EP2675726A1 - Verfahren zur herstellung eines behälters für ein füllgut - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines behälters für ein füllgut

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Publication number
EP2675726A1
EP2675726A1 EP12705061.5A EP12705061A EP2675726A1 EP 2675726 A1 EP2675726 A1 EP 2675726A1 EP 12705061 A EP12705061 A EP 12705061A EP 2675726 A1 EP2675726 A1 EP 2675726A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
generating body
housing
force
filling
force generating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12705061.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Kertels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOAFLEX GmbH
Original Assignee
NOAFLEX GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NOAFLEX GmbH filed Critical NOAFLEX GmbH
Publication of EP2675726A1 publication Critical patent/EP2675726A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/0055—Containers or packages provided with a flexible bag or a deformable membrane or diaphragm for expelling the contents
    • B65D83/0061—Containers or packages provided with a flexible bag or a deformable membrane or diaphragm for expelling the contents the contents of a flexible bag being expelled by the contracting forces inherent in the bag or a sleeve fitting snugly around the bag
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/42—Filling or charging means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/02—Machines characterised by the incorporation of means for making the containers or receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B65B3/10—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by application of pressure to material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • Y10T29/49885—Assembling or joining with coating before or during assembling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a container for a filling material, wherein the container comprises a housing and a protruding into the housing rubber elastic force generating body having a longitudinal axis and with a filling space for receiving the medium, wherein the force generating body has a closed first longitudinal end and in the area an opposite second longitudinal end is suspended relative to the housing, wherein the force-generating body when it is filled in the housing - with respect to the longitudinal axis - radially and axially expands.
  • the elastic extensibility of the force-generating body can be used in such a container to produce a force acting on the filling material, resulting from the tensile stress of the force-generating body application force, which can drive out the contents of the force generating body.
  • the contents may be, for example, a liquid, pasty, creamy or gel-like substance, which is to be dispensed in a dosed manner by means of the container.
  • the container can be equipped with a user-operable valve system.
  • the total application force acting on the contents alone results from the expansion stress of the force-generating body, i.
  • Additional force generating means in the form of a propellant gas or separate spring elements are dispensable.
  • additional force-generating means can be provided as supportive if desired, wherein advantageously at least the predominant part of the total available application force results from the expansion stress of the force-generating body.
  • the invention is based on such a configuration of the housing and the force-generating body that the force-generating body expands radially and axially when filled in such a way in the housing relative to the longitudinal axis that it reaches a partial filling state in particular at a distance from the second longitudinal end to a radial extension limiting the first wall portion of the housing applies and with continued filling, the first longitudinal end of an expansion axially delimiting second wall portion of the housing under increasing axial enlargement of the area of the system of the power generating body to the first wall portion approaches ,
  • An object of the invention is, therefore, to show a way in which the risk of detachment of the same when filling the force-generating body can be reduced by the occurrence of excessive axial forces.
  • the invention provides a method for producing a container for a filling according to claim 1.
  • the container comprises a housing and an elastomeric force generating body projecting into the housing with a longitudinal axis and with a filling space for receiving the contents, wherein the force generating body has a closed first longitudinal end and is suspended in the region of an opposite second longitudinal end relative to the housing.
  • the force generating body expands during its filling in such a manner in the housing - with respect to the longitudinal axis - radially and axially, that it applies to achieve a partial filling state, in particular at a distance from the second longitudinal end to a radially limiting the first wall portion of the housing and in the case of continued filling, the first longitudinal end approaches a second wall part of the housing axially delimiting the extension with increasing axial enlargement of the area of the system of the force-generating body on the first wall part.
  • the method is characterized in that at least part of the first wall part inside the housing and / or at least part of the force generating body is subjected to a friction-reducing surface treatment on the outside before filling the force-generating body.
  • the surface treatment may include applying a friction-reducing substance to the first wall part or / and the force-generating body.
  • the surface treatment may comprise a fluorination of the first wall part or / and of the force-generating body.
  • a friction-reducing substance it is preferable to provide at least the first wall part of the housing with such a friction-reducing substance.
  • the layer thickness of the applied substance decreases with increasing expansion of the force-generating body (the same amount of the substance must spread to a steadily increasing surface), exclusive wetting of the force-generating body with the friction-reducing substance (without simultaneous application of such a substance to the Housing) as not preferred, although not excluded in principle.
  • the reduced friction between the force generating body and the housing due to the surface treatment allows a better slippage of the force generating body on the first housing wall part, thereby facilitating the axial expansion of the force generating body, minimizing axial force peaks of the force generating body on other components of the container and equalizing the stresses in the material of the force generating body. It has been found that in this way even a shorter axial dimensioning of the force generating body is possible and thus the material usage per manufactured power generating body can be reduced, which nevertheless can lead to a total of relevant cost savings in the context of a mass production despite the additional expense for the surface treatment.
  • a friction-reducing substance for example, a lubricant based on water can be used, in the simplest case even pure water.
  • a water-based lubricant may include, for example, glycerin as another ingredient.
  • the friction-reducing substance may in such embodiments with time partially or even substantially completely volatilize, the then increased friction between the force generating body and housing for the emptying of the force generating body will usually have no adverse effect, especially in view of the slowness, with which emptying is usually done in comparison to the filling.
  • the order of the friction-reducing substance can be done for example by spraying, dipping, spinning or brushing.
  • the friction partners ie, the housing and the force generating body
  • the surface energies of the friction partners make this possible, instead of atomizing the friction-reducing substance, the application can be carried out, for example, with a roller or a brush or in a dipping process.
  • the surface treatment can be limited to those wall parts of the housing to which an expansion-related, in particular axial slippage of the force-generating body can occur at all.
  • a silicone rubber preferably an addition-crosslinking silicone rubber (in particular a liquid silicone rubber), is recommended for the force-generating body, although other elastomers (such as polyurethane) should not be excluded.
  • elastomers such as polyurethane
  • the friction-reducing substance may be a wipeable, non-adherent lubricant, although it is not excluded in the invention, at least on the inside of the housing to apply a firmly adhering lubricant.
  • a friction-reducing surface treatment is particularly useful for material pairings with relatively strong mutual friction.
  • a relatively high friction is found with the power generating body, especially when made of a silicone rubber.
  • Other plastics can also show a comparatively strong friction with respect to the surface of a silicone rubber body.
  • the invention is by no means limited to housings made of PE (polyethylene) or PP (polypropylene).
  • a housing made of PMMA (polymethylmethacrylate) or PET (polyethylene terephthalate) in which case, however, the surface treatment should preferably produce a permanent friction-reducing layer on the first wall part or on the force-generating body.
  • Such a durable friction reducing layer may be formed, for example, by a non-evaporating lubricant, which then forms a permanent barrier between the PMMA or PET material of the housing and the material of the power tool. can form body.
  • a non-evaporating lubricant which then forms a permanent barrier between the PMMA or PET material of the housing and the material of the power tool. can form body.
  • the background is that many fabrics may tend to "stick dry” with self-adhering silicone (materials from a liquid silicone rubber, for example, show such a self-adhesive property.) This "dry bonding" results from the formation of hydrogen bonds between the rubbing partners, resulting in a permanent bond can. For PMMA and PET, such a “dry bonding" is to be feared, which is why the surface treatment in these
  • Plastic materials should form a permanent barrier to the material of the force generating body.
  • Polyethylene and polypropylene have no oxygen atoms in the molecular structure, which avoids the formation of hydrogen bonds to silicone.
  • a material without oxygen atoms in the molecular structure is used for the housing, it is therefore not absolutely necessary to provide a permanent friction-reducing barrier between the housing and the force-generating body. Instead, a fleeting lubrication can suffice there.
  • the housing shape may be, for example, bottle or can-like; In this case, it may, for example, be approximately cylindrical or have regions of different diameters, for example in the manner of a conical shape or with a more complex diameter profile.
  • the housing is longer than wide, wherein the force-generating body is arranged with its longitudinal axis along the longitudinal extent of the housing in this.
  • the first wall part of the housing may have at least one channel-like indentation, for example, on its housing-side wall surface in the region of the system of the force-generating body.
  • Such a recess can be used for the defined prevention of the sliding movement of the force generating body on the first wall part.
  • the indentation represents a local increase in diameter at which the force-generating body can expand more radially.
  • the expansion of the force-generating body into the indentation can locally stop or at least reduce the slipping motion of the force-generating body, even if the friction-reducing surface treatment approaches the area of the friction-reducing surface treatment.
  • the expansion behavior of the force generating body is such that it does not apply axially before reaching a filling volume to the second wall portion of the housing, which is at least 1.5 times, more preferably at least 2.0 times, more preferably at least 2.5 -fold, preferably at least 2.8 times a Ein spallvolumens is from which the
  • the expansion behavior of the force-generating body may be such that it rests radially against the first wall portion of the housing before reaching a filling level of 50%, better 45%, even better 40%, preferably 35% of a specified nominal filling volume of the container.
  • the nominal filling volume may correspond, for example, to a filling indication attached to the outside of the container and directed to the buyer or user. This can for example be printed or embossed or otherwise formed.
  • the expansion behavior of the force generating body may be such that it is preferred before reaching a filling level of 45%, better still 40%, even better 35% 30% of the void volume of the housing radially to the first wall part of the housing applies.
  • the expansion behavior of the force generating body can be such that it does not reach the filling level of 75%, better 80%, even better 85%, preferably 90% of a specified nominal filling volume of the container axially to the second wall part of the housing applies.
  • the expansion behavior of the force-generating body can be such that it does not engage axially against the second wall portion of the housing upon filling before reaching a filling level of 60%, better 65%, even better 70%, preferably 75% of the empty volume of the housing.
  • the force-generating body is preferably provided with a filling-related axial elongation of at least 1.6 times, more preferably at least 1.7 times, even better at least 1.8 times, its axial length in the unfilled state. without the force-generating body axially abutting the housing with its closed end.
  • This allows an expansion behavior of the force generating body, in which he filled axially with a nominal filling volume specified for the container axially at least 1.6 times, more preferably at least 1.7 times, more preferably at least 1.8 times its axial Length in the unfilled state expands.
  • the force-generating body has an opening in the region of its second longitudinal end and is connected in this area to a relatively stiffer, annular connecting body, which in turn is connected to at least one further container component, in particular at least one component of the housing, as part of the container assembly ,
  • the force generating body can be produced by injection molding and molded onto the connecting body.
  • the invention provides a container for a filling material, wherein the container comprises a housing and a protrude ⁇ in the housing ⁇ the rubber-elastic force generating body having a longitudinal axis and with a filling space for receiving the medium, wherein the Krafterzeu- tion body has a closed first longitudinal end and is suspended in the region of an opposite second longitudinal end relative to the housing, wherein the force generating body in its filling in such a manner in the housing - with respect to the longitudinal axis - radially and axially expands, that it reaches a Partial filling state, in particular at a distance from the second longitudinal end to a radial extension limiting first wall portion of the housing applies and continued filling the first longitudinal end of an expansion axially delimiting second wall portion of the housing under increasing axial enlargement of the area of the system of the force generating body to the first wall portion approaches.
