DE4320544A1 - Vorrichtung zum Füllen eines Behälters mit einem Schutzgas - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Füllen eines mit einem Deckel verschließbaren Behälters mit einem Schutzgas.

Wenn beispielsweise Farbdosen zur Entnahme einer kleineren Farbmenge geöffnet und dann wieder geschlossen werden, tritt in die Dose Luft ein, die zu einer Hautbildung und damit zur Unbrauchbarkeit des gesamten restlichen Inhaltes der Dose führen kann. Zudem bereitet die Entsorgung der unbrauchbaren Farbe in der Dose Probleme. Ähnliche Schwierigkeiten treten bei anderen sauerstoffempfindlichen Produkten auf, die in Dosen oder dergleichen Behältern mit einem Deckel geliefert werden, bei denen jedoch im allgemeinen nicht der Inhalt auf einmal, sondern in kleinen Mengen verwendet wird. Diese Schwierigkeiten ließen sich vermeiden, wenn man den Behälter nach jedem Öffnen mit einem Schutzgas füllen könnte.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute Vorrichtung bereit zustellen, mit der ein Behälter mit einem Deckel vom Verbraucher in einfacher Weise zuverlässig mit einem Schutzgas gefüllt werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Dichtung an der Stirnseite des Füllkopfgehäuses ein abgedichteter Raum zwischen dem Deckel und dieser Gehäusestirnseite gebildet. Dieser Raum ist mit dem Inneren des Behälters über das Loch in dem Deckel verbunden. Weiterhin ist dieser Raum evakuierbar und mit einem Schutzgas füllbar. Dazu weist der Füllkopf vorteilhafterweise zum Evakuieren und zum Füllen jeweils eine separate Leitung.

Nach der Erfindung wird der Behälter über die Vakuumleitung zunächst evakuiert und dann mit dem Schutzgas gefüllt. Wenn der Behälter nicht ausreichend druckstabil ist, um ihn ganz oder nahezu ganz zu evakuieren, kann das Füllen mit dem Schutzgas auch in mehreren Schritten vorgenommen werden, wobei der Behälter bei jedem Schritt nur zum Teil evakuiert wird, also so weit, wie es der Behälter zuläßt, worauf das Schutzgas zugeführt wird.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Füllkopf nach dem Füllen des Behälters mit Schutzgas von dem Deckel abgenommen und dann das Loch im Deckel beispielsweise mit einem Klebeband oder -plättchen verschlossen. Da das Loch nur einen kleinen Durchmesser aufzuweisen braucht, kann in der kurzen Zeit zwischen dem Abnehmen des Gehäuses von dem Deckel und dem Verschließen des Lochs nur wenig Luft in den Behälter gelangen, so daß dessen Inhalt durch den eingedrungenen Sauerstoff im allgemeinen nicht beeinträchtigt wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Füllkopf an seiner Stirnseite innerhalb der Dichtung einen axial beweglichen Träger auf, an dem ein Verschlußplättchen für das Loch in dem Deckel lösbar befestigt ist.

Das Verschlußplättchen kann z. B. durch eine Klemm- oder Klebeverbindung lösbar am Träger befestigt sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn zur lösbaren Befestigung des Verschlußplättchens der Träger als Magnet ausgebildet ist oder einen Magneten aufweist und das Verschlußplättchen ferromagnetisch ist, so daß es an diesem Magneten haftet.

Das Verschlußplättchen kann dabei aus Eisen oder einem anderen ferromagnetischen Metall bestehen oder aus einem ferromagnetischen Kunststoff. Auch kann das Verschlußplättchen mehrschichtig aufgebaut sein, beispielsweise aus einem Metallplättchen, das dem Magneten zugewandt ist, und einer Schicht aus Gummi oder dergleichen elastomeren Material, das zum Abdichten des Lochs am Deckel haftet. Ferner ist es möglich, ein Metallplättchen zu verwenden, welches an seinem Rand mit einer Dichtung aus einem elastomeren Material versehen ist.

Eine besonders zuverlässige Abdichtung des Lochs in dem Deckel wird ferner mit einem Verschlußplättchen erreicht, das einen das Loch umschließenden Vorsprung aufweist, welcher fest gegen eine Dichtung gepreßt wird, die um das Loch auf dem Deckel vorgesehen ist.

