WO2018037332A2 - Behaelter zum aufbewahren einer fluessigkeit, druckventil dafuer und verwendung des behaelters als bierfass; verfahren zum regeln des drucks in einem solchen behaelter; behaelterhohlboden, modulares system zum herstellen eines behaelterhohlbodens und verfahren zum befuellen eines behaelters - Google Patents

Behaelter zum aufbewahren einer fluessigkeit, druckventil dafuer und verwendung des behaelters als bierfass; verfahren zum regeln des drucks in einem solchen behaelter; behaelterhohlboden, modulares system zum herstellen eines behaelterhohlbodens und verfahren zum befuellen eines behaelters Download PDF

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    • B67D2001/0824—Pressurised rigid containers, e.g. kegs, figals with dip tubes

Definitions

  • Container for storing a liquid, pressure valve for this
  • the inventions relate to the technical field of packaging technology. Specifically, an invention relates to a container whose contents are easily removable by a consumer, in particular under an increased internal pressure in comparison to the external pressure. Specifically, another invention relates to a
  • yet another invention relates to a control method for the pressure in a container.
  • another invention relates to a container cavity bottom and a modular system for producing a container hollow bottom.
  • another invention relates to a method for filling a container.
  • the container is comparatively bulky, significantly larger than a common one
  • Beverage can and the contents is a drink to be tapped under pressure.
  • Portable beer kegs those with a volume of less than 50 liters, especially less than 20 liters and more than 2.5 liters, whose content can be tapped by consumers independently are in two common variants of particular importance.
  • a variant of such, provided with metallic mantle, portable beer kegs can be emptied by the action of gravitational force.
  • a tap is arranged in the lower region of the outside of the container. By opening the tap, the beer can flow out. So that no negative pressure arises in the container, such containers comprise a device which allows air from the environment to reach the interior of the container.
  • Such containers are not very user-friendly, since to fill a glass with beer, the keg must be placed, for example, on the edge of a table or the keg must be supported in order to be able to fill the glass below the tap.
  • the durability of the drum contents after the start of the barrel is significantly reduced by flowing in the outflow of the beer atmospheric oxygen.
  • containers comprising an internal pressure system. Through these systems, the pressure inside is kept above the ambient pressure. This allows the arrangement of the tap in the upper region of the container. A consumer typically has sufficient space between the lower outlet end of the tap and the level of the container to a glass to be filled under the To keep tap without having to position the barrel specifically.
  • the shelf life of the beer can be up to more than 30 days after the start of the barrel, as no atmospheric oxygen flows into the drum during the beer extraction process.
  • a beer keg system of the second variant is known to those skilled in the art from WO 1999/47451
  • a beer keg system which comprises a print cartridge, which is arranged in the interior of the beer-filled container space and generates an overpressure in this space.
  • the print cartridge comprises activated carbon, whereby a larger amount of pressurized or propellant gas can be introduced into the cartridge with respect to a not provided with activated carbon cartridge without raising the pressure in the cartridge too much.
  • these cartridges are called "carbonator”.
  • Propellant gas however, has a limited flexibility, since such cartridges are purchased from the bottler already filled with propellant gas and installed in the beer kegs (as metallic containers) to be later filled by the bottler with the beer.
  • US 2,345,081 (Ward) from 1944 relates to a siphon (a mineral water dispenser).
  • This has a bottom construction with a pressure space for temporarily storing a gas under pressure well above atmospheric pressure, which can be controlled via a valve construction VB controlled in a liquid (mineral water, but not beer) filled chamber (a filling space LC).
  • the pressure chamber has on both axial ends in each case an inwardly curved (into the pressure chamber) wall.
  • a high-pressure cartridge GB is plugged into the siphon (as a container) (screwed with a sleeve), whereby the siphon is no longer able to stand on a flat floor (or flat table).
  • the invention have the object to provide a system that is inexpensive to produce with high ease of use by a consumer, a high flexibility in terms of the choice of fuel gas (pressure and type of gas) provides and achieves a long shelf life, even after Opening of the container.
  • a container having a pressure chamber and a pressure valve (claim 1), which is filled in its filling with a liquid (claim 17) or can be used as a portable drum (claim 18) having an upper and a lower limit has as filling volume.
  • the modular system (claim 26 or 38) achieves the production of a
  • a claimed container for storing a liquid comprises a
  • Filling space also: filling space
  • the filling space is formed by a container bottom, a container wall and a container top and in the Be Stirllraum there is a first pressure.
  • the pressure chamber is formed by the container bottom and a pressure chamber bottom and in the pressure chamber there is a second pressure.
  • the pressure valve is connected to the container bottom and the pressure chamber floor. In the open state of the pressure valve, the pressure valve connects the filling chamber and the pressure chamber fluidkommunifactd. In the closed state of the pressure valve, the pressure valve separates the filling chamber and the pressure chamber fluid-tight against each other (claim 1).
  • Pressure chamber floor which are each directed from the interior of the pressure chamber floor to the outside. Depending on the pressure difference and the thickness of the material
  • Pressure chamber floor and the container bottom may cause deformation or
  • Fluid communicating means that a fluid exchange between two spaces (for example, filling space and pressure space) is possible, in particular fast and not tough.
  • Fluid-tight means that practically no fluid exchange can take place between two rooms; The skilled person understands that perfect sealing of two spaces without any fluid exchange or fluid flow takes place practically impossible. Parasitic flow or exchange is always given, so it is not a practically substantial exchange. A marginal fluid flow or fluid exchange will also take place between two fluid-tight spaces separated from each other, wherein the pressure difference between the two spaces has an influence on the amount of the parasitically exchanged fluid per unit time. In any case, the fluid exchange in the closed state of the pressure valve, so fluid-tight, much lower than the fluid exchange in the open state of the pressure valve, so fluidkommuniplasticd.
  • the container bottom and the pressure chamber bottom can each have a recess.
  • the pressure valve can intervene, whereby a force resulting from a pressure difference between the pressure chamber and the Be Schollraum and the
  • the pressure valve may have a pressure valve body. At the upper and at the lower end of the pressure valve in each case a projection may be arranged, wherein the upper and the lower projection in each case at least partially extend in the r-direction over at least a radial part of the pressure valve body (claim 3).
  • Pressure valve may be formed or formed teilumfhacklich. Also one
  • each of the projections may be formed partially circumferentially.
  • the projection on the upper end of the pressure valve contacts the upper side of the container bottom and the projection on the lower end of the pressure valve contacts the lower one Side of the pressure chamber floor (claim 4).
  • the force acting on the container bottom and the pressure chamber bottom resulting from the described pressure difference, at least partially absorbed by the pressure valve.
  • the projections of the pressure valve may comprise a sealing element.
  • a plurality of sealing elements per side of the pressure valve may be arranged or only one
  • Sealing element or sealing elements may be arranged on a projection or on projections of one side of the pressure valve. By attaching a sealing element is an improved tightness at the contact point between the pressure valve and
  • the container may include an outlet conduit with one end and another end.
  • the one end of the outlet conduit may be in the filling space
  • a consumer can take a content from the filling space via the outlet line (tap).
  • the container bottom may be arched in its interior or be configured quite dome-shaped, towards the Beglallraum.
  • At least a portion of the container bottom is thus designed arched.
  • the distance is preferably the shortest distance of a point on the pressure chamber floor and the end lying in the filling space.
  • the shortest distance can be determined by choosing a point on the pressure chamber floor which is the shortest distance to that in the
  • the distance between the described end of the inner portion of the outlet duct and the pressure space bottom may be smaller than a distance between the
  • the container bottom is at least partially curved or completely dome-shaped and has a central opening, at a point of the container bottom, where the vertex would lie on the container bottom, if the container bottom would not have the opening or the opening at another Place would lie, the container bottom has a vertex.
  • the vertex in this case is to be determined by extrapolation and is at one Location located at the vertex would lie on the container bottom, if no opening in the container bottom is present or the opening is present at another location.
  • Liquid is, e.g. Beer, and the level in the filling space is low.
  • the lowest point (or deepest gutter) of the fill space is below the highest point of the bin bottom.
  • the former is located radially outward, the second is in the center. Into the gutter protrudes the end of the outlet pipe.
  • the liquid When gas flows from the pressure chamber via the pressure valve in the filling space, the liquid can be foamed in the filling space to a considerable extent. Because of the low density, the foam spreads above the outlet and laterally therefrom and accumulates primarily near the interface in the filling space.
  • Pressure room floor improves the removal of the contents. Less foam is taken.
  • a z-axis can also be formed through the container.
  • the z-axis extends therein from or through the pressure chamber bottom toward the container top. Accordingly, there is a lower numerical value on the z-axis for the pressure chamber floor than for the container top.
  • the end of the outlet line can not be arranged above (ie at the same height or below) of the pressure valve with respect to the z-axis (claim 6). This arrangement provides the advantage described above of removing a lesser amount of unwanted foam.
  • the container bottom may be curved or dome-shaped. In this case, at least a portion of the container bottom is curved or dome-shaped.
  • An end of the outlet duct, especially one end located in the filling space, can not be above (equal to or below) the apex or edge of an opening of the tank bottom (claim 7).
  • the above-described for the determination of Vertex point is also applicable to this container.
  • the embodiment again has the advantage of reduced removal of foam from the filling space.
  • the pressure in the pressure chamber can be at least 1 bar higher than in the filling chamber.
  • the pressure in the pressure chamber is at least 2 bar, more preferably at least 3 bar, greater than the pressure in the filling chamber (claim 8).
  • the pressure in the pressure chamber is greater than in the filling space, a relatively large amount of propellant gas (high pressure) can be stored in the pressure space and, at the same time, the pressure in the filling space be (relatively) lower, resulting in a better and different fill levels of the filling space away, more stable
  • Any pressure valve disclosed herein may be a control valve.
  • the pressure chamber can be filled with a propellant gas.
  • the propellant gas is preferably carbon dioxide (C0 2 ), nitrogen (N 2 ), nitrous oxide (N 2 0) or mixtures of the gases (claim 9).
  • the pressure in the pressure space is preferably between 5 bar (0.5 MPa) and 35 bar
  • the pressure in the pressure chamber is also determined by the volume of the pressure chamber, so that at a larger volume of the pressure chamber in the presence of a constant amount of substance may be lower or at a larger volume of the pressure chamber, the pressure may be higher.
  • the pressure in the filling chamber may be smaller than the pressure in the pressure chamber.
  • the pressure in the filling space can be between 1.2 bar (0.12 MPa) and 7 bar (0.7 MPa), more specifically between 1.5 bar and 6 bar, more particularly between 1.7 and 5 bar
  • the volume of the pressure space may be between 0.1 L and 5 L, especially between 0.1 L and 3 L, more particularly between 0.5 L and 2.5 L, more particularly between 0.5 L and 1.5 L ( Claim 11).
  • the volume of the filling space may be between 1 L and 25 L, especially between 2 L and 20 L (claim 11).
  • the filling space preferably has a volume which allows 2 L, 3 L, 5 L or 20 L of a liquid to be accommodated so that a gas-filled area of at least 0.05 L preferably exists in addition to the liquid in the filling space.
  • the pressure chamber can not include filing.
  • a sizing agent is a component that is typically in solid state at ambient conditions and allows for the uptake of a substance amount of a substance. In this case, the pressure increase, in the space in which the filament is introduced, falls lower by the introduction of the substance, compared with the introduction of the same amount of substance in the same space without filament.
  • the vapor pressure of the propellant gas or the propellant gas mixture may be above the pressure of the pressure chamber, especially down to a temperature of -5 ° C down (claim 12).
  • the propellant gas or the propellant gas mixture in the pressure space is for the most part in gaseous form, the skilled person being aware that even in this state, a (very) small proportion of the propellant gas or the propellant gas mixture is in liquid form (cf., surface energy or surface tension effects on strong curved surfaces).
  • the container bottom is arched upwardly, at least in the radial inner region, or is designed as a dome-shaped overall, perhaps excluding the outer edge region.
  • the container bottom in the z-direction to the container interior (towards the filling space) is curved.
  • the vertex or the edge of a recess of the container bottom protrudes in the direction of the filling volume for the liquid (claim 13).
  • a curvature of the container bottom can be a space of only a total of two components (here tank bottom and pressure chamber floor) form.
  • a container bottom arched inwards (to the filling space) permits a further emptying of a filled container, because with a constant residual filling quantity in the edge region of the filling space of the container, a container bottom curved in relation to a flat or in another z-direction results in an increased filling height (with a smaller cross-sectional area ), see. to US 2,345,081 (Ward), initially mentioned and set forth.
  • the pressure chamber floor can be designed substantially planar, especially the pressure chamber floor is formed substantially parallel to the container top (claim 14).
  • the "essentially” allows a deviation from the flatness and parallelism by 10%. This is sufficient for mounting a metallic ground socket which extends between both recesses of the floors and is sealingly connected thereto.
  • the deviation from the flatness can be used to apply a tension on the bottom sleeve, the container bottom is slightly deflected upward, and the bottom sleeve is taken up by clamping.
  • the bottom sleeve relieves the actual functional valve of axial forces, which functional valve can be inserted into the already mounted ground socket, and is mounted therein axially non-displaceable.
  • the pressure chamber floor can be designed so that the pressure chamber floor does not contact the planar surface when the container is standing upright on a level surface.
  • the container bottom, the pressure chamber bottom, the container wall and / or the container top are preferably made of metal sheet with a respective wall thickness of less than 1.0 mm.
  • the wall thickness is less than 0.8 mm, more preferably less than 0.55 mm (claim 15).
  • a small material thickness (wall thickness) of the components of the container results in a particularly economical use as a disposable container.
  • a disposable container is typically disposed of by a consumer after use and is not reused.
  • a pressure valve for a container may include a pressure valve body, a first
  • Compression valve space, a second pressure valve chamber and a third pressure valve chamber include.
  • the first pressure valve space is formed by the pressure valve body and a first movable piston.
  • the second pressure valve space is through the
  • the second pressure valve chamber is connected in a fluid-communicating manner via a filling space channel to a first space located outside the pressure valve.
  • the third pressure valve chamber is delimited by the pressure valve body and the second piston and is fluid-communicatively connected via a first pressure chamber passage to a second space located outside the pressure valve.
  • the first and second movable piston is preferably guided in their respective movement and, in particular, a movement substantially only in the axial direction (z-direction) is possible.
  • the "essentially” refers to the fact that, in the case of use according to the invention, the axial mobility is the main mobility.
  • the first space outside the pressure valve may be any space outside the pressure valve, specifically it is a fill space.
  • the second space outside the pressure valve may be any space outside the pressure valve. This space is preferably the pressure chamber.
  • the pressure valve body may comprise a second pressure chamber passage which is closed in a fluid-tight manner at one end of the second pressure chamber passage by the first piston in the closed state of the pressure valve and at another end opposite to the second, out of the pressure valve chamber
  • Pressure chamber channel fluidkommunilastd connected. Specifically, in the open state of the pressure valve, the first space located outside the pressure valve and the second space outside the pressure valve are connected in a fluid-communicating manner.
  • the pressure valve may include a seat valve. In the sealing state of the seat valve, the pressure valve is closed and in the non-sealing state of the seat valve, the pressure valve is opened.
  • the seat valve comprises a sealing element, wherein the sealing element formed by a portion of the second piston and the sealing element can bear fluid-tightly against a portion of the pressure valve body.
  • the sealing element is conical, spherical or plate-shaped, so that a conical seat valve, ball seat valve or plate seat valve results.
  • the first movable piston may be mechanically coupled to the second movable piston as soon as the pressure in the first pressure-valve space is so great that the first piston moves toward and contacts the second piston based on the pressure in the z-direction. Due to the pressure in the first pressure valve chamber, a force acts on the first piston as a function of the area of the first piston to which the pressure acts. By overcoming at least one frictional force and possibly a weight force, the first piston can move.
  • the first piston comprises a receiving element, whereby the first piston and the second piston can be coupled.
  • the first piston may comprise a seal.
  • the seal is a molded seal or O-ring.
  • the molded seal can be made by a 2-component production (multi-component injection molding).
  • a clamping element can be clamped between the pressure valve body and the second piston.
  • the clamping element is a spring made of metal or plastic.
  • the tensioning member is provided to hold the second piston in a fixed position relative to the pressure valve body, even when no additional forces act on the elements of the pressure valve.
  • the clamping element is arranged in the third pressure valve chamber.
  • the first piston and / or the second piston may not have a channel.
  • At least one of the first and second pistons is configured in full.
  • the first and / or the second piston may be formed in one piece.
  • the pressure valve body may have a fluid-tight closable pressure valve inlet, through which a substance in the first pressure valve chamber can be introduced.
  • the substance is preferably a gas and especially a propellant gas.
  • Equally possible is the introduction of a substance in liquid or solid form, wherein the phase transformation into the gaseous form takes place later in the first pressure valve chamber.
  • carbon dioxide can be introduced in the form of dry ice or introduced liquid, wherein in the first pressure valve chamber sublimation or evaporation of not
  • a described container may comprise a described pressure valve
  • the pressure valve can be used on the bottom side in the container.
  • the filling space of a container can be filled with a liquid.
  • the liquid is beer (claim 16), which means any kind of beer, alcohol-free and alcoholic beer.
  • the container described can be used as a portable drum, the drum having a filling volume of not more than 20 L, preferably not more than 10 L or 5 L. Specifically, the volume is greater than 1 L and in particular greater than 2 L.
  • the pressure in the filling space of a described container can be regulated (automatically) in one method.
  • the filling space is at least partially with a
  • Liquid filled and the pressure chamber is at least partially filled with a propellant gas.
  • the container includes an outlet conduit with a valve. When the valve is open, the outlet line connects the filling chamber and a container
  • the valve is actuated, whereby a portion of the liquid in the filling space in the - surrounding the container - space is drained and according to the volume of the drained liquid, the pressure in the filling chamber decreases.
  • the pressure valve opens at
  • Exceeding a second threshold value of the pressure in the filling chamber closes the pressure valve and does not allow any further flow of propellant gas from the pressure chamber into the filling chamber (claim 18).
  • the first and the second threshold result from the characteristics of the container and the pressure valve and are explained in more detail later using an exemplary embodiment.
  • the method may include a previously described pressure valve.
  • a metallic container may store a pressurized liquid, preferably beer.
  • the container comprises a filling space for the liquid and a pressure space for a propellant gas.
  • the filling space is formed between an upwardly curved container bottom and a container top. The filling space absorbs the liquid and a first overpressure relative to the exterior.
  • Pressure chamber is formed between the container bottom and a pressure chamber bottom located further down (in an upright container).
  • the pressure chamber receives a second overpressure of a propellant gas.
  • a first recess is provided in the container bottom and a second recess is provided in the pressure chamber bottom, the recesses being axially aligned to receive a sealing pressure valve closing and sealing both recesses (claim 19).
  • a container hollow bottom can be used for a container.
  • the container hollow bottom comprises a first bottom and a second bottom and a pressure valve. Both the first floor and the second floor has one
  • the first floor is connected to the second floor.
  • the pressure valve is connected to the first floor and the second floor. As a result, a fluid-tight pressure chamber is formed. In the open state of the pressure valve is the pressure chamber with a space surrounding the container hollow bottom,
  • the pressure chamber In the closed state of the pressure valve, the pressure chamber is separated from a space surrounding the container hollow bottom, fluid-tight.
  • the first floor and / or the second floor is made of steel, iron or aluminum.
  • the pressure valve is preferably made of plastic, especially of a thermoplastic, more preferably the pressure valve consists of two or three different thermoplastics.
  • both the container bottom, the container wall, the container top and the pressure chamber floor can be made of tinplate.
  • the first bottom of the container hollow bottom may have a curved or dome-like shape (claim 21).
  • the pressure valve of the container hollow bottom can each engage in the recess of the first bottom and the second bottom (claim 22).
  • the pressure valve of the container hollow bottom at the upper and lower ends in each case at least one projection.
  • the protrusion at the upper end contacts the outer surface of the first floor and the protrusion at the lower end contacts the outer surface of the second floor.