  • the first wall part can be designed with at least one groove-like indentation, which is located in
  • Circumferential direction of the housing over the entire circumference or only a part of the housing circumference extends.
  • FIG. 2 is a spray head of the container of FIG. 1 in an enlarged view
  • Fig. 4 is an exemplary diagram for illustrating a filling process of the container of Fig. 1
  • Fig. 5 shows schematically a phase of the manufacturing process of the container of Fig. 1, wherein in this phase, a housing of the container inside with a
  • Lubricant is sprayed.
  • FIGS. 1 and 2 The container shown there, designated 10, is exemplified as a hand-held fire extinguisher, although other forms of use, such as dispensers for cosmetics, food or technical substances such. Lubricants are equally possible.
  • the container 10 serves for storage and metered dispensing of a filling material, whereby the external configuration of the container may be, for example, bottle-like or can-like (with for example cylindrical or barrel-shaped basic shape) or follow any other shapes.
  • the container 10 has, in the example shown, a housing 12 made of polyethylene or polypropylene, for example, with a housing axis 14, a generally cylindrical shell portion 16 surrounding the shaft 14, and a bottom portion 18 closing the shell 12 axially adjacent the shell portion 16.
  • a housing axis 14 for example, with a housing axis 14, a generally cylindrical shell portion 16 surrounding the shaft 14, and a bottom portion 18 closing the shell 12 axially adjacent the shell portion 16.
  • a housing neck 20 In the region of the axially upper end of the casing part 16 of the housing 12 extends radially inwardly and forms a housing neck 20 with a housing opening 22nd
  • a rubber-elastic force generating body 24 is suspended, which projects into the designated interior 26 of the housing 12.
  • the force generating body 24 is designed to be elongated in the unfilled, relaxed state in the manner of a condom and has a longitudinal axis 28. In its interior, it forms a filling chamber 30, which serves to receive a sprayable, such as foaming filling material.
  • the filling material is an extinguishing agent, for example in the form of a quenching gel or an extinguishing liquid.
  • the force-generating body 24 is produced in an injection molding process with a ball-like rounded closed end 32 and an opening 34 formed at the opposite longitudinal end, preferably made of a silicone material, in particular liquid silicone rubber. It is understood that other elastomeric materials are equally usable, such as a polyurethane-based plastic.
  • the force generating body 24 is formed in one piece in the example shown, but it may optionally inside or / and outside be coated comparatively thin with a permanent layer of another material.
  • the force-generating body 24 is suspended in the housing 12 in such a way that in the unfilled state its longitudinal axis 28 extends substantially parallel to the housing axis 14, in particular coincident with it approximately.
  • a connecting ring 36 which is made of a comparatively stiff material which is as inelastic as possible and which in turn is fastened to the housing 12.
  • the connecting ring 36 has an axially extending portion 38, with which it is inserted into the housing opening 22.
  • This axially extending portion 38 extends from an approximately annular disc-shaped portion 40, which projects beyond the axially extending portion 38 both radially inwardly and radially outwardly.
  • the connecting ring 36 can be considered in cross-section in a rough approximation as T-shaped, wherein the axial portion 38 forms the main leg of the T and the annular disc portion 40 forms the transverse leg of the T.
  • the T-shape of the connecting ring 36 is slightly modified in the example shown, due to the presence of the projecting axially upward projection 42.
  • an adhesive connection between the portion 38 and / or the radially outer portion of the portion 40 and the housing 12 may be provided. It is also conceivable to fix the connecting ring 36 to the housing 12 by means of a snap or clamping connection or by means of a thread or a bayonet closure.
  • connection between the connecting ring 36 and the force generating body 24 is cohesively.
  • the force generating body 24 is molded onto the connecting ring 36, for which purpose the Ver ⁇ binding ring 36 can be inserted as a prefabricated component in the intended for the force generating body 24 injection mold in the context of the injection process. It can be seen that the force-generating body 24 only on the radially inner side of the connecting ring 36 is molded onto these.
  • the radially outer regions of the connecting ring 36 are free of the material of the force-generating body 24. This is advantageous for the pressure conditions in the filled state; Tensile stresses in the connecting region between force-generating body 24 and connecting ring 36 can be better avoided.
  • the connecting ring 36 is preferably made of a polyamide or of polybutylene terephthalate (PBT) or polyethylene terephthalate (PET).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the cover part 44 is connected in its radially outer region by a crimp connection with the axial extension 42 of the connecting ring 36.
  • a sealing ring 46 which in the example shown is cross-sectioned in cross-section, is inserted between the cover part 44 and the extension 42 in order to prevent undesired discharge of filling material from the filling space 30 at the connection point between cover part 44 and connecting ring 36.
  • the cover member 44 serves as a support of a valve assembly, generally designated 48, which may be clamped, glued, or otherwise attached to the cover member 44, for example. It intersperses with a valve main body 50 a unspecified, central opening of the cover member 44 and has a mitzu appealdes by the user in the axial direction actuator 52, which also forms an outlet channel 54 for the extinguishing agent to be sprayed. Depending on the configuration, in particular viscosity of the extinguishing agent, the geometry of the outlet channel 54 may be different.
  • the force-generating body 24 is formed in the example shown on a majority of its axially below (ie, beyond) the connecting ring 36 lying length in the manner of a hose having both inner peripheral side and outer peripheral side circular cross-section.
  • This tubular portion begins approximately at a dashed line in Fig. 1 at 56 shown axial position and extends axially to where the wall of the force generating body 24 begins to converge in the region of the closed end 32. This position is schematically indicated in FIG. 1 at 58.
  • Both a linear increase in thickness and a linear decrease in diameter (with constant wall thickness) of the wall of the force-generating body 24 in the tubular region promote an expansion behavior, as shown in Figs. 3a to 3e and will be explained later. In the case of a thickness increase, this can continue beyond the lower axial end of the hose region of the force-generating body 24 into the region of the closed end 32.
  • the force-generating body 24 in the tubular region may have an inner peripheral surface 60 that tapers conically with respect to the closed end 32, relative to the longitudinal axis 28, and an outer circumferential surface 62 that extends in a circular-cylindrical manner relative to the axis 28.
  • the included between the conically tapered inner peripheral surface and the cylindrical outer peripheral surface angle (widening angle of the wall thickness) is for example about 0.2 to 0.3 degrees. Over an axial distance of example ⁇ example, about 10 cm corresponds to the wall thickness increase then a few tenths of a millimeter (eg, about 0.4 - 0.5 mm).
  • both the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the force generating body 24 may be tapered, both tapering toward the closed end 32 of the force generating body.
  • the taper of the inner peripheral surface may be stronger than that of the outer peripheral surface, so that an overall increase in the wall thickness as it progresses towards the closed end 32 of the force generating body results.
  • the expansion angle of the wall thickness may in turn have a value in the order of tenths of degrees or it may be slightly smaller than before, because due to the taper of the outer peripheral surface of the wall thickness increase an effective diameter reduction of Krafter ⁇ generating body is superimposed.
  • the diameter of the force-generating body 24 alone can be reduced in the tubular region with a constant wall thickness.
  • the inner peripheral surface and the outer peripheral surface are preferably both tapered in this case and both taper at the same taper angle toward the closed end 32.
  • the diameter reduction angle may have a similar value (in the order of tenths of degrees) as previously the wall thickness expansion angle.
  • the range of continuous increase of the wall thickness of the force generating body 24 or / and continuous reduction of the diameter extends over a majority of the axial total length of the force generating body 24, for example at least 70% or even at least 75%.
  • the force-generating body 24 may have a more complex wall geometry. However, the axial length of this region is short compared to the total length of the force generating body 24.
  • the force-generating body 24 in the region of the axially lower end of the connecting ring 36 has a point of increased wall thickness, at which a radially inwardly projecting, circumferential wall thickening 63 is located.
  • the wall thickening 63 helps to keep the stresses in the material of the force-generating body 24 in the region of the axially lower end of the connecting ring 36 low. At the same time, it can serve as a demoulding aid for the mold core of the injection mold used to produce the force-generating body 24.
  • FIG. 3 a shows the unfilled state of the force-generating body 24. It can be seen that the force-generating body 24 has an axial distance from the bottom part 18 of the housing 12. He also has round radial distance from the skirt portion 16, and this is true at least for ⁇ that region in which the force-generating body 24 is radially extensible and is not prevented as far as possible through the connecting ring 36 at a radial expansion.
  • FIGS. 3 b, 3 c, 3 d, and 3 e indicate expansion states of the force-generating body 24 different degrees of filling up to a final filling state ( Figure 3e).
  • the filled volume in the final filling state is dependent on a nominal filling quantity prescribed for the container 10 and in any case is greater than this.
  • the dead volume of the force generating body 24 (inner volume in the unfilled state) can be kept small by providing a volume displacer (not shown in detail).
  • the expansion of the force generating body 24 takes place both in the radial direction and in the axial direction. It will be appreciated that the radial extent is first approximately greatest in an axial center region of the force generating body 24 (centered on its respective axial length). With a sufficient degree of filling, the force-generating body 24 finally abuts the casing part 16 all around (FIG. 3c). As a result, two subspaces 64, 66 between the housing 12 and the force generating body 24 are separated axially above and below the contact area, in which the force generating body 24 abuts the shell portion 16, whose volumes increasingly decrease upon further filling of the force generating body 24.
  • the abutment region in which the force-generating body 24 bears against the jacket part 16, expands in both axial directions, i. axially downwards and axially upwards, further out (although more towards axially lower).
  • the casing part 16 forms a radial expansion limiting first wall part in the context of the invention.
  • the force-generating body 24 has expanded axially to at least close to the bottom part 18 of the housing 12 and preferably rests flat in an approximately spherical base recess 68 (see FIG. 3d). In this state, the force generating body 24 abuts on a large part of the axial length of the shell part 16 at this.
  • the Ansto ⁇ Shen of the force generating body 24 on the bottom part 18 is preferably carried out shortly before reaching the nominal filling, for example, only after filling of at least 80%, better at least 85% and more preferably at least 90% of the nominal filling quantity of the container 10.
  • the area of the bottom part 18 can be avoided, at least as long as the filled medium does not freeze and does not thereby increase its volume. ßert.
  • the bottom part 18 forms a second wall part bounding the axial extension in the sense of the invention.
  • the stored in the force generating body 24 Dehnschreib causes a force acting on the filled product force through which the filling material is expelled from the container 10 upon actuation of the valve assembly 48.
  • Other force generating means are not present in the container 10 shown.
  • the application force is completely applied by the force generating body 24.
  • the filling amount (filling volume) to be filled up to the final filling state may be, for example, between 105% and 115% of the nominal filling amount assigned to the container 10.
  • the total amount filled corresponds to the nominal filling quantity plus the initial volume of air in the filling space 30 in the unfilled state of the force generating body 24 plus an additional volume.
