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Behälter für heiß einzufüllendes flüssiges oder
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pasteuses Füllgut Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter für
heiß einzufüllendes flüssiges oder pasteuses Füllgut mit einem zum ideellen ebenen
Behälterboden etwa parallelen Randflansch zum Aufsiegeln eines Deckels, wobei insbesondere
der die Seitenwand an deren Fußkante abschließende Boden gegenüber der ideellen
Bodenfläche größer ausgebildet und zum Füllen des Behälters sowohl über die Fußkante
der Seitenwand bzw.
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der Seitenwände hinaus aus dem Behälterinnern herausdrückbar als auch
zum Heraustreiben der Luft und Aufsiegeln des Deckels in gleichem Maße in das Behälterindere
hineindrückbar ausgebildet ist.
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Ein auf diese Weise nach cinem ältercn Vorschlag (P 25 59 526.1l-)
ausgebildeter Behälter wird bei einem nach unten herausgedrückten Boden mit der
vorgeschriebenen Menge an flüssigem oder pasteusem Füllgut gefüllt, wobei dann der
Füllgutspiegel einen bestimmten Abstand vom Behälterrand aufweist und dadurch eine
genügend große SchXYapprandzone vom Fällgtit freibleibt. Beim darauffolgenden Transport
in die bzw. innerhalb der Verschließstation kann daher die in einem Behälter befindliche
Biillgutmenge nicht überschwappen und den Randflansch des Behälters und daraufhin
die Siegelwerkzeuge verschmutzen. Wird dann der Boden nach innen eingewölbt und
der Behälter durch einen aufgelegten Deckel verschlossen, so befindet sich dann
der Füllgut-spiegel an der Unterseite des aufgesiegelten Deckels. Dadurch hat auch
der Verbraucher beim öffnen des Behälters den Eindruck, daß die Füllung mit der
aufgedruckten Füllgutmenge iibereinstimmt. Auch zeigt der gefüllte Behälter ein
ansprechendes Aussehen.
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Das ist aber praktisch nur bei Behältern der Fall, bei denen das Füllgut
im kalten Zustand eingefüllt worden ist. Bei einem Heißabfüllungsvorgang von Füllgut
entsteht jedoch unmittelbar nach dem Versiegeln oder Verschweißen des Behälters
durch die einsetzende Dampfbildung ein deutlicher Überdruck, den der ieerrauui über
dem Füllgutspiegel nicht
auszugleichen vermag. Wird hierbei dem
Überdruck daher keine Gelegenheit geboten zu entweichen, so wirkt er insbesondere
auf die Siegel- bzw. Schweißnaht ein und kann sie an der schwächsten Stelle lösen.
Dadurch entweicht zwar der Überdruck, die schwachste Stelle bildet aber dann auch
eine.
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Undichtigkeit mit allen ihren bekannten Nachteilen. Dabei wäre auch
ein zugleich mit dem Auf siegeln des Deckels nach innen eingewölbter Bonden des
mit heißem Füllgut gefüllten Behälters so widerstandsfähig, daß er sich unter Einwirkung
des Überdruckes nicht ohne weiteres nach außen durchwölben und dadurch den Überdruck
beseitigen kann. Der sich bildende Überdruck wird vielmehr zuvor die noch nicht
fest gewordene Siegelnaht angreifen und aufreißen.
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Umgekehrt zu den Dampfdruckbildung im Behalter entsteht nach einer
Heißabfüllung bei der Abkühlung des heißen Füllgutes, beispielsweise von Fruchtsaftgetränken,
ein Vakuum, das ohne vorgesehene Gegenmaßnahmen zu einer unkontrolliert en Deformierung
des Behälters und daher wiederum zu einer hohe.
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Belastung der Siegelnaht führen kann. Auch ist festgestellt worden,
daß selbst verschlossene Behälter mit kalter Abfüllung des Füllgutes im Frachtraum
von Flugzeugen ohne Druckausgleich von bestimmten Höhen ab Veränderungen unterliegen,
die sich durch Platzen, Reißen oder Undichtwerden der Behälter äußern
Es
besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, den einganges im ersten Absatz erläuterten
Behälter für heiß einzufüllendes fijissiges oder pasteuses Füllgut mit einem zum
ideellen Behälterboden etwa parallelen Randflansch zum Aufsiegeln eines Deckels
und insbesondere mit den weiteren Merkmalen eines älteren Vorschlages (P 25 59 326.4)
so weiterzubilden, daß durch Einwirkung eines inneren Über-oder Unterdruckes bzw.
auch eines äußeren Unterdruckes eine beliebige Deformierung des durch einen Deckel
flüssigkeitsdicht verschlossenen Behälters mit Sicherheit vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der durch einen
Deckel flüssigkeitsdicht verschlossene Behälter zum Ausgleich von Druckveränderungen
zwischen dem Behälter-Innern und der äußeren Umgebung einen als Membrane wirkenden
Teil aufweist.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß. der auf den Randflansch eines
gefüllten Behälters aufsiegelbare Deckel als eine Membrane ausgebildet ist.