  • This overpressure may be caused by a propellant gas, which in particular comprises carbon dioxide, nitrogen, nitrous oxide or mixtures of the gases.
  • the first bottom of the container bottom can be the second bottom of the container bottom
  • Container hollow bottom overlap, preferably, the second bottom is axially completely enclosed by the first bottom.
  • edge region of the first floor may be configured such that the container hollow floor is provided with a first floor Container is connectable. This connection can be designed in particular by a crimping (claim 24).
  • the pressure valve may be connected in the container hollow bottom to the first bottom and the second bottom so that forces acting on the first bottom and the second bottom at an overpressure in the pressure chamber can be at least partially absorbed by or by the pressure valve (claim 25 ). This results in an improved stability of the container hollow bottom at an overpressure in the pressure chamber.
  • a modular system for producing a container bottom comprises a first bottom, a second bottom and a pressure valve.
  • the first floor has one
  • the second floor has a
  • the pressure valve has a projection at its (axial) upper end and at its (axial) lower end.
  • the first floor and the second floor are connectable via the bead of the first floor.
  • the pressure valve may be connected to the first bottom and the second bottom such that the protrusion at the top (axial) end of the pressure valve contacts the top of the first bottom and the protrusion at the bottom (axial) end of the pressure valve contacts the bottom of the second bottom (Claim 26).
  • the first bottom of the modular system may have a domed or dome-like shape (claim 27).
  • the pressure valve of the modular system can engage in the respective one recess of the first floor and the second floor (claim 28).
  • a fluid-tight pressure chamber can be formed when the pressure valve is closed
  • a container with a filling chamber, a pressure chamber and a pressure valve can be filled in one method.
  • the filling space is formed by a container bottom, a container wall and a container top.
  • the pressure chamber is through the container bottom and a
  • Pressure chamber floor formed.
  • the pressure valve is connected to the container bottom and the pressure chamber floor.
  • the pressure valve has a pressure valve inlet.
  • Of the Container has a Beglallraum inlet.
  • a liquid is filled into the filling space via the filling space inlet.
  • a gas is filled into the pressure valve via a pressure valve inlet.
  • the pressure valve inlet is closed (claim 30). This creates a
  • Activation force in the pressure valve In one alternative, the same purpose is achieved by other means, namely by biasing a tension member, whereby a force is exerted on a diaphragm and the diaphragm moves in a positive z-direction. Again, it is activated (claim 30).
  • the method steps are preferably carried out in the following sequence: filling the liquid into the filling space via the filling chamber inlet, filling a gas in the pressure valve via the pressure valve inlet and closing the
  • a cover can be connected to the pressure valve via at least one web. To close the pressure valve inlet, the cover on the
  • Pressure valve inlet are applied, whereby the pressure valve inlet is closed (claim 31).
  • the cover is cohesively on the
  • the cover can be connected by friction welding to the pressure valve or applied to the pressure valve inlet, in particular by ultrasonic welding (claim 32).
  • a first piston of the pressure valve By filling a gas in the pressure valve via the pressure valve inlet, a first piston of the pressure valve can be moved until the first piston contacts or abuts a second piston of the pressure valve (claim 33).
  • the gas filled in the pressure valve is carbon dioxide, nitrogen, nitrous oxide or a mixture of these gases.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a container 1 in FIG.
  • Cylinder coordinates (coordinates z, r and cp) with a filling chamber 40, a pressure chamber 6 and a pressure valve 10th
  • Figure 2 shows a sectional view through the bottom portion of a container 1 in the z-direction
  • FIG. 3 shows a container bottom region 1a without bottom-side pressure valve 10
  • FIG. 4 shows a pressure valve 10 to be inserted on the bottom side in a section in the z-direction, with a first piston 12 and a second piston 13
  • FIG. 5 shows another bottom-side usable pressure valve 10a in section in
  • FIG. 6 shows a container hollow bottom 200.
  • FIG. 7 shows a container 301 to be filled.
  • Figure 8 shows a section of a filled container 301 before filling a
  • FIG. 9 shows a detail of a filled container 301 after filling
  • Figure 10 shows a pressure valve 410 before a to be moved
  • Locking element 480 is engaged.
  • Figure 11 shows a pressure valve 410 after the axially displaced
  • Figure 12a shows a process step during the connection of a
  • FIG. 12b shows a further method step during the connection
  • FIG. 12 c shows a method step during the connection of the sleeve 444 to the pressure chamber bottom 405.
  • FIG. 1 An embodiment of a container 1 is shown schematically in FIG.
  • a filling space 40 is arranged in the upper region of the container 1, a filling space 40 is arranged.
  • the filling space 40 is partially filled with a liquid and the uppermost region of the filling space 40 is filled with a gas.
  • the filling chamber 40 is formed by a container wall 7, a container top 8 and a container bottom 2.
  • a pressure chamber 6, which is formed by the container bottom 2 and the pressure chamber bottom 5.
  • a pressure valve 10 connects the container bottom 2 and the pressure chamber bottom 5 and extends through the pressure chamber 6.
  • the pressure pp in the pressure chamber 6 is greater than the pressure pe in the filling space 40th
  • the pressure pe in the filling chamber 40 is greater than the ambient pressure of the container 1, so that by opening a valve 32, the liquid in the filling chamber 40 flows from an outlet line 30. Due to the outflow of the liquid in the filling space 40, the pressure pe decreases in accordance with the volume of liquid removed.
  • Pressure valve 10 and a propellant gas flows from the pressure chamber 6 into the filling chamber 40 until a certain pressure in the filling chamber 40 is reached. Then the pressure valve 10 closes and no further gas can flow from the pressure chamber 6 into the filling space 40. It is thereby achieved that the pressure pe in the filling chamber 40 is always high enough to allow a leakage of liquid content of the filling space 40 by opening the valve 32 via the outlet line 30. Due to the curvature of the container bottom 2 in the direction of the container interior results in the edge region of the lower region of the Beglallraums 40 an area with a small area (bottom area la), so that residual amounts of liquid in the filling space 40 through the outlet 30 are easily accessible and only one (very) small amount of liquid is not removable.
  • This arrangement serves to dissociate possible foaming by a liquid in the filling space 40, during or after a gas flows from the pressure space 6 into the filling space 40, from this end 30a of the outlet line 30, so that a small amount of foam and a large proportion non-foamed liquid can be removed via the outlet conduit 30.
  • the end of the outlet line 30 lying in the filling space 40 also lies below the apex of the curved container bottom 2 in the z-direction and according to FIG. 3 also below the edge of the recess 2a in the container bottom 2
  • the first distance a between the end of the outlet conduit 30 in the filling space 40 and the pressure space bottom 5 is less than the second distance b between the end 30a of the outlet conduit 30 in the filling space 40 and the apex of the container bottom 2 (alternatively the edge of the opening of the Container bottom 2 through which the pressure valve 10 engages).
  • the container bottom 2 is at least partially curved or completely dome-shaped and protrudes into the container interior in the positive z-direction. In this case, the vertex and the edge of the opening of the container bottom 2 projects in the direction of the interior 40 of the container first
  • a Be Heilllraum inlet 45 is arranged, via which the filling chamber 40 can be filled with a liquid and, if appropriate, a first overpressure can be applied.
  • Figure 2 shows a sectional view through the bottom portion la of a container 1 with a detailed illustration of a pressure valve 10.
  • the container bottom portion la shows a lower portion of the filling space 40, the pressure chamber 6 and the pressure valve 10.
  • the container bottom 2 is connected to the container wall 7 via a fold ,
  • the pressure chamber floor 5 is connected to the container bottom 2. In recesses of the container bottom 2 and the pressure chamber floor 5 engages the pressure valve 10. It is the Pressure valve 10 designed so that from the pressure chamber 6 outwardly directed forces acting on the container bottom 2 and the pressure chamber bottom 6 are received by the pressure valve 10, at least partially.
  • FIG. 3 shows a container bottom region la in section in the z direction, similar to the embodiment in FIG. 2, but without the pressure valve 10.
  • the container bottom 2 has a recess 2a and the pressure chamber bottom 5 has a recess 5a.
  • the recesses 2a, 5a are axial (z-direction) aligned along the axis A.
  • the pressure valve 10 is e.g. two-part
  • Such a two-part design of the pressure valve can be connected, for example via a screw to a one-piece pressure valve 10, wherein a part of the pressure valve 10 has an external thread and another part of the pressure valve 10 has an internal thread that fits to the external thread.
  • the pressure valve 10 can be, for example, by inserting a part of the pressure valve in one of the two recesses 2a, 5a, insert the second part of the pressure valve 10 in the remaining of the two recesses 2a, 5a and screw the two
  • FIG. 4 shows an embodiment of a pressure valve 10 in section in the z-direction, which can be inserted on the bottom side in a container 1, as described above.
  • the pressure valve 10 comprises a first pressure valve chamber 15 in which a pressure pv prevails.
  • the first pressure valve chamber 15 is limited by a pressure valve body 11 and a first piston 12.
  • a pressure valve inlet 24 is arranged, via which the first pressure valve chamber 15 can be filled with a gas.
  • the pressure valve inlet 24 is fluid-tight by a cover 25 lockable.
  • the pressure valve comprises a second pressure valve chamber 16, which is bounded by the pressure valve body 11, the first piston 12 and a second piston 13.
  • the second pressure valve chamber 16 is connected via a Befeldllraum channel 22 in fluid communication with a space which is outside the pressure valve 10
  • the pressure valve 10 also comprises a third pressure valve chamber 17, which is limited by the second piston 13 and the pressure valve body 11. Via a first pressure chamber passage, the third pressure valve chamber 17 is fluid communicating with a space outside the pressure valve 10 is connected.
  • a clamping element 19 between the third pressure valve chamber 17
  • the clamping element 19 is a spring.
  • a conical portion of the second piston 13 is held in a counter-structure formed in the pressure valve body 11, so that the conical portion of the second piston 13 acts as a cone seat valve.
  • the pressure valve 10 is closed. In the closed state of the
  • Pressure valve 10 the space that is outside the Beglallraum channel 22, from the space that is outside of the first pressure chamber channel 20, fluid-tight manner separated.
  • a projection 28a, 28b is arranged in each case.
  • the projections 28 a, 28 b protrude radially (r-direction) beyond the radial extent of the pressure valve body 10.
  • These projections 28a, 28b improve the fit of the pressure valve 10 when the pressure valve 10 is inserted into the recesses 2a, 5a of the container bottom 2 and the pressure chamber bottom 5 (see Figures 2 and 3).
  • sealing elements 27a, 27b are arranged at the respective sides of the projections 28a, 28b pointing to the pressure valve center and at a respective axial section of the pressure valve body 11.
  • the seals 14a, 14b designed as O-rings, as well as the seals 14a, 14b can be realized as molded seals.
  • Pressure relief valve 16 improves fluid-tightly separated from each other and cause a large part of the friction force in a movement of the first piston 12th
  • Pressure valve chamber 15 prevails to the frictional force between the first piston 12 and the seals 14 a, 15 b and the pressure valve body 11 and the
  • Threshold values Si and S 2 result from the geometric configuration of the pressure valve 10, especially from the surfaces on which the pressures shown act, and from the magnitude of the pressures and the clamping force of the tension element 19.
  • the pressure valve 10 opens by a movement of the first and second pistons 12, 13 in the positive z-direction.
  • the pressure valve 10 closes by a movement of the first and second pistons 12, 13 in the negative z direction. If the pressure valve 10 is arranged in a container 1, the pressure outside the Be crystalllraum channel 22 correspond to the pressure PB in the filling space 40 and the pressure outside the first pressure chamber channel 20 may correspond to the pressure PD in the pressure chamber 6.
  • FIG. 4 also shows an insert 23 which can be inserted into the pressure valve body 11.
  • the clamping element 23 and the second piston 13 can be introduced into the interior of the pressure valve 10 during the production of a pressure valve 10.
  • the pressure valve body 11 may be divided into two (not shown in Figure 4), especially so that one of the two projections 28a, 28b on a part of the two-part
  • Pressure valve body 11 is arranged and the other of the two projections 28 a, 28 b is arranged on the other part of the two-part pressure valve body 11.
  • the two parts of the pressure valve body 11 may be connectable for example by a screw. In the connected state of the two parts results in a two-part pressure valve body 11th
  • FIG. 5 shows a pressure valve 10a, which can be inserted in a container 1 on the bottom side.
  • the difference to the pressure valve 10 of Figure 4 is that no gas was introduced through the pressure valve inlet 24 in the pressure valve 10 a, so that the first piston 12 is not coupled to the second piston 13.
  • FIG. 6 shows a container hollow bottom 200.
  • a pressure chamber 206 is formed in the container hollow bottom 200.
  • a pressure PD 3 In the pressure chamber 206 there is a pressure PD 3 .
  • the pressure space 206 is fluid tight to the environment closed by a first bottom 202, a second bottom 205 and a pressure valve 210 when the pressure valve 210 is closed.
  • the pressure valve 210 When the pressure valve 210 is opened, the pressure valve 210 connects the pressure chamber 206 with the container hollow bottom 200
  • the pressure chamber 206 may be an overpressure, which means that the pressure PD 3 in the pressure chamber 206 is greater than the pressure of the container hollow bottom 200 surrounding space or greater than the space that the upper portion (in the positive z-direction) of the pressure valve surrounds.
  • a gas flows from the pressure chamber 206 in the vicinity of the container hollow bottom 200 when the pressure valve 210 is opened.
  • the pressure valve 210 is disposed in a respective recess of the first bottom 202 and the second bottom 205. By such an arrangement of the pressure valve 210, the pressure valve 210 closes the recesses of the first bottom 202 and the second bottom 205. In this embodiment, the recesses of the first bottom 202 and the second bottom 205 are aligned in the z-direction.
  • the pressure valve 210 has a (fully) circumferential projection 228a at the upper portion.
  • the projection 228a is arranged so that the outer
  • a further projection 228 b is arranged, in such a way that the outer surface of the second bottom 205 rests against the lower projection 228 b.
  • the material thickness of the first bottom 202 and / or the second bottom 205 can be made smaller than the material thickness of the bottoms 202, 205 without the same pressure difference between the pressure chamber 206 and the space or the spaces outside of the floors 202, 205 and the same stability Force absorption of the pressure valve 210.
  • the protrusions 228a, 228b may each be configured with circumferential breaks.
  • the pressure valve 210 may be on the inner surfaces of the floors 202, 205 (lying in the pressure chamber 206),
  • the second (bottom) bottom 205 is substantially planar (less than 10% deviation from the flatness) and is disposed in a fluid-tight manner in a peripheral bead 204 of the first bottom 202.
  • the second floor 205 may also be connected to the first floor 202 by crimping, welding or gluing. In other embodiments, the bottom floor 205 may not be planar.
  • the first (upper) bottom 202 is (in sections) arched. In the negative direction r, from the peripheral bead 204, the first bottom 202 is formed in the form of a spherical shell segment or hollow spherical segment with a central recess. At the edge region 203 of the first bottom 202, a connection point or connection point for a cylindrical or tubular container, which is not shown in FIG. 6, is arranged. In the embodiment shown in FIG. 6, the edge region 203 of the first bottom 202 is configured in such a way that the container hollow bottom 200 can be connected to the rim via a border region 203 of the first bottom 202.
  • FIG. 6 also shows an embodiment of a container hollow bottom, which can be designed by a modular system.
  • a modular system includes a first bottom 202, a second bottom 205 and a pressure valve 210 as individual components. Through the individual components of the modular system, a container hollow bottom can be produced.
  • Figures 7, 8 and 9 show various stages during the filling of a container.
  • the container 301 according to FIG. 7 is identical to the container 1 in FIG. 1, with the difference that the filling space 340 (filling space 40 in FIG. 1) is not filled with a liquid.
  • the container 301 comprises a filling space 340 which is formed between a container bottom 302, a container wall 307 and a container top side 308.
  • the container top side 308 comprises a filling space inlet 345 and the passage of an outlet line 330.
  • the outlet line 330 comprises a valve 332 and runs in the Interior of the filling space 340 into the container bottom portion 301 a (at the end 30 a of the inner portion of the outlet). In the filling space 340 there is a pressure pe 4 .
  • the container 301 further comprises a pressure chamber 306, which is formed between the container bottom 302 and a pressure chamber bottom 305.
  • the container bottom 302 and the pressure chamber bottom 305 each have a recess, to which a pressure valve 310 is arranged.
  • Such a container 301 (FIG. 7) can be connected to a filler of a liquid,
  • FIG. 8 shows a detailed illustration of a container 301 filled with a liquid (in the filling space 340) in order to activate the pressure valve 310.
  • the pressure valve 310 comprises a second pressure valve space 316, which is connected in a fluid-communicating manner via a filling space channel 322 to the filling space 340.
  • the pressure valve 310 comprises a third pressure valve chamber 317, in which a clamping element 319 is arranged, which exerts a force on a second piston 313 in the negative z-direction.
  • the third pressure valve chamber 317 is connected via a first pressure chamber channel 320 to the pressure chamber 306 fluidkommuniticiand.
  • the second piston Due to the overpressure in the pressure chamber 306 and by the clamping force of the clamping element 319, the second piston is in the pressure valve 310, that the pressure valve 310 is present in the closed state. Accordingly, the second pressure valve chamber 316 is not connected in a fluid-communicating manner via the second pressure chamber channel 321 to the pressure chamber 306. Only the pressure PB 4 in the filling space 340 (the sum of the overpressure and the pressure resulting from the liquid column) exerts a force on the second piston 313 in the positive z-direction, the forces acting in the negative z-direction on the second piston 312 being greater.
  • the first piston 312 is located at the bottom of the pressure valve 310. In the negative z-direction act on the first piston 312, the weight of the first piston and a force resulting from the pressure in the second pressure valve chamber 316 in connection with its engagement surface on the first piston.
  • a positive pressure pressure above atmospheric pressure
  • a pressure valve inlet 324 a pressure valve inlet 324.
  • a cover 325 is arranged on the pressure valve 310 in the region of the pressure valve inlet 324 via webs 326. The cover 325 serves to close the
  • Pressure valve inlet 324 after the introduction of an overpressure by the
  • a force (corresponding to the magnitude of the overpressure and the engagement surface) is exerted on the first piston 312, which is so great that the first piston 312 moves guided in the positive z-direction.
  • the weight of the first piston 312, the force resulting from the pressure in the second pressure valve chamber, and frictional forces must be overcome.
  • the first piston 312 moves in the positive z-direction until it rests against the second piston 313 or possibly further in the positive z-direction when passing through the
  • Pressure valve inlet 324 introduced pressure is sufficiently high.
  • Figure 9 is a filled container 301 after the introduction of the pressure by the pressure valve inlet 324 in the pressure valve 310 and closing the
  • a first pressure valve chamber 315 has been formed by the pressure introduction and this is below the first piston 312.
  • the first piston 312 separates the second pressure valve chamber 316 from the first pressure valve chamber 315.
  • the cover 325 closes the pressure valve inlet 324.
  • the closing of the pressure valve inlet 324 may be accomplished by friction welding
  • an ultrasonic lance is applied to the cover 325.
  • the cover 325 is materially connected to the pressure valve 310, and the webs 326 can thereby be connected to the pressure valve 310 or the connection region between the cover 326 and the pressure valve 310 (cohesively) and need not be removed separately.
  • the force of the first piston 312 acting on the second piston 313 in the positive z-direction (as a result of forces acting in the negative and positive z directions) also acts accordingly.
  • the force action in the negative z-direction is reduced the first piston 312 by reducing the pressure PB 4 in the filling 340, the first piston 312 and the second piston 313 can move in the positive z-direction, so that the filling chamber 340 is connected via the second pressure chamber channel 321 to the pressure chamber 306 fluidkommunizifugd.
  • the pressure valve 310 is in the open state and a propellant gas can flow from the pressure chamber 306 into the filling space 340. This happens until the force influences on the first piston 312 and the second piston 313 change in such a way that the first piston 312 and the second piston 313 move in the negative z-direction until the connection between the filling chamber 340 and the pressure chamber 306 is interrupted is. Then the pressure valve 310 is closed.