  • This additional volume serves to compensate for losses that may result from a decreasing recovery capability of the stretched body generating body 24 and from depletion of contents of the fill through the wall of the force generating body 24.
  • the additional volume may once again be at least as great as the initial volume of air in the filling space 30 of the unstretched force-generating body 24.
  • FIG. 4 shows, by way of example, qualitative developments for axial elongation (characteristic curve 1) and diameter expansion (characteristic curve 2) when the container 10 is filled.
  • the force-generating body 24 can expand both axially and radially without restriction through the housing 12.
  • the force-generating body 24 first comes into contact with the casing part 16 of the housing 12. This corresponds to the state shown in FIG. 3c.
  • the term force element used in FIG. 4 refers to the force-generating body 24;
  • Wall means the part of the housing wall formed by the shell part 16.
  • the characteristic curve 2 changes from the filling volume Vi into a horizontal straight line.
  • the tip of the force generating body 24 ie, its closed end 32 shifts axially toward the bottom part 18. This is indicated in the diagram of Figure 4 by a continued increase in the characteristic curve 1 beyond the filling volume Vi.
  • the filling volume V 2 Upon reaching a filling volume V 2 , the axially lower end 32 of the force generating body 24 abuts the bottom part 18 of the housing 12. At the latest then the filling process is completed. There is no further, at least no significant, further filling beyond this point of impact of the force generating body 24 at the bottom portion 18.
  • the filling process can be completed before the force generating body 24 abuts the bottom part 18.
  • the filling volume V 2 at which the filling process is completed, is above the nominal filling volume of the container 10.
  • the total filled filling volume V 2 could be about 900 cm 3 ,
  • the graph of Figure 4 illustrates that the first-time radial contact of the force generating body 24 takes place on the shell part 12 comparatively early, before the final filling state (filling volume V 2 ) is reached.
  • the filling volume Vi can be, for example, between 20% and 50%, preferably between 25% and 40%, of the filling volume V 2 .
  • the filling volume V 2 is at least 2.0 times, for example approximately 3.0 times or even an even greater multiple of the filling volume i.
  • the filling volume Vi can be, for example, about 30% to 35% of the nominal filling volume.
  • a referencing to the void volume of the housing 12 is conceivable.
  • the volume of Gezza ⁇ seinnenraums 26 is meant in the absence of power generating body 24th Based on such a void volume of the housing 12, the filling volume Vi can be for example between about 20% and 30%.
  • the diameter expansion of the force generating body 24 to the abutment on the shell part 16 for example, be between 200% and 300%, the axial elongation upon reaching the filling volume V 2 can example ⁇ be between 80% and 150%.
  • the free space in the unfilled state axially below the force generating body 24 to the bottom portion 18 of the housing 12 is dimensioned so that the force generating body 24 applies only after filling a nominal filling volume of the container 10 more than sufficient filling amount to the bottom part 18, ie after more than 100 % of the nominal filling volume.
  • an installation of the force-generating body 24 at the bottom part 18 takes place only after filling at least 110% or even at least 120% of the nominal filling volume of the container 10.
  • the axial free space below the force-generating body 24 can be dimensioned such that a bearing of the force-generating body 24 does not take place on the bottom part 18 before at least 85%, preferably at least 90% of the housing vial volume is filled into the force-generating body 24.
  • the friction between the inner surface of the housing 12, particularly the inner surface of the skirt portion 16, and the outer surface of the force generating body 24 may be considerable. This is especially true in the case of manufacturing the force generating body 24 from a silicone rubber. Silicone materials often have a surface that makes anything but smooth sliding possible. If the housing 12 is also made of a plastic, in particular polyethylene or polypropylene, a material pairing between the housing 12 and the force generating body 24 can easily result, which prevents almost any slipping (sliding).
  • the inner surface surface of the housing 12, at least in the region of the jacket part 16, is sprayed with a friction-reducing substance, as shown schematically in FIG. 5.
  • the friction-reducing substance is preferably a water-based lubricant (eg with glycerine as a further main constituent), which may at least partially volatilize over time.
  • a silicone-based or mineral oil-based lubricant should not be used if a silicone rubber force generating body is used because the lubricant might attack the material of the force generating body.
  • the lubricant is sprayed as shown in FIG. 5, for example by means of a spray bar 70, which can dive through the housing neck 20 into the housing 12.
  • a spray bar 70 By means of the spray bar 70, the jacket part 16 can be sprayed on the inside with the lubricant at least over part of its axial length and, if desired, also the bottom part 18 of the housing 12.
  • a schematically indicated spray control unit 72 controls the spraying process.
  • a friction reduction between the housing 12 and the force-generating body 24 can be achieved by fluorination of at least one of the two surfaces forming the friction pairing.
  • fluorination the surface properties can be changed and thus reduce the friction.
  • Both silicone materials and other plastics can usually be fluorinated well.
  • the fluorinated compounds on the surface of the body thus treated are generally comparatively stable, so that fluorination is not only possible, but especially if the materials of the housing 12 and of the force-generating body 24 are at risk of dry adhesion
  • fluorination can then create a permanent separation layer. the one which prevents the formation of such hydrogen bonds or at least reduces in number.
  • FIGS. 1 and 3a to 3e clearly show a plurality of radial indentations 76 formed in the casing part 16 of the housing 12, the notion of indentation being understood here from the perspective of a viewer looking at the casing part 16 on the inside of the casing.
  • the indentations 76 are groove-like in the example shown and extend in the circumferential direction of the shell part 16. You can z. B. over the entire housing circumference.
  • a plurality of indentations 76 may be arranged in an axial plane in the circumferential direction one behind the other at a distance. In the example shown, moreover, such indentations 76 are provided in several axial planes one above the other.
  • At least a portion of the indentations 76 is located in a region of the shell part 16, in which the force-generating body 24 rests against the shell part 16 in the course of its expansion over the respective indentation 76, the force-generating body 24 expanding slightly more in the region of the indentation 76 can, ie into the indentation 76 can expand into.

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Abstract

Ein Behälter (10) für ein Füllgut umfasst ein Gehäuse (12) sowie einen in das Gehäuse ragenden gummielastischen Krafterzeugungskörper (24) mit einem Füllraum zur Aufnahme des Füllguts. Der Krafterzeugungskörper besitzt ein geschlossenes ersten Längsende und ist im Bereich eines gegenüberliegenden zweiten Längsendes relativ zu dem Gehäuse aufgehängt. Bei seiner Befüllung dehnt sich der Krafterzeugungskörper in solcher Weise in dem Gehäuse radial und axial aus, dass er sich beim Erreichen eines Teilbefüllungszustands an einen die Ausdehnung radial begrenzenden ersten Wandteil (16) des Gehäuses (12) anlegt und bei fortgesetzter Befüllung sich das erste Längsende einem die Ausdehnung axial begrenzenden zweiten Wandteil (18) des Gehäuses unter zunehmender axialer Vergrößerung des Bereichs der Anlage des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Wandteil nähert. Vor der Befüllung des Krafterzeugungskörpers wird zumindest ein Teil des ersten Wandteils gehäuseinnenseitig oder/und zumindest ein Teil des Krafterzeugungskörpers außenseitig einer reibungsmindernden Oberflächenbehandlung unterzogen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Behälters für ein Füllgut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters für ein Füllgut, wobei der Behälter ein Gehäuse sowie einen in das Gehäuse ragenden gummielastischen Krafterzeugungskörper mit einer Längsachse und mit einem Füllraum zur Aufnahme des Füllguts umfasst, wobei der Krafterzeugungskörper ein geschlossenes erstes Längsende besitzt und im Bereich eines gegenüberliegenden zweiten Längsendes relativ zu dem Gehäuse aufgehängt ist, wobei sich der Krafterzeugungskörper bei seiner Befüllung in dem Gehäuse - bezogen auf die Längsachse - radial und axial ausdehnt.
Die elastische Dehnbarkeit des Krafterzeugungskörpers kann bei einem derartigen Behälter zur Erzeugung einer auf das Füllgut wirkenden, aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers resultierenden Ausbringkraft genutzt werden, welche das Füllgut aus dem Krafterzeugungskörper heraustreiben kann. Das Füllgut kann beispielsweise eine flüssige, pastöse, cremeartige oder gelartige Substanz sein, die mittels des Behälters dosiert ausgebracht werden soll. Zur Dosierung der ausgebrachten Menge kann der Behälter mit einem be- nutzerseitig betätigbaren Ventilsystem ausgestattet sein.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen des Behälters resultiert die insgesamt auf das Füllgut wirkende Ausbringkraft allein aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers, d.h. es sind zusätzliche Krafterzeugungsmittel in Form eines Treibgases oder gesonderter Federelemente entbehrlich. Es versteht sich freilich, dass solche zusätzlichen Krafterzeugungsmittel gewünschtenfalls unterstützend vorgesehen sein können, wobei vorteilhafterweise zumindest der überwiegende Teil der insgesamt verfügbaren Ausbringkraft aus der Dehnspannung des Krafterzeugungskörpers resultiert.
Hinsichtlich des Stands der Technik zu Behältnissen mit einem elastisch dehnbaren Krafterzeugungskörper zur Aufnahme eines dosiert ausbringfähigen Füllguts wird beispielhaft auf WO 2007/009651 A2, DE 103 10 079 AI,
US 3,672,543, DE 43 33 627 C2, DE 201 20 143 Ul, DE 201 20 142 Ul,
DE 10 2004 005 881 AI und EP 0 361 091 AI verwiesen. Des weiteren wird auf CH 591 901 A5 sowie EP 0 276 097 A2 verwiesen. Beide Dokumente offenbaren eine in einem zylinderflaschenartigen Außengehäuse angeordnete, dehnbare Füllblase, welche sich bei Befüllung sowohl radial als auch axial bezogen auf eine Gehäuseachse ausdehnt. In dem CH-Dokument soll die Blase im Endbefüllungszustand ohne wesentliche Behinderung - weder durch den Gehäuseboden noch durch den Zylindermantel - aufgenommen sein. Laut dem EP-Dokument soll die Füllblase im Endbefüllungszustand den innerhalb des Gehäuses verfügbaren Raum vollständig ausfüllen und innig gegen die Gehäusewand drücken.
Die Erfindung geht im Gegensatz hierzu von einer solchen Gestaltung des Gehäuses und des Krafterzeugungskörpers aus, dass sich der Krafterzeugungskörper bei seiner Befüllung in solcher Weise in dem Gehäuse - bezogen auf die Längsachse - radial und axial ausdehnt, dass er sich bei Erreichen eines Teilbe- füllungszustands insbesondere im Abstand von dem zweiten Längsende an einen die Ausdehnung radial begrenzenden ersten Wandteil des Gehäuses anlegt und bei fortgesetzter Befüllung sich das erste Längsende einem die Ausdehnung axial begrenzenden zweiten Wandteil des Gehäuses unter zunehmender axialer Vergrößerung des Bereichs der Anlage des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Wandteil nähert.
