DE102012008397A1 - Verfahren zum Befüllen eines Behälters und nach dem Verfahren hergestellter Behälter - Google Patents
Verfahren zum Befüllen eines Behälters und nach dem Verfahren hergestellter Behälter Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters von dessen unten offenem Ende her mit einer insbesondere flüssigen oder pastösen, inkompressiblen Masse mit folgenden Verfahrensschritten: a) Einfüllen der Masse in den Behälter bis zu einem Füllstand, und b) Einsetzen eines den Behälter verschließenden, mit einer verschließbaren Entlüftungsöffnung versehenen Stopfens in eine Position oberhalb des Füllstandes und außer Berührung mit der Masse, und c) Evakuieren des Behälterraumes oberhalb und unterhalb des Stopfens unter weitgehender Entfernung dort befindlicher Restluft, und d) Verschliessen der Entlüftungsöffnung des Stopfens, und e) Belüften des Behälterraumes oberhalb des Stopfens, und f) Selbsttätige Positionierung des Stopfens über der Masse infolge Druckdifferenz beidseitig des Stopfens.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters von dessen unten offenem Ende her mit einer insbesondere flüssigen oder pastösen, inkompressiblen Masse.
- Es ist ein Verfahren dieser Art bekannt (
DE 37 19 252 C2 ), bei dem in einen Behälter von dessen unten offenem Ende her zunächst eine pastöse Masse eingefüllt wird und im Anschluss daran ein den Behälter verschließender, mit einer verschließbaren Entlüftungsöffnung versehener Stopfen in den Behälter eingedrückt wird, und zwar soweit, dass der Stopfen den Spiegel der Masse erreicht, wobei ggf. ein gewisser Anteil an pastöser Masse noch durch eine Entlüftungsöffnung in einen daran anschließenden Zylinderhals des Stopfens gelangt und so die zwischen dem Spiegel der Masse und dem Stopfen eingeschlossene Luft entweicht. Derartiges ist für einen industriellen Füllprozess nicht tragbar, bei dem sichergestellt sein muss, dass das pastöse Füllmaterial den Stopfen nicht berührt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermöglicht, bei einem variablen Füllspiegel, bedingt durch Toleranzen der Gebindeabmessungen und Füllgenauigkeit, sowie bei unterschiedlichen Geometrien des Füllkegels der Masse den Behälter mit weitgehender Entfernung von Restluft zu befüllen, wobei auch gewährleistet sein soll, dass die Masse beim Befüllen den Stopfen nicht berührt.
- Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
- a) Einfüllen der Masse in den Behälter bis zu einem Füllstand, und
- b) Einsetzen eines den Behälter verschließenden, mit einer verschließbaren Entlüftungsöffnung versehenen Stopfens in eine Position oberhalb des Füllstandes und außer Berührung mit der Masse, und
- c) Evakuieren des Behälterraumes oberhalb und unterhalb des Stopfens unter weitgehender Entfernung dort befindlicher Restluft, und
- d) Verschliessen der Entlüftungsöffnung des Stopfens, und
- e) Belüften des Behälterraumes oberhalb des Stopfens, und
- f) Selbsttätige Positionierung des Stopfens über der Masse infolge Druckdifferenz beidseitig des Stopfens.
- Das Verfahren gemäß der Erfindung stellt eine einfache Lösung zum Evakuieren von Restluft dar, die sich für industrielle Prozesse eignet. Der Prozess ist robust hinsichtlich der Füllspiegeltoleranz und hinsichtlich der Geometrie des Füllkegels. Aufgrund der in dieser Weise erreichten Reduzierung des Restluftvolumens bis hin zu dessen nahezu völliger Beseitigung ist beim bestimmungsgemäßen Gebrauch beim Entleeren mittels Betätigung der Pumpe eine sehr feinfühlige, genaue Dosierung möglich. Dies ist vor allem für Airless Spender als Behälter, wie sie z. B. in der kosmetischen Industrie als Verpackung für flüssige oder pastöse Produkte verwendet werden, von Vorteil. Etwaige Lufthübe beim bestimmungsgemäßen Gebrauch, bei denen statt pastöser Masse Luft gefördert wird, sind vermieden. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist einfach und benötigt nur wenige Verfahrensschritte und wenige einfache Mittel zur Durchführung des Verfahrens. Vor allem eignet sich das Verfahren für den industriellen Einsatz zur Erzielung reproduzierbarer Ergebnisse. Dabei ist das Verfahren nicht nur für insbesondere pastöse Massen mit Vorteil geeignet, sondern auch für sonstige insbesondere kosmetische Produkte, z. B. auch flüssige Produkte.
- Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Vorteilhaft kann es z. B. sein, dass auf den Behälter oder den Stopfen eine Vakuumglocke zum Evakuieren dicht aufgesetzt wird und in der Vakuumglocke durch Anschließen dieser an eine Unterdruckquelle ein Vakuum erzeugt wird.
- In der Vakuumglocke kann ein beweglicher Stempel abgedichtet enthalten sein, wobei durch Axialbetätigung des Stempels ein Verschließen der Entlüftungsöffnung durch Betätigen eines Verschlusses nach dem Evakuieren und vor dem Belüften der Vakuumglocke erfolgt.
- Nach dem Verschließen der Entlüftungsöffnung kann die Vakuumglocke entfernt werden. Nach Entfernen der Vakuumglocke kann das Behälterende verschlossen werden, z. B. zu Dekorationszwecken, aus Reinlichkeitsgründen od. dgl., wobei dies z. B. mit einer Kappe erfolgen kann.
- Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Behälter, insbesondere Airless Spender, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist und in dem eine insbesondere flüssige oder pastöse, inkompressible Masse und endseitig ein Stopfen enthalten ist. Dieser Behälter zeichnet sich dadurch aus, dass im Behälter zwischen der Masse und dem Stopfen aufgrund der Evakuierung im wesentlichen keine Restluft enthalten ist, die sonst dazu führen könnte, dass beim Entleeren mittels der Pumpe des Behälters Pumphübe keine Masse sondern Luft fördern, was nicht nur den Gebrauch beeinträchtigt sondern insbesondere eine präzise und reproduzierbare Dosierung unmöglich macht. Ein Behälter gemäß der Erfindung hingegen gestattet eine sehr feinfühlige und reproduzierbare Dosierung ohne die Gefahr etwaiger Lufthübe.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Schnitt eines Behälters in einer Phase während des Befüllens mit einer z. B. pastösen Masse, der nach der Befüllung als Spender dieser Masse dient.
- Der Behälter
10 ist rohrförmig mit kreisförmigem oder ovalem oder anders gestaltetem Querschnitt. In der Zeichnung ist von diesem rohrförmigen Behälter10 dessen unteres Ende11 gezeigt, das nach außen hin offen ist. Von diesem Ende11 her ist in das Innere12 des Behälters10 eine inkompressible Masse13 eingefüllt, die z. B. flüssig oder insbesondere pastös ist und ein nahezu beliebiges Produkt darstellen kann, z. B. ein kosmetisches oder pharmazeutisches oder dgl. Oberhalb der Masse13 ist in das Innere12 ein Stopfen14 insbesondere aus Kunststoff eingesetzt, der mittels umfangsseitigen Dichtelementen15 ,16 , z. B. Dichtungsringen, in Bezug auf die Innenfläche17 des Rohrkörpers18 des Behälters10 abgedichtet ist. Der Stopfen14 weist einen oberen Ringflansch19 und einen unteren Ringflansch20 auf, die radial nach außen zur Innenfläche17 und dabei schräg gerichtet sind und zur Abdichtung dienen und auch die Dichtelemente15 ,16 aufnehmen oder halten können. Mit diesen Ringflanschen19 ,20 liegt der Stopfen14 radial an der Innenfläche17 an mit möglichst guter Abdichtung. Der Stopfen14 weist einen zylindrischen Mantel21 und einen damit einstückigen unteren Boden22 auf und ist am gegenüberliegenden oberen Ende23 offen, so dass sich etwa die Form eines Topfes ergibt. Der Boden22 enthält eine Entlüftungsöffnung24 , die mittels eines verformbaren Verschlussgliedes25 schließbar ist. Das Verschlussglied25 ist unverlierbar mit dem Stopfen14 , insbesondere dessen Boden22 , verbunden. Hierzu dienen z. B. nur angedeutete Verbindungsbrücken26 , die beim Verschließen der Entlüftungsöffnung24 mittels des Verschlussgliedes25 zerstört, z. B. zertrennt, werden können. Ist dieser Verschluss erfolgt, so kann der Behälter10 am Ende11 z. B. mittels einer Kappe verschlossen werden. Er kann sodann in umgekehrter Gebrauchslage, mit dem Ende11 nach unten, als Airless Spender derart benutzt werden, dass die z. B. pastöse Masse mittels einer nicht weiter gezeigten Pumpe aus dem Behälter10 dosiert entnommen werden kann. Durch die Abdichtung des Stopfens14 in Bezug auf die Innenfläche17 des Rohrkörpers18 folgt der Stopfen14 bei jedem Entleerhub der Pumpe dem Spiegel der Masse13 nach. - Bedingt durch Toleranzen der Einzelteile und die Füllgenauigkeit des Füllsystems verbleibt beim Setzen des Stopfens