  • the gas introduced into the pressure valve 310 first pressure valve chamber 315) via the pressure valve inlet 324 to correspond to the composition of the gas introduced in the pressure chamber 306 or with regard to the composition of the component or
  • Figure 10 illustrates a pressure valve 410 (as a control valve for the pressure in
  • the valve 410 includes a valve sleeve 444, a first valve core 450, a second valve core 460, and a third valve core 470.
  • the valve sleeve 444 is made of metal and is connected to a container bottom 402 and a pressure chamber bottom 405.
  • the metallic sleeve can also be assigned to the container bottom, then it would be a ground sleeve, the jacket does not have to be completely solid, but rather as a supporting frame or circumferentially distributed arranged Stäbeform or grid shape of the outline of a sleeve can follow.
  • the sleeve (valve sleeve or bottom sleeve, depending on the viewing direction) is provided and adapted to receive a valve member by an axial insertion and mechanically hold the two floors at a given (fixed) distance.
  • connection of the sleeve to the bottom is made by the sleeve 444 engages through an opening in the container bottom 402 and a radial projection 442 a of the sleeve 444 rests against the top of the container bottom 402.
  • the connection of the sleeve 444 with the pressure chamber bottom 405 is shown in FIG.
  • Container bottom 402 and the pressure chamber bottom 405 sealing elements 443a, 443b are arranged.
  • FIG. 10 An alternative solution for the connection between pressure chamber bottom 405 and pressure valve sleeve 444 is shown in Figures 12a, 12b and 12c and explained in the accompanying description.
  • the pressure valve 410 of FIG. 10 is largely located in the pressure chamber 406 (corresponding to the space 6 of FIG. 1) formed by the pressure chamber bottom 405 and the container bottom 402 (corresponding to the bottom 5 and bottom 6 of FIG. 1) ).
  • the pressure space 406 may have the properties disclosed above.
  • the pressure PDS in the pressure chamber 406 is above the ambient pressure, especially at pressure values, as already described above for pressure chambers.
  • control valve In the sleeve 444, a control valve is inserted, which functionally fulfills the task of Druckregeins, detached from the task of mechanical stabilization.
  • the control valve can be made of plastic in nature, even if one or the other spring or metallic membrane are installed in it.
  • the sleeve 444 becomes a first in an example oriented to the figure
  • the first pressure valve insert 450 is
  • the frictional connection is given by an excess of the first pressure valve insert 450 against the dimension of the pressure valve sleeve 444.
  • the outer diameter of the sleeve 444 may be less than 30 mm.
  • the inner diameter of the sleeve 444 is reduced by its double wall thickness.
  • the outer diameter of the first pressure valve insert 450 may be greater than that by up to 0.5 mm, preferably between 0.1 mm and 0.3 mm
  • a plurality of sealing elements 451a, 451b, 451c effect the frictional connection with the
  • Pressure valve sleeve 444 The sealing elements can be designed in an O-ring shape.
  • the first pressure valve insert 450 comprises a first channel 422 (as Beglallraumkanal), which connects a lying in the pressure valve 420 (second) space 416 with a filling chamber 440 of the container. In the filling chamber 440, there is a pressure PBS, which is lower than the pressure PDS in the pressure chamber 406.
  • the first pressure valve insert 450 includes a second channel 420 (as shown in FIG.
  • the first pressure valve insert 450 has a radially projecting projection 452, which engages over the radial projection 442a of the sleeve 444 and rests in the end region on the upper side of the container bottom 402.
  • the first pressure valve body may preferably be made of plastic.
  • Liquid in the filling chamber 440 does not come into direct contact with the metallic sleeve 444 to avoid a corrosive effect. In addition, it improves the
  • a second pressure valve insert 460 Connected to the first pressure valve insert 450 is a second pressure valve insert 460, which will be explained below.
  • a third pressure valve insert 470 is disposed between the second space 416 and the second channel 420.
  • the third pressure valve insert 470 is positively or positively connected to the first pressure valve insert 450.
  • the third pressure valve insert 470 comprises an opening 477 which connects a (third) space 417 located in the third pressure valve insert 470 to the pressure space 406 via the second passage 416, so that the pressure in the third space 417 corresponds to (almost) the pressure pD5 in the pressure space 406.
  • a clamping element 473 is fastened via a clamping element guide 474.
  • the clamping element 473 is also connected to a sealing plate 475 of a poppet valve 475, 476 and presses the
  • connection can be made non-positively or positively, wherein a screw or a welding, especially by friction welding, is preferred.
  • the second pressure valve insert 460 comprises a membrane 461, which preferably consists of a flexible plastic. On the membrane 461, a contact element 462 is formed as a thickened portion of the membrane 461.
  • Clamping element 463 especially a spring arranged.
  • the tensioning element 463 is disposed in a (first) space 415 located in the second pressure valve insert 460 and exerts a force between the diaphragm 461 and a closure element 480.
  • the closing element 480 is connected loosely or only weakly holding the second pressure valve insert 460 in FIG.
  • the function of the closure element 480 can best be described by considering the different states of FIGS. 10 and 11.
  • the closing element 480 is not firmly connected to the clamping element 462. It comprises a radial projection 481 and an axial channel 482.
  • Closing element 480 is configured to fit into the second pressure valve insert
  • the second pressure valve insert 460 comprises a groove 464 and a stop annular surface 465.
  • the groove 464 is configured corresponding to the projection 481 of the closing element 480.
  • the distance between the abutment surface 465 and the groove 464 is not smaller than the distance between the protrusion 481 and the top (in the positive z-direction) of the closure member 480.
  • Pressure valve 410 open sleeve 444, the closing element 480,
  • a punch-like closing device 490 are introduced into a (fourth) space 418 in the pressure valve sleeve 444 and further pushed in the positive z-direction in the second pressure valve insert 460 until the radial projection 481 of the Verschauselements 480 in the circumferential groove 464 of engages second pressure valve insert 460 and optionally the top (in the positive z-direction) of the closing element 480 on the contact surface 465 of the second pressure valve insert 460 abuts (strikes).
  • the membrane 461 moves in the positive z-direction until it rests, for example by the contact element 462 at a portion of the sealing plate 475.
  • the pressure valve 410 is activated and there is a balance of power between the pressure PBS in the filling 440, the pressure PDS in the pressure chamber 406 and the clamping elements 463, 473rd
  • the pressure PDS in the pressure chamber acts on the contact surface of the sealing plate 475 in the negative z-direction. Likewise, one of the clamping element 473 acts on the
  • the pressure PBS acts in the filling space on the engagement surface of the diaphragm 461 in the negative z-direction, wherein the diaphragm 461 is coupled to the sealing plate 475.
  • a small, actually negligible force also results from the pressure PBS in the filling chamber 440 in the positive z-direction, acting on the sealing plate 475, and low due to the small or negligible attack surface pressure PBS on the sealing plate 475th
  • the clamping element 463 exerts a force in the positive z-direction on the membrane 461, which is forwarded to the sealing plate 475 because of the coupling between the membrane 461 and the sealing plate 475.
  • a volume is taken from the filling space 440, for example a pin of beer by a consumer, the pressure PBS in the filling space 440 drops, as a result of which the forces involved are changed and the balance of forces described is abandoned.
  • the clamping force of the clamping element 463 can provide different control pressures.
  • Figures 12a, 12b, 12c illustrate a way to connect a mechanically stable sleeve 444 with a container bottom 402 and a
  • Container bottom 405 welded at 405s, which is represented by the two mutually facing arrows S and S '.
  • the sleeve 444 can be guided or plugged through an opening in the container bottom 402 and through an opening in the pressure chamber bottom 405, so that a projection 442a of the pressure valve sleeve 444 rests against the top of the container bottom.
  • the opposite end of the sleeve 444 protrudes from the opening in the pressure chamber bottom 406 and is located on an axial projection 405 b of
  • Pressure chamber bottom 405 directed radially.
  • the sealing connection of the sleeve 444 with the pressure chamber bottom 405 can be produced via a fold 444f, in particular as a double fold, which can be seen in the enlarged illustrations of the relevant section of FIGS. 12b and 12c.
  • the force F and F 'to form the fold are shown.
  • a sealing element 443b is arranged between the sleeve 444 and the pressure chamber bottom 405.
  • a bias can improve the tightness of the connection.
  • the fold 444f is done in one example as follows. A in the negative z-direction over the projection 405 b 'of the pressure chamber floor 405' protruding portion of
  • Pressure valve sleeve 444 is bent in the positive r-direction over the projection 405b ', on the entire circumference, so that a projection 442b of the pressure valve sleeve 444 is formed. Subsequently, the bent-over projection 442b is further bent or folded around the projection 405b '(on the entire circumference) so that the end of the projection 443b is aligned in the positive z-direction. Subsequently, the portion of the sleeve 444 which is bent around the projection 405b 'of the pressure space bottom 405', is pressed by a force application in the positive and / or negative r-direction.
  • Hollow tray can be used, even if they are covered by methods.
  • the disclosed inflation chambers and pressure chambers may be used in any of the disclosed containers, container trays, or modular systems for producing a container bottom, even if encompassed by methods.

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Abstract

Behälter, dessen Inhalt komfortabel durch einen Verbraucher entnehmbar ist. Er soll bei hohem Bedienungskomfort durch einen Verbraucher preiswert herstellbar ist, eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Treibgaswahl (Druck und Art des Gases) zur Verfügung stellen und eine lange Haltbarkeit des Inhalts erzielen, auch nach Anbruch des Behälters. Der Behälter hat einen Befüllraum (40), einen Druckraum (6) und ein Druckventil (10). Der Befüllraum (40) ist durch einen Behälterboden (2), eine Behälterwand (7) und eine Behälteroberseite (8) gebildet und in dem Befüllraum (40) herrscht ein erster Druck (PB). Der Druckraum (6) ist durch den Behälterboden (2) und einen Druckraumboden (5) gebildet und in dem Druckraum (6) herrscht ein zweiter Druck (PD). Das Druckventil (10) ist mit dem Behälterboden (2) und dem Druckraumboden (5) verbunden. Das Druckventil (10) verbindet in geöffnetem Zustand den Befüllraum (40) und den Druckraum (6) fluidkommunizierend und das Druckventil (10) trennt in geschlossenem Zustand den Befüllraum (40) und den Druckraum (6) fluiddicht gegeneinander ab.

Description

Behaelter zum Aufbewahren einer Fluessigkeit, Druckventil dafuer
und Verwendung des Behaelters als Bierfass;
Verfahren zum Regeln des Drucks in einem solchen Behaelter;
Behälterhohlboden, modulares System zum Herstellen eines Behaelterhohlbodens und Verfahren zum Befuellen eines Behaelters
Die Erfindungen betreffen das technische Gebiet der Verpackungstechnik. Speziell betrifft eine Erfindung einen Behälter, dessen Inhalt durch einen Verbraucher komfortabel entnehmbar ist, insbesondere unter einem erhöhten Innendruck im Vergleich zum Außendruck steht. Speziell betrifft eine weitere Erfindung ein
Druckventil für den genannten Behälter. Speziell betrifft eine noch weitere Erfindung ein Regel verfahren für den Druck in einem Behälter. Zusätzlich betrifft eine weitere Erfindung einen Behälterhohlboden und ein modulares System zur Herstellung eines Behälterhohlbodens. Weiterhin betrifft eine weitere Erfindung ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters.
Der Behälter ist vergleichsweise voluminös, deutlich größer als eine gängige
Getränkedose und der Inhalt ist ein Getränk, das unter Druck gezapft werden soll.
Tragbare Bierfässer, solche mit einem Volumen unter 50 Liter, insbesondere unter 20 Liter und mehr als 2,5 Liter, deren Inhalt von Verbrauchern eigenständig gezapft werden können sind in zwei gebräuchlichen Varianten von besonderer Bedeutung.
Eine Variante solcher, mit metallischem Mantel versehenen, tragbaren Bierfässer lässt sich durch die Wirkung der Gravitationskraft entleeren. Ein Zapfhahn ist dabei im unteren Bereich der Außenseite des Behälters angeordnet. Durch Öffnen des Hahns kann das Bier ausfließen. Damit im Behälter kein Unterdruck entsteht, umfassen solche Behälter eine Vorrichtung, die es erlaubt, dass Luft aus der Umgebung in das Innere des Behälters gelangt. Solche Behälter sind wenig bedienerfreundlich, da zum Befüllen eines Glases mit Bier das Fass beispielsweise an den Rand eines Tisches gestellt werden muss oder das Fass unterbaut werden muss, um das Glas unterhalb des Zapfhahns befüllen zu können. Zusätzlich wird die Haltbarkeit des Fassinhalts nach Anbruch des Fasses durch beim Ausfließen des Bieres einströmenden Luftsauerstoff erheblich reduziert.
Eine andere Variante sind Behälter, die ein Innendrucksystem umfassen. Durch diese Systeme wird der Druck im Inneren über dem Umgebungsdruck gehalten. Dies erlaubt die Anordnung des Zapfhahns im oberen Bereich des Behälters. Ein Verbraucher hat dadurch typischerweise ausreichend Raum zwischen dem unteren Auslaufende des Zapfhahns und der Standebene des Behälters, um ein zu befüllendes Glas unter den Zapfhahn zu halten, ohne das Fass speziell positionieren zu müssen. Durch die
Verwendung von Innendrucksystemen kann die Haltbarkeit des Bieres nach Anbruch des Fasses bis zu mehr als 30 Tage betragen, da während der Bierentnahme kein Luftsauerstoff in das Fass einströmt.
Ein Bierfasssystem der zweiten Variante ist dem Fachmann aus WO 1999/47451
(Heineken Technical Services) zugänglich. Dort ist ein Bierfasssystem beschrieben, das eine Druckkartusche umfasst, die im Inneren des mit Bier befüllten Behälterraumes angeordnet ist und einen Überdruck in diesem Raum erzeugt. Die Druckkartusche umfasst Aktivkohle, wodurch eine gegenüber einer nicht mit Aktivkohle versehenen Kartusche größere Menge an Druck- oder Treibgas in die Kartusche eingebracht werden kann ohne den Druck in der Kartusche zu stark anzuheben. Im Handel und Verkauf werden diese Kartuschen "Carbonator" genannt.
Dieses System hat sich im Markt seit vielen Jahren als die best-funktionierende Lösung für tragbare Bierfässer mit einem Inhalt unter 20 Liter erwiesen. Sie wurde sozusagen zum Marktstandard. Hinsichtlich der möglichen Vielseitigkeit beim eingefüllten
Treibgas besteht indes eine eingeschränkte Flexibilität, da solche Kartuschen vom Abfüller bereits mit Treibgas befüllt erworben werden und in die Bierfässer (als metallische Behälter) eingebaut werden, um noch später vom Abfüller mit dem Bier gefüllt zu werden.
Dazuhin ist der Werkstoff des "Carbonators" aus einem anderen Metall als der
Werkstoff der Wand des Bierfasses. Dies führt im Recyclingprozess zu einem
Mischschrott (u.a. Material der Wandung des "Carbonators" und Material der
Außenwandung des Bierfasses), was zur Vermeidung zukünftig mehr und mehr Beachtung erhält.
US 2,345,081 (Ward) aus 1944 betrifft einen Syphon (ein Dispenser für Mineralwasser). Dieser hat eine Bodenkonstruktion mit einem Druckraum zum Zwischenspeichern eines Gases unter deutlich über Atmosphärendruck liegendem Druck, das über eine Ventilkonstruktion VB in eine mit Flüssigkeit (Mineralwasser, aber nicht Bier) gefüllte Kammer (einen Befüllraum LC) gesteuert abgelassen werden kann. Der Druckraum hat auf beiden axialen Enden eine jeweils nach innen (in den Druckraum hinein) ausgewölbte Wand. Zum Bereitstellen des primären Drucks in diesem Druckraum wird eine Hochdruck-Kartusche GB an das untere Ende des Syphon (als Behälters) gesteckt (mit einer Muffe angeschraubt), wodurch der Syphon nicht mehr auf einem flachen Boden (oder ebenen Tisch) zu stehen vermag. Die Erfindung(en) stehen vor der Aufgabe ein System bereitzustellen, das bei hohem Bedienungskomfort durch einen Verbraucher preiswert herstellbar ist, eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Treibgaswahl (Druck und Art des Gases) zur Verfügung stellt und eine lange Haltbarkeit des Inhalts erzielt, auch nach Anbruch des Behälters.
Die Aufgabe wird jeweils gelöst durch einen Behälter mit einem Druckraum und einem Druckventil (Anspruch 1), der in seinem Befüllraum mit einer Flüssigkeit befüllt wird (Anspruch 17) oder als tragbares Fass verwendbar ist (Anspruch 18), das eine Ober- und eine Untergrenze als Füllvolumen besitzt.
Auch ein Verfahren zum Regeln des Drucks in dem Befüllraum des Behälters
(Anspruch 19) löst das Problem.
Ebenso löst ein speziell ausgebildeter metallischer Behälter, welcher ein Druckventil bodenseitig aufnehmen kann, das Problem (Anspruch 41, 42). Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch einen Behälterhohlboden mit zwei Böden, wobei das Druckventil mit dem ersten Boden und dem zweiten Boden verbunden ist (Anspruch 20 oder 34).
Das modulare System (Anspruch 26 oder 38) erreicht die Herstellung eines
Behälterhohlbodens.
Die Aufgabe wird ebenso gelöst mit einem Verfahren zum Befüllen eines Behälters (Anspruch 30), nicht zwingend nur des Behälters von Anspruch 1.
Ein beanspruchter Behälter zum Aufbewahren einer Flüssigkeit umfasst einen
Befüllraum (auch: Füllraum), einen Druckraum und ein Druckventil. Der Befüllraum ist gebildet durch einen Behälterboden, eine Behälterwand und eine Behälteroberseite und in dem Befüllraum herrscht ein erster Druck. Der Druckraum ist gebildet durch den Behälterboden und einen Druckraumboden und in dem Druckraum herrscht ein zweiter Druck. Das Druckventil ist mit dem Behälterboden und dem Druckraumboden verbunden. In geöffnetem Zustand des Druckventils verbindet das Druckventil den Befüllraum und den Druckraum fluidkommunizierend. In geschlossenem Zustand des Druckventils trennt das Druckventil den Befüllraum und den Druckraum fluiddicht gegeneinander ab (Anspruch 1).
Wenn der zweite Druck im Druckraum größer ist als der Umgebungsdruck und/oder der Druck im Befüllraum, wirken Kräfte auf den Behälterboden und auf den
Druckraumboden, die jeweils vom Inneren des Druckraumbodens nach außen gerichtet sind. In Abhängigkeit der Druckdifferenz und der Materialstärke des
Druckraumbodens und des Behälterbodens kann es zu einer Verformung oder
Ausbeulung des Behälterbodens und/oder des Druckraumbodens kommen. Durch das Verbinden des Druckventils mit dem Behälterboden und mit dem Druckraumboden, kann ein Teil der Kräfte durch das Druckventil aufgenommen werden.
Dies erlaubt bei konstanter Druckdifferenz die Wahl einer geringeren Materialstärke des Behälterbodens und/oder des Druckraumbodens als eine Materialstärke, die unter Vermeidung einer Verformung oder Ausbeulung des Behälterbodens und/oder des Druckraumbodens notwendig wäre. Bei konstanter Materialstärke erlaubt die
Anordnung des Druckventils einen höheren Differenzdruck (beispielsweise hoher Druck im Druckraum) bei gleichzeitiger Vermeidung der erwähnten Verformung oder Ausbeulung.
