DE2657531A1

DE2657531A1 - Verfahren und vorrichtung zum austreiben von sauerstoffhaltiger atmosphaere aus bodenbehaeltern und zum verpacken von produkten in den von sauerstoffhaltiger atmosphaere im wesentlichen befreiten bodenbehaeltern

Info

Publication number: DE2657531A1
Application number: DE19762657531
Authority: DE
Inventors: Bo Lov Ganholt
Original assignee: Esseltepac AB
Current assignee: Esseltepac AB
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1976-12-18
Publication date: 1977-07-07
Also published as: FR2336303A1; SE400522B; DK582376A; FI763651A; SE7514648L; US4094121A; NL7613840A

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 4300 ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 4126

ESSELTEPAC AKTIEBOLAG Veddestavagen 7-9, S-175 62 Järfälla, Schweden

Verfahren und Vorrichtung zum Austreiben von sauerstoffhaltiger Atmosphäre aus Bodenbehältern und zum Verpacken von Produkten in den von sauerstoffhaltiger Atmosphäre im wesentlichen befreiten Bodenbehältern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austreiben von sauerstoffhaltiger Atmosphäre aus Bodenbehältern aus Karton, Kunststoff, Glas, Zinn oder ähnlich steifem Verpackungsmaterial und zum Verpacken von Produkten in den von sauerstoffhaltiger Atmosphäre im wesentlichen befreiten Bodenbehältern.

Viele Produkte, z.B. gewisse Nahrungsmittel, insbesondere fetthaltige Produkte, werden durch den in der Luft enthaltenen Sauerstoff ungünstig beeinflußt. Vor dem Verpacken derartiger Behälter wurden letztere unter Anwendung des Vaku-Saugverfahrens evakuiert und ggfs. auch mit einem Inertgas gefüllt. Manche Produkte leiden jedoch unter den"beim Vakusaugen auftretenden hohen Drücken, werden gebrochen bzw. zerkleinert oder so stark verdichtet, daß ihre Löslichkeit oder Mischfähigkeit herabgesetzt wird.

Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, derartige Produkte im Gegenstrom mit einem Inertgas in Beutel aus weichem Material einzufüllen. Das Inertgas durchströmt vorzugsweise den Beutel, wodurch die zuvor im Beutel befindliche Luft ausgetrieben wird. Danach wird der das Produkt und Inertgas enthaltende Beutel beispielsweise durch Schweißen dicht verschlossen. Dieses Verfahren ist jedoch für Behälter

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aus Karton oder ähnlich steifem Material unbrauchbar, da solche Behälter vor dem Füllen bodenseitig geschlossen werden müssen. Bei solchen Behältern wurden Versuche gemacht, die im Behälter befindliche Luft durch ein Inertgas unter Auswaschen des Innenraums des Behälters mit diesem Inertgas zu ersetzen. Ein Auswaschen und Verdrängen der im Behälter befindlichen Luft geschieht durch Mischen der Luft mit dem Inertgas und durch nachfolgendes Reduzieren des Luftanteils in der Mischung. Dies bedingt jedoch einen hohen Verbrauch an häufig kostspieligem Inertgas, wodurch diese Verpackungsmethode relativ aufwendig wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum im wesentlichen sauerstofffreien Verpacken von Produkten in Behältern aus Karton oder einem ähnlich steifen Material anzugeben, bei dem die Produkte keinen hohen Drücken ausgesetzt werden, also relativ lose im Behälter verpackt sind, und der Inertgas— verbrauch vergleichsweise gering ist. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Behälter nach dem Schließen des Bodens zunächst im wesentlichen luftdicht auf einen Füllstutzen aufgesteckt, danach die Luft durch Einschieben eines Kolbens in den Behälter ausgetrieben und beim Zurückziehen des Kolbens aus dem Behälter Inertgas in den freigemachten Raum eingeleitet wird, daß das zu verpackende Produkt im Gegenstrom zum aufsteigenden Inertgas in den Behälter eingeführt und der Behälter schließlich unter weitgehendem Abschluß von Luft zum Behälterinnenraum dicht verschlossen wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

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Fig. 1 eine schernatische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 von oben;

Fig. 3 eine Seitenansicht auf einige in den Fig. 1 und 2 angedeuteten Teile der Vorrichtung; und

Fig. 4 eine Schnittansicht entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3.