Wenn bei einem solchen Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers die Reibung zwischen Krafterzeugungskörper und Gehäuse vergleichsweise hoch ist, kann es vorkommen, dass sich der Krafterzeugungskörper im Zuge seiner Ausdehnung an dem ersten Gehäusewandteil im wesentlichen ausschließlich abrollt, ohne dass eine wesentliche Rutschbewegung des Krafterzeugungskörpers an diesem Wandteil stattfindet. Es hat sich gezeigt, dass dieses Abrollen bzw. das Fehlen eines Rutschens zu beträchtlichen Axialkräften führen können, die vom Krafterzeugungskörper auf die zu seiner Aufhängung im Gehäuse vorgesehenen Verbindungsmittel und damit letztendlich auf das Gehäuse ausgeübt werden. Diese Axialkräfte, so hat sich gezeigt, können unter Umständen so groß sein, dass eine Verbindungslösung im Weg zwischen Krafterzeugungskörper und Gehäuse auftreten kann.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Weg aufzuzeigen, wie bei der Befüllung des Krafterzeugungskörpers das Risiko einer Ablösung desselben durch das Auftreten übermäßiger Axialkräfte verringert werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters für ein Füllgut gemäß Anspruch 1 vor. Der Behälter umfasst ein Gehäuse sowie einen in das Gehäuse ragenden gummielastischen Krafterzeugungskörper mit einer Längsachse und mit einem Füllraum zur Aufnahme des Füllguts, wobei der Krafterzeugungskörper ein geschlossenes erstes Längsende besitzt und im Bereich eines gegenüberliegenden zweiten Längsendes relativ zu dem Gehäuse aufgehängt ist. Der Krafterzeugungskörper dehnt sich bei seiner Befüllung in solcher Weise in dem Gehäuse - bezogen auf die Längsachse - radial und axial aus, dass er sich bei Erreichen eines Teilbefüllungszustands insbesondere im Abstand von dem zweiten Längsende an einen die Ausdehnung radial begrenzenden ersten Wandteil des Gehäuses anlegt und bei fortgesetzter Befüllung sich das erste Längsende einem die Ausdehnung axial begrenzenden zweiten Wandteil des Gehäuses unter zunehmender axialer Vergrößerung des Bereichs der Anlage des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Wandteil nähert. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass vor der Befüllung des Krafterzeugungskörpers zumindest ein Teil des ersten Wandteils gehäuseinnenseitig oder/und zumindest ein Teil des Krafterzeugungskörpers außenseitig einer reibungsmindernden Oberflächenbehandlung unterzogen wird. Die Oberflächenbehandlung kann das Aufbringen einer reibungsmindernden Substanz auf den ersten Wandteil oder/und den Krafterzeugungskörper umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberflächenbehandlung eine Fluorierung des ersten Wandteils oder/und des Krafterzeugungskörpers umfassen.
Soweit eine reibungsmindernde Substanz aufgebracht wird, ist es bevorzugt, zumindest den ersten Wandteil des Gehäuses mit einer solchen reibungsmindernden Substanz zu versehen. Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, zumindest zusätzlich auch auf die Außenoberfläche des Krafterzeugungskörpers eine reibungsmindernde Substanz aufzubringen. Da die Schichtstärke der aufgebrachten Substanz aber mit zunehmender Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers geringer wird (dieselbe Menge der Substanz muss sich auf eine stetig größer werdende Oberfläche verteilen), wird eine ausschließliche Benetzung des Krafterzeugungskörpers mit der reibungsmindernden Substanz (ohne gleichzeitigen Auftrag einer solchen Substanz auch auf das Gehäuse) als nicht bevorzugt angesehen, wenngleich nicht grundsätzlich ausgeschlossen. Die infolge der Oberflächenbehandlung verminderte Reibung zwischen Krafterzeugungskörper und Gehäuse erlaubt ein besseres Rutschen des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Gehäusewandteil, erleichtert dadurch die axiale Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers, minimiert axiale Kraftspitzen des Krafterzeugungskörpers auf andere Bauteile des Behälters und vergleichmäßigt die Spannungen im Material des Krafterzeugungskörpers. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise sogar eine kürzere axiale Dimensionierung des Krafterzeugungskörpers möglich ist und damit der Materialeinsatz pro hergestelltem Krafterzeugungskörper reduziert werden kann, was im Rahmen einer Massenfertigung trotz des zusätzlichen Aufwands für die Oberflächenbehandlung dennoch zu insgesamt relevanten Kosteneinsparungen führen kann.
Als reibungsmindernde Substanz kann beispielsweise ein Schmierstoff auf Wasserbasis verwendet werden, im einfachsten Fall sogar bloßes Wasser. Zusätzlich zu Wasser kann ein solcher Schmierstoff auf Wasserbasis beispielsweise Glyzerin als einen weiteren Bestandteil enthalten. Die reibungsmindernde Substanz kann sich bei derartigen Ausführungsformen mit der Zeit teilweise oder sogar im wesentlichen vollständig verflüchtigen, wobei die dann wieder erhöhte Reibung zwischen Krafterzeugungskörper und Gehäuse für die Entleerung des Krafterzeugungskörpers in der Regel keinen nachteiligen Effekt haben wird, vor allem angesichts der Langsamkeit, mit welcher die Entleerung im Vergleich zur Befüllung üblicherweise vonstatten geht.
Der Auftrag der reibungsmindernden Substanz kann beispielsweise durch Sprühen, Tauchen, Schleudern oder Anpinseln erfolgen. Besonders dann, wenn die Reibpartner (d.h. das Gehäuse und der Krafterzeugungskörper) beide eine geringe Oberflächenenergie besitzen, kann es vorteilhaft sein, durch Sprühen der reibungsmindernden Substanz eine feine Vernebelung zu erzielen, um so die gewünschten Oberflächenbereiche des Gehäuses oder/und des Krafterzeugungskörpers mit der reibungsmindernden Substanz großflächig benetzen zu können, denn eine geringe Oberflächenenergie erschwert die Benetzbarkeit; man kann sagen, Flüssigkeiten neigen dazu, von einer Oberfläche niedriger Oberflächenenergie abzuperlen. Sofern die Oberflächenenergien der Reibpartner dies ermöglichen, kannsstatt einer Vernebelung der reibungsmindernden Substanz der Auftrag beispielsweise auch mit einer Rolle oder einem Pinsel oder in einem Tauchverfahren erfolgen. Die Oberflächenbehandlung kann auf diejenigen Wandteile des Gehäuses beschränkt werden, an denen überhaupt ein ausdehnungsbedingtes, insbesondere axiales Rutschen des Krafterzeugungskörpers auftreten kann. Beispielsweise kann es möglich sein, den die axiale Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers beschränkenden zweiten Gehäusewandteil, der in einem Bodenbereich des Gehäuses angeordnet sein kann, von der reibungsmindernden Substanz frei zu lassen, falls dort - auch im geschmierten Fall - allenfalls vernachlässigbare Rutschbewegungen auftreten würden.
Hinsichtlich der Materialwahl wird für den Krafterzeugungskörper ein Silikonkautschuk, vorzugsweise ein additionsvernetzender Silikonkautschuk (insbesondere ein Flüssigsilikonkautschuk), empfohlen, wobei andere Elastomere (etwa Polyurethan) allerdings nicht ausgeschlossen sein sollen. Vor allem im Fall eines Krafterzeugungskörpers auf Silikonbasis sollte als reibungsmindernde Substanz ein silikonfreier und mineralölfreier Schmierstoff verwendet werden.
Die reibungsmindernde Substanz kann ein abwischbarer, nicht festhaftender Schmierstoff sein, wenngleich es im Rahmen der Erfindung nicht ausgeschlossen ist, zumindest auf das Gehäuse innenseitig einen festhaftenden Schmierstoff aufzutragen.
Die Durchführung einer reibungsmindernden Oberflächenbehandlung ist vor allem bei Materialpaarungen mit vergleichsweise starker gegenseitiger Reibung sinnvoll. So ist beispielsweise bei einem aus Polyethlyen oder Polypropylen gefertigten Gehäuse eine vergleichsweise hohe Reibung mit dem Krafterzeugungskörper festzustellen, besonders wenn dieser aus einem Silikonkautschuk hergestellt ist. Auch andere Kunststoffe können gegenüber der Oberfläche eines Silikonkautschukkörpers eine vergleichsweise starke Reibung zeigen. Insoweit ist die Erfindung keineswegs auf Gehäuse aus PE (Polyethlyen) oder PP (Polypropylen) beschränkt. Beispielsweise ist es grundsätzlich vorstellbar, ein Gehäuse aus PMMA (Polymethylmethacrylat) oder PET (Polyethylenter-ephthalat) zu verwenden, wobei in diesem Fall jedoch die Oberflächenbehandlung vorzugsweise eine dauerhafte Reibungsminderungsschicht am ersten Wandteil o- der/und am Krafterzeugungskörper erzeugen sollte. Eine solche dauerhafte Reibungsminderungsschicht kann beispielsweise von einem nicht verdunstenden Schmierstoff gebildet werden, der dann eine permanente Sperrschicht zwischen dem PMMA- oder PET-Material des Gehäuses und dem Material des Krafterzeu- gungskörpers bilden kann. Der Hintergrund ist, dass zahlreiche Stoffe zu einem „Trockenverkleben" mit selbsthaftendem Silikon neigen können (Materialien aus einem Flüssigsilikonkautschuk zeigen beispielsweise eine solche selbsthaftende Eigenschaft). Dieses„Trockenverkleben" entsteht durch die Ausbildung von Wasserstoffbrücken zwischen den Reibpartnern, die zu einer dauerhaften Verbindung führen können. Bei PMMA und PET ist ein derartiges„Trockenverkleben" zu befürchten, weswegen die Oberflächenbehandlung bei diesen
Kunststoffmaterialien eine dauerhafte Barriere gegenüber dem Material des Krafterzeugungskörpers bilden sollte. Polyethylen und Polypropylen haben hingegen keine Sauerstoffatome im molekularen Aufbau, was die Ausbildung von Wasserstoffbrücken zu Silikon vermeidet. Soweit für das Gehäuse ein Material ohne Sauerstoffatome im molekularen Aufbau verwendet wird, ist es daher nicht unbedingt erforderlich, eine dauerhafte reibungsmindernde Barriere zwischen dem Gehäuse und dem Krafterzeugungskörper vorzusehen. Stattdessen kann dort eine flüchtige Schmierung genügen.