Fluidkommunizierend bedeutet, dass ein Fluidaustausch zwischen zwei Räumen (beispielsweise Befüllraum und Druckraum) möglich ist, insbesondere zügig und nicht zäh. Fluiddicht bedeutet, dass zwischen zwei Räumen praktisch kein Fluidaustausch stattfinden kann; dabei versteht der Fachmann, dass eine perfekte Abdichtung zweier Räume ohne jedweden Fluidaustausch oder Fluidfluss stattfindet praktisch nicht realisierbar ist. Parasitärer Fluss oder Austausch ist immer gegeben, so dass es kein praktisch erheblicher Austausch ist. Ein marginaler Fluidfluss oder Fluidaustausch wird auch zwischen zwei fluiddicht gegeneinander abgetrennten Räumen stattfinden, wobei die Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen einen Einfluss auf die Menge des parasitär ausgetauschten Fluids pro Zeiteinheit hat. Jedenfalls ist der Fluidaustausch in geschlossenem Zustand des Druckventils, also fluiddicht, sehr viel geringer als der Fluidaustausch bei geöffnetem Zustand des Druckventils, also fluidkommunizierend.
Der Behälterboden und der Druckraumboden können je eine Ausnehmung aufweisen. In diese Ausnehmungen kann das Druckventil eingreifen, wodurch eine Kraft, die aus einer Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und dem Befüllraum und dem
Druckraum und der Umgebung resultiert, aufgenommen werden kann (Anspruch 2).
Das Druckventil kann einen Druckventilkörper aufweisen. Am oberen und am unteren Ende des Druckventils kann jeweils ein Vorsprung angeordnet sein, wobei der obere und der untere Vorsprung jeweils zumindest teilumfänglich in r-Richtung über zumindest einen radialen Teil des Druckventilkörpers ragen (Anspruch 3). Dabei können die Vorsprünge (oben und unten) über den kompletten Umfang des
Druckventils ausgebildet sein oder teilumfänglich ausgebildet sein. Auch eine
Ausbildung mehrerer Vorsprünge pro axialem Ende des Druckventils (oben und unten) ist möglich, wobei jeder der Vorsprünge teilumfänglich ausgebildet sein kann.
Bevorzugt kontaktiert der Vorsprung am oberen Ende des Druckventils die obere Seite des Behälterbodens und der Vorsprung am unteren Ende des Druckventils die untere Seite des Druckraumbodens (Anspruch 4). Dadurch kann wiederum die auf den Behälterboden und den Druckraumboden wirkende Kraft, die aus der beschriebenen Druckdifferenz resultierend, zumindest teilweise vom Druckventil aufgenommen werden.
Die Vorsprünge des Druckventils können ein Dichtelement umfassen. Je nach
Ausbildung der Vorsprünge (oben und unten am Druckventil), können mehrere Dichtelemente pro Seite des Druckventils angeordnet sein oder lediglich ein
Dichtelement oder Dichtelemente an einem Vorsprung oder an Vorsprüngen einer Seite des Druckventils angeordnet sein. Durch das Anbringen eines Dichtelements ist eine verbesserte Dichtheit an der Kontaktstelle zwischen Druckventil und
Behälterboden und/oder Druckraumboden erreichbar.
Der Behälter kann eine Auslassleitung mit einem Ende und einem anderen Ende umfassen. Das eine Ende der Auslassleitung kann in dem Befüllraum liegen
Typischerweise kann ein Verbraucher über die Auslassleitung einen Inhalt aus dem Befüllraum entnehmen (zapfen). Der Behälterboden kann in seinem Innenbereich gewölbt oder ganz kuppeiförmig ausgestaltet sein, in Richtung zum Befüllraum.
Zumindest ein Abschnitt des Behälterbodens ist also gewölbt ausgestaltet. Zwischen dem unteren Ende eines Abschnitts der Auslassleitung, das in dem Befüllraum liegt, und einem Punkt auf dem Druckraumboden (der Oberfläche des Druckraumbodens) besteht ein (erster) Abstand. Bevorzugt handelt es sich bei dem Abstand um den kürzesten Abstand eines Punktes auf dem Druckraumboden und dem im Befüllraum liegenden Ende. Der kürzeste Abstand kann durch die Wahl eines Punktes auf dem Druckraumboden bestimmt werden, der den geringsten Abstand zu dem im
Befüllraum liegenden Ende der Auslassleitung aufweist. Der Abstand zwischen dem beschriebenen Ende des innen liegenden Abschnitts der Auslassleitung und dem Druckraumboden kann geringer (kleiner) sein als ein Abstand zwischen dem
beschriebenen Ende der Auslassleitung und dem Scheitelpunkt des gewölbten
Bodenabschnitts. Befindet sich dort bereits eine Ausnehmung (für das Druckventil) ist es der Rand der Ausnehmung des Behälterbodens (Anspruch 5), wobei auch hier ein Scheitelpunkt extrapolierbar ist (in der Mitte der Ausnehmung).
Auch wenn der Behälterboden zumindest partiell gewölbt oder ganz kuppeiförmig ausgestaltet ist und eine mittige Öffnung aufweist, und zwar an einer Stelle des Behälterbodens, an welcher der Scheitelpunkt auf dem Behälterboden liegen würde, wenn der Behälterboden die Öffnung nicht aufweisen würde oder die Öffnung an einer anderen Stelle liegen würde, weist der Behälterboden einen Scheitelpunkt auf. Der Scheitelpunkt ist in diesem Fall durch eine Extrapolation zu bestimmen und ist an einer Stelle gelegen, an der der Scheitelpunkt auf dem Behälterboden liegen würde, wenn keine Öffnung in dem Behälterboden vorhanden ist oder die Öffnung an einer anderen Stelle vorhanden ist.
Durch die Anordnung des Endes der Auslassleitung nahe am Druckraumboden ergibt sich eine vorteilhafte Entnahmemöglichkeit des (fast ganzen) Inhalts des Behälters über die Auslassleitung, speziell wenn der Inhalt eine zum Schäumen neigende
Flüssigkeit ist, z.B. Bier, und der Füllstand im Befüllraum niedrig ist.
Anders ausgedrückt, befindet sich der tiefste Punkt (oder die tiefste umlaufende Rinne) des Befüllraums unter dem höchsten Punkt des Behälterbodens. Erstere liegt radial aussen, Zweitere liegt im Zentrum. In die Rinne ragt das Ende der Auslassleitung.
Wenn Gas aus dem Druckraum über das Druckventil in den Befüllraum strömt, kann die Flüssigkeit im Befüllraum zu einem erheblichen Anteil aufgeschäumt werden. Der Schaum breitet sich, wegen der geringen Dichte, oberhalb des Auslasses und lateral dazu aus und lagert sich primär nahe der Grenzfläche im Befüllraum an. Ein
Verbraucher entnimmt dem Behälter dabei einen erheblichen Anteil an Schaum, wenn das innere Ende der Auslassleitung dem Ventil zu nahe käme.
Überraschend hat sich gezeigt, dass die beschriebene Anordnung des im Befüllraum liegenden Endes der Auslassleitung relativ zu dem Behälterboden und dem
Druckraumboden die Entnahme des Inhalts verbessert. Es wird weniger Schaum entnommen.
Bei einem Behälter mit Auslassleitung kann auch eine z-Achse durch den Behälter gebildet sein. Die z-Achse erstreckt sich darin von oder durch den Druckraumboden in Richtung der Behälteroberseite. Entsprechend liegt für den Druckraumboden ein geringerer Zahlenwert auf der z-Achse vor als für die Behälteroberseite. Das Ende der Auslassleitung kann nicht oberhalb (also auf gleicher Höhe oder unterhalb) des Druckventils hinsichtlich der z-Achse angeordnet sein (Anspruch 6). Diese Anordnung bringt den oben beschriebenen Vorteil der Entnahme eines geringeren Anteils von unerwünschtem Schaum mit sich.
In einem Behälter mit Auslassleitung und einer z-Achse, wie oben beschrieben, kann der Behälterboden gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet sein. Dabei ist zumindest ein Abschnitt des Behälterbodens gewölbt oder kuppeiförmig ausgestaltet. Ein Ende der Auslassleitung, speziell ein Ende, das in dem Befüllraum liegt, kann nicht oberhalb (gleiche Höhe oder unterhalb) des Scheitelpunkts oder des Rands einer Öffnung des Behälterbodens liegen (Anspruch 7). Das oben beschriebene zur Bestimmung des Scheitelpunkts ist auch bei diesem Behälter anzuwenden. Die Ausgestaltung weist wiederum den Vorteil der verminderten Entnahme von Schaum aus dem Befüllraum auf.
Der Druck im Druckraum kann mindestens 1 bar größer sein als im Befüllraum.
Bevorzugt ist der Druck im Druckraum mindestens 2 bar, besonders bevorzugt mindestens 3 bar, größer als der Druck im Befüllraum (Anspruch 8).
Ist der Druck im Druckraum größer als im Befüllraum findet, kann eine relativ große Stoffmenge von Treibgas (hoher Druck) in dem Druckraum bevorratet sein und gleichzeitig der Druck im Befüllraum (relativ) niedriger sein, was zu einem besseren und, über unterschiedliche Füllgrade des Befüllraums hinweg, stabileren
Entnahmeverhalten führt. Jedes hierin offenbarte Druckventil kann ein Regelventil sein.
Der Druckraum kann mit einem Treibgas befüllt sein. Das Treibgas ist bevorzugt Kohlenstoffdioxid (C02), Stickstoff (N2), Lachgas (N20) oder Mischungen der Gase (Anspruch 9).
Bevorzugt liegt der Druck im Druckraum zwischen 5 bar (0,5 MPa) und 35 bar
(3,5 MPa), speziell liegt der Druck zwischen 5 bar und 30 bar, spezieller zwischen 8 bar und 25 bar (Anspruch 10). Der Druck im Druckraum bestimmt sich auch über das Volumen des Druckraums, sodass bei einem größeren Volumen des Druckraums unter Vorhandensein einer konstanten Stoffmenge geringer sein kann oder bei einem größeren Volumen des Druckraums der Druck höher liegen kann.
Der Druck im Befüllraum kann kleiner als der Druck im Druckraum sein. Speziell kann der Druck im Befüllraum zwischen 1,2 bar (0,12 MPa) und 7 bar (0,7 MPa), spezieller zwischen 1,5 bar und 6 bar, noch spezieller zwischen 1,7 und 5 bar liegen
(Anspruch 10).
Das Volumen des Druckraums kann zwischen 0,1 L und 5 L, speziell zwischen 0,1 L und 3 L, spezieller zwischen 0,5 L und 2,5 L, noch spezieller zwischen 0,5 L und 1,5 L liegen (Anspruch 11).
Das Volumen des Befüllraums kann zwischen 1 L und 25 L speziell zwischen 2 L und 20 L liegen (Anspruch 11). Bevorzugt besitzt der Befüllraum ein Volumen, das es erlaubt, 2 L, 3 L, 5 L oder 20 L einer Flüssigkeit aufzunehmen, sodass bevorzugt neben der Flüssigkeit im Befüllraum ein gasgefüllter Bereich von mindestens 0,05 L besteht. Der Druckraum kann keinen Filier umfassen. Ein Filier ist eine Komponente, die typischerweise bei Umgebungsbedingungen in festem Aggregatzustand vorliegt und die Aufnahme einer Stoffmenge eines Stoffes erlaubt. Dabei fällt die Druckzunahme, in dem Raum, in dem der Filier eingebracht ist, durch das Einbringen des Stoffes geringer aus, verglichen mit dem Einbringen der gleichen Stoffmenge in den gleichen Raum ohne Filier.
Der Dampfdruck des Treibgases oder der Treibgasmischung kann über dem Druck des Druckraums liegen, speziell bis zu einer Temperatur von -5 °C hinab (Anspruch 12). Entsprechend liegt das Treibgas oder die Treibgasmischung im Druckraum zum allergrößten Teil gasförmig vor, wobei dem Fachmann bewusst ist, dass auch in diesem Zustand ein (sehr) geringer Anteil des Treibgases oder der Treibgasmischung in flüssiger Form vorliegt (vgl. Oberflächenenergie- oder Oberflächenspannungseffekte an stark gekrümmten Oberflächen).
Das Vorliegen des Treibgases größtenteils als Gas verbessert die Sicherheit des Behälters gegenüber einer in erheblichem Maße als Flüssigkeit vorliegenden
Treibgasbefüllung. Ist das Treibgas in erheblichem Maße bei Raumtemperatur und darunter flüssig, kann ein Aufheizen des Behälters (z.B. wenn ein Verbraucher den Behälter eine längere Zeit intensiver Sonnenstrahlung und/oder hoher Temperatur aussetzt) dazu führen, dass eine Phasenumwandlung von der flüssigen in die gasförmige Phase stattfindet, wodurch sich der Druck erheblich erhöhen kann. Dies kann zum Versagen des Druckraumwandmaterials führen. Zusätzlich ist ein solcher Druckanstieg durch Phasenumwandlung problematisch, wenn ein Verbraucher den Behälter zum ersten Mal verwendet.
Im Rahmen der Erfindung erlaubt die Anordnung des Druckventils im Behälter, falls es zu einem sehr hohen Druckanstieg im Druckraum kommen sollte, dass der Überdruck über den Druckraumboden, gegebenenfalls unter Zerstörung des Druckventils, an die Umgebung abgegeben wird. Dies ist gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft, da bei Behältern des Standes der Technik meist der gesamte Behälter bersten wird, wenn ein kritischer Druck überschritten wird.
Bevorzugt ist der Behälterboden zumindest im radialen Innenbereich aufwärts gewölbt oder insgesamt kuppeiförmig ausgebildet, vielleicht ausgenommen der äußere Randbereich. Speziell ist der Behälterboden in z-Richtung zum Behälterinneren (zum Befüllraum hin) gewölbt ausgebildet. Insbesondere ragt der Scheitelpunkt oder der Rand einer Ausnehmung des Behälterbodens in Richtung des Befüllvolumens für die Flüssigkeit (Anspruch 13). Durch eine Wölbung des Behälterbodens lässt sich ein Raum aus nur insgesamt zwei Bauteilen (hier Behälterboden und Druckraumboden) bilden. Zusätzlich ergibt sich eine verbesserte Kraftaufnahme des gewölbten Bauteils gegenüber einem nicht gewölbten Bauteil. Weiterhin erlaubt ein nach innen (zum Befüllraum) gewölbter Behälterboden eine weiter gehende Entleerung eines befüllten Behälters, da sich bei konstanter Restfüllmenge im Randbereich des Befüllraums des Behälters eine gegenüber einem ebenen oder in anderer z-Richtung gewölbtem Behälterboden eine vergrößerte Füllhöhe ergibt (bei kleinerer Querschnittsfläche), vgl. dazu US 2,345,081 (Ward), eingangs angesprochen und dargelegt.
Der Druckraumboden kann im Wesentlichen ebenflächig ausgestaltet sein, speziell ist der Druckraumboden im Wesentlichen parallel zur Behälteroberseite ausgebildet (Anspruch 14). Das "im Wesentlichen" erlaubt eine Abweichung zur Ebenflächigkeit und Parallelität um 10 %. Dies ist ausreichend zum Montieren einer metallischen Bodenhülse, die zwischen beiden Ausnehmungen der Böden verläuft und mit diesen dichtend verbunden ist. So kann die Abweichung von der Ebenflächigkeit genutzt werden, eine Spannung auf die Bodenhülse aufzubringen, wobei der Behälterboden leicht nach oben ausgelenkt ist, und die Bodenhülse oben verspannend aufgenommen wird.
Die Bodenhülse entlastet das eigentliche funktionelle Ventil von axialen Kräften, welches funktionelle Ventil in die schon montierte Bodenhülse eingeschoben werden kann, und darin axial unverschieblich montiert wird.
Der Druckraumboden kann so ausgestaltet sein, dass beim aufrechten Stehen des Behälters auf einem ebenflächigen Untergrund der Druckraumboden nicht den ebenflächigen Untergrund kontaktiert.
Bevorzugt sind der Behälterboden, der Druckraumboden, die Behälterwand und/oder die Behälteroberseite aus metallischem Blech mit einer jeweiligen Wanddicke von weniger als 1,0 mm. Insbesondere beträgt die Wanddicke weniger als 0,8 mm, noch bevorzugter weniger als 0,55 mm (Anspruch 15).
Durch eine geringe Materialstärke (Wanddicke) der Komponenten des Behälters ergibt sich eine besonders wirtschaftliche Verwendungsmöglichkeit als Einmal-Behälter. Ein Einmal-Behälter wird nach dessen Gebrauch von einem Verbraucher typischerweise entsorgt und nicht wiederverwendet.
Jeder hierin offenbarte Behälter kann ein Fass, insbesondere ein Bierfass, sein. Ein Druckventil für einen Behälter kann einen Druckventilkörper, einen ersten
Druckventilraum, einen zweiten Druckventilraum und einen dritten Druckventilraum umfassen. Der erste Druckventilraum ist durch den Druckventilkörper und einen ersten bewegbaren Kolben gebildet. Der zweite Druckventilraum ist durch den
Druckventilkörper, den ersten bewegbaren Kolben und einen zweiten bewegbaren Kolben begrenzt. Der zweite Druckventilraum ist über einen Befüllraum-Kanal mit einem ersten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden. Der dritte Druckventilraum ist durch den Druckventilkörper und den zweiten Kolben begrenzt und ist über einen ersten Druckraumkanal mit einem zweiten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum fluidkommunizierend verbunden. Der erste und zweite bewegbare Kolben wird bevorzugt in ihrer jeweiligen Bewegung geführt und speziell ist eine Bewegung im Wesentlichen nur in axialer Richtung (z- Richtung) möglich. Dabei bezieht sich das "im Wesentlichen" darauf, dass bei erfindungsgemäßem Gebrauch die axiale Bewegbarkeit die Hauptbewegbarkeit ist. Der erste, außerhalb des Druckventils liegende Raum kann jeder Raum sein, der außerhalb des Druckventils liegt, speziell ist es ein Befüllraum. Ebenso kann der zweite, außerhalb des Druckventils liegende Raum jeder Raum sein, der außerhalb des Druckventils liegt. Bevorzugt ist dieser Raum der Druckraum. Zur Fluidkommunikation wird auf die Ausführungen oben verwiesen.
Der Druckventilkörper kann einen zweiten Druckraumkanal umfassen, der im geschlossenen Zustand des Druckventils an einem Ende des zweiten Druckraumkanals durch den ersten Kolben fluiddicht abgeschlossen ist und an einem anderen Ende gegenüber dem zweiten, außerhalb des Druckventils liegenden Raum geöffnet ist
Bevorzugt sind der zweite Druckventilraum und der zweite, außerhalb des Druckventils liegende Raum bei geöffnetem Zustand des Druckventils durch den zweiten
Druckraumkanal fluidkommunizierend verbunden. Speziell sind in geöffnetem Zustand des Druckventils der erste, außerhalb des Druckventils liegende Raum und der zweite, außerhalb des Druckventils liegende Raum fluidkommunizierend verbunden.
Das Druckventil kann ein Sitzventil umfassen. In abdichtendem Zustand des Sitzventils ist das Druckventil geschlossen und in nicht abdichtendem Zustand des Sitzventils ist das Druckventil geöffnet.
Bevorzugt umfasst das Sitzventil ein Dichtelement, wobei das Dichtelement durch einen Abschnitt des zweiten Kolbens gebildet und das Dichtelement fluiddichtend an einem Abschnitt des Druckventilkörpers anliegen kann. Speziell ist das Dichtelement kegelförmig, kugelförmig oder tellerförmig ausgebildet, sodass sich ein Kegelsitzventil, Kugelsitzventil oder Tellersitzventil ergibt. Der erste bewegbare Kolben kann mit dem zweiten bewegbaren Kolben mechanisch gekoppelt sein, sobald der Druck im ersten Druckventilraum so groß ist, dass sich der erste Kolben auf Grundlage des Drucks in z-Richtung auf den zweiten Kolben zu bewegt und diesen kontaktiert. Durch den Druck im ersten Druckventilraum wirkt eine Kraft auf den ersten Kolben in Abhängigkeit der Fläche des ersten Kolbens auf die der Druck wirkt. Durch Überwindung zumindest einer Reibungskraft und ggf. einer Gewichtskraft kann sich der erste Kolben bewegen.