Wie oben erwähnt, werden durch die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Füllen und Verschließen eines Produkts in einem von sauerstoffhaltiger Atmosphäre im wesentlichen befreiten Bodenbehälter angegeben. Ein Beispiel für einen solchen Behälter ist in der Zeichnung dargestellt; dieser besteht aus einem Außenkarton 1 aus Pappe oder ähnlich steifem Material und einer flüssigkeits- und gasdichten Innenbeschichtung bzw. Verkleidung aus einem dünnen und leicht faltbarem Material. Der Behälter kann jedoch eine andere Form und einen anderen Aufbau haben, z.B. als gasdichter Behälter aus Karton, Kunststoff oder ähnlichem Material ohne Innenbeschichtung oder -auskleidung, als Zinntopf, Glaskonserve o.dgl. ausgebildet sein. Für die Erfindung wesentlich ist die Entleerung des bodenseitig geschlossenen Behälters von Luft, das Füllen mit einem Inertgas und schließlich das Füllen des Inertgas gefüllten Behälters mit dem Verpackungsgut, wobei bis zum vollständigen Verschluß des Behälters ein Lufteintritt in den Behälter verhindert wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden der Behälter, die Vorrichtung zum Abziehen der Luft aus dem Behälter, die Vorrichtung zum Einleiten des Schutzgases in den Behälter, die Vorrichtung zum Einfüllen des Verpackungsgutes in den Behälter und die Vorrichtung zum dichten Verschließen des Behälters eine im wesentlichen luftdichte Einheit, in welcher der Behälter eine Reihe von Behandlungsschritten unterworfen wird.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist ein Magazin 3 für einen Stapel flach zusammengefalteter Behälter

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auf, welche nacheinander einem Förderer 5 zugeführt werden. Auf diesem werden die Behälter nacheinander erfaßt, zu einer rohrförmigen Form geöffnet und am Boden 6 geschlossen, und der bodenseitig geschlossene Behälter wird einer Füllstation 7 zugeführt. Die Füllstation 7 weist eine obere feste Scheibe 8 mit kreisförmiger oder anderer Umfangsform auf, an der eine Luft aus dem geschlossenen Behälter abziehende und den Behälter mit einem Schutzgas füllende Vorrichtung 9 sowie eine Füllvorrichtung 10 für das Produkt angebracht sind. Unter der festen Scheibe 8 ist eine bewegliche Scheibe bzw. ein Karussell 11 angeordnet, an deren oder dessen Unterseite wenigstens eine Behälterhaltevorrichtung 12 angebracht ist. Die bewegliche Scheibe 11 hat eine vertikale Drehachse, von der die Gas-Waschvorrichtung 9 und die Füllvorrichtung 10 gleiche radiale Abstände haben. Zwischen der festen Scheibe 8 und der Drehscheibe 11 ist ein Dichtring 13 vorgesehen, der den Raum zwischen den beiden Scheiben 8 und 11 gasdicht verschließt.

Die Gas-Waschvorrichtung 9 weist einen vertikal verschieblichen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 14 auf, dessen Kolbenstange

15 die feste Scheibe 8 durchgreift und durch geeignete Löcher

16 in der Drehscheibe 11 durchgeschoben werden kann. Am unteren Ende der Kolbenstange 15 ist ein Kolben 17 angeordnet, der ein oder mehrere Ventile 18 und Verbindungsleitungen 19 zum Einführen eines Inertgases aufweisen kann. Der Kolben 17 hat die gleiche äußere Querschnittsform und -abmessung wie die offene Querschnittsfläche des zu füllenden Behälters und kann zur Verbesserung der Abdichtung zwischen dem Kolben 17 und der Innenwand des Behälters 4 mit Umfangsdichtungen versehen werden.