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Durch diese Maßnahmen wird mit Sicherheit erreicht, daß bei Druckänderungen
jeglicher Art innerhalb oder außerhalb des gefüllten Behälters durch die Flexibilität
des als Membrane
ausgebildeten Behälterteiles die Siegelnaht keinen
zusätzlichen Belastungen unterworfen wird. Wird dabei der ar siegelbare Deckel zugleich
als IWIembrarle gestaltet, so wird der verschlossene Behälter im kalten Zustand
des Füllgutes auch seine unsprüngliche Form beibehalten bzw. wieder annehmen und
dadurch äede Abneigung eines etwaigen Käufers gegen deformierte Verpackungen von
vornherein unterdrücken.
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Insbesondere ist jedoch gewährleistet, daß der mit flüssigem oder
pasteusem Füllgut beschickte und flüssigkeitsdicht verschlossene Behälter auch bei
Druckänderungen auf den Transport-wegen dicht bleibt und nach der Normalisierung
der Druckverhältnisse wie der seine ursprüngliche Form annimirit.
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Im einzelnen kalul die Ausbildung noch so durchgeführt werden, daß
der Deckel zur Gestaltung als Membrane entlang dem auf dem Randflansch des jeweils
zugeordneten Bchälters auflicgenden ebenen Bereich eine die Membranbewegung ermöglichende
Rille aufweist.
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Diese Ausbildung gewährleistet ein ansprechendes Aussehen des Deckels,
gleichviel ob Behälter und Deckel kreisrund oder eckig ausgebildet sind. Durch die
Anordnung einer Rille kann insbesondere der Deckel sich jederzeit den veränderten
Druckverhältnissen anpassen.
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Um zu erreichen, daß diese Anpassung leicht und möglichst widerstandsfrei
vonstatten geht und daß insbesondere auch der Deckel ohne weiteres stapelbar ist,
erfolgt die Ausbildung so,. daß die Seitenwände der Rille nach oben bzw außen stark
divergieren. Außerdem ist vorgesehen, daß der Boden der Rille im Querschnitt etwa
kreisbogenförmig ausgebildet ist und die die Rillenöffnung begrenzenden Kanten in
etwa gleicher Weise abgerundet sind Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt äeweils in einem schematischen
Querschnitt: Fig. 1 einen mit heißem Fü]lgut gefüllten Behälter mit einem auf den
Randflansch aufgelegten, membranartig ausgebildeten Deckel, Fig. 2 den Behälter
nach Fig. 1 unmittelbar nach dem Versiegeln des membranartigen Deckels mit dem Randflansch,
Fig. 3 den verschlossenen Behälter gemäß den Fig. 1 und 2 nach dem Erkalten des
Füllgutes.
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Bei dem gewahlt en Ausführungsbeispiel ist ein Behälter 1 für flüssiges
oder pasteuses Füllgut vorgesehen, der mittels Heißversiegeln durch einen Deckel
2 t-ropf- und luftdicht
verschließbar ist. Derartige Behälter 1'werden
in üblicher Weise durch Tiefziehn von einseitig mit Kunststoff beschichteter Metallfolie
hergestellt. Hierbei wird an der die Behälteröffnung umgrenzenden Kante der Seitenwand
3 bzw. der Seitenwände ein zum ideelen Behälterboden paralleler, vorzugsweise jedoch
durch Umbördeln der Seitenwand 3 gebildeter Randflansch 4 angeformt, auf welchen
der Deckelrand mit der Unterseite aufsiegelbar ist. Die Herstellung von Behälter
1 und Deckel 2 kann aber auch als unkaschierter er Metallfolie erfolgen. In diesem
Felle wird der Deckel z.B. mittels eines heißsiegelfähigen Lackes mit der Oberseite
des Randflansches fest verbunden. Die Umrißform derartiger Behälter kann beliebig
sein. Vorzugsweise werden jedoch solche Behalter in der Draufsicht gesehen Kreisrund
ausgeführt.
