhalb der konstanten Querschnittsfläche 10 des mittleren Bereichs 9 liegen (siehe 4). Die ersten Flächenschwerpunkte 14 sind zum Teil innerhalb einer, dem jeweiligen ersten Flächenschwerpunkt 14 zugeordneten, ersten Querschnittsfläche 13 angeordnet. Ein Teil der ersten Flächenschwerpunkte 14 (hin zu den Enden 4, 5) sind außerhalb einer, dem jeweiligen ersten Flächenschwerpunkt 14 zugeordneten, ersten Querschnittsfläche 13 angeordnet. Eine solche Ausgestaltung liegt wie dargestellt dann vor, wenn sich die erste Querschnittsfläche 13 sichelartig erstreckt.
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Die einander kontaktierenden Bereiche der Fluidbehälterwandung 6 bilden einen Verbindungsbereich 16 aus, der sich quer zur Längsachse 11 über eine Breite 17 und entlang der Längsachse 11 über eine Länge 18 erstreckt. Der Verbindungsbereich 16 weist entlang der Breite 17 (also entlang der ersten Querschnittsfläche 13) einen kurvenförmigen (also gerade nicht einen geraden) Verlauf auf.
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Die Ausführungen zum ersten Endbereich 12 gelten wie dargestellt auch für den zweiten Endbereich 23, der identisch zum ersten Endbereich 12 ausgeführt ist, wobei der zweite Endbereich 23 keine Öffnung 19 aufweist.
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3 zeigt einen Getränkebehälter 2 mit darin angeordnetem Fluidbehälter 1, in einer perspektivischen teiltransparenten Ansicht. 4 zeigt den Getränkebehälter 2 nach 3 mit dem Fluidbehälter 1, in einer teiltransparenten Seitenansicht. 5 zeigt den Getränkebehälter 2 nach 3 und 4, auf dem Kopf stehend, in einer Seitenansicht. 6 zeigt den Getränkebehälter 2 nach 3 bis 5 und den Fluidbehälter 1, in einer Seitenansicht. Die 3 bis 6 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu 1 und 2 wird Bezug genommen.
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Der Getränkebehälter 2 umfasst ein (in einem Ausgangszustand dichtes) Gehäuse 24 mit einem Boden 25 einem Deckel 26 und einem den Boden 25 mit dem Deckel 26 verbindenden zylindrischen Wandbereich 27. Der Getränkebehälter 2 weist ein zweites Volumen 28 auf, das mit einem dritten Volumen 36 einer Flüssigkeit 29 teilweise gefüllt ist. Innerhalb des zweiten Volumens 28 ist der Fluidbehälter 1 angeordnet.
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Der Getränkebehälter 2 umfasst eine entlang einer Umfangsrichtung 30 umlaufende erste Kernschräge 31 zwischen dem Boden 25 und dem Wandbereich 27, bzw. im Boden 25, und eine der ersten Kernschräge 31 gegenüberliegend angeordnete und entlang der Umfangsrichtung 30 umlaufende zweite Kernschräge 32 zwischen dem Deckel 26 und dem Wandbereich 27, bzw. im Deckel 26. Eine größte Höhe 33 des zweiten Volumens 28 erstreckt sich zwischen der ersten Kernschräge 31 und der zweiten Kernschräge 32 entlang der axialen Richtung 3.
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Der Fluidbehälter 1 ist mit dem ersten Ende 4 in der ersten Kernschräge 31 und mit dem zweiten Ende 5 in der zweiten Kernschräge 32 angeordnet und über die Kernschrägen 31, 32 gegenüber einer radialen Richtung 15 formschlüssig in dem zweiten Volumen 28 angeordnet.
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Die besondere Ausgestaltung des Fluidbehälters 1 ermöglicht eine dauerhaft lagefixierte Anordnung des Fluidbehälters 1 in dem Getränkebehälter 2.
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Das zweite Volumen 28 weist bei einem aufrechtstehenden Getränkebehälter 2 zumindest einen tiefsten Punkt 37 (in der ersten Kernschräge 31) auf. Das erste Ende 4 des Fluidbehälters 1 erstreckt sich in die erste Kernschräge 31 und bis hin zum tiefsten Punkt 37 oder zumindest bis in dessen Nähe. Das mit einem Fluid 8 gefüllte erste Volumen 7 des Fluidbehälters 1 erstreckt sich bis in einen unteren Bereich benachbart zum Boden 25, so dass die eine Öffnung 19 in nur geringer Entfernung vom tiefsten Punkt 37 angeordnet ist.
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Der vorliegend vorgeschlagene, sich entlang der axialen Richtung 3 erstreckende Fluidbehälter 1 kann aufgrund seiner geringeren Ausdehnung in einer radialen Richtung 15 wie dargestellt außermittig zum Boden 25 bzw. zum zweiten Volumen 28 angeordnet werden. Damit kann der Fluidbehälter 1 unmittelbar benachbart zum Wandbereich 27 angeordnet werden und sich in die Kernschrägen 31, 32 (der tiefste bzw. höchste Rand des Getränkebehälters 2 bzw. des zweiten Volumens 28, der sich regelmäßig um den gewölbten Boden 25 und um den Deckel 26 herum erstreckt) des Getränkebehälters 2 hinein erstrecken.
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Der Fluidbehälter 1 erstreckt sich wie dargestellt mit seinen Enden 4, 5 in beide Kernschrägen 31, 32 des Getränkebehälters 2 hinein, so dass er über die Kernschrägen 31, 32 zumindest gegenüber einer radialen Richtung 15 in seiner Lage (also sich in beide Kernschrägen 31, 32 hinein erstreckend) fixiert ist.