Die Gehäuseform kann beispielsweise flaschen- oder dosenartig sein; dabei kann sie beispielsweise annähernd zylindrisch sein oder Bereiche unterschiedlichen Durchmessers haben, etwa nach Art einer Kegelform oder mit einem komplexeren Durchmesserverlauf. Jedenfalls ist das Gehäuse länger als breit, wobei der Krafterzeugungskörper mit seiner Längsachse längs der Längserstreckung des Gehäuses in diesem angeordnet ist. Bei einer solchen Gehäuseform, die also deutlich von einer Kugelform in Richtung zu einer länglichen Form abweicht, hat sich ein Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers als vorteilhaft herausgestellt, bei dem er sich deutlich vor Erreichen eines bestimmten angestrebten Endbefüllungszustands radial erstmals an einen Mantelteil des Gehäuses anlegt und danach in diesem Bereich keine wesentliche weitere radiale Ausdehnung erfährt. Dennoch ist in axialer Richtung in diesem Zustand noch ausreichend Platz für eine weitere Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers vorhanden. Dies ermöglicht insbesondere ein Ausdehnungsverhalten, bei dem sich der Krafterzeugungskörper bei Befüllung zunächst in einem annähernden mittleren Bereich seiner axialen Länge radial auszudehnen beginnt und sich die radiale Ausdehnung vergleichsweise gleichmäßig axial in Richtung zum geschlossenen Ende des Krafterzeugungskörpers - bei gleichzeitiger axialer Ausdehnung desselben - fortsetzt. Ein solches Ausdehnungsverhalten hat sich als vorteilhaft erwiesen, um stabile und reproduzierbare Füll- und Dehnungsverhältnisse im Rahmen einer Massenfertigung zu erhalten. Der erste Wandteil des Gehäuses kann bei einer bevorzugten Ausführungsform auf seiner gehäuseinnenseitigen Wandoberfläche in dem Bereich der Anlage des Krafterzeugungskörpers mindestens eine beispielsweise rinnenartige Einbuchtung aufweisen. Eine derartige Einbuchtung kann zur definierten Unterbindung der Rutschbewegung des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Wandteil genutzt werden. Die Einbuchtung stellt eine lokale Durchmesservergrößerung dar, an der sich der Krafterzeugungskörper stärker radial ausdehnen kann. Es kann sich also der Krafterzeugungskörper in die Einbuchtung hinein ausdehnen und sozusagen in der Einbuchtung„verhaken". Die Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers in die Einbuchtung kann lokal die Rutschbewegung des Krafterzeugungskörpers stoppen oder zumindest herabsetzen, selbst dann, wenn sich die reibungsmindernde Oberflächenbehandlung auf den Bereich der Einbuchtung erstreckt. Durch gezielte Positionierung einer oder mehrerer Einbuchtungen am ersten Wandteil des Gehäuses lassen sich daher in der Serienproduktion stabile, reproduzierbare Bedingungen mit geringer Streuung schaffen, was das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers anbelangt.
Bevorzugt ist das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart, dass er sich nicht vor Erreichen eines Einfüllvolumens axial an den zweiten Wandteil des Gehäuses anlegt, welches mindestens das 1,5-fache, besser mindestens das 2,0-fache, noch besser mindestens das 2,5-fache, bevorzugt mindestens das 2,8-fache eines Einfüllvolumens ist, ab dem sich der
Krafterzeugungskörper radial an den ersten Wandteil des Gehäuses anlegt.
Das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers kann derart sein, dass er sich vor Erreichen eines Füllgrads von 50 %, besser 45 %, noch besser 40 %, bevorzugt 35 % eines angegebenen Nennfüllvolumens des Behälters radial an den ersten Wandteil des Gehäuses anlegt. Das Nennfüllvolumen kann beispielsweise einer außen auf dem Behälter angebrachten, an den Käufer bzw. Benutzer gerichteten Füllangabe entsprechen. Diese kann beispielsweise aufgedruckt oder eingeprägt oder anderweitig eingeformt sein.
Bezogen auf ein Leervolumen des Gehäuses, d.h. das in dem leeren Gehäuse (ohne den Krafterzeugungskörper) vorhandene Innenvolumen, kann das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart sein, dass er sich vor Erreichen eines Füllgrads von 45 %, besser 40 %, noch besser 35 %, bevorzugt 30 % des Leervolumens des Gehäuses radial an den ersten Wandteil des Gehäuses anlegt.
Im Hinblick auf die axiale Ausdehnung kann das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart sein, dass er sich bei Befüllung nicht vor Erreichen eines Füllgrads von 75 %, besser 80 %, noch besser 85 %, bevorzugt 90 % eines angegebenen Nennfüllvolumens des Behälters axial an den zweiten Wandteil des Gehäuses anlegt.
Alternativ oder zusätzlich kann das Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers derart sein, dass er sich bei Befüllung nicht vor Erreichen eines Füllgrads von 60 %, besser 65 %, noch besser 70 %, bevorzugt 75 % des Leervolumens des Gehäuses axial an den zweiten Wandteil des Gehäuses anlegt.
Bevorzugt ist in dem Gehäuse dem Krafterzeugungskörper eine befüllungsbe- dingte axiale Längung auf mindestens das 1,6-fache, besser mindestens das 1,7-fache, noch besser mindestens das 1,8-fache seiner axialen Länge im unbe- füllten Zustand ermöglicht, ohne dass der Krafterzeugungskörper mit seinem geschlossenen Ende axial an das Gehäuse anstößt. Dies ermöglicht ein Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers, bei dem er sich bei Befüllung mit einem für den Behälter angegebenen Nennfüllvolumen axial auf mindestens das 1,6-fache, besser mindestens das 1,7-fache, noch besser mindestens das 1,8- fache seiner axialen Länge im unbefüllten Zustand ausdehnt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Krafterzeugungskörper im Bereich seines zweiten Längsendes eine Öffnung auf und ist in diesem Bereich mit einem relativ steiferen, ringförmigen Verbindungskörper verbunden, der seinerseits mit mindestens einer weiteren Behälterkomponente, insbesondere zumindest einer Komponente des Gehäuses, im Rahmen der Behältermontage verbunden wird. Der Krafterzeugungskörper kann dabei spritztechnisch hergestellt und an den Verbindungskörper angespritzt werden.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt sieht die Erfindung einen Behälter für ein Füllgut vor, wobei der Behälter ein Gehäuse sowie einen in das Gehäuse ragen¬ den gummielastischen Krafterzeugungskörper mit einer Längsachse und mit einem Füllraum zur Aufnahme des Füllguts umfasst, wobei der Krafterzeu- gungskörper ein geschlossenes erstes Längsende besitzt und im Bereich eines gegenüberliegenden zweiten Längsendes relativ zu dem Gehäuse aufgehängt ist, wobei sich der Krafterzeugungskörper bei seiner Befüllung in solcher Weise in dem Gehäuse - bezogen auf die Längsachse - radial und axial ausdehnt, dass er sich bei Erreichung eines Teilbefüllungszustands insbesondere im Abstand von dem zweiten Längsende an einen die Ausdehnung radial begrenzenden ersten Wandteil des Gehäuses anlegt und bei fortgesetzter Befüllung sich das erste Längsende einem die Ausdehnung axial begrenzenden zweiten Wandteil des Gehäuses unter zunehmender axialer Vergrößerung des Bereichs der Anlage des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Wandteil nähert. Im Zuge der Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers führt dieser zumindest in Teilen eine Rutschbewegung an dem ersten Wandteil aus, wobei zur definierten Beeinflussung und gegebenenfalls Unterbindung dieser Rutschbewegung der erste Wandteil auf seiner gehäuseinnenseitigen Wandoberfläche in dem Bereich der Anlage des Krafterzeugungskörpers eine oder mehrere beispielsweise rinnenartige Einbuchtungen aufweist. Beispielsweise kann der erste Wandteil mit mindestens einer rinnenartigen Einbuchtung ausgeführt sein, die sich in
Umfangsrichtung des Gehäuses über den gesamten Umfang oder nur einen Teil des Gehäuseumfangs erstreckt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Axiallängsschnitt durch einen als Feuerlöscher ausgebildeten Behälter gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Sprühkopf des Behälters der Fig. 1 in vergrößerter Ansicht,
Fig. 3a bis 3e Axiallängsschnitte des Behälters der Fig. 1 (unter Weglassung einer Ventilbaugruppe) in verschiedenen Phasen der Befüllung eines Krafterzeugungskörpers,
Fig. 4 ein Beispieldiagramm zur graphischen Veranschaulichung eines Füllvorgangs des Behälters der Fig. 1 und Fig. 5 schematisch eine Phase des Herstellungsprozesses des Behälters der Fig. 1, wobei in dieser Phase ein Gehäuse des Behälters innenseitig mit einem
Schmierstoff besprüht wird.
Es wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 verwiesen. Der dort gezeigte, mit 10 bezeichnete Behälter ist beispielhaft als handtragbarer Feuerlöscher ausgestaltet, wenngleich andere Nutzungsformen, etwa als Spender für Kosmetika, Lebensmittel oder technische Substanzen wie z.B. Schmierstoffe gleichermaßen möglich sind. Allgemein dient der Behälter 10 zur Aufbewahrung und dosierten Abgabe eines Füllguts, wobei die äußere Gestaltung des Behälters beispielsweise flaschenartig oder dosenartig (mit z.B. zylindrischer oder tonnenförmiger Grundform) sein kann oder beliebigen anderen Formen folgen kann.
Der Behälter 10 weist im gezeigten Beispielfall ein beispielsweise aus Polyethylen oder Polypropylen gefertigtes Gehäuse 12 mit einer Gehäuseachse 14, einem die Achse 14 umschließenden, allgemein zylindrischen Mantelteil 16 sowie einem an den Mantelteil 16 anschließenden, das Gehäuse 12 axial untenseitig verschließenden Bodenteil 18 auf. Im Bereich des axial oberen Endes verläuft der Mantelteil 16 des Gehäuses 12 nach radial einwärts und bildet einen Gehäusehals 20 mit einer Gehäuseöffnung 22.
In dem Gehäuse 12, konkret im Bereich des Gehäusehalses 20, ist ein gummielastischer Krafterzeugungskörper 24 aufgehängt, welcher in den mit 26 bezeichneten Innenraum des Gehäuses 12 hineinragt. Der Krafterzeugungskörper 24 ist im unbefüllten, entspannten Zustand nach Art eines Kondoms länglich ausgeführt und besitzt eine Längsachse 28. In seinem Inneren bildet er einen Füllraum 30, der zur Aufnahme eines sprühfähigen, beispielsweise schäumenden Füllguts dient. Im hier betrachteten Beispielfall ist das Füllgut ein Löschmittel, etwa in Form eines Löschgels oder einer Löschflüssigkeit. Der Krafterzeugungskörper 24 ist in einem Spritzgießverfahren mit einem kugelartig gerundeten geschlossenen Ende 32 sowie einer am gegenüberliegenden Längsende gebildeten Öffnung 34 hergestellt, vorzugsweise aus einem Silikonwerkstoff, insbesondere Flüssigsilikonkautschuk. Es versteht sich, dass andere gummielastische Materialien gleichermaßen verwendbar sind, etwa ein Kunststoff auf Polyurethan-Basis. Der Krafterzeugungskörper 24 ist im gezeigten Beispielfall einlagig ausgebildet, er kann jedoch gegebenenfalls innen oder/und außenseitig mit einer dauerhaften Schicht aus einem anderen Material vergleichsweise dünn beschichtet sein.