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Mestens ist am äußeren Umfang des den Deckel 2 aufnehmenden Randflansches
4 zur Versteifung eille Rollkante 5 vorgesehen, wobei gegebenenfalls der äußere
Bereich des Deckelrandes die Rollkante 5 umgreifen kann.
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Unter ideellem Behälterboden soll in vorliegenden Fall der den Bebilter
1 nach unten abschließende, vollstandig ebene Boden verstanden werden, der einteilig
an der Fußkante der Seitenwand 3 bzw. Seitenwämde angeschließt. Bei den üblichen
Behältern für flüssiges oder pasteuses Füllgut entspricht der ideelle Boden praktisch
dem beim Tiefzichen eines üblichen Behälters entstandenen ebnen Behälterboden.
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Im Gegensatz zu der bekannten Ausführungsform wird gemäß Fig. 1 der
Behälter entsprechend einen älteren Vorschlag so ausgebildet, daß der den Behälterraum
nach unten abschlieSerlde Behälterboden 6 gegenüber der ebenen ideellen Bodenfläche
um ein bestimmtes Flächenmaß größer ausgebildet ist. Es ist dabei vorgesehen, daß
zum Füllen des Behälters der Behälterboden über die Fußkante der Seitenwand bzw.
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der Seitenwände hinaus aus dem Behält erinnern heraus gedrückt wird,
vgl. Fig. 1 In dieser Stellung des Behälterbodens 6 wird der Behälter mit flüssigem
oder pasteusem Füllgut gefüllt bis der Füllgutspiegel 7 einem vorbestimmten Abstand
8 von der Oberseite des Randflansches 3 bzw. Unterseite des lose aufgelegten Deckels
aufweist. Durch diesen Abstand 8 wird oberhalb dem Füllgutspiegel ein Leerraum 9
festgelegt.
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Das Volumen dieses Leerraumes 9 ist etwa genau so groß bemessen wie
das vom Behälterboden 6 verdrängte Volumen, wenn nunmehr der herausgedrückte und
nach unten durchhängende Behälterboden 6 wieder vollständig in das Behälterinnere
hineingedrückt bzw. hineingewölbt wird. Das Volumen des Leerraumes 9 oberhalb dem
Füllgutspiegel 7 des Behalter 1 entspricht mithin etwa dem von den beiden Bodenstellungen
umgrenzten Volumen, so daß bei einem auf diese Weise gefiillten Behälter mit dem
i das Behälterinnere hineingedrückten Behälterboden 6 der Füllgutspiegel 7 in Höhe
der
Oberkante des Randflansches verläuft und bei aufgesiegeltem
Deckel 2 praktisch an der Deckelunterseite anliegt.
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Wird der Behälter 1 in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet, so
erhält der Behälterboden 6 eine kalottenartige Form.
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Bei einem in der Draufsicht rechteckförr.ligen Behälter wird der Behälterboden
wannenförmig gestaltet. Im übrigen kann der Behälterboden beliebig geformt und insbesondere
bei runden bzw. in der Draufsicht gesehen kreisförmigen Behältern auch teleskopartig
profiliert werden. Wesentlich ist nur, daß seine Fläche größer als die ideelle Bodenfläche
des Behälters ist.
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Das Aufsiegeln eines Deckels 2 auf den Randflanech 4 eines gefüllten
Be3iälters 1 bei einem nach außen herausgedrückten Behälterboden 6 erfolgt wie bisher
in einem zweiteiligEn Biegelwerkzeug, wobei sowohl der Oberteil als auch er Unterteil
des Siegelwerkzeuges beheizt werden können. Der Werkzeugunterteil ist zur Aufnahme
eines kreisförmigen Behälters etwa topfföriaig ausgebildet und hat einen konvxen
Gegenboden, dessen Verlauf dem in das Behälterinnere hineinigedruckten Behälterboden
6 entspricht. Der Werkzeugoberteil des Siegeöwerkzeuges weist einen sich in axialer
Richtung erstreckenden, zum eum siegeln dienenden Ring auf, dessen freie Stirnfläche
etwa die gleiche Größe wie der Randflansch 3 des zu verschießenden Behälters 1 hat.