Bevorzugt umfasst der erste Kolben ein Aufnahmeelement, wodurch der erste Kolben und der zweite Kolben koppelbar sind.
Der erste Kolben kann eine Dichtung umfassen. Bevorzugt ist die Dichtung eine angespritzte Dichtung oder ein O-Ring. Speziell kann die angespritzte Dichtung durch eine 2-Komponenten-Herstellung gefertigt sein (Mehrkomponenten-Spritzgießen).
Zwischen dem Druckventilkörper und dem zweiten Kolben kann ein Spannelement eingespannt sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem Spannelement um eine Feder aus Metall oder Kunststoff. Das Spannelement ist vorgesehen, um den zweiten Kolben relativ zum Druckventilkörper in einer festgelegten Position zu halten, auch dann, wenn keine zusätzlichen Kräfte auf die Elemente des Druckventils wirken.
Bevorzugt ist das Spannelement im dritten Druckventilraum angeordnet.
Der erste Kolben und/oder der zweite Kolben können keinen Kanal aufweisen.
Bevorzugt ist zumindest einer des ersten und zweiten Kolbens vollstückig ausgestaltet. Der erste und/oder der zweite Kolben können einstückig ausgebildet sein.
Der Druckventilkörper kann einen fluiddicht verschließbaren Druckventileinlass aufweisen, durch den ein Stoff in den ersten Druckventilraum einbringbar ist. Der Stoff ist bevorzugt ein Gas und speziell ein Treibgas. Ebenso möglich ist das Einbringen eines Stoffes in flüssiger oder fester Form, wobei die Phasenumwandlung in die Gasform später im ersten Druckventilraum geschieht. Beispielsweise kann Kohlenstoffdioxid in Form von Trockeneis eingebracht werden oder flüssig eingebracht werden, wobei im ersten Druckventilraum eine Sublimation oder eine Verdampfung des nicht
gasförmigen Kohlenstoffdioxids geschieht.
Ein beschriebener Behälter kann ein beschriebenes Druckventil umfassen,
insbesondere kann das Druckventil bodenseitig in dem Behälter eingesetzt sein. Der Befüllraum eines Behälters kann mit einer Flüssigkeit befüllt sein. Bevorzugt ist die Flüssigkeit Bier (Anspruch 16), wobei jede Art von Bier gemeint ist, alkoholfreies und alkoholisches Bier.
Der beschriebene Behälter kann als tragbares Fass verwendet werden, wobei das Fass ein Füllvolumen von nicht mehr als 20 L aufweist, bevorzugt nicht mehr als 10 L oder 5 L. Speziell ist das Volumen größer als 1 L und insbesondere größer als 2 L
(Anspruch 17).
Der Druck in dem Befüllraum eines beschriebenen Behälters kann in einem Verfahren (selbsttätig) geregelt werden. Der Befüllraum ist zumindest teilweise mit einer
Flüssigkeit befüllt und der Druckraum ist zumindest teilweise mit einem Treibgas befüllt. Der Behälter umfasst eine Auslassleitung mit einem Ventil. Bei geöffnetem Ventil verbindet die Auslassleitung den Befüllraum und einen den Behälter
umgebenden Raum fluidkommunizierend. Innerhalb des Verfahrens wird das Ventil betätigt, wodurch ein Anteil der Flüssigkeit im Befüllraum in den - den Behälter umgebenden - Raum abgelassen wird und entsprechend des abgelassenen Volumens der Flüssigkeit der Druck im Befüllraum sinkt. Das Druckventil öffnet bei
Unterschreiben eines Schwellenwerts des Drucks im Befüllraum, was dazu führt, dass ein Anteil des Treibgasvolumens im Druckraum in den Befüllraum strömt. Bei
Überschreiten eines zweiten Schwellenwerts des Drucks im Befüllraum schließt das Druckventil und erlaubt kein weiteres Strömen von Treibgas aus dem Druckraum in den Befüllraum (Anspruch 18). Der erste und der zweite Schwellenwert ergeben sich aus den Charakteristika des Behälters und des Druckventils und sind später anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Das Verfahren kann ein vorher beschriebenes Druckventil umfassen.
Ein metallischer Behälter kann eine unter Druck stehende Flüssigkeit, bevorzugt Bier, aufbewahren. Der Behälter umfasst einen Befüllraum für die Flüssigkeit und einen Druckraum für ein Treibgas. Der Befüllraum ist zwischen einem nach aufwärts gewölbten Behälterboden und einer Behälteroberseite gebildet. Der Befüllraum nimmt die Flüssigkeit und einen ersten Überdruck gegenüber dem Äußeren auf. Der
Druckraum ist zwischen dem Behälterboden und einem weiter unten (bei einem aufrecht stehenden Behälter) gelegenen Druckraumboden gebildet. Der Druckraum nimmt einen zweiten Überdruck eines Treibgases auf. Im Behälterboden ist eine erste Ausnehmung vorgesehen und im Druckraumboden ist eine zweite Ausnehmung vorgesehen, wobei die Ausnehmungen axial fluchten, um ein abdichtendes Druckventil aufzunehmen, das beide Ausnehmungen schließt und abdichtet (Anspruch 19). Ein Behälterhohlboden kann für einen Behälter verwendet werden. Der Behälterhohlboden umfasst einen ersten Boden und einen zweiten Boden sowie ein Druckventil. Sowohl der erste Boden als auch der zweite Boden weist eine
Ausnehmung auf. Der erste Boden ist mit dem zweiten Boden verbunden. Das Druckventil ist mit dem ersten Boden und dem zweiten Boden verbunden. Dadurch ist ein fluiddichter Druckraum gebildet. In geöffnetem Zustand des Druckventils ist der Druckraum mit einem Raum, der den Behälterhohlboden umgibt,
fluidkommunizierend verbunden (Anspruch 20).
In geschlossenem Zustand des Druckventils ist der Druckraum von einem Raum, der den Behälterhohlboden umgibt, fluiddicht abgetrennt.
Bevorzugt ist der erste Boden und/oder der zweite Boden aus Stahl, Eisen oder Aluminium ausgebildet. Das Druckventil besteht bevorzugt aus Kunststoff, speziell aus einem Thermoplast, besonders bevorzugt besteht das Druckventil aus zwei oder drei verschiedenen Thermoplasten.
Speziell kann sowohl der Behälterboden, die Behälterwand, Behälteroberseite und der Druckraumboden aus Weißblech bestehen.
Der erste Boden des Behälterhohlbodens kann eine gewölbte oder kuppelartige Form aufweisen (Anspruch 21).
Das Druckventil des Behälterhohlbodens kann jeweils in die Ausnehmung des ersten Bodens und des zweiten Bodens eingreifen (Anspruch 22).
Bevorzugt weist das Druckventil des Behälterhohlbodens am oberen und unteren Ende (axial) jeweils mindestens einen Vorsprung auf. Der Vorsprung am oberen Ende kontaktiert die äußere Oberfläche des ersten Bodens und der Vorsprung am unteren Ende kontaktiert die äußere Oberfläche des zweiten Bodens.
Bevorzugt herrscht im Druckraum ein Druck PD3 oberhalb des atmosphärischen Drucks (Anspruch 23). Dieser Überdruck kann durch ein Treibgas verursacht sein, das insbesondere Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Lachgas oder Mischungen der Gase umfasst.
Der erste Boden des Behälterhohlbodens kann den zweiten Boden des
Behälterhohlbodens übergreifen, bevorzugt ist der zweite Boden axial von dem ersten Boden voll umschlossen. Zusätzlich kann der Randbereich des ersten Bodens so ausgestaltet sein, dass der Behälterhohlboden über den ersten Boden mit einem Behälter verbindbar ist. Diese Verbindung kann insbesondere durch eine Bördelung ausgestaltbar sein (Anspruch 24).
Das Druckventil kann im Behälterhohlboden mit dem ersten Boden und dem zweiten Boden so verbunden sein, dass Kräfte, die auf den ersten Boden und den zweiten Boden bei einem Überdruck im Druckraum wirken, zumindest teilweise von dem oder durch das Druckventil aufgenommen werden können (Anspruch 25). Dadurch ergibt sich eine verbesserte Stabilität des Behälterhohlbodens bei einem Überdruck im Druckraum.
Ein modulares System zum Herstellen eines Behälterhohlbodens umfasst einen ersten Boden, einen zweiten Boden und ein Druckventil. Der erste Boden weist eine
Ausnehmung und eine umlaufende Sicke auf. Der zweite Boden weist eine
Ausnehmung auf. Das Druckventil weist jeweils einen Vorsprung an dessen (axialen) oberen Ende und an dessen (axialen) unteren Ende auf. Der erste Boden und der zweite Boden sind über die Sicke des ersten Bodens verbindbar. Das Druckventil kann so mit dem ersten Boden und dem zweiten Boden verbunden werden, dass der Vorsprung am oberen (axialen) Ende des Druckventils die Oberseite des ersten Bodens kontaktiert und der der Vorsprung am unteren (axialen) Ende des Druckventils die Unterseite des zweiten Bodens kontaktiert (Anspruch 26).
Der erste Boden des modularen Systems kann eine gewölbte oder kuppelartige Form aufweisen (Anspruch 27).
Das Druckventil des modularen Systems kann in die jeweils eine Ausnehmung des ersten Bodens und des zweiten Bodens eingreifen (Anspruch 28).
Durch die Kombination (Verbindung) der Komponenten des modularen Systems, nämlich des ersten Bodens, des zweiten Bodens und des Druckventils, ist, bei geschlossenem Zustand des Druckventils, ein fluiddichter Druckraum bildbar
(Anspruch 29).
Ein Behälter mit einem Befüllraum, einem Druckraum und einem Druckventil kann in einem Verfahren befüllt werden. Der Befüllraum ist durch einen Behälterboden, eine Behälterwand und eine Behälteroberseite gebildet. In dem Befüllraum herrscht ein erster Druck pe4. Der Druckraum ist durch den Behälterboden und einen
Druckraumboden gebildet. In dem Druckraum herrscht ein zweiter Druck PD4, wobei der Druck oberhalb des atmosphärischen Drucks liegt. Insbesondere liegt der zweite Druck PD4 bei mehr als 3 bar. Das Druckventil ist mit dem Behälterboden und dem Druckraumboden verbunden. Das Druckventil weist einen Druckventileinlass auf. Der Behälter weist einen Befüllraum-Einlass auf. Innerhalb des Verfahrens wird eine Flüssigkeit in den Befüllraum über den Befüllraum-Einlass eingefüllt. In einer
Ausführung wird ein Gas in das Druckventil über einen Druckventileinlass eingefüllt. Der Druckventileinlass wird verschlossen (Anspruch 30). Damit entsteht eine
Aktivierungskraft im Druckventil. In einer Alternative wird der gleiche Zweck auf anderem Weg erreicht, namentlich durch ein Vorspannen eines Spannelements, wodurch eine Kraft auf eine Membran ausgeübt wird und sich die Membran in einer positiven z-Richtung bewegt. Auch hier wird aktiviert (Anspruch 30).
Bevorzugt werden die Verfahrensschritte in folgender Reihenfolge durchgeführt: Einfüllen der Flüssigkeit in den Befüllraum über den Befüllraum-Einlass, Einfüllen eines Gases in das Druckventil über den Druckventileinlass und Verschließen des
Druckventileinlasses.
Mit dem Druckventil kann über zumindest einen Steg eine Abdeckung verbunden sein. Zum Verschließen des Druckventileinlasses kann die Abdeckung auf den
Druckventileinlass aufgebracht werden, wodurch der Druckventileinlass verschlossen wird (Anspruch 31). Bevorzugt wird die Abdeckung stoffschlüssig auf den
Druckventileinlass aufgebracht.
Die Abdeckung kann durch Reibschweißen mit dem Druckventil verbunden oder auf den Druckventileinlass aufgebracht werden, insbesondere durch Ultraschallschweißen (Anspruch 32).
Durch das Einfüllen eines Gases in das Druckventil über den Druckventileinlass kann ein erster Kolben des Druckventils bewegt werden, bis der erste Kolben einen zweiten Kolben des Druckventils kontaktiert oder an diesem anliegt (Anspruch 33).
Bevorzugt ist das in das Druckventil eingefüllte Gas Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Lachgas oder eine Mischung dieser Gase.
Die Ausführungsformen der Erfindungen sind anhand von Beispielen dargestellt und nicht auf eine Weise offenbart, mit der Beschränkungen aus den Figuren in die Patentansprüche übertragen oder hineingelesen werden. Diese Beispiele sind auch dann als Beispiele zu lesen und zu verstehen, wenn nicht überall und an jeder Stelle "bspw.", "insbesondere" oder "z.B." steht. Die Darlegung einer Ausführung ist auch nicht so zu lesen, dass es keine andere gibt oder andere Möglichkeiten ausgeschlossen werden, wenn nur ein Beispiel präsentiert wird. Diese Maßgaben sind in die ganze folgende Beschreibung zu lesen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Behälters 1 in
Zylinderkoordinaten (Koordinaten z, r und cp) mit einem Befüllraum 40, einem Druckraum 6 und einem Druckventil 10.
Figur 2 Schnittansicht durch den Bodenbereich eines Behälters 1 in z-Richtung
mit detaillierter Darstellung eines speziell bodenseitig verwendbaren und bodenseitig anbringbaren Druckventils 10.
Figur 3 zeigt einen Behälterbodenbereich la ohne bodenseitiges Druckventil 10
im Schnitt in z-Richtung.
Figur 4 zeigt ein bodenseitig einzusetzendes Druckventil 10 im Schnitt in z- Richtung, wobei ein erster Kolben 12 und ein zweiter Kolben 13
gekoppelt sind.
Figur 5 zeigt ein anderes bodenseitig einsetzbares Druckventil 10a im Schnitt in
z-Richtung, wobei der erste Kolben 12 und der zweite Kolben 13 nicht gekoppelt sind.
Figur 6 zeigt einen Behälterhohlboden 200.
Figur 7 zeigt einen zu befüllenden Behälter 301.
Figur 8 zeigt einen Ausschnitt eines befüllten Behälters 301 vor Einfüllung eines
Gases in das Druckventil 310.
Figur 9 zeigt einen Ausschnitt eines befüllten Behälters 301 nach Einfüllung
eines Gases in das Druckventil 310.
Figur 10 zeigt ein Druckventil 410, bevor ein zu verschiebendes
Verschließelement 480 eingerastet ist.
Figur 11 zeigt ein Druckventil 410, nachdem das axial verschobene
Verschließelement 480 eingerastet ist. Figur 12a zeigt einen Verfahrens-Schritt während der Verbindung einer
(metallischen) Hülse 444 mit sowohl dem Behälterboden 402 als auch dem Druckraumboden 405.
Figur 12b zeigt einen weiteren Verfahrens-Schritt während der der Verbindung
der Hülse 444 mit dem Druckraumboden 405.
Figur 12c zeigt einen Verfahrens-Schritt während der Verbindung der Hülse 444 mit der Druckraumboden 405.
Eine Ausführungsform eines Behälters 1 ist schematisch in Figur 1 gezeigt. Im oberen Bereich des Behälters 1 ist ein Befüllraum 40 angeordnet. Der Befüllraum 40 ist teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt und der oberste Bereich des Befüllraums 40 ist mit einem Gas gefüllt. Der Befüllraum 40 ist gebildet durch eine Behälterwand 7, eine Behälteroberseite 8 und einen Behälterboden 2. Im unteren Bereich des Behälters 1 befindet sich ein Druckraum 6, der gebildet ist durch den Behälterboden 2 und den Druckraumboden 5. Ein Druckventil 10 verbindet den Behälterboden 2 und den Druckraumboden 5 und erstreckt sich durch den Druckraum 6. Im Befüllraum 40 herrscht ein Druck pß und im Druckraum 6 herrscht ein Druck PD. Der Druck pp im Druckraum 6 ist größer als der Druck pe im Befüllraum 40.
In diesem befüllten Zustand des Behälters 1 ergibt sich durch die Flüssigkeit im Befüllraum 40 eine Abhängigkeit des herrschenden Drucks von der axialen Höhe im Befüllraum 40. Unter dem Druck pe ist der Druck zu verstehen, der auf der
Befüllraumseite des Druckventils wirkt. In der Ausführungsform der Figur 1 entspricht der Druck pß dem Druck im gasgefüllten Bereich des Befüllraums 40 plus dem aus der Flüssigkeitssäule resultierenden Druckanteil bis zu der Höhe, an der der Druck pe befüllraumseitig auf das Druckventil 10 wirkt.
Der Druck pe im Befüllraum 40 ist größer als der Umgebungsdruck des Behälters 1, sodass durch Öffnen eines Ventils 32 die Flüssigkeit im Befüllraum 40 aus einer Auslassleitung 30 strömt. Durch das Ausströmen der Flüssigkeit im Befüllraum 40 sinkt der Druck pe entsprechend des entnommenen Flüssigkeitsvolumens. Bei
Unterschreiten eines gewissen Drucks (unten detailliert erörtert) öffnet das
Druckventil 10 und ein Treibgas strömt aus dem Druckraum 6 in den Befüllraum 40 bis ein gewisser Druck im Befüllraum 40 erreicht ist. Dann schließt das Druckventil 10 und kein weiteres Gas kann aus dem Druckraum 6 in den Befüllraum 40 strömen. Dadurch wird erreicht, dass der Druck pe im Befüllraum 40 ständig ausreichend hoch ist, um ein Ausströmen von flüssigem Inhalt des Befüllraums 40 durch Öffnen des Ventils 32 über die Auslassleitung 30 zu ermöglichen. Durch die Wölbung des Behälterbodens 2 in Richtung des Behälterinneren ergibt sich im Randbereich des unteren Bereichs des Befüllraums 40 ein Bereich mit geringer Fläche (Bodenbereich la), sodass Restmengen an Flüssigkeit im Befüllraum 40 durch die Auslassleitung 30 gut erreichbar sind und lediglich eine (sehr) geringe Menge von Flüssigkeit nicht entnehmbar ist.
Das Ende 30a der Auslassleitung 30, das im Befüllraum 40 liegt, ragt in z-Richtung bis unterhalb der Oberseite des Druckventils 10 in den Bodenbereich la. Diese Anordnung dient dazu, eine mögliche Schaumbildung durch eine Flüssigkeit in dem Befüllraum 40, während oder nachdem ein Gas aus dem Druckraum 6 in den Befüllraum 40 strömt, von diesem Ende 30a der Auslassleitung 30 zu distanzieren, sodass ein geringer Anteil Schaum und ein großer Anteil nicht-geschäumter Flüssigkeit über die Auslassleitung 30 entnommen werden kann.
Das im Befüllraum 40 liegende Ende der Auslassleitung 30 liegt auch unterhalb des Scheitelpunkts des gewölbten Behälterbodens 2 in z-Richtung und nach Figur 3 auch unterhalb des Rands der Ausnehmung 2a in dem Behälterboden 2. In diese
Ausnehmung des Behälterbodens 2 greift das Druckventil 10.
Außerdem ist die erste Distanz a zwischen dem Ende der Auslassleitung 30 in dem Befüllraum 40 und dem Druckraumboden 5 geringer als die zweite Distanz b zwischen dem Ende 30a der Auslassleitung 30 in dem Befüllraum 40 und dem Scheitelpunkt des Behälterbodens 2 (alternativ dem Rand der Öffnung des Behälterbodens 2, durch welche das Druckventil 10 greift).
Der Behälterboden 2 ist zumindest partiell gewölbt oder ganz kuppeiförmig ausgestaltet und ragt in das Behälterinnere in positiver z-Richtung. Dabei ragt der Scheitelpunkt und der Rand der Öffnung des Behälterbodens 2 in Richtung des Inneren 40 des Behälters 1.
An der Behälteroberseite 8 ist ein Befüllraum-Einlass 45 angeordnet, über den der Befüllraum 40 mit einer Flüssigkeit befüllt werden kann und ggf. ein erster Überdruck aufgebracht werden kann.