14 ein Mindestvolumen Luft zwischen der Masse13 und dem Stopfen14 . Würde der Stopfen14 zu tief eingeschoben, könnte durch die Entlüftungsöffnung24 pastöse Masse13 entweichen. Verbleibende Restluft zwischen der Masse13 und dem Stopfen14 dagegen kann später beim Gebrauch dazu führen, dass beim Entleeren des Behälters10 mittels Pumphüben statt der Masse13 Luft gefördert wird. Derartige Lufthübe sind unerwünscht, vor allem in solchen Anwendungsfällen, bei denen eine genaue Dosierung besonders wünschenswert ist. - Es wird daher beim Befüllen des Behälters
10 angestrebt, bei einem variablen Füllspiegel, bedingt durch Toleranzen der Gebindeabmessungen und Füllgenauigkeit, sowie bei unterschiedlichen Geometrien des Füllkegels der insbesondere pastösen Masse13 ein Befüllen mit minimaler Restluft zu bewerkstelligen. Dies wird durch folgende Verfahrensschritte beim Befüllen des Behälters10 erreicht: - a) Einfüllen der Masse
13 in den Behälter10 bis zu einem Füllstand, wobei dieser Füllspiegel variabel sein kann und große Toleranzen aufweisen kann, und - b) Einsetzen des Stopfens
14 in den Behälter10 in eine Position oberhalb des Füllstandes und außer Berührung mit der Masse13 , insbesondere so hoch über dem Füllspiegel, damit sicher gewährleistet ist, dass die insbesondere pastöse Masse13 den Stopfen14 nicht berührt, und - c) Evakuieren des Behälterraumes
12 oberhalb und unterhalb des Stopfens14 unter weitgehender Entfernung dort befindlicher Restluft, und - d) Verschließen der Entlüftungsöffnung
24 des Stopfens14 mittels des Verschlussgliedes25 , und - e) Belüften des Raumes des Behälters
10 oberhalb des Stopfens14 , und - f) Selbsttätige Positionierung des Stopfens
14 über der Masse13 durch Druckdifferenz beidseitig des Stopfens14 . - Zum Evakuieren des Behälterraumes
12 wird, wie gezeigt ist, auf den Behälter10 oder statt dessen auf den Stopfen14 eine schematisch angedeutete Vakuumglocke27 aufgesetzt, wobei zwischen dieser und dem Behälter10 ein Dichtelement28 , z. B. in Form einer Dichtscheibe angeordnet ist, um eine Abdichtung zu gewährleisten. Die Vakuumglocke27 enthält einen inneren Kanal29 , der in den abgedichteten Raum12 zwischen der Vakuumglocke27 und dem Behälter10 mündet. Zum Evakuieren wird die Vakuumglocke27 mit dem Kanal29 an eine schematisch angedeutete Unterdruckquelle30 angeschlossen und mittels dieser ein Unterdruck im Raum12 erzeugt, dergestalt, dass über den Raum12 und die Entlüftungsöffnung24 eine Evakuierung des Behälterraumes oberhalb und unterhalb des Stopfens14 erreicht wird unter weitgehender Entfernung dort befindlicher Restluft. - In der Vakuumglocke