Der Krafterzeugungskörper 24 ist so in dem Gehäuse 12 aufgehängt, dass im unbefüllten Zustand seine Längsachse 28 im wesentlichen parallel zur Gehäuseachse 14 verläuft, insbesondere mit dieser näherungsweise zusammenfällt. Im Bereich seines offenen Längsendes ist er mit einem aus einem vergleichsweise steifen, möglichst unelastischen Material gefertigten Verbindungsring 36 verbunden, der seinerseits an dem Gehäuse 12 befestigt ist. Im gezeigten Beispielfall weist der Verbindungsring 36 einen axial verlaufenden Abschnitt 38 auf, mit welchem er in die Gehäuseöffnung 22 eingesteckt ist. Dieser axial verlaufende Abschnitt 38 erstreckt sich von einem angenähert ringscheibenförmigen Abschnitt 40, welcher den axial verlaufenden Abschnitt 38 sowohl nach radial innen als auch nach radial außen überragt. Mit seinem radial äußeren Teil überdeckt der Ringscheibenabschnitt 40 den Gehäusehals 20, während er an seinem radial inneren Rand einen nach axial oben abstehenden Fortsatz 42 aufweist, der zur Montage eines beispielsweise aus Aluminium oder Weißblech bestehenden Deckelteils 44 dient. Insgesamt kann der Verbindungsring 36 im Querschnitt in grober Näherung als T-förmig angesehen werden, wobei der axiale Abschnitt 38 den Hauptschenkel des T bildet und der Ringscheibenabschnitt 40 den Querschenkel des T bildet. Die T-Form des Verbindungsrings 36 ist im gezeigten Beispielfall aufgrund des Vorhandenseins des nach axial oben abstehenden Fortsatzes 42 leicht modifiziert.
Zur Befestigung des Verbindungsrings 36 an dem Gehäuse 12 kann beispielsweise eine Klebeverbindung zwischen dem Abschnitt 38 oder/und dem radial äußeren Teil des Abschnitts 40 und dem Gehäuse 12 vorgesehen sein. Es ist ebenso vorstellbar, den Verbindungsring 36 mittels einer Schnapp- oder Klemmverbindung oder mittels eines Gewindes oder eines Bajonettverschlusses an dem Gehäuse 12 zu fixieren.
Die Verbindung zwischen dem Verbindungsring 36 und dem Krafterzeugungskörper 24 ist stoffschlüssig. Konkret ist der Krafterzeugungskörper 24 an den Verbindungsring 36 angespritzt, wozu im Rahmen des Spritzvorgangs der Ver¬ bindungsring 36 als vorgefertigtes Bauteil in die für den Krafterzeugungskörper 24 vorgesehene Spritzform eingelegt werden kann. Man erkennt, dass der Krafterzeugungskörper 24 nur auf der radial inneren Seite des Verbindungsrings 36 an diesen angespritzt ist. Die radial außen liegenden Bereiche des Verbindungsrings 36 sind frei vom Material des Krafterzeugungskörpers 24. Dies ist vorteilhaft für die Druckverhältnisse im befüllten Zustand; Zugspannungen im Verbindungsbereich zwischen Krafterzeugungskörper 24 und Verbindungsring 36 können so besser vermieden werden.
Für eine gute Anhaftung des Verbindungsrings 36 am Krafterzeugungskörper 24 ist der Verbindungsring 36 vorzugsweise aus einem Polyamid oder aus Polyb- utylenterephthalat (PBT) oder Polyethylenterephthalat (PET) gefertigt.
Das Deckelteil 44 ist in seinem radial äußeren Bereich durch eine Crimpverbin- dung mit dem axialen Fortsatz 42 des Verbindungsrings 36 verbunden. In dem Crimpbereich ist zwischen das Deckelteil 44 und den Fortsatz 42 ein im gezeigten Beispielfall im Querschnitt sichelmondförmiger Dichtring 46 eingelegt, um einen unerwünschten Austritt von Füllgut aus dem Füllraum 30 an der Verbindungsstelle zwischen Deckelteil 44 und Verbindungsring 36 zu verhindern.
Das Deckelteil 44 dient als Träger einer allgemein mit 48 bezeichneten Ventilbaugruppe, welche mit dem Deckelteil 44 beispielsweise verklemmt, verklebt oder in anderer Weise daran befestigt sein kann. Es durchsetzt mit einem Ventilgrundkörper 50 eine nicht näher bezeichnete, zentrale Öffnung des Deckelteils 44 und besitzt ein vom Benutzer in axialer Richtung niederzudrückendes Betätigungselement 52, das zugleich einen Austrittskanal 54 für das zu versprühende Löschmittel bildet. Je nach Ausgestaltung, insbesondere Viskosität des Löschmittels, kann die Geometrie des Austrittskanals 54 unterschiedlich sein.
Der Krafterzeugungskörper 24 ist im gezeigten Beispielfall auf einem Großteil seiner axial unterhalb (d.h. jenseits) des Verbindungsrings 36 liegenden Länge nach Art eines Schlauchs mit sowohl innenumfangsseitig als auch außenum- fangsseitig kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. In dem schlauchförmigen Bereich treten keine starken Schwankungen der Wandstärke auf, vor allem keine wechselnden Zu- und Abnahmen der Wandstärke. Dieser schlauchförmige Bereich beginnt näherungsweise bei einer in Fig. 1 bei 56 gestrichelt eingezeichneten axialen Position und erstreckt sich axial bis dort, wo die Wand des Krafterzeugungskörpers 24 im Bereich des geschlossenen Endes 32 zusammenzulaufen beginnt. Diese Position ist in Fig. 1 bei 58 schematisch angedeutet. Zumindest in dem axialen Schlauchbereich zwischen den Positionen 56, 58 nimmt (i) entweder die Wandstärke des Krafterzeugungskörpers 24 gleichmäßig in Richtung zum geschlossenen Ende 32 hin zu oder (ii) es ist die Wandstärke gleichbleibend, aber der Durchmesser wird in Richtung zum geschlossenen Ende 32 hin gleichmäßig kleiner (wegen der gleichbleibenden Wandstärke gilt die Durchmesserabnahme gleichermaßen für den Innendurchmesser wie auch den Außendurchmesser). Sowohl ein linearer Dickenzuwachs als auch eine lineare Durchmesserabnahme (bei gleichbleibender Wanddicke) der Wand des Krafterzeugungskörpers 24 in dem schlauchförmigen Bereich begünstigen ein Ausdehnungsverhalten, wie es in den Fig. 3a bis 3e gezeigt ist und anschließend noch erläutert wird. Im Fall eines Dickenzuwachses kann sich dieser über das untere axiale Ende des Schlauchbereichs des Krafterzeugungskörpers 24 hinaus bis in den Bereich des geschlossenen Endes 32 fortsetzen.
Beispielsweise kann der Krafterzeugungskörper 24 in dem schlauchförmigen Bereich eine bezogen auf die Längsachse 28 konisch zum geschlossenen Ende 32 hin sich verjüngende Innenumfangsfläche 60 sowie eine kreiszylindrisch zur Achse 28 verlaufende Außenumfangsfläche 62 aufweisen. Der zwischen der sich konisch verjüngenden Innenumfangsfläche und der zylindrischen Außenumfangsfläche eingeschlossene Winkel (Aufweitungswinkel der Wandstärke) beträgt beispielsweise ca. 0,2 bis 0,3 Grad. Über eine axiale Strecke von beispiels¬ weise ca. 10 cm entspricht der Wandstärkezuwachs dann entsprechend einigen Zehntel Millimeter (z.B. ca. 0,4 - 0,5 mm).
Alternativ können sowohl die Außenumfangsfläche als auch die Innenumfangsfläche des Krafterzeugungskörpers 24 konisch verlaufen, wobei sie sich beide zum geschlossenen Ende 32 des Krafterzeugungskörpers hin verjüngen. Die Verjüngung der Innenumfangsfläche kann jedoch stärker sein als die der Außenumfangsfläche, so dass sich insgesamt ein Zuwachs der Wandstärke bei Fortschreiten in Richtung zum geschlossenen Ende 32 des Krafterzeugungskörpers ergibt. Der Aufweitungswinkel der Wandstärke kann wiederum einen Wert in der Größenordnung von Zehntel Grad besitzen oder er kann unter Umständen etwas kleiner als zuvor sein, da wegen der Verjüngung der Außenumfangsfläche dem Wandstärkezuwachs eine effektive Durchmesserreduzierung des Krafter¬ zeugungskörpers überlagert ist. Als weitere Alternative kann sich in dem schlauchförmigen Bereich bei konstanter Wandstärke allein der Durchmesser des Krafterzeugungskörpers 24 reduzieren. Die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche sind in diesem Fall vorzugsweise beide konisch ausgeführt und verjüngen sich beide unter demselben Verjüngungswinkel in Richtung zum geschlossenen Ende 32. Der Reduzierungswinkel des Durchmessers kann einen ähnlichen Wert (im Bereich von Zehntel Grad) wie zuvor der Aufweitungswinkel der Wandstärke haben.
Insgesamt erstreckt sich der Bereich kontinuierlicher Zunahme der Wandstärke des Krafterzeugungskörpers 24 oder/und kontinuierlicher Reduzierung des Durchmessers über einen Großteil der axialen Gesamtlänge des Krafterzeugungskörpers 24, beispielsweise mindestens 70 % oder sogar mindestens 75 %.
Axial oberhalb des durch die Position 56 gegebenen Beginns des schlauchförmigen Bereichs kann der Krafterzeugungskörper 24 eine komplexere Wandgeometrie besitzen. Die axiale Länge dieses Bereichs ist jedoch im Vergleich zur Gesamtlänge des Krafterzeugungskörpers 24 kurz. Im gezeigten Beispielfall weist der Krafterzeugungskörper 24 im Bereich des axial unteren Endes des Verbindungsrings 36 eine Stelle vergrößerter Wanddicke auf, an der sich eine nach radial innen vorstehende, umlaufende Wandverdickung 63 befindet. Die Wandverdickung 63 hilft, die Spannungen im Material des Krafterzeugungskörpers 24 im Bereich des axial unteren Endes des Verbindungsrings 36 gering zu halten. Zugleich kann sie als Entformungshilfe für den Formkern der zur Herstellung des Krafterzeugungskörpers 24 verwendeten Spritzform dienen.
Es wird nun auf die Fig. 3a bis 3e verwiesen. Fig. 3a zeigt den unbefüllten Zustand des Krafterzeugungskörpers 24. Man erkennt, dass der Krafterzeugungskörper 24 axialen Abstand vom Bodenteil 18 des Gehäuses 12 besitzt. Außerdem besitzt er ringsum radialen Abstand vom Mantelteil 16, wobei dies zumin¬ dest für denjenigen Bereich gilt, in dem der Krafterzeugungskörper 24 radial dehnfähig ist und nicht durch den Verbindungsring 36 an einer radialen Ausdehnung weitestgehend gehindert ist.