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht durch den Bodenbereich la eines Behälters 1 mit detaillierter Darstellung eines Druckventils 10. Der Behälterbodenbereich la zeigt einen unteren Bereich des Befüllraums 40, den Druckraum 6 und das Druckventil 10. Der Behälterboden 2 ist mit der Behälterwand 7 über einen Falz verbunden. Der Druckraumboden 5 ist mit dem Behälterboden 2 verbunden. In Ausnehmungen des Behälterbodens 2 und des Druckraumbodens 5 greift das Druckventil 10. Dabei ist das Druckventil 10 so ausgestaltet, dass von dem Druckraum 6 nach außen gerichtete Kräfte, die auf den Behälterboden 2 und den Druckraumboden 6 wirken, durch das Druckventil 10 aufgenommen werden, zumindest teilweise.
Figur 3 zeigt einen Behälterbodenbereich la im Schnitt in z-Richtung ähnlich der Ausführungsform in Figur 2, jedoch ohne das Druckventil 10. Der Behälterboden 2 weist eine Ausnehmung 2a auf und der Druckraumboden 5 weist eine Ausnehmung 5a auf. In dieser Ausführungsform sind die Ausnehmungen 2a, 5a axial (z-Richtung) fluchtend entlang der Achse A.
Um ein Druckventil 10 so in die Ausnehmungen 2a, 5a einzubringen wie es
beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist, ist das Druckventil 10 z.B. zweiteilig
ausgestaltet.
Eine solche zweiteilige Ausgestaltung des Druckventils lässt sich beispielsweise über eine Verschraubung zu einem einteiligen Druckventil 10 verbinden, wobei ein Teil des Druckventils 10 ein Außengewinde aufweist und ein anderer Teil des Druckventils 10 ein Innengewinde aufweist, das zu dem Außengewinde passt. Das Druckventil 10 lässt sich beispielsweise durch Einstecken eines Teiles des Druckventils in eine der beiden Ausnehmungen 2a, 5a, einstecken des zweiten Teils des Druckventils 10 in die verbleibende der beiden Ausnehmungen 2a, 5a und verschrauben der beiden
Druckventilteile in den Druckraum 6 einbringen. Dadurch werden die Ausnehmungen 2a, 5a abgedichtet verschlossen und das Druckventil 10 ist mit dem Behälterboden 2 und dem Druckraumboden 5 verbunden.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform eines Druckventils 10 im Schnitt in z-Richtung, das bodenseitig in einem Behälter 1 eingesetzt werden kann, wie oben beschrieben. Das Druckventil 10 umfasst einen ersten Druckventilraum 15 in dem ein Druck pv herrscht. Der erste Druckventilraum 15 ist begrenzt durch einen Druckventilkörper 11 und einen ersten Kolben 12. Im Druckventilkörper 11 ist ein Druckventileinlass 24 angeordnet, über den der erste Druckventilraum 15 mit einem Gas befüllt werden kann. Der Druckventileinlass 24 ist fluiddichtend durch eine Abdeckung 25 abschließbar.
Weiterhin umfasst das Druckventil einen zweiten Druckventilraum 16, der begrenzt ist durch den Druckventilkörper 11, den ersten Kolben 12 und einem zweiten Kolben 13. Der zweite Druckventilraum 16 ist über einen Befüllraum-Kanal 22 mit einem Raum fluidkommunizierend verbunden, der außerhalb des Druckventils 10 liegt. Das Druckventil 10 umfasst außerdem einen dritten Druckventilraum 17, der begrenzt ist durch den zweiten Kolben 13 und den Druckventilkörper 11. Über einen ersten Druckraumkanal ist der dritte Druckventilraum 17 fluidkommunizierend mit einem Raum außerhalb des Druckventils 10 verbunden. Im dritten Druckventilraum 17 ist ein Spannelement 19 zwischen dem
Druckventilkörper 11 und dem zweiten Kolben 13 eingespannt. In dieser
Ausführungsform ist das Spannelement 19 eine Feder. Durch das Spannelement 19 wird ein kegelförmiger Abschnitt des zweiten Kolbens 13 in einer im Druckventilkörper 11 gebildeten Gegenstruktur gehalten, sodass der kegelförmige Abschnitt des zweiten Kolbens 13 als Kegelsitzventil agiert. In diesem Zustand, mit an der Gegenstruktur des Druckventilkörpers 11 dichtend anliegenden kegelförmigen Abschnitts des zweiten Kolbens 13, ist das Druckventil 10 geschlossen. Im geschlossenen Zustand des
Druckventils 10 ist der Raum, der außerhalb des Befüllraum-Kanals 22 liegt, von dem Raum, der außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 liegt, fluiddichtend abgetrennt.
Am unteren und am oberen Ende des Druckventils 10 ist jeweils ein Vorsprung 28a, 28b angeordnet. Die Vorsprünge 28a, 28b ragen radial (r-Richtung) über die radiale Erstreckung des Druckventilkörpers 10 hinaus. Diese Vorsprünge 28a, 28b verbessern den Sitz des Druckventils 10, wenn das Druckventil 10 in die Ausnehmungen 2a, 5a des Behälterbodens 2 und des Druckraumbodens 5 (vgl. Figur 2 und 3) eingebracht werden. An den jeweils zum Druckventilmittelpunkt zeigenden Seiten der Vorsprünge 28a, 28b und an einem jeweils axialen Abschnitt des Druckventilkörpers 11 sind Dichtelemente 27a, 27b angeordnet. Wenn das Druckventil 10 in die Ausnehmungen 2a, 5a des Behälterbodens 2 und des Druckraumbodens 5 eingebracht wird, liegen die Dichtelemente 27a, 27b entsprechend an der Oberseite des Behälterbodens 2 und an der Unterseite des Druckraumbodens 5 an. Dadurch ergibt sich eine bessere Dichtheit.
Am ersten Kolben 12 sind zwei Dichtungen 14a, 14b angeordnet. In dieser
Ausführungsform sind die Dichtungen 14a, 14b als O-Ringe ausgestaltet, ebenso können die Dichtungen 14a, 14b als angespritzte Dichtungen realisiert werden. Durch die Dichtungen 14a, 14b werden der erste Druckventilraum 15 und der zweite
Druckventilraum 16 verbessert fluiddichtend voneinander getrennt und verursachen einen Großteil der Reibungskraft bei einer Bewegung des ersten Kolbens 12.
In dem in Figur 4 dargestellten Zustand ist ein Gas in den ersten Druckventilraum 15 eingebracht worden, sodass ein ausreichend großer Druck pv im ersten
Druckventilraum 15 herrscht, um die Reibungskraft zwischen dem ersten Kolben 12 bzw. der Dichtungen 14a, 15b und dem Druckventilkörper 11 sowie die
Gravitationskraft zu überwinden. Dadurch hat sich der erste Kolben 12 so weit in positiver z-Richtung bewegt, bis das Aufnahmeelement 18 die Stirnseite des zweiten Kolbens 13 kontaktiert.
Im Druckventil 10 herrscht ein Kräftegleichgewicht. Auf den ersten Kolben 12 wirkt in positiver z-Richtung eine Kraft, die resultiert aus dem Druck pv im ersten Druckventilraum 15 in Verbindung mit der Fläche des ersten Kolbens 12, an der der Druck pv anliegt. Außerdem wirkt eine Kraft in positiver z-Richtung, die resultiert aus dem Druck in dem Raum außerhalb des Befüllraum-Kanals 22, der axial wirkend am kegelförmigen Abschnitt des zweiten Kolbens 13 anliegt. In negativer z-Richtung wirkt eine Kraft auf den ersten Kolben 12, die resultiert aus dem Druck außerhalb des Befüllraum-Kanals 22, der stirnseitig am ersten Kolben 12 anliegt. Weiterhin wirkt in negativer z-Richtung eine Kraft, die durch das Spannelement 19 auf den zweiten Kolben 13 ausgeübt wird sowie die Gravitationskräfte des ersten und zweiten Kolbens 12, 13. In negativer z-Richtung wirkt außerdem eine Kraft, die aus dem Druck außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 resultiert, soweit der Druck an der oberen Stirnseite des zweiten Kolbens 13 anliegt.
Wenn das Druckventil 10 in den Behälterboden eines Behälters 1, wie beispielsweise in Figur 1 und 2 dargestellt, eingebracht ist, entspricht der Druck außerhalb des
Befüllraum-Kanals 22 dem Druck PB des Befüllraums 40 und der Druck außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 dem Druck PD des Druckraums 6. Sinkt der Druck PB im Befüllraum 40 durch die Entnahme eines Flüssigkeitsvolumens, kann das
Kräftegleichgewicht (wie oben dargestellt) verändert werden. Ist die Druckabnahme ausreichend groß bewegen sich der erste und der zweite Kolben (Kopplung) in positiver z-Richtung und das Druckventil 10 ist geöffnet. Im geöffneten Zustand des Druckventils 10 findet ein Fluidaustausch über den zweiten Druckraumkanal 21 so lange statt, bis die in negativer z-Richtung wirkende Kraft auf den ersten Kolben 12 ausreichend groß ist, um den ersten und zweiten Kolben 12, 13 in negativer z-Richtung zu verschieben, bis das Druckventil in geschlossenem Zustand vorliegt. Dabei wirkt die Reibungskraft zwischen dem ersten Kolben bzw. der Dichtungen 14a, 14b und dem Druckventilkörper 11 sowohl in positiver als in negativer z-Richtung in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung des ersten Kolbens 12.
Dieses Kräftegleichgewicht bestimmt die Schwellenwerte Si und S2. Die
Schwellenwerte Si und S2 ergeben sich aus der geometrischen Ausgestaltung des Druckventils 10, speziell aus den Flächen, an denen die dargestellten Drücke angreifen, und aus der Höhe der Drücke sowie der Spannkraft des Spannelements 19.
Bei Unterschreiten des ersten Schwellenwerts Si des Drucks außerhalb des Befüllraum- Kanals 22, öffnet das Druckventil 10 durch eine Bewegung des ersten und zweiten Kolbens 12, 13 in positiver z-Richtung. Bei Überschreiten des zweiten Schwellenwerts S2 des Drucks außerhalb des ersten Druckraumkanals 20, schließt das Druckventil 10 durch eine Bewegung des ersten und zweiten Kolbens 12, 13 in negativer z-Richtung. Ist das Druckventil 10 in einem Behälter 1 angeordnet, kann der Druck außerhalb des Befüllraum-Kanals 22 dem Druck PB im Befüllraum 40 entsprechen und der Druck außerhalb des ersten Druckraumkanals 20 kann dem Druck PD im Druckraum 6 entsprechen.
In Figur 4 ist außerdem ein Einsatz 23 gezeigt, der in den Druckventilkörper 11 eingesetzt werden kann. Durch die Öffnung im Druckventilkörper 11, in die der Einsatz 23 eingebracht werden kann, kann während der Herstellung eines Druckventils 10 das Spannelement 23 und der zweite Kolben 13 in das Innere des Druckventils 10 eingebracht werden. Nach Montage des Einsatzes 23 in die dafür vorgesehene Öffnung des Druckventilkörpers 11 wird der Einsatz 23 ein Teil des Druckventilkörpers 11.
Der Druckventilkörper 11 kann zweigeteilt sein (nicht in Figur 4 dargestellt), speziell so, dass einer der beiden Vorsprünge 28a, 28b an einem Teil des zweiteiligen
Druckventilkörpers 11 angeordnet ist und der andere der beiden Vorsprünge 28a, 28b an dem anderen Teil des zweiteiligen Druckventilkörpers 11 angeordnet ist. Die beiden Teile des Druckventilkörpers 11 können beispielsweise durch eine Verschraubung verbindbar sein. In verbundenem Zustand der beiden Teile ergibt sich ein zweiteiliger Druckventilkörper 11.
Figur 5 zeigt ein Druckventil 10a, das bodenseitig in einem Behälter 1 eingesetzt werden kann. Der Unterschied zu dem Druckventil 10 aus Figur 4 liegt darin, dass kein Gas durch den Druckventileinlass 24 in das Druckventil 10a eingebracht wurde, sodass der erste Kolben 12 nicht mit dem zweiten Kolben 13 gekoppelt ist.
In Figur 6 ist ein Behälterhohlboden 200 dargestellt. In dem Behälterhohlboden 200 ist ein Druckraum 206 gebildet. In dem Druckraum 206 herrscht ein Druck PD3. Der Druckraum 206 ist fluiddicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen durch einen ersten Boden 202, einen zweiten Boden 205 und ein Druckventil 210, wenn das Druckventil 210 geschlossen ist. Ist das Druckventil 210 geöffnet, verbindet das Druckventil 210 den Druckraum 206 mit einem den Behälterhohlboden 200
umgebenden Raum fluidkommunizierend.
Im Druckraum 206 kann ein Überdruck herrschen, was bedeutet, dass der Druck PD3 im Druckraum 206 größer ist als der Druck des den Behälterhohlboden 200 umgebenden Raums oder größer ist als der Raum, der den oberen Abschnitt (in positiver z-Richtung) des Druckventils umgibt. Im Fall eines Überdrucks im Druckraum 206, strömt ein Gas aus dem Druckraum 206 in die Umgebung des Behälterhohlbodens 200, wenn das Druckventil 210 geöffnet ist. Das Druckventil 210 ist in jeweils einer Ausnehmung des ersten Bodens 202 und des zweiten Bodens 205 angeordnet. Durch eine solche Anordnung des Druckventils 210 verschließt das Druckventil 210 die Ausnehmungen des ersten Bodens 202 und des zweiten Bodens 205. In dieser Ausführungsform sind die Ausnehmungen des ersten Bodens 202 und des zweiten Bodens 205 fluchtend in z-Richtung.
Das Druckventil 210 weist am oberen Abschnitt einen (vollständig) umlaufenden Vorsprung 228a auf. Der Vorsprung 228a ist so angeordnet, dass die äußere
Oberfläche des ersten Bodens 202 abschnittsweise an dem Vorsprung 228a anliegt. Am unteren Abschnitt des Druckventils 210 ist ein weiterer Vorsprung 228b angeordnet, und zwar so, dass die äußere Oberfläche des zweiten Bodens 205 an dem unteren Vorsprung 228b anliegt.
Durch diese Ausgestaltung kann eine auf den ersten Boden 202 und den zweiten Boden 205 wirkende Kraft (jeweils von dem Druckraum 206 nach Außen wirkend) teilweise durch das Druckventil 210 (Zugbeanspruchung) aufgenommen werden. Dadurch kann die Materialstärke des ersten Bodens 202 und/oder des zweiten Bodens 205 bei gleicher Druckdifferenz zwischen dem Druckraum 206 und dem Raum oder den Räumen außerhalb der Böden 202, 205 und bei gleicher Stabilität geringer ausgestaltet werden als eine Materialstärke der Böden 202, 205 ohne Kraftaufnahme des Druckventils 210.
In anderen Ausführungsformen können die Vorsprünge 228a, 228b jeweils mit umlaufenden Unterbrechungen ausgestaltet sein. Auch kann das Druckventil 210 an den inneren Oberflächen der Böden 202, 205 (im Druckraum 206 liegend),
beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung, angeordnet sein, wodurch eine Kraftaufnahme durch das Druckventil 210 realisiert werden kann.
Der zweite (untere) Boden 205 ist im Wesentlichen ebenflächig (weniger als 10 % Abweichung von der Ebenflächigkeit) und ist fluiddicht in einer umlaufenden Sicke 204 des ersten Bodens 202 angeordnet. Der zweite Boden 205 kann ebenso durch eine Bördelung, Verschweißung oder Verklebung mit dem ersten Boden 202 verbunden sein. In anderen Ausführungsformen kann der untere Boden 205 nicht ebenflächig sein.
Der erste (obere) Boden 202 ist (abschnittsweise) gewölbt ausgebildet. In negativer r- Richtung, ab der umlaufenden Sicke 204, ist der erste Boden 202 in Form eines Kugelschalensegments oder Hohlkugelsegments mit einer mittigen Ausnehmung gebildet. Am Randbereich 203 des ersten Bodens 202 ist eine Anschlussstelle oder Verbindungsstelle für einen zylindrischen oder rohrförmigen Behälter, der nicht in Figur 6 dargestellt ist, angeordnet. In der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist der Randbereich 203 des ersten Bodens 202 so ausgestaltet, dass der Behälterhohlboden 200 über den Randbereich 203 des ersten Bodens 202 durch eine Bördelung mit einem Behälter verbunden werden kann.
Figur 6 zeigt auch eine Ausführungsform eines Behälterhohlbodens, der durch ein modulares System gestaltbar ist.
Ein modulares System umfasst einen ersten Boden 202, einen zweiten Boden 205 und ein Druckventil 210 als Einzelkomponenten. Durch die Einzelkomponenten des modularen Systems lässt sich ein Behälterhohlboden herstellen.
Durch die modulare Bauweise wird eine verbesserte Verfrachtung gegenüber bereits montierten Behälterhohlböden ermöglicht.
Figuren 7, 8 und 9 zeigen verschiedene Stadien während der Befüllung eines Behälters.
Der Behälter 301 nach Figur 7 ist gleich dem Behälter 1 in Figur 1 mit dem Unterschied, dass der Befüllraum 340 (Befüllraum 40 in Figur 1) nicht mit einer Flüssigkeit befüllt ist.
Der Behälter 301 umfasst einen Befüllraum 340, der gebildet ist zwischen einem Behälterboden 302, einer Behälterwand 307 und einer Behälteroberseite 308. Die Behälteroberseite 308 umfasst einen Befüllraum-Einlass 345 und die Durchführung einer Auslassleitung 330. Die Auslassleitung 330 umfasst ein Ventil 332 und führt im Inneren des Befüllraums 340 bis in den Behälterbodenbereich 301a (am Ende 30a des inneren Abschnitts der Auslassleitung). Im Befüllraum 340 herrscht ein Druck pe4.
Der Behälter 301 umfasst weiterhin einen Druckraum 306, der gebildet ist zwischen dem Behälterboden 302 und einem Druckraumboden 305. Der Behälterboden 302 und der Druckraumboden 305 weisen jeweils eine Ausnehmung auf, an die ein Druckventil 310 angeordnet ist. Im Druckraum 306 herrscht ein Druck PD4, wobei der Druck PD4 oberhalb des atmosphärischen Drucks (außerhalb des Behälters 301) liegt.
Ein solcher Behälter 301 (Figur 7) kann an einen Abfüller einer Flüssigkeit,
beispielsweise Bier, geliefert werden und bei dem Abfüller befüllt werden. Dazu füllt der Abfüller eine Flüssigkeit über den Befüllraum-Einlass 345 in den Befüllraum 340. Der Befüllraum-Einlass 345 wird verschlossen. Figur 8 zeigt zur Aktivierung des Druckventils 310 eine detaillierte Darstellung eines mit einer Flüssigkeit befüllten (im Befüllraum 340) Behälters 301.
Das Druckventil 310 umfasst einen zweiten Druckventilraum 316, der über einen Befüllraumkanal 322 mit dem Befüllraum 340 fluidkommunizierend verbunden ist. Zusätzlich umfasst das Druckventil 310 einen dritten Druckventilraum 317, in dem ein Spannelement 319 angeordnet ist, das auf einen zweiten Kolben 313 eine Kraft in negativer z-Richtung ausübt. Der dritte Druckventilraum 317 ist über einen ersten Druckraumkanal 320 mit dem Druckraum 306 fluidkommunizierend verbunden.
Durch den Überdruck im Druckraum 306 und durch die Spannkraft des Spannelements 319 liegt der zweite Kolben so in dem Druckventil 310, dass das Druckventil 310 in geschlossenem Zustand vorliegt. Entsprechend ist der zweite Druckventilraum 316 nicht fluidkommunizierend über den zweiten Druckraumkanal 321 mit dem Druckraum 306 verbunden. Lediglich der Druck PB4 im Befüllraum 340 (Summe aus Überdruck und Druck resultierend aus Flüssigkeitssäule) übt eine Kraft auf den zweiten Kolben 313 in positiver z-Richtung aus, wobei die in negativer z-Richtung auf den zweiten Kolben 312 wirkenden Kräfte größer sind.