27 kann, wie angedeutet, ein beweglicher Stempel31 enthalten sein, der in Bezug auf die Vakuumglocke27 abgedichtet ist. Nach dem Evakuieren kann mittels dieses Stempels31 durch Axialbetätigung dieses in Pfeilrichtung32 ein Verschließen der Entlüftungsöffnung24 in der Weise erfolgen, dass das Verschlussglied25 auf und/oder in die Entlüftungsöffnung24 derart hineingedrückt wird, dass diese bleibend luftdicht verschlossen wird. Erst nach diesem Verschließen der Entlüftungsöffnung24 kann der Behälterraum oberhalb des Stopfens14 durch Entfernung der Vakuumglocke27 belüftet werden. Im Anschluss an die Entfernung der Vakuumglocke27 kann der Behälter10 am Ende11 verschlossen werden, z. B. mit einer nicht gezeigten Kappe. Der in dieser Weise mit der Masse13 befüllte Behälter10 enthält aufgrund der Evakuierung im wesentlichen keine Restluft zwischen der Masse13 und dem Stopfen14 . - Aufgrund des beschriebenen speziellen Füllprozesses ist erreicht, bei einem variablen Füllspiegel, bedingt durch Toleranzen der Gebindeabmessungen und Füllgenauigkeit, sowie bei unterschiedlichen Geometrien des Füllkegels des insbesondere pastösen Füllmaterials eine Befüllung mit nur minimaler Restluft zu verwirklichen. Das Verfahren zum Evakuieren von Restluft ist einfach und ermöglicht einen industriellen Prozess. Dieser ist robust hinsichtlich der Füllspiegeltoleranz und hinsichtlich der Geometrie des Füllkegels. Durch Reduzierung des Restluftvolumens beim Befüllen des Behälters sind Airless Spender möglich, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch eine feinfühlige, genaue und reproduzierbare Dosierung ohne Lufthübe gestatten.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 3719252 C2 [0002]
Claims (6)
- Verfahren zum Befüllen eines Behälters (
10 ) von dessen unten offenem Ende (11 ) her mit einer insbesonderen flüssigen oder pastösen, inkompressiblen Masse (13 ), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Einfüllen der Masse (13 ) in den Behälter (10 ) bis zu einem Füllstand, und b) Einsetzen eines den Behälter (10 ) verschließenden, mit einer verschließbaren Entlüftungsöffnung (24 ) versehenen Stopfens (14 ) in eine Position oberhalb des Füllstandes und außer Berührung mit der Masse (13 ), und c) Evakuieren des Behälterraumes (12 ) oberhalb und unterhalb des Stopfens (14 ) unter weitgehender Entfernung dort befindlicher Restluft, und d) Verschliessen der Entlüftungsöffnung (24 ) des Stopfens (14 ), und e) Belüften des Behälterraumes (12 ) oberhalb des Stopfens (14 ), und f) Selbsttätige Positionierung des Stopfens (14 ) über der Masse (13 ) infolge Druckdifferenz beidseitig des Stopfens (14 ). - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Behälter (
10 ) oder den Stopfen (14 ) eine Vakuumglocke (27 ) zum Evakuieren dicht aufgesetzt wird und über die Vakuumglocke (27 ) durch Anschließen dieser an eine Unterdruckquelle (30 ) ein Vakuum erzeugt wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumglocke (
27 ) ein beweglicher Stempel (31 ) abgedichtet enthalten ist und durch Axialbetätigung des Stempels (31 ) ein Verschließen der Entlüftungsöffnung (24 ) durch einen Verschluss (25 ) nach dem Evakuieren und vor dem Belüften der Vakuumglocke (27 ) erfolgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verschließen der Entlüftungsöffnung (
24 ) die Vakuumglocke (27 ) entfernt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der Vakuumglocke (
27 ) das Behälterende (11 ) verschlossen wird, z. B. mit einer Kappe. - Behälter, hergestellt nach dem Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem eine insbesondere flüssige oder pastöse, inkompressible Masse (
13 ) und endseitig ein Stopfen (14 ) enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (10 ) zwischen der Masse (13 ) und dem Stopfen (14 ) aufgrund Evakuierung im wesentlichen keine Restluft enthalten ist.
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- 2012-04-27 DE DE201210008397 patent/DE102012008397A1/de not_active Withdrawn
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