Bei Befüllung des Krafterzeugungskörpers 24 mit Löschmittel (oder allgemein: Füllgut) beginnt sich der Krafterzeugungskörper 24 auszudehnen. Die Fig. 3b, 3c, 3d und 3e zeigen Ausdehnungszustände des Krafterzeugungskörpers 24 bei unterschiedlichen Graden der Befüllung bis hin zu einem Endbefüllungszustand (Fig. 3e). Das eingefüllte Volumen im Endbefüllungszustand ist von einer für den Behälter 10 vorgegebenen Nennfüllmenge abhängig und ist jedenfalls größer als diese.
Das Totvolumen des Krafterzeugungskörpers 24 (Innenvolumen im unbefüllten Zustand) kann durch Vorsehung eines Volumenverdrängers (nicht näher dargestellt) klein gehalten werden.
Die Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers 24 erfolgt sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Man erkennt, dass die radiale Ausdehnung zunächst angenähert in einem axialen Mittelbereich des Krafterzeugungskörpers 24 (mittig bezogen auf seine jeweilige axiale Länge) am größten ist. Bei hinreichendem Füllgrad legt sich der Krafterzeugungskörper 24 schließlich an den Mantelteil 16 ringsum an (Fig. 3c). Hierdurch werden axial oberhalb und unterhalb des Anlagebereichs, in dem der Krafterzeugungskörper 24 an dem Mantelteil 16 anliegt, zwei Teilräume 64, 66 zwischen dem Gehäuse 12 und dem Krafterzeugungskörper 24 abgetrennt, deren Volumina sich bei weiterer Befüllung des Krafterzeugungskörpers 24 zunehmend verringern. Der Anlagebereich, in welchem der Krafterzeugungskörper 24 an dem Mantelteil 16 anliegt, dehnt sich dabei in beiden axialen Richtungen, d.h. nach axial unten sowie nach axial oben, weiter aus (wenngleich stärker nach axial unten). Der Mantelteil 16 bildet einen die radiale Ausdehnung begrenzenden ersten Wandteil im Sinne der Erfindung.
Im Endbefüllungszustand hat sich der Krafterzeugungskörper 24 axial bis zumindest nahe zum Bodenteil 18 des Gehäuses 12 ausgedehnt und liegt dort vorzugsweise in einer näherungsweise kugelförmigen Bodenmulde 68 (siehe Fig. 3d) flächig auf. In diesem Zustand liegt der Krafterzeugungskörper 24 auf einem Großteil der axialen Länge des Mantelteils 16 an diesem an. Das Ansto¬ ßen des Krafterzeugungskörpers 24 am Bodenteil 18 erfolgt vorzugsweise erst kurz vor Erreichen der Nennfüllmenge, beispielsweise erst nach Einfüllen von wenigstens 80 %, besser wenigstens 85 % und noch besser wenigstens 90 % der Nennfüllmenge des Behälters 10. Eine Einstülpung des Krafterzeugungskörpers 24 im Bereich des Bodenteils 18 kann bei einem derartigen Ausdehnungsverhalten des Krafterzeugungskörpers 24 vermieden werden, zumindest solange das eingefüllte Füllgut nicht gefriert und nicht dadurch sein Volumen vergrö- ßert. Der Bodenteil 18 bildet einen die axiale Ausdehnung begrenzenden zweiten Wandteil im Sinne der Erfindung.
Die in dem Krafterzeugungskörper 24 gespeicherte Dehnspannung bewirkt eine auf das eingefüllte Füllgut wirkende Kraft, durch welche bei Betätigung der Ventilbaugruppe 48 das Füllgut aus dem Behälter 10 herausgetrieben wird. Weitere Krafterzeugungsmittel sind bei dem gezeigten Behälter 10 nicht vorhanden. Die Ausbringkraft wird vollständig von dem Krafterzeugungskörper 24 aufgebracht.
Die bis zum Endbefüllungszustand einzufüllende Füllmenge (Füllvolumen) kann beispielsweise zwischen 105 % und 115 % der dem Behälter 10 zugewiesenen Nennfüllmenge betragen. Vorzugsweise wird im Rahmen der Befüllung des Behälters 10 so viel Füllgut eingefüllt, dass die insgesamt eingefüllte Menge der Nennfüllmenge plus dem anfänglichen Luftvolumen im Füllraum 30 im ungefüllten Zustand des Krafterzeugungskörpers 24 plus einem zusätzlichen Volumen entspricht. Dieses zusätzliche Volumen dient zur Kompensation von Verlusten, die aus einer abnehmenden Rückstellfähigkeit des - gedehnten - Krafterzeugungskörpers 24 und aus einem Entschwinden von Anteilen des Füllguts durch die Wand des Krafterzeugungskörpers 24 hindurch resultieren können. Beispielsweise kann das zusätzliche Volumen noch einmal mindestens so groß sein wie das anfängliche Luftvolumen im Füllraum 30 des ungedehnten Krafterzeugungskörpers 24.
Figur 4 zeigt beispielhaft qualitative Verläufe für die axiale Längung (Kennlinie 1) und die Durchmesseraufweitung (Kennlinie 2) bei Befüllung des Behälters 10. Bis zu einem Füllvolumen Vi kann sich der Krafterzeugungskörper 24 sowohl axial als auch radial ohne Einschränkung durch das Gehäuse 12 ausdehnen. Bei Erreichen des Füllvolumens Vi gelangt der Krafterzeugungskörper 24 erstmals in Kontakt mit dem Mantelteil 16 des Gehäuses 12. Dies entspricht dem in Figur 3c gezeigten Zustand. Der in Figur 4 verwendete Begriff Kraftelement bezieht sich dabei auf den Krafterzeugungskörper 24; Wandung meint den vom Mantelteil 16 gebildeten Teil der Gehäusewand.
Nach Überschreiten des Füllvolumens Vi dehnt sich der Anlagebereich, in welchem der Krafterzeugungskörper 24 am Mantelteil 16 anliegt, in axialer Richtung aus, es erfolgt jedoch keine weitere Durchmesseraufweitung des Krafter- zeugungskörpers 24. Die Kennlinie 2 geht deshalb im Diagramm der Figur 4 ab dem Füllvolumen Vi in eine horizontale Gerade über. Gleichzeitig verschiebt sich die Spitze des Krafterzeugungskörpers 24 (d.h. sein geschlossenes Ende 32) axial in Richtung weiter zum Bodenteil 18 hin. Dies ist im Diagramm der Figur 4 durch einen fortgesetzten Anstieg der Kennlinie 1 jenseits des Füllvolumens Vi angedeutet.
Bei Erreichen eines Füllvolumens V2 stößt das axial untere Ende 32 des Krafterzeugungskörpers 24 am Bodenteil 18 des Gehäuses 12 an. Spätestens dann wird der Füllvorgang beendet. Es findet über diesen Punkt des Anstoßens des Krafterzeugungskörpers 24 am Bodenteil 18 hinaus keine, zumindest keine signifikante, weitere Befüllung statt. Gegebenenfalls kann der Einfüllvorgang schon beendet werden, bevor der Krafterzeugungskörper 24 am Bodenteil 18 anstößt. Jedenfalls liegt das Füllvolumen V2, bei dem der Füllvorgang beendet wird, über dem Nennfüllvolumen des Behälters 10. Um ein Zahlenbeispiel zu geben, könnte bei einem angegebenen Nennfüllvolumen von 800 cm3 des Behälters 10 das insgesamt eingefüllte Füllvolumen V2 etwa 900 cm3 betragen.
Das Diagramm der Figur 4 verdeutlicht, dass die erstmalige radiale Anlage des Krafterzeugungskörpers 24 am Mantelteil 12 vergleichsweise früh stattfindet, bevor der Endbefüllungszustand (Füllvolumen V2) erreicht wird. Das Füllvolumen Vi kann beispielsweise zwischen 20 % und 50 %, vorzugsweise zwischen 25 % und 40 %, des Füllvolumens V2 betragen. Anders ausgedrückt beträgt das Füllvolumen V2 mindestens das 2,0-fache, beispielsweise ungefähr das 3,0- fache oder sogar ein noch größeres Vielfaches des Füllvolumens i. Bezogen auf das für den Behälter 10 angegebene Nennfüllvolumen kann das Füllvolumen Vi beispielsweise etwa 30 % bis 35 % des Nennfüllvolumens betragen. Als Alternative zum Nennfüllvolumen ist auch eine Referenzierung auf das Leervolumen des Gehäuses 12 vorstellbar. Hierunter wird das Volumen des Gehäu¬ seinnenraums 26 bei fehlendem Krafterzeugungskörper 24 verstanden. Bezogen auf ein solches Leervolumen des Gehäuses 12 kann das Füllvolumen Vi beispielsweise etwa zwischen 20 % und 30 % betragen.
Insgesamt kann die Durchmesseraufweitung des Krafterzeugungskörpers 24 bis zum Anstoßen am Mantelteil 16 beispielsweise zwischen 200 % und 300 % betragen, die axiale Längung bei Erreichen des Füllvolumens V2 kann beispiels¬ weise zwischen 80 % und 150 % betragen. Der im unbefüllten Zustand axial unterhalb des Krafterzeugungskörpers 24 vorhandene Freiraum bis zum Bodenteil 18 des Gehäuses 12 ist so bemessen, dass sich der Krafterzeugungskörper 24 erst nach Einfüllung einer das Nennfüllvolumen des Behälters 10 übersteigenden Füllmenge axial an den Bodenteil 18 anlegt, also nach mehr als 100 % des Nennfüllvolumens. Beispielsweise kann es sein, dass eine Anlage des Krafterzeugungskörpers 24 am Bodenteil 18 erst nach Einfüllung von mindestens 110 % oder sogar mindestens 120 % des Nennfüllvolumens des Behälters 10 stattfindet. Referenziert auf das Leervolumen des Gehäuses 12 kann dagegen der axiale Freiraum unterhalb des Krafterzeugungskörpers 24 so bemessen sein, dass eine Anlage des Krafterzeugungskörpers 24 am Bodenteil 18 nicht stattfindet, bevor mindestens 85 %, vorzugsweise mindestens 90 % des Gehäuseleervolumens in den Krafterzeugungskörper 24 eingefüllt sind.
Die Reibung zwischen der Innenoberfläche des Gehäuses 12, insbesondere der Innenoberfläche des Mantelteils 16, und der Außenoberfläche des Krafterzeugungskörpers 24 kann beträchtlich sein. Dies gilt insbesondere für den Fall der Herstellung des Krafterzeugungskörpers 24 aus einem Silikonkautschuk. Silikonwerkstoffe besitzen häufig eine Oberfläche, die alles andere als ein leichtgängiges Gleiten ermöglicht. Ist das Gehäuse 12 zudem aus einem Kunststoff gefertigt, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen, kann sich ohne weiteres eine Materialpaarung zwischen Gehäuse 12 und Krafterzeugungskörper 24 ergeben, die nahezu jegliches Rutschen (Gleiten) unterbindet.