Der erste Kolben 312 liegt unten am Druckventil 310 an. In negativer z-Richtung wirken auf den ersten Kolben 312 die Gewichtskraft des ersten Kolbens und eine Kraft, die aus dem Druck im zweiten Druckventilraum 316 in Verbindung mit dessen Angriffsfläche auf den ersten Kolben resultiert.
Um das Druckventil 310 zu aktivieren, kann ein Überdruck (Druck oberhalb des atmosphärischen Drucks) über einen Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310 eingebracht werden. In der Ausführungsform, die in Figur 8 dargestellt ist, ist eine Abdeckung 325 an dem Druckventil 310 im Bereich des Druckventileinlasses 324 über Stege 326 angeordnet. Die Abdeckung 325 dient zum Verschließen des
Druckventileinlasses 324 nach dem Einbringen eines Überdrucks durch den
Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310.
Durch das Einbringen des Überdrucks wird eine Kraft (entsprechend der Höhe des Überdrucks und der Angriffsfläche) auf den ersten Kolben 312 ausgeübt, die so groß ist, dass sich der erste Kolben 312 geführt in positiver z-Richtung bewegt. Dazu muss die Gewichtskraft des ersten Kolbens 312, die Kraft, die aus dem Druck im zweiten Druckventilraum resultiert, und Reibungskräfte überwunden werden. Der erste Kolben 312 bewegt sich in positiver z-Richtung bis dieser an dem zweiten Kolben 313 anliegt oder gegebenenfalls weiter in positiver z-Richtung, wenn der durch den
Druckventileinlass 324 eingebrachte Druck ausreichend hoch ist. In Figur 9 ist ein befüllter Behälter 301 nach der Einbringung des Überdrucks durch den Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310 und Verschliessen des
Druckventileinlasses 324 dargestellt.
Ein erster Druckventilraum 315 wurde durch die Druckeinbringung gebildet und dieser liegt unterhalb des ersten Kolbens 312. Der erste Kolben 312 trennt den zweiten Druckventilraum 316 von dem ersten Druckventilraum 315. Die Abdeckung 325 verschließt den Druckventileinlass 324.
Das Verschließen des Druckventileinlasses 324 kann durch ein Reibschweißen
(stoffschlüssig) durchgeführt werden. Bevorzugt wird eine Ultraschalllanze an die Abdeckung 325 angelegt. Bei der Aktivierung der Lanze wird die Abdeckung 325 stoffschlüssig mit dem Druckventil 310 verbunden, auch die Stege 326 können dadurch mit dem Druckventil 310 oder dem Verbindungsbereich zwischen Abdeckung 326 und Druckventil 310 (stoffschlüssig) verbunden werden und müssen nicht gesondert entfernt werden.
Durch das Anliegen der ersten Kolbens 312 an dem zweiten Kolben 313 sind diese mechanisch gekoppelt. Zusätzlich zu den beschriebenen Kräften wirkt entsprechend auch die in positiver z-Richtung (als Resultat aus in negativer und positiver z-Richtung wirkenden Krafteinflüssen) wirkende Kraft des ersten Kolbens 312 auf den zweiten Kolben 313. Reduziert sich die Krafteinwirkung in negativer z-Richtung auf den ersten Kolben 312 durch eine Verminderung des Drucks PB4 im Befüllraum 340 können sich der erste Kolben 312 und der zweite Kolben 313 in positiver z-Richtung bewegen, so dass der Befüllraum 340 über den zweiten Druckraumkanal 321 mit dem Druckraum 306 fluidkommunizierend verbunden ist.
In dieser Form liegt das Druckventil 310 in geöffnetem Zustand vor und ein Treibgas kann aus dem Druckraum 306 in den Befüllraum 340 strömen. Dies geschieht so lange bis sich die Krafteinflüsse auf den ersten Kolben 312 und den zweiten Kolben 313 dahingehend verändern, dass sich der erste Kolben 312 und der zweite Kolben 313 in negativer z-Richtung bewegen bis die Verbindung zwischen dem Befüllraum 340 und dem Druckraum 306 unterbrochen ist. Dann ist das Druckventil 310 geschlossen.
Durch die einfache Möglichkeit einer Einbringung eines Gases in das Druckventil 310 über den Druckventileinlass 324 durch den Abfüller, kann dieser die Art des eingebrachten Gases bestimmen, beispielsweise Luft, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Lachgas oder Mischungen der Gase, und kann den Druck im ersten Druckventilraum 315 selbst bestimmen. Zur Minimierung unerwünschter diffusiver Prozesse kann es vorteilhaft sein, dass das über den Druckventileinlass 324 in das Druckventil 310 (erster Druckventilraum 315) eingebrachte Gas der Zusammensetzung des im Druckraum 306 eingebrachten Gases entspricht oder hinsichtlich der Zusammensetzung der Komponente oder der
Komponenten Abweichungen von nicht mehr als 20 %, bevorzugt nicht mehr als 10 %, bestehen.
Figur 10 veranschaulicht ein Druckventil 410 (als Regelventil für den Druck im
Befüllraum 40), eingesetzt in einem Behälter. Das Ventil 410 umfasst eine Ventilhülse 444, einen ersten Ventileinsatz 450, einen zweiten Ventileinsatz 460 und einen dritten Ventileinsatz 470.
Die Ventilhülse 444 ist aus Metall gefertigt und ist mit einem Behälterboden 402 und einem Druckraumboden 405 verbunden. Alternativ kann die metallische Hülse auch dem Behälterboden zugeordnet werden, dann wäre sie eine Bodenhülse, deren Mantel nicht vollständig massiv zu sein hat, vielmehr auch als tragender Rahmen oder in umfänglich verteilt angeordneter Stäbeform oder Gitterform der Outline einer Hülse folgen kann.
Die Hülse (Ventilhülse oder Bodenhülse, je nach Betrachtungsrichtung) ist vorgesehen und ausgebildet, ein Ventilorgan durch ein axiales Einschieben aufzunehmen und die beiden Böden mechanisch auf einem gegebenen (festen) Abstand zu halten.
Die Verbindung der Hülse mit dem Boden wird hergestellt, indem die Hülse 444 durch eine Öffnung in dem Behälterboden 402 greift und ein radialer Vorsprung 442a der Hülse 444 an der Oberseite des Behälterbodens 402 anliegt. Die Verbindung der Hülse 444 mit dem Druckraumboden 405 ist in Figur 10 durch ein Anliegen eines
umgeformten Vorsprungs 442b der Hülse 444 an einer Unterseite des
Druckraumbodens 405 gezeigt. Beide Anlagen sind abdichtend für Gas unter Gasdruck und Flüssigkeiten der im Behälter aufzunehmenden Art.
Zwischen den Vorsprüngen 442a, 442b der Druckventilhülse 444 und dem
Behälterboden 402 sowie dem Druckraumboden 405 sind Dichtelemente 443a, 443b angeordnet.
Eine alternative Lösung für die Verbindung zwischen Druckraumboden 405 und Druckventilhülse 444 ist in den Figuren 12a, 12b und 12c gezeigt und in der zugehörigen Beschreibung erläutert. Analog zu den Darstellungen der Fig. 1 liegt das Druckventil 410 von Figur 10 größtenteils in dem Druckraum 406 (entspricht Raum 6 von Figur 1), der durch den Druckraumboden 405 und den Behälterboden 402 gebildet ist (entspricht Boden 5 und Boden 6 von Figur 1). Der Druckraum 406 kann die oben offenbarten Eigenschaften aufweisen. Der Druck PDS in dem Druckraum 406 liegt über dem Umgebungsdruck, speziell bei Druckwerten, wie bereits oben für Druckräume beschrieben.
Durch den Überdruck im Druckraum 406 wirkt eine Kraft auf den Behälterboden 402 und den Druckraumboden 405. Diese Kraft kann besonders gut durch die Metall aufweisende Hülse 444 aufgenommen werden.
In die Hülse 444 wird ein Regelventil eingeschoben, welches funktionell die Aufgabe des Druckregeins erfüllt, losgelöst von der Aufgabe der mechanischen Stabilisierung. Das Regelventil kann seiner Natur nach aus Kunststoff gefertigt sein, auch wenn die eine oder andere Feder oder metallische Membran in ihr verbaut werden.
In die Hülse 444 wird in einem an der Figur orientierten Beispiel ein erster
Druckventileinsatz 450 eingeschoben. Der erste Druckventileinsatz 450 ist
kraftschlüssig in der Druckventilhülse 444 angeordnet. Die kraftschlüssige Verbindung ist durch ein Übermaß des ersten Druckventileinsatzes 450 gegenüber dem Maß der Druckventilhülse 444 gegeben. Der Außendurchmesser der Hülse 444 kann kleiner als 30 mm sein. Der Innendurchmesser der Hülse 444 ist um dessen doppelte Wandstärke reduziert. Der Außendurchmesser des ersten Druckventileinsatzes 450 kann um bis zu 0,5 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,3 mm größer sein als der
Innendurchmesser der Druckventilhülse 444.
Zusätzlich zu dem Übermaß des ersten Druckventileinsatzes 450 bewirken mehrere Dichtelemente 451a, 451b, 451c die kraftschlüssige Verbindung mit der
Druckventilhülse 444. Die Dichtelemente können O-Ring-förmig ausgestaltet sein.
Der erste Druckventileinsatz 450 umfasst einen ersten Kanal 422 (als Befüllraumkanal), der einen im Druckventil 420 liegenden (zweiten) Raum 416 mit einem Befüllraum 440 des Behälters verbindet. In dem Befüllraum 440 herrscht ein Druck PBS, der geringer ist als der Druck PDS im Druckraum 406.
Der erste Druckventileinsatz 450 umfasst einen zweiten Kanal 420 (als
Druckraumkanal), der in eine umlaufende Nut 454 (als Ringkanal) in dem ersten Druckventileinsatz 450 mündet. In der Hülse ist eine Öffnung 441 angeordnet, die in den Druckraum 406 mündet. Eine umfängliche Justage des Druckventileinsatzes 450 beim Einpressen in die Hülse wird so vermieden. Der erste Druckventileinsatz 450 hat einen radial auskragenden Vorsprung 452, der den radialen Vorsprung 442a der Hülse 444 übergreift und im Endbereich an der Oberseite des Behälterbodens 402 anliegt.
Der erste Druckventilkörper kann bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sein. Eine
Flüssigkeit im Befüllraum 440 kommt zur Vermeidung einer Korrosionswirkung nicht direkt mit der metallischen Hülse 444 in Kontakt. Dazuhin verbessert es die
Widerstandsfähigkeit des Druckventils 410.
Mit dem ersten Druckventileinsatz 450 ist ein zweiter Druckventileinsatz 460 verbunden, der unten erklärt wird.
Ein dritter Druckventileinsatz 470 ist zwischen dem zweiten Raum 416 und dem zweiten Kanal 420 angeordnet. Der dritte Druckventileinsatz 470 ist mit dem ersten Druckventileinsatz 450 kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden.
Der dritte Druckventileinsatz 470 umfasst eine Öffnung 477, die einen im dritten Druckventileinsatz 470 liegenden (dritten) Raum 417 über den zweiten Kanal 416 mit dem Druckraum 406 verbindet, sodass der Druck im dritten Raum 417 (nahezu) dem Druck pD5 im Druckraum 406 entspricht.
In dem dritten Raum 417 ist ein Spannelement 473, speziell eine Feder, über eine Spannelementführung 474 befestigt. Das Spannelement 473 ist darüber hinaus mit einem Dichtteller 475 eines Tellerventils 475, 476 verbunden und drückt den
Dichtteller 475 in einen Ventilsitz 476.
Mit dem ersten Einsatz 450 verbunden ist der zweite Einsatz 460. Die Verbindung kann kraftschlüssig oder formschlüssig bereitgestellt werden, wobei eine Verschraubung oder eine Verschweißung, speziell durch Reibschweißen, bevorzugt ist.
Der zweite Druckventileinsatz 460 umfasst eine Membran 461, die bevorzugt aus einem flexiblen Kunststoff besteht. An der Membran 461 ist ein Anlageelement 462 als verdickter Abschnitt der Membran 461 ausgebildet.
An der Membran 461 des zweiten Druckventileinsatzes 460 ist ein weiteres
Spannelement 463, speziell eine Feder, angeordnet. Das Spannelement 463 ist in einem in dem zweiten Druckventileinsatz 460 liegenden (ersten) Raum 415 angeordnet und übt eine Kraft zwischen der Membran 461 und einem Verschließelement 480 aus.
Das Verschließelement 480 ist in Figur 10 lose oder nur schwach haltend mit dem zweiten Druckventileinsatz 460 verbunden. Die Funktion des Verschließelements 480 lässt sich am besten durch eine Betrachtung der unterschiedlichen Zustände aus den Figuren 10 und 11 beschreiben.
Das Verschließelement 480 ist nicht fest mit dem Spannelement 462 verbunden. Es umfasst einen radialen Vorsprung 481 und einen axialen Kanal 482. Das
Verschließelement 480 ist so ausgestaltet, dass es in den zweiten Druckventileinsatz
460 von extern eingeschoben werden kann.
Der zweite Druckventileinsatz 460 umfasst dazu eine Nut 464 und eine Anschlag- Ringfläche 465. Dabei ist die Nut 464 korrespondierend zu dem Vorsprung 481 des Verschließelements 480 ausgestaltet. Der Abstand zwischen der Anlagefläche 465 und der Nut 464 ist nicht kleiner als der Abstand zwischen dem Vorsprung 481 und der Oberseite (in positiver z-Richtung) des Verschließelements 480.
Über die nach unten (in negativer z-Richtung) gegenüber der Umgebung des
Druckventils 410 geöffneten Hülse 444, kann das Verschließelement 480,
beispielsweise mit Hilfe einer stempelartigen Verschließvorrichtung 490, in einen (vierten) Raum 418 in der Druckventilhülse 444 eingebracht werden und weiter in positiver z-Richtung in den zweiten Druckventileinsatz 460 geschoben werden, bis der radiale Vorsprung 481 des Verschließelements 480 in die umfängliche Nut 464 des zweiten Druckventileinsatzes 460 einrastet und gegebenenfalls die Oberseite (in positiver z-Richtung) des Verschließelements 480 an der Anlagefläche 465 des zweiten Druckventileinsatzes 460 anliegt (anschlägt).
Dadurch wird das Spannelement 463 gespannt, wodurch eine Kraft auf die Membran
461 ausgeübt wird und sich die Membran 461 in positiver z-Richtung bewegt, bis diese, beispielsweise durch das Anlageelement 462 an einem Abschnitt des Dichttellers 475 anliegt.
Im Zustand des eingerasteten Verschließelements 480 ist das Druckventil 410 aktiviert und es herrscht ein Kräftegleichgewicht zwischen dem Druck PBS im Befüllraum 440, dem Druck PDS im Druckraum 406 und den Spannelementen 463, 473.
Der Druck PDS im Druckraum wirkt auf die Angriffsfläche des Dichttellers 475 in negativer z-Richtung. Ebenso wirkt eine von dem Spannelement 473 auf den
Dichtteller 475 aufgebrachte Kraft in negativer z-Richtung auf den Dichtteller 475. Im zweiten Raum 416 wirkt der Druck PBS im Befüllraum auf die Angriffsfläche der Membran 461 in negativer z-Richtung, wobei die Membran 461 mit dem Dichtteller 475 gekoppelt ist. Eine geringe, eigentlich vernachlässigbare Kraft resultiert auch aus dem Druck PBS im Befüllraum 440 in positiver z-Richtung, wirkend auf den Dichtteller 475, und gering auf Grund der geringen oder vernachlässigen Angriffsfläche des Drucks PBS am Dichtteller 475.
Das Spannelement 463 übt eine Kraft in positiver z-Richtung auf die Membran 461 aus, die wegen der Kopplung zwischen der Membran 461 und dem Dichtteller 475, an den Dichtteller 475 weitergeleitet wird.
In Abhängigkeit der Angriffsflächen der beschriebenen Elemente, der Drücke und der Spannkräfte der Spannelemente, ergibt sich eine Druckregelung im Befüllraum 440.
Wird ein Volumen aus dem Befüllraum 440 entnommen, beispielsweise ein Zapfen von Bier durch einen Verbraucher, sinkt der Druck PBS im Befüllraum 440, wodurch sich die beteiligten Krafteinflüsse verändern und das beschriebene Kräftegleichgewicht verlassen wird.
Wird ein Schwellenwert des Drucks PBS im Befüllraum 440 unterschritten überwiegen die Krafteinflüsse in positiver z-Richtung, sodass der Dichtteller 475 aus dem Ventilsitz 476 angehoben wird und der Druckraum 406 fluidkommunizierend mit dem
Befüllraum 440 verbunden wird, bis ein weiterer Schwellenwert des Drucks PBS im Befüllraum 440 überschritten wird und sich der Dichtteller 475 wieder in den Ventilsitz 476 bewegt. Hierdurch ist eine Fluidkommunikation zwischen dem Befüllraum 440 und dem Druckraum 406 nicht weiter gegeben (bis das Kräftegleichgewicht wiederum entsprechend verändert wird).
Speziell durch die Wahl, bei konstanten restlichen Bedingungen, der Spannkraft des Spannelements 463 lassen sich unterschiedliche Regeldrücke bereitstellen.
Figuren 12a, 12b, 12c veranschaulichen eine Möglichkeit zur Verbindung einer mechanisch stabilen Hülse 444 mit einem Behälterboden 402 und einem
Druckraumboden 405.
Zunächst wird der metallische Druckraumboden 405 mit dem metallischen
Behälterboden 405 bei 405s verschweißt, was durch die beiden zueinander gewandten Pfeile S und S' dargestellt ist.
Die Hülse 444 kann durch eine Öffnung im Behälterboden 402 und durch eine Öffnung im Druckraumboden 405 geführt oder gesteckt werden, sodass ein Vorsprung 442a der Druckventilhülse 444 an der Oberseite des Behälterbodens anliegt. Das gegenüberliegende Ende der Hülse 444 ragt aus der Öffnung in dem Druckraumboden 406 hinaus und liegt an einem axialen Vorsprung 405b des
Druckraumbodens 405 radial gerichtet an. Die dichtende Verbindung der Hülse 444 mit dem Druckraumboden 405 kann über einen Falz 444f, insbesondere als Doppelfalz hergestellt werden, was in den vergrößerten Abbildungen des relevanten Abschnitts der Figuren 12b und 12c erkennbar ist. Die Krafteinwirkung F und F' zur Falzbildung sind eingezeichnet.
Zwischen der Hülse 444 und dem Druckraumboden 405 ist ein Dichtelement 443b angeordnet.
Auf den Druckraumboden 405 wird eine (leichte) Vorspannung aufgebracht, indem der Druckraumboden 405 in Richtung des Behälterbodens 402 gedrückt wird. Dies ist in Figur 12a durch eine veränderte (übertrieben gross gezeichnete) Position des
Druckraumbodens 405 und des Vorsprungs 405b relativ zu dem Behälterboden 402 als Druckraumbodens 405' und seines Vorsprungs 405b' gezeigt. Eine Vorspannung kann die Dichtheit der Verbindung verbessern.
Die Falzbildung 444f erfolgt in einem Beispiel wie folgt. Ein in negativer z-Richtung über den Vorsprung 405b' des Druckraumbodens 405' ragender Abschnitt der
Druckventilhülse 444 wird in positiver r-Richtung über den Vorsprung 405b', auf dem ganzen Umfang gebogen, sodass sich ein Vorsprung 442b der Druckventilhülse 444 bildet. Nachfolgend wird der umgebogene Vorsprung 442b weiter um den Vorsprung 405b' herum (auf dem ganzen Umfang) gebogen oder gefalzt, sodass das Ende des Vorsprungs 443b in positiver z-Richtung ausgerichtet wird. Anschließend wird der Abschnitt der Hülse 444, der um den Vorsprung 405b' des Druckraumbodens 405' gebogen ist, durch eine Kraftausübung in positiver und/oder negativer r-Richtung verpresst.