Der Träger kann beispielsweise durch einen aus dem Füllkopf ragenden Bolzen manuell oder elektromagnetisch in axialer Richtung, also auf den Deckel zu und von dem Deckel weg bewegbar sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn zur Bewegbarkeit des Trägers in axialer Richtung in dem Füllkopf ein Zylinderraum vorgesehen ist, in dem ein pneumatisch betätigter Kolben verschiebbar ist, an dem der Träger befestigt ist.

Als Schutzgas kommt jedes gegenüber dem Inhalt des Behälters verträgliches Gas in Frage. Dazu zählen insbesondere inerte Gase, also beispielsweise Edelgase, wie Argon, oder Stickstoff. Jedoch kann das Schutzgas beispielsweise auch Kohlendioxid oder dergleichen sein.

Der mit dem Deckel verschließbare Behälter, der erfindungsgemäß mit Schutzgas gefüllt werden soll, kann der Originalbehälter sein, also beispielsweise die im Handel erhältliche Lack- oder Farbdose. Damit der Originalbehälter mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Schutzgas gefüllt werden kann, muß der Deckel mit einem Loch versehen werden, um das, wenn die Ausführungsform der Erfindung mit dem Verschlußplättchen an dem axial beweglichen Träger verwirklicht werden soll, eine Dichtung zu befestigen ist. Mit dem Loch und der Dichtung kann der Deckel des Behälters entweder vom Verbraucher versehen werden, vorzugsweise wird der Behälter jedoch bereits mit einem Loch und gegebenenfalls dieser Dichtung in den Handel gebracht, wobei das Loch z. B. durch ein Klebeband oder -plättchen verschlossen ist.

Es ist jedoch auch denkbar, einen separaten Aufnahmebehälter mit Deckel zu verwenden, in den der im Handel erhältliche Behälter nach dem Öffnen gestellt wird. Der Deckel des Aufnahmebehälters ist dabei mit dem Loch und gegebenenfalls um das Loch mit der Dichtung versehen.

Der Aufnahmebehälter ist dabei vorzugsweise der Größe und Form des Originalbehälters angepaßt, um das Evakuieren nicht unnötig zu verlängern und kein Schutzgas zu verschwenden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können insbesondere Farb- und Lackdosen nach dem Öffnen mit Schutzgas gefüllt werden. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedoch darauf nicht beschränkt. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bei allen sauerstoffempfindlichen Produkten anwendbar, die in Dosen oder dergleichen Behältern mit einem Deckel geliefert werden, bei denen jedoch im allgemeinen nicht der gesamte Inhalt des Behälters auf einmal verwendet wird, sondern in kleineren Mengen über einen längeren Zeitraum. So können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Lebensmittelbehälter z. B. im Gastronomiebereich mit einem Schutzgas gefüllt werden.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur einen Schnitt durch die Vorrichtung beim Aufsetzen auf den Deckel eines Behälters zum Füllen des Behälters zeigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Füllkopf 1 auf, der im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 2 besteht, das an seiner im Deckel 3 des Behälters 4 zugewandten Stirnseite 5 eine O-Ring-Dichtung 6 aufweist. Die Dichtung 6 sitzt in einer Ringnut 7, deren innere Flanke durch einen an der Stirnseite 5 mit Schrauben 8 befestigten Ring 9 gebildet wird
Das Gehäuse 2 kann z. B. durch Spritzguß aus Kunststoff hergestellt sein oder aus Metall bestehen. Es weist einen Durchmesser von beispielsweise 5 bis 20 Zentimeter auf.

In dem Gehäuse 2 ist ein als Sackbohrung ausgebildeter axial verlaufender Zylinderraum 10 vorgesehen, in dem eine Metallhülse 11 sitzt, die z. B. aus Metall bestehen kann und als Gleitlager für einen Kolben 12 dient. Der Kolben 12 ist durch Kolbenringe 13, 14 gegenüber der Hülse 11 abgedichtet.

An seiner dem Deckel 3 zugewandten Seite ist an dem Kolben 12 ein scheibenförmiger Träger 15 für ein Verschlußplättchen 16 befestigt.