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Beide Enden 4, 5 des Fluidbehälters 1 weisen im Bereich des jeweiligen Verbindungsbereichs 16 einen kurvenförmigen Verlauf auf, der an den Verlauf der entsprechenden Kernschräge 31, 32 entlang der Umfangsrichtung 30 angepasst ausgeführt ist.
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Hier sind beide Enden 4, 5 unmittelbar benachbart zu jeweils einer Wandung angeordnet, so dass eine weitere Bewegung des Fluidbehälters 1 entlang der axialen Richtung 3 zumindest eingeschränkt ist.
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7 zeigt einen Körper 20 zur Herstellung des Fluidbehälters 1 in einer perspektivischen Ansicht. 8 zeigt den Fluidbehälter 1 nach 1 und 2 in einer Seitenansicht. Die 7 und 8 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 6 wird Bezug genommen.
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Das Verfahren zur Herstellung des Fluidbehälters 1 umfasst gemäß Schritt a) das Bereitstellen eines hülsenartigen Körpers 20, der sich entlang der axialen Richtung 3 zwischen einem ersten Körperende 21 und einem zweiten Körperende 22 erstreckt und entlang der axialen Richtung 3 eine sich quer zur axialen Richtung 3 erstreckende, konstante Querschnittsfläche 10 aufweist. Gemäß Schritt b) erfolgt ein erstes Umformen des ersten Körperendes 21 zum ersten Endbereich 12 und des zweiten Körperendes zum zweiten Endbereich 23. Gemäß Schritt c) erfolgt ein Verbinden einander gegenüberliegender Bereiche der Fluidbehälterwandung 6 in jeweils einem Teil des ersten Endbereichs 12 und des zweiten Endbereichs 23 und das jeweilige Ausbilden eines Verbindungsbereichs 16.
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In 7 ist erkennbar, dass die Körperenden 21, 22 des Körpers 20 auf jeweils einer umlaufend gleichen Höhe gegenüber der axialen Richtung 3 enden.
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Durch das erste Umformen wird das (theoretische) Volumen (erkennbar in 7 zwischen den Körperenden 21, 22) des hülsenartigen Körpers 20 auf das erste Volumen 7 reduziert. Das erste Umformen umfasst ein Zusammenpressen der einander gegenüberliegenden Behälterwandungen 6 in den Endbereichen 12, 23, wobei ausgehend von dem mittleren Bereich 9 bzw. des Körpers 20 die nun entstehenden ersten Flächenschwerpunkte 14 hin zum Ende 4, 5 des Fluidbehälters 1 zunehmend von der Längsachse 11 entlang der radialen Richtung 15 nach außen verschoben werden. Das Zusammenpressen erfolgt in zumindest einem Teil des jeweiligen Endbereichs 12, 23 soweit, dass einander gegenüberliegende Bereiche der Fluidbehälterwandung 6 zum Anliegen aneinander gebracht werden. In diesem Teil des Endbereichs 12, 23 wird dann ein Verbindungsbereich 16 durch Verbinden der Behälterwandungen 6 erzeugt.
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Nach Schritt c) erfolgt ein zweites Umformen zumindest eines Teils des Verbindungsbereichs 16, bzw. der in Schritt c) miteinander verbundenen Bereiche. Das zweite Umformen bewirkt keine weitere Reduzierung des ersten Volumens 7. Durch das zweite Umformen werden nur die Verbindungsbereiche 16 umgeformt. Dabei erhalten die Verbindungsbereiche 16 durch das zweite Umformen einen kurvenförmigen Verlauf entlang der Breite 17 (also entlang der ersten Querschnittsfläche 13).
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Weiter erfolgt ein Ablängen des Fluidbehälters 1 in beiden Endbereichen 12, 23, so dass eine Behälterlänge 34 des Fluidbehälters 1 eingestellt wird. Die Behälterlänge 34 ist auf die größte Höhe 33 des für den Fluidbehälter 1 vorgesehenen Getränkebehälters 2 eingestellt.
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Weiter wird im Rahmen des Verfahrens eine Öffnung 19 im Bereich des ersten Endbereichs 12 angeordnet bzw. hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fluidbehälter
- 2
- Getränkebehälter
- 3
- axiale Richtung
- 4
- erstes Ende
- 5
- zweites Ende
- 6
- Fluidbehälterwandung
- 7
- erstes Volumen
- 8
- Fluid
- 9
- mittlerer Bereich
- 10
- konstante Querschnittsfläche
- 11
- Längsachse
- 12
- erster Endbereich
- 13
- erste Querschnittsfläche
- 14
- erster Flächenschwerpunkt
- 15
- radiale Richtung
- 16
- Verbindungsbereich
- 17
- Breite
- 18
- Länge
- 19
- Öffnung
- 20
- Körper
- 21
- erstes Körperende
- 22
- zweites Körperende
- 23
- zweiter Endbereich
- 24
- Gehäuse
- 25
- Boden
- 26
- Deckel
- 27
- Wandbereich
- 28
- zweites Volumen
- 29
- Flüssigkeit
- 30
- Umfangsrichtung
- 31
- erste Kernschräge
- 32
- zweite Kernschräge
- 33
- größte Höhe
- 34
- Behälterlänge
- 35
- Kleber
- 36
- drittes Volumen
- 37
- tiefster Punkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0227213 A2 [0003]
- DE 102018110764 [0004]