Alle offenbarten Druckventile können jeweils in offenbarten Behältern,
Behälterhohlböden oder modularen Systemen zum Herstellen eines
Behälterhohlbodens eingesetzt werden, auch wenn diese von Verfahren umfasst werden.
Die offenbarten Befüllräume und Druckräume können in allen offenbarten Behältern, Behälterhohlböden oder modularen Systemen zum Herstellen eines Behälterbodens eingesetzt werden, auch wenn diese von Verfahren umfasst werden.

Claims

Ansprüche ...
Behälter zum Aufbewahren einer Flüssigkeit, mit einem Befüllraum (40), einem Druckraum (6) und einem Druckventil (10), wobei
(a) der Befüllraum (40) durch einen Behälterboden (2), eine
Behälterwand (7) und eine Behälteroberseite (8) gebildet ist und in dem Befüllraum (40) ein erster Druck (PB) herrscht;
(b) der Druckraum (6) durch den Behälterboden (2) und einen
Druckraumboden (5) gebildet ist und in dem Druckraum (6) ein zweiter Druck (PD) herrscht;
(c) das Druckventil (10) mit dem Behälterboden (2) und dem
Druckraumboden (5) verbunden ist;
(d) das Druckventil (10) in geöffnetem Zustand den Befüllraum (40)
und den Druckraum (6) fluidkommunizierend verbindet und das Druckventil (10) in geschlossenem Zustand den Befüllraum (40) und den Druckraum (6) fluiddicht gegeneinander abtrennt.
Behälter nach Anspruch 1, wobei das Druckventil (10) in eine Ausnehmung (2a) des Behälterbodens (2) und in eine Ausnehmung (5a) des Druckraumbodens (5) eingreift
Behälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Druckventil (10) einen Druckventilkörper (11) aufweist und am oberen und am unteren Ende des
Druckventils (10) jeweils ein Vorsprung (28a, 28b) angeordnet ist, wobei die
Vorsprünge zumindest teilumfänglich in einer radialen Richtung über eine radiale Erstreckung des Druckventilkörpers (11) hinaus ragen.
Behälter nach Anspruch 3, wobei der Vorsprung (28a) am oberen Ende des
Druckventils (10) die obere Seite des Behälterbodens (2) kontaktiert und der Vorsprung (28b) am unteren Ende des Druckventils (10) die untere Seite des Druckraumbodens (5) kontaktiert.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
- ein innerer Endabschnitt einer Auslassleitung (30) in dem Befüllraum (40) liegt;
- der Behälterboden (2) kuppeiförmig oder zumindest in einem inneren Bereich gewölbt zum Befüllraum (4) hin ausgestaltet ist; - ein erster Abstand (a) zwischen dem im Befüllraum (40) liegende Ende (30a) des inneren Abschnitts der Auslassleitung (30) und einem Punkt auf dem
Druckraumboden (5), insbesondere der Punkt mit dem geringsten Abstand zu dem im Befüllraum (40) liegenden Ende (30a) geringer ist als ein zweiter Abstand (b) zwischen dem im Befüllraum (40) liegenden Ende (30a) und einem
Scheitelpunkt des Behälterbodens (2).
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei durch den Behälter eine z-Achse gebildet ist und sich diese Achse von dem Druckraumboden (5) in Richtung der Behälteroberseite (8) erstreckt, und ein im Befüllraum (40) liegendes Ende (30a)einer Auslassleitung (30) in Bezug auf die Achse nicht oberhalb des Druckventils (10) liegt.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der Behälter mit einer Auslassleitung (30) im Befüllraum (40), wobei durch den Behälter eine Achse in z-Richtung gebildet ist und sich diese Achse von dem Druckraumboden (5) in Richtung der
Behälteroberseite (8) erstreckt, wobei der Behälterboden (2) zumindest in einem Innenbereich gewölbt oder ganz kuppeiförmig ausgebildet ist und ein Ende (30a) der Auslassleitung (30) nicht oberhalb des Scheitelpunkts des Behälterbodens (2) liegt.
8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Druck (PD) im Druckraum (6) mindestens 1 bar, bevorzugt mindestens 2 bar, besonders bevorzugt mindestens
3 bar, größer ist als der Druck (PB) im Befüllraum (40).
9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Druckraum (6) mit einem
Treibgas befüllt ist, bevorzugt umfasst das Treibgas Kohlenstoffdioxid (C02),
Stickstoff (N2), Lachgas (N20) oder Mischungen davon.
10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Druck (PD) im Druckraum (6) zwischen 5 bar und 35 bar, bevorzugt zwischen 5 bar und 30 bar, besonders bevorzugt zwischen 8 bar und 25 bar liegt, und oder der Druck (PB) im Befüllraum (40) kleiner ist als der Druck (PD) im Druckraum (6), bevorzugt liegt der Druck (PB) im Befüllraum (40) zwischen 1,2 bar und 7 bar, besonders bevorzugt zwischen 1,5 bar und 6 bar, noch bevorzugter zwischen 1,7 bar und 5 bar.
11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Volumen des Druckraums (6) zwischen 0,1 L und 5 L, bevorzugt zwischen 0,1 L und 3 L, besonders bevorzugt zwischen 0,5 L und 2,5 L, noch bevorzugter zwischen 0,5 L und 1,5 L liegt, und/oder Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Volumen des Befüllraums (40) zwischen 1 L und 25 L, bevorzugt zwischen 2 L und 20 L liegt.
12. Behälter nach Anspruch 9, wobei der Dampfdruck des Treibgases oder der
Treibgasmischung über dem Druck (PD) im Druckraum (6) liegt, bevorzugt bis zu einer Temperatur von -5 °C hinab.
13. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Behälterboden (2) zumindest in seinem Innenbereich gewölbt oder praktisch ganz kuppeiförmig ausgebildet ist und in das Behälterinnere als den Befüllraum (40) greift, insbesondere ein
Scheitelpunkt des gewölbten oder kuppeiförmigen Behälterbodens (2) zum
Befüllraum (40) zeigt.
14. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Druckraumboden (5) im
Wesentlich ebenflächig ausgestaltet ist, bevorzugt der Druckraumboden (5) im Wesentlichen parallel zur Behälteroberseite (8) ausgebildet ist.
15. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Behälterboden (2), der
Druckraumboden (5), die Behälterwand (7) und/oder die Behälteroberseite (8) aus einem metallischen Blech gebildet sind, mit einer Wanddicke von weniger als 1,00 mm, bevorzugt weniger als 0,80 mm, besonders bevorzugt weniger als
0,55 mm.
16. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Wölbung des
Behälterbodens (2) in Richtung des Behälterinneren vorgesehen ist, wodurch sich im Randbereich des unteren Bereichs (la) des Befüllraums (40) ein Bereich mit geringer Fläche ergibt, so dass Restmengen an Flüssigkeit im Befüllraum (40) von einer Auslassleitung (30) gut erreichbar sind und lediglich eine (sehr) geringe Menge von Flüssigkeit nicht entnehmbar ist.
17. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Befüllraum (40) mit einer Flüssigkeit, bevorzugt mit Bier befüllt ist.
Verwendung eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als tragbares Fass mit einem Füllvolumen von nicht mehr als 20 L, insbesondere nicht mehr als 10 L oder 5 L, und mehr als 1 L, insbesondere mehr als 2 Liter (L).
19. Verfahren zum selbsttätigen Regeln des Drucks (PB) in dem Befüllraum (40) eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Befüllraum (40) zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit befüllt ist, der Druckraum (6) zumindest teilweise mit einem Treibgas befüllt ist und der Behälter eine Auslassleitung (30) mit einem Ventil (32) umfasst, wobei die Auslassleitung (30) bei geöffnetem Ventil (32) den
Befüllraum (40) und einen den Behälter umgebenden Raum fluidkommunizierend verbindet; das Verfahren umfasst die folgenden Schritte
(a) Betätigen des Ventils (32), womit durch die Auslassleitung (30) ein
Anteil der Flüssigkeit des Befüllraums (40) in einen - den Behälter
umgebenden - Raum abgelassen wird und der Druck (PB) im
Befüllraum (40) entsprechend des abgelassenen Volumens der Flüssigkeit des Befüllraums (40) sinkt;
(b) Öffnen des Druckventils (10) bei Unterschreiten eines ersten
Schwellenwerts (Si) des Drucks (PB) im Befüllraum (40), wodurch ein Volumenanteil des Treibgases des Druckraums (6) in den
Befüllraum (40) strömt;
(c) Schließen des Druckventils (10) bei Überschreiten eines zweiten
Schwellenwerts (S2) des Druckes (PB) im Befüllraum (40) zum
Absperren des Strömens von weiterem Treibgas des Druckraums (6) in den Befüllraum (40).
20. Behälterhohlboden für einen Behälter, mit einem ersten Boden (202), einem
zweiten Boden (205) und einem Druckventil (210), wobei
(a) der erste Boden (202) und der zweite Boden (205) jeweils
zumindest eine Ausnehmung aufweist;
(b) der erste Boden (202) und der zweite Boden (205)
verbunden sind und das Druckventil (210) mit dem ersten
Boden (202) und dem zweiten Boden verbunden ist, so dass
ein fluiddichter Druckraum (206) gebildet ist; und
(c) das Druckventil (210) in geöffnetem Zustand den Druckraum
(206) und einen den Behälterhohlboden umgebenden Raum
fluidkommunizierend verbindet.
21. Behälterhohlboden nach Anspruch 20, wobei der erste Boden (202) eine gewölbte Form aufweist oder kuppeiförmig ausgestaltet ist.
22. Behälterhohlboden nach einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei das Druckventil (210) jeweils in die Ausnehmung des ersten Bodens (202) und des zweiten Bodens
(205) eingreift.
23. Behälterhohlboden nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei in dem Druckraum
(206) ein Druck PD3 herrscht, der oberhalb des atmosphärischen Drucks liegt.
24. Behälterhohlboden nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei der erste Boden (202) den zweiten Boden (205) übergreift und/oder der Randbereich (203) des ersten Bodens (202) so ausgestaltet ist, dass der Behälterhohlboden über den ersten Boden mit einem Behälter verbindbar ist, insbesondere durch eine Bördelung verbindbar ist.
25. Behälterhohlboden nach Anspruch 23, wobei das Druckventil (210) so mit dem
ersten Boden (202) und dem zweiten Boden (205) verbunden ist, dass Kräfte, die durch den Überdruck PD3 im Druckraum (206) auf den ersten Boden (202) und den zweiten Boden (205) wirken, zumindest teilweise durch das Druckventil (210) aufgenommen werden.
26. Modulares System zum Herstellen eines Behälterhohlbodens mit einem ersten Boden (202), einem zweiten Boden (205) und einem Druckventil (210), wobei
(a) der erste Boden (202) eine Ausnehmung und eine umlaufende
Sicke (204) aufweist;
(b) der zweite Boden (205) eine Ausnehmung aufweist;
(c) das Druckventil (210) an dessen oberen und unteren Ende
jeweils einen Vorsprung (228a, 228b) aufweist;
(d) der erste Boden (202) und der zweite Boden (205) über die
Sicke (204) des ersten Bodens (202) verbindbar sind;
(e) das Druckventil (210) so mit dem ersten Boden (202) und dem
zweiten Boden (205) verbindbar ist, dass der Vorsprung (228a) am oberen Ende des Druckventils (210) die Oberseite des
ersten Bodens (202) kontaktiert und der Vorsprung (228b) am unteren Ende des Druckventils (210) die Unterseite des zweiten Bodens (205) kontaktiert.
27. Modulares System nach Anspruch 26, wobei der erste Boden (202) eine gewölbte Form aufweist oder kuppeiförmig ausgestaltet ist.
28. Modulares System nach einem der Ansprüche 26 oder 27, wobei das Druckventil (210) in die jeweils eine Ausnehmung des ersten Bodens (202) und des zweiten Bodens (205) eingreifen kann.
29. Modulares System nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei durch die
Kombination des ersten Bodens (202), des zweiten Bodens (205) und des
Druckventils (210), in geschlossenem Zustand des Druckventils (210), ein fluiddichter Druckraum (206) bildbar ist.
30. Verfahren zum Befüllen eines Behälters, wobei der Behälter einen Befüllraum (340), einen Druckraum (306) und ein Druckventil (310) umfasst, wobei
(a) der Befüllraum (340) durch einen Behälterboden (302), eine
Behälterwand (307) und eine Behälteroberseite (308)
gebildet ist und in dem Befüllraum (340) ein erster Druck
(PB4) herrscht;
(b) der Druckraum (306) durch den Behälterboden (302) und
einen Druckraumboden (305) gebildet ist und in dem
Druckraum (306) ein zweiter Druck (PD4) herrscht, der
oberhalb des atmosphärischen Drucks liegt, insbesondere
der zweite Druck (PD4) mindestens 3 bar beträgt;
(c) das Druckventil (310) mit dem Behälterboden (302) und dem
Druckraumboden (305) verbunden ist;
(d) der Behälter einen Befüllraumeinlass (345) aufweist;
umfassend die folgenden Schritte
(e) Einfüllen einer Flüssigkeit in den Befüllraum (340) über den
Befüllraumeinlass (345);
(f) Aufbringen einer Aktivierungskraft im Druckventil (310,410),
insbesondere
fl) per Einfüllen eines Gases in das Druckventil (310)
über einen Druckventileinlass (324) und Verschließen des
Druckventileinlasses (324), oder
f2) durch Vorspannen eines Spannelements (463),
wodurch eine Kraft auf eine Membran (461) ausgeübt wird
und sich die Membran in einer positiven z-Richtung bewegt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei zum Verschließen des Druckventileinlasses (324) eine Abdeckung (325), die über einen Steg mit dem Druckventil (310) verbunden ist, auf den Druckventileinlass (324) aufgebracht wird, insbesondere stoffschlüssig aufgebracht wird, wodurch der Druckventileinlass (324) verschlossen wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Abdeckung (325) mit dem Druckventil (310) verbunden wird, insbesondere durch Reibschweißen oder Ultraschallschweißen.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, wobei durch das Einfüllen des Gases in das Druckventil (310) ein erster Kolben (312) des Druckventils (310) bewegt wird, bis der erste Kolben (312) an einem zweiten Kolben (313) des Druckventils (310) anliegt.
34. Behälterhohlboden für einen Behälter, mit einem ersten Boden (402), einem
zweiten Boden (405) und einer metallischen Ventilhülse (444) zur Aufnahme eines Ventils, wobei
(a) der erste Boden (402) und der zweite Boden (405) jeweils
zumindest eine Ausnehmung (2a, 5a) aufweist;
(b) der erste Boden (402) und der zweite Boden (405) über die
Ventilhülse (444) mechanisch verstärkend oder versteifend
verbunden ist;
(c) ein nicht-metallischer Ventileinsatz (450, 460, 470, 480) in
die Ventilhülse (444) einbringbar ist, zur Bildung eines
Druckventils (410).
35. Behälterhohlboden nach Anspruch 34, wobei ein Vorsprung (442a) der Ventilhülse (444) an einer Oberseite des ersten Bodens (402) anliegt.
36. Behälterhohlboden nach einem der Ansprüche 34 oder 35, wobei die Ventilhülse (444) durch einen Falz mit dem zweiten Boden (405) verbunden ist.
37. Behälterhohlboden nach einem der Ansprüche 34 bis 37, wobei der erste Boden (402) mit dem zweiten Boden (405) im Randgereich des Behälterhohlbodens verschweißt ist.
38. Modulares System zum Herstellen eines Behälterhohlbodens mit einem ersten Boden (402), einem zweiten Boden (405) und einer metallischen Ventilhülse (444), wobei
(a) der erste Boden (402) eine Ausnehmung aufweist;
(b) der zweite Boden (405) eine Ausnehmung aufweist;
(c) die Ventilhülse (444) an dessen oberen Ende einen Vorsprung
(442a) aufweist;
(e) die Ventilhülse (444) so mit dem ersten Boden (402) und dem
zweiten Boden (405) verbindbar ist, dass der Vorsprung (442a) am oberen Ende der Ventilhülse (444) die Oberseite des ersten Bodens (402) kontaktiert.
39. Modulares System nach Anspruch 38, mit zumindest zumindest einem, insbesondere vier Ventileinsätzen (450, 460, 470, 480), welche in die Ventilhülse (444) einbringbar sind, um funktionell ein Druckventil (410) zu bilden.
40. Modulares System nach einem der Ansprüche 38 oder 39, wobei der erste Boden (402) zumindest abschnittsweise eine gewölbte Form aufweist oder insgesamt kuppeiförmig ausgestaltet ist.
41. Metallischer Behälter zum Aufbewahren einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, wie Bier, der Behälter mit einem Befüllraum (40) für die Flüssigkeit und einem Druckraum (6) für ein Treibgas, wobei
(a) der Befüllraum (40) zwischen einem nach aufwärts gewölbten
Behälterboden (2) und einer Behälteroberseite (8) gebildet ist, um
in dem Befüllraum (40) die Flüssigkeit und einen ersten Überdruck
(PB) gegenüber dem Äußeren zu erlauben;
(b) der Druckraum (6) zwischen dem Behälterboden (2) und einem
weiter unten gelegenen Druckraumboden (5) gebildet ist, um in dem Druckraum einen zweiten Überdruck (PD) eines Treibgases aufzunehmen;
(c) eine erste Ausnehmung (2a) im Behälterboden (2) und eine zweite
Ausnehmung (5a) im Druckraumboden (5) vorgesehen sind, die axial (z) fluchten, um ein beide Ausnehmungen (2a, 5a)
schließendes und abdichtendes Druckventil (10) aufzunehmen.
42. Metallischer Behälter zum Aufbewahren einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, wie Bier, der Behälter mit einem Befüllraum (40) für die Flüssigkeit und einem Druckraum (6) für ein Treibgas, wobei
(a) der Befüllraum (40) zwischen einem nach aufwärts gewölbten
Behälterboden (2,402) und einer Behälteroberseite (8) gebildet ist, um in dem Befüllraum (40) die Flüssigkeit und einen ersten
Überdruck (PB) gegenüber dem Äußeren zu erlauben;
(b) der Druckraum (6) zwischen dem Behälterboden (2) und einem
weiter unten gelegenen Druckraumboden (5,405) gebildet ist, um in dem Druckraum einen zweiten Überdruck (PD) eines Treibgases aufzunehmen;
(c) eine erste Ausnehmung (2a) im Behälterboden (2,402) und eine
zweite Ausnehmung (5a) im Druckraumboden (5,502) vorgesehen sind, die axial (z) fluchten;
(d) der erste Boden (402) und der zweite Boden (405) über eine Hülse
(444) als Bodenhülse mechanisch verstärkend oder versteifend verbunden sind, wobei die Hülse mit beiden Böden abdichtend verbunden ist und axial fluchtend zur Aufnahme eines
Ventileinsatzes (450, 460, 470, 480) ausgebildet ist.
43. Metallischer Behälter nach Anspruch 42, wobei die Ventilhülse (444) über einen Falz (444f) mit dem zweiten Boden (405) verbunden ist.
44. Metallischer Behälter nach einem der Ansprüche 42 bis 43, wobei der erste Boden (402) mit dem zweiten Boden (405) verschweißt ist (405s) , insbesondere an einem Aussenrandbereich (la').
45. Metallischer Behälter nach einem der Ansprüche 42 bis 44, wobei der Ventileinsatz (450, 460, 470, 480) nicht-metallischer Natur ist und in die Ventilhülse (444) einbringbar ist, insbesondere axial einpressbar ist, zur Bildung eines bodenseitigen Regelventils (410) für einen Druck im Befüllraum (40).
46. Metallischer Behälter nach einem der Ansprüche 42 bis 45, wobei ein Vorsprung (442a) der Bodenhülse (444) an einer Oberseite des ersten Bodens (402) anliegt.
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