Es hat sich allerdings gezeigt, dass in der Ausdehnungsphase des Krafterzeugungskörpers 24, wenn dieser bereits radial am Mantelteil 16 des Gehäuses 12 anliegt, ein Rutschen des Krafterzeugungskörpers 24 entlang des Mantelteils 16 in axialer Richtung vorteilhaft ist, um übermäßig hohe Axialkräfte auf den Verbindungsring 36 zu vermeiden, die unter Umständen sogar zu einer Loslösung des Verbindungsrings 36 von dem Gehäuse 12 führen können. In der Bildfolge der Figuren 3a bis 3e sollte daher in den Situationen der Figuren 3c und 3d der Krafterzeugungskörper 24 axial an den Mantelteil 16 des Gehäuses 12 entlang rutschen können, um solche Kraftspitzen zu vermeiden und für eine ausgewogene Verteilung der Spannungen im Material des Kraftverteilungskörpers 24 zu sorgen. Zu diesem Zweck wird bei der Herstellung des Behälters 10, konkret vor dem Einbau des Krafterzeugungskörpers 24 in das Gehäuse 12, die Innenober- fläche des Gehäuses 12 zumindest im Bereich des Mantelteils 16 mit einer rei- bungsmindernden Substanz besprüht, wie dies schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. Die reibungsmindernde Substanz ist vorzugsweise ein Schmiermittel auf Wasserbasis (z.B. mit Glyzerin als weiterem Hauptbestandteil), das sich mit der Zeit zumindest teilweise verflüchtigen kann. Ein Schmiermittel auf Silikonbasis oder Mineralöl-Basis sollte dagegen nicht verwendet werden, wenn ein Krafterzeugungskörper aus Silikonkautschuk verwendet wird, da der Schmierstoff das Material des Krafterzeugungskörpers angreifen könnte.
Der Schmierstoff wird gemäß Fig. 5 beispielsweise mittels eines Sprühstabs 70 versprüht, der durch den Gehäusehals 20 hindurch in das Gehäuse 12 eintauchen kann. Mittels des Sprühstabs 70 kann der Mantelteil 16 zumindest auf einem Teil seiner axialen Länge und gewünschtenfalls auch der Bodenteil 18 des Gehäuses 12 innenseitig mit dem Schmierstoff besprüht werden. Eine schematisch andeutete Sprühsteuereinheit 72 steuert den Sprühvorgang.
Nach dem innenseitigen Schmieren des Gehäuses 12 und dem Herausziehen des Sprühstabs 70 aus dem Gehäuse 12 wird sodann bei der Montage des Be¬ hälters 10 der zuvor gesondert gefertigte Krafterzeugungskörper 24 (zusammen mit dem daran haftenden Verbindungsring 36) in das Gehäuse 12 eingesetzt und mit diesem verbunden. Dies ist in Fig. 5 schematisch durch einen Pfeil 74 angedeutet. Sodann kann der fertigmontierte Behälter mit dem gewünschten Füllgut befüllt werden, nachdem zuvor noch die Ventilbaugruppe 48 (oder andere geeignete Ventilmittel) angebaut wurde.
Alternativ oder zusätzlich zum Auftrag eines Schmierstoffs kann eine Reibungsminderung zwischen dem Gehäuse 12 und dem Krafterzeugungskörper 24 durch eine Fluorierung mindestens einer der beiden die Reibpaarung bildenden Oberflächen erzielt werden. Durch eine Fluorierung lassen sich die Oberflächeneigenschaften verändern und damit auch die Reibung vermindern. Sowohl Silikonwerkstoffe als auch andere Kunststoffe können in der Regel gut fluoriert werden. Die durch Fluorierung geschaffenen Fluor-Verbindungen an der Oberfläche des so behandelten Körpers sind in der Regel vergleichsweise stabil, so dass eine Fluorierung nicht nur, aber besonders dann infrage kommt, wenn für die Materialien des Gehäuses 12 und des Krafterzeugungskörpers 24 die Gefahr einer„Trockenverklebung" durch Ausbildung von Wasserstoffbrücken besteht. Durch die Fluorierung kann dann eine dauerhafte Trennschicht geschaffen wer- den, die die Ausbildung solcher Wasserstoffbrücken unterbindet oder zumindest anzahlmäßig herabsetzt.
In den Fig. 1 und 3a bis 3e erkennt man gut mehrere im Mantelteil 16 des Gehäuses 12 ausgebildete radiale Einbuchtungen 76, wobei der Begriff der Einbuchtung hier aus der Perspektive eines gehäuseinnenseitig auf den Mantelteil 16 blickenden Betrachters zu verstehen ist. Die Einbuchtungen 76 sind im gezeigten Beispielfall rinnenartig und erstrecken sich in Umfangsrichtung des Mantelteils 16. Sie können z. B. über den gesamten Gehäuseumfang durchgehen. Es können alternativ mehrere Einbuchtungen 76 in einer Axialebene in Umfangsrichtung hintereinander im Abstand angeordnet sein. Im gezeigten Beispielfall sind zudem in mehreren Axialebenen übereinander derartige Einbuchtungen 76 vorgesehen. Mindestens ein Teil der Einbuchtungen 76 befindet sich in einem Bereich des Mantelteils 16, in dem sich der Krafterzeugungskörper 24 im Zuge seiner Ausdehnung über die betreffende Einbuchtung 76 hinweg an den Mantelteil 16 anlegt, wobei im Bereich der Einbuchtung 76 der Krafterzeugungskörper 24 sich etwas stärker ausdehnen kann, d.h. in die Einbuchtung 76 hinein sich ausdehnen kann. Dies bewirkt sozusagen eine„Verrastung" des Krafterzeugungskörpers 24 in der betreffenden Einbuchtung 76, so dass dort lokal eine Rutschbewegung des Krafterzeugungskörpers gegenüber dem Mantelteil 16 beschränkt oder sogar unterbunden werden kann. Mit Blick auf die Fig. 3d und 3e kann beispielsweise in den dort mit 76' kenntlich gemachten Einbuchtungen eine solche„Verrastung" des Krafterzeugungskörpers gegenüber dem Gehäuse 12 stattfinden, weil es diese Einbuchtungen 76' sind, die der Krafterzeugungskörper 24 bis zum Erreichen des Endbefüllungszustands vollständig überdeckt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Behälters (10) für ein Füllgut, wobei der Behälter ein Gehäuse (12) sowie einen in das Gehäuse ragenden gummielastischen Krafterzeugungskörper (24) mit einer Längsachse (28) und mit einem Füllraum (30) zur Aufnahme des Füllguts umfasst,
wobei der Krafterzeugungskörper ein geschlossenes erstes Längsende (32) besitzt und im Bereich eines gegenüberliegenden zweiten Längsendes relativ zu dem Gehäuse aufgehängt ist,
wobei sich der Krafterzeugungskörper bei seiner Befüllung in solcher Weise in dem Gehäuse - bezogen auf die Längsachse - radial und axial ausdehnt, dass er sich bei Erreichen eines Teilbefüllungszustands insbesondere im Abstand von dem zweiten Längsende an einen die Ausdehnung radial begrenzenden ersten Wandteil (16) des Gehäuses (12) anlegt und bei fortgesetzter Befüllung sich das erste Längsende (32) einem die Ausdehnung axial begrenzenden zweiten Wandteil (18) des Gehäuses (12) unter zunehmender axialer Vergrößerung des Bereichs der Anlage des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Wandteil nähert, wobei bei dem Herstellungsverfahren vor der Befüllung des Krafterzeugungskörpers zumindest ein Teil des ersten Wandteils (16) gehäuseinnenseitig o- der/und zumindest ein Teil des Krafterzeugungskörpers (24) außenseitig einer reibungsmindernden Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbehandlung das Aufbringen einer reibungsmindernden Substanz auf den ersten Wandteil (16) oder/und den Krafterzeugungskörper (24) umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die reibungsmindernde Substanz in einem Sprüh-, Tauch-, Schleuder- oder Pinselverfahren aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei als reibungsmindernde Substanz ein Schmierstoff auf Wasserbasis verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei als reibungsmindernde Substanz ein Schmierstoff verwendet wird, der frei von Bestandteilen auf Sili¬ kon- oder Mineralöl-Basis ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei als reibungsmindernde Substanz ein nicht festhaftender Schmierstoff verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächenbehandlung eine Fluorierung des ersten Wandteils (16) oder/und des Krafterzeugungskörpers (24) umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (12) aus Polyethlyen oder Polypropylen gefertigt ist.
9. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gehäuse aus Polyme- thylmethacrylat oder Polyethylenterephthalat hergestellt ist und die Oberflächenbehandlung eine dauerhafte Reibungsminderungsschicht am ersten
Wandteil (16) oder/und am Krafterzeugungskörper (24) erzeugt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Krafterzeugungskörper (24) aus einem Silikonkautschuk hergestellt ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Wandteil (16) auf seiner gehäuseinnenseitigen Wandoberfläche in dem Bereich der Anlage des Krafterzeugungskörpers mindestens eine beispielsweise rinnenartige Einbuchtung aufweist.
12. Behälter, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Behälter (10) für ein Füllgut, wobei der Behälter ein Gehäuse (12) sowie einen in das Gehäuse ragenden gummielastischen Krafterzeugungskörper (24) mit einer Längsachse (28) und mit einem Füllraum (30) zur Aufnahme des Füllguts umfasst,
wobei der Krafterzeugungskörper ein geschlossenes erstes Längsende (32) besitzt und im Bereich eines gegenüberliegenden zweiten Längsendes relativ zu dem Gehäuse aufgehängt ist,
wobei sich der Krafterzeugungskörper bei seiner Befüllung in solcher Weise in dem Gehäuse - bezogen auf die Längsachse - radial und axial ausdehnt, dass er sich bei Erreichen eines Teilbefüllungszustands insbesondere im Abstand von dem zweiten Längsende an einen die Ausdehnung radial begrenzenden ersten Wandteil (16) des Gehäuses (12) anlegt und bei fortgesetzter Befüllung sich das erste Längsende (32) einem die Ausdehnung axial begrenzenden zweiten Wandteil (18) des Gehäuses (12) unter zunehmender axialer Vergrößerung des Bereichs der Anlage des Krafterzeugungskörpers an dem ersten Wandteil nähert, wobei im Zuge der Ausdehnung des Krafterzeugungskörpers (24) dieser zumin- dest in Teilen eine Rutschbewegung an dem ersten Wandteil (16) ausführt, wobei der erste Wandteil (16) auf seiner gehäuseinnenseitigen Wandoberfläche in dem Bereich der Anlage des Krafterzeugungskörpers eine oder mehrere beispielsweise rinnenartige Einbuchtungen aufweist.
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