Der Träger 15 weist an seiner von dem Deckel 3 abgewandten Seite eine Ringschulter 17 auf, mit der er in dem in der Zeichnung dargestellten ausgefahrenen Zustand des Kolbens 12 an dem Ring 9 anliegt, der an dem Gehäuse 2 befestigt ist. Durch ihre Anlage mit der Ringschulter 17 an dem Ring 9 ist der Träger 15 mit dem Kolben 12 gegen Herausfallen aus dem Gehäuse 2 fixiert. Damit der an dem Kolben 12 angeordnete Träger 15 axial bewegbar ist, weist das Gehäuse 2 an der Stirnseite 5 eine entsprechende zylindrische Ausnehmung 18 auf.

Der Kolben 12 und der Träger 15 können einstückig ausgebildet sein, und z. B. durch Spritzguß aus Kunststoff hergestellt sein oder aus Metall bestehen.

Das Verschlußplättchen 16 ist lösbar am Träger 15 befestigt. Dazu weist der Träger 15 einen Permanentmagnet 19 auf. Das Verschlußplättchen 16 besteht aus Stahl. Das heißt, es ist ferromagnetisch und haftet damit an dem Permanentmagneten 19 des Trägers 15.

Das Verschlußplättchen 16 weist an seinem Umfang einen nach unten vorstehenden ringförmigen Vorsprung 20 auf.

An das Gehäuse 2 sind an der von dem Behälter 4 abgewandten Stirnseite 21 drei Leitungen 22, 23, 24 angeschlossen. Die Leitungen 22 und 23 führen dabei zu elektrisch betätigbaren Ventilen 25, 26, die auf der Stirnseite 21 des Gehäuses 2 befestigt sind. Die Leitung 24 ist direkt an das Gehäuse 2 angeschlossen. Von den Ventilen 25, 26 führen in der Zeichnung nicht dargestellte Bohrungen in dem Gehäuse 2 seitlich in die Ausnehmung 18, während von der Leitung 24 eine in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte Bohrung in den durch den Kolben 12 abgeschlossenen Teil des Zylinderraums 10 führt. Die Leitung 22 führt zu einer nicht dargestellten Vakuumpumpe, die Leitung 23 zu einer nicht dargestellten Druckflasche mit Schutzgas, z. B. Argon, und die Leitung 22 ebenfalls zu der Vakuumpumpe.

Der Kopf 1 kann nach oben durch eine Schutzhaube 27 abgedeckt sein, wie in der Zeichnung angedeutet.

Der Deckel 3 weist in der Mitte ein Loch 28 mit einem Durchmesser von z. B. 2 bis 6 Millimeter auf. Das Loch 28 kann aber auch wesentlich größer sein, also maximal praktisch den gesamten Durchmesser des Deckels 3 einnehmen. Um das Loch 28 ist auf dem Deckel 3 ein flächiger Dichtring 29 befestigt, beispielsweise aufgeklebt. Der Deckel 3 sitzt, wie üblich, mit einer Dichtung 30 fest auf dem Behälter 4. Der gefüllte Behälter 4 wird z. B. so angeliefert, daß das Loch 28 mit einem Klebeband verschlossen ist. Wenn dann der Behälter 4 geöffnet worden ist, um einen Teil seines Inhaltes zu entnehmen, wird das Klebeband abgenommen. Um dann die Luft aus dem mit dem Deckel 3 verschlossenen Behälter 4 zu entfernen, wird folgendermaßen vorgegangen:

Der Füllkopf 1 wird in dem Zustand, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, z. B. mit der Hand auf den Deckel 3 aufgesetzt, so daß die Dichtung 6 am Füllkopf 1 um die Dichtung 29 am Deckel 2 angeordnet ist und gegen den Deckel 3 gedrückt wird.

Alsdann wird über die Leitung 24 der Zylinderraum 10 evakuiert, wodurch der Kolben 12 mit dem Träger 15 und dem daran magnetisch haftenden Verschlußplättchen 16 eingefahren wird.

Das Ventil 25 wird nun geöffnet, so daß über die Leitung 22 an den Raum ein Vakuum angelegt wird, der zwischen der Stirnseite 5 des Gehäuses 2 und dem Deckel 3 liegt und durch die Dichtung 6 abgeschlossen wird. Da dieser Raum mit dem Inneren des Behälters 3 über das Loch 28 im Deckel 3 kommuniziert, wird zugleich der Behälter 4 evakuiert.

Wenn der mit einem Drucksensor gemessene Unterdruck einen vorgegebenen Wert von z. B. 200 Millibar erreicht hat, wird das Ventil 25 geschlossen. Dieser vorgegebene Wert richtet sich vor allem nach der Stabilität des Behälters 4, also danach, welches Vakuum der Behälter 4 aushält.