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Zum Verschließen wird der topfförmige, den Behälter aufnehmende Werkzeugunterteil
nach oben gegen den Deckel 2 aufnehmenden und an der freien Stirnfläclie des Werkzeugoberteiles
anliegenden Randflansch 4 gefahren bis der Behalterboden 6 unter Einwirkung des
Gegenbodens vollständig in das Behälterinnere hineingedrückt ist. In dieser Stellung
wird der Randflansch 4 des Behälters durch den Werkzeugunterteul unterfaßt und der
Füllgutspiegel verläuft praktisch entlang der Deckelunterseite, so daß die Luft
infolge der bisher stetig durchgeführten Volumenverringerung vollständig aus dem
Behälter herausgetrieben und der Leerraum 9 gefüllt worden ist. Durch eine kurze
Weiterbewegung des Werkzeugunterteiles wird dann die Aufsiegelung des Deckels durchgeführt.
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Ein solcher Verschließvorgang ist jedoch nur durchführbar, wenn das
Füllgut im kalten Zustand in den Behälter eingefüllt; wird. Bei Heißabfüllung des
Füllgutes entsteht nämlich eine beachtliche Dampfentwicklung und damit nach dem
Aufsiegeln des Deckels 2 auf den Randflansch ein deutlicher Ueberdruck.
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Es wird daher der Behälter 1 in seinem beim Einfüllen aufweisenden
Zustand mit dem nach außen durcligewölbten Behälterboden belassen und lediglich
der Deckel 2 aufgesiegelt.
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Damit nun der Deckel die durch die Dampfbildung entstandene zusätzliche
Volumen- und Druckzunahme aufnehmen kann, für
die der Leerraum
9 nicht ausreichend ist und dann; infolge des Überdrucktes eine bleibende unbestimmte
Deformierung des Behälters nicht eintritt, wird erfindungsgemäße ein weiterer Behälterteil
und zwar vorzugsweise der Deckel 2 nachgiebig bzw. membranartig ausgebildet. Diese
Gestaltung ermöglicht nach dem IIeißabfüllungsvorgang und nach der unmittelbar nachfolgenden
Auf siegeln des Deckel 2 die aus Fig. 2 erkennbare Form.
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Eine derartige Form ist durch die membranartige Gestaltung des Deckels
2 vorausbestimmt und wird dadurch gewährleistet, daß entlang dem auf dem Randflansch
aufliegenden ebenen Bereich des Deckels 2 eine die Membranbewegungen ermöglichende
und in Richtung zum Behälterinnern vertiefte Rille 10 angeordnet ist. Damit der
Rillenbereich auch elastisch gelenkig nachgeben und dadurch der Deckel sich leicht
den jeweiligen Druckverhältnissen anpassen kann, wird der Boden 11 der Rille 10
im Querschnitt etwa kreisbogenförmig ausgebildet.
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In gleicher Weise werden hierbei die die Rillenöffnung begrenzenden
Kanten 12 gestaltet, so daß die Pille 10 im Querschnitt gesehen etwa eine elastisch
nachgiebige Welle darstellt, wobei die Seitenwämde 13 der Rille 1() nach 6ben bzw.
nach außen stark divergieren. Eine solche Ausbildung hat zugleich den Vorteil, daß
die Deckel dicht übereinander gestapelt werden können.
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Nach dem Abkühlen und Erkalten des Füllgutes kondensiert der im verschlossenen
Behälter 1 befindliche Darepf. Es entsteht ein Vakuum, das sich insbesondere auf
die nachgiebigen Behälterteile 2 und 6 auswirkt. Der als Menbrane wirkende Deckel
2 und der beim Füllen nach außen durchgewölbte Behälterboden 6 wird durch den Atmosphärendruck
einwärts in das unter Unterdruck stehende Behälterinnere gedruckt, so daß der Behälter
die in Fig. 3 dargestellte stabile Querschnittsform wieder einnimmt.
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Bei äußerem Vakuumeinfluß, z.B. im Frachtraum eines Flugzeuges ohne
Druckausgleich, werdell jedoch die in der erläuterten Weise gefüllten und im abgekühlten
Zustand die Form gemäß Fig. 3 aufweisenden Behälter von einer bestimmten Höhe des
Flugzeuges ab infolge des dabei entstehenden inneren Überdruckes in den Behä.ltern
wiederum die in Fig. 2 gezeigte Gestalt annehmen. Infolge der beiden, bei jedem
Behälter vorhandenen Ausdehnungskomponenten in Richtung zum Behälterboden 6 und
Deckel 2 wird jedoch ein Platzen, Reißen oder Undichtwerden vermieden. Nach Normalisierung
des außen druckes wird die ursprüngliche Behälterform nach Fig. 3 automatischen
wieder hergestellt.