Alsdann wird das Ventil 26 geöffnet, so daß dem Raum, der von dem Gehäuse 2, dem Deckel 3 und der Dichtung 6 eingeschlossen wird, nunmehr Schutzgas zugeführt wird. Die Schutzgaszufuhr erfolgt, bis sich ein vorgegebener Unterdruck gegenüber der Atmosphäre (ca. 1000 Millibar) von beispielsweise 800 Millibar eingestellt hat. Das heißt, es verbleibt ein leichtes Vakuum von minus 200 Millibar im Behälter 4. Alsdann wird das Ventil 26 geschlossen.

Die Evakuierung und Schutzgaszufuhr kann durch entsprechende Drucksensoren, die die Druckventile 25, 26 betätigen, automatisch erfolgen. Alsdann wird die Leitung 24 mit der Atmosphäre verbunden, so daß der Kolben 12 wieder ausgefahren wird und die in der Zeichnung dargestellte Stellung einnimmt. Der Unterdruck im Behälter 4 saugt das Verschlußplättchen 16 an. Diese Saugkraft ist größer als die Haltekraft des Magneten 19. Dadurch bleibt das Verschlußplättchen 16 an dem Deckel 3 haften, wenn der Füllkopf 1 abgenommen wird.

Der Unterdruck, der in dem Behälter 4 erforderlich ist, um das Verschlußplättchen 16 so fest gegen die Dichtung 29 zu drücken, daß eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist, hängt von dem Durchmesser des Verschlußplättchens 16 ab, auf die der Unterdruck wirkt. Bei einem Durchmesser des Plättchens 16 von 2 Zentimeter oder mehr reicht im allgemeinen ein Unterdruck von minus 100 Millibar gegenüber dem Atmosphärendruck aus. Wenn insbesondere bei größeren Behältern ein Unterdruck dieser Größe nicht eingestellt werden kann, kann das Verschlußplättchen 16 entweder größer ausgebildet werden oder zusätzlich mit einem Klebeband fixiert werden. Auch ist es möglich, das Verschlußplättchen 16 an der der Dichtung 29 zugewandten Seite mit einer Klebebeschichtung zu versehen.

Durch den Vorsprung 20 des Verschlußplättchens 16 wird eine sehr hohe Flächenpressung zwischen dem Verschlußplättchen 16 und der Dichtung 29 im Bereich des Vorsprungs 20 und damit eine besonders zuverlässige Abdichtung erreicht.

Durch die Ventile 25, 26 auf dem Füllkopf 1 ist sichergestellt, daß durch Undichtigkeiten in der Leitung 23 keine Luft in den Behälter 4 gelangen kann. Auch wird dadurch der Gasverbrauch herabgesetzt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Füllen eines mit einem Deckel verschließbaren Behälters mit einem Schutzgas, gekennzeichnet durch einen Füllkopf (1), welcher an seiner dem Deckel (3) zugewandten Stirnseite (5) eine um ein Loch (28) im Deckel (3) legbare Dichtung (6) aufweist und an den wenigstens eine Leitung angeschlossen ist, mit der der durch die Dichtung (6) abgedichtete Raum zwischen der Stirnseite (5) des Füllkopfes (1) und dem Deckel (3) evakuierbar und mit dem Schutzgas füllbar ist.

2. Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Füllkopf (1) jeweils eine Leitung (22, 23) zum Füllen des Raumes zwischen der Stirnseite (5) und dem Deckel (3) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite (5) innerhalb der Dichtung (6) ein axial bewegbarer Träger (15) vorgesehen ist, an dem ein Verschlußplättchen (16) für das Loch (28) in dem Deckel (3) lösbar befestigbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Befestigung des Verschlußplättchens (16) der Träger (15) einen Magneten (19) aufweist und das Verschlußplättchen (16) ferromagnetisch ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Deckel (3) um das Loch (28) eine Dichtung (29) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche des Verschlußplättchens (16) mit der Dichtung (29) durch einen Vorsprung (20) an der dem Deckel (3) zugewandten Seite des Verschlußplättchens (16) gebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegbarkeit des Trägers (15) in axialer Richtung ein in einem Raum (10) des Gehäuses (2) verschiebbarer, pneumatisch betätigbarer Kolben (12) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) mit dem Deckel (3) zur Aufnahme eines Originalbehälters ausgebildet ist.