Das Ventil 18 sollte als einfach wirkendes Ventil ausgebildet sein, das einen freien Gasdurchtritt in Aufwärtsrichtung ermöglicht, so daß die über das Ventil 18 von dem Kolben 17 zur Oberseite hin austretenden Gase beim Zurückziehen des Kolbens nicht wieder in den Behälter zurückströmen können. Das Gas in der Leitung 19 steht vorzugsweise unter Überdrück, so daß der Innenraum des Behälters automatisch mit dem Gas gefüllt wird,

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sobald der. Kolben 17 aus dem Behälter zurückgezogen wird. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Kolben 17 an der Oberseite und/oder an der Unterseite mit einer an der Innenseite des Behälters in Anlage stehenden Gummimembran versehen sein, die ein das Austreten von Luft aus dem Behälter ermöglichendes Ventil bildet.

Um die Drehscheibe 11 vom Kolben 17 ungehindert drehen zu können, kann dieser in ein Gehäuse 20 an der Oberseite der festen Scheibe 8 zurückgezogen werden.

Die Füllvorrichtung 10 weist ein Füllrohr 21 auf, in welchem eine Dosiervorrichtung zur Volumen- oder Gewichtsdosierung des abzupackenden Produktes angeordnet sein kann. Das Füllrohr 21 ist mit einem Fülltrichter 22 verbunden, in welchen das Produkt eingeführt wird. Mit dem beschriebenen Verfahren können Produkte, wie Flocken, Körner, Pulver, Granulate oder dergleichen beschädigungsfrei verpackt werden, ohne daß ähnlich herkömmlichen Verpackungs— methoden die Gefahr besteht, daß das Produkt zerdrückt oder zu stark verdichtet wird. Das Füllrohr 21 ist luftdicht an der Oberseite der stationären Scheibe 8 angebracht und nahe seines unteren Endes mit einem in Erdgaseinlaß 23 verbunden, durch den Inertgas in das Füllrohr 21 und den Fülltrichter 22 eingeleitet werden kann, um die zu verpackenden Produkte von Luft freizuwaschen.

An der Unterseite der Drehscheibe 11 ist wenigstens ein Halter 12 für Behälter angeordnet, der einen Trichter bzw. Einfüllstutzen 24 aufweist. Letzterer ist wenigstens in der Eintrittszone des Kolbens in den Behälter leicht konisch ausgebildet und derart in die Einfüllöffnung jedes Behälters 4 einführbar, daß zwischen der Innenseite bzw. Auskleidung 2 des Behälters und der Drehscheibe 11 ein dichter Verschluß entsteht. Der Einfüllstutzen bzw. Trichter 24 und das entsprechende Loch 16 in der Dreh-

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scheibe sind der Form des Innenquerschnitts des Behälters und dem Außenumfang des Kolbens 17 angepaßt, so daß die im Stutzen bzw. Trichter 24 befindliche Behälterluft abgezogen, der Behälter mit Gas gefüllt, das abzupackende Produkt eingefüllt und der Behälter schließlich vollständig oder teilweise verschlossen werden kann, solange er sich noch auf dem Stutzen bzw. Trichter 24 befindet.

Am Maschinengestell ist eine Vorrichtung vorgesehen, die zur Einleitung des Verschließens des Behälters den Einfüllabschnitt der Behälterauskleidung unter gleichzeitigem Austreiben überschüssigen Schutzgases zusammendrückt. Diese Vorrichtung kann zwei schräg verlaufende Stangen 25 aufweisen, die mit der Behälterauskleidung unmittelbar unterhalb des Einfüllstutzens 24 in Eingriff kommen und bei Weiterbewegung des Behälters entlang dieser Stangen den oberen Rand 26 der Auskleidung in die in Fig. 1 und 2 gezeigte Form bringt. In dieser Form kann die Auskleidung leicht heiß versiegelt, geschweißt oder in anderer geeigneten Weise verschlossen werden. In Fig. 2 ist durch die Pfeile 27 die Herstellung einer Verschlußschwexßnaht an der Auskleidung angedeutet.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab: Dem Magazin 3 wird ein flach zusammengeklappter Behälter entnommen, zum Förderer 5 bewegt und zur Rohrform geöffnet. Der Behälter wird im Bereich des Bodens 6 gesiegelt und verschlossen und sodann vom Förderer 5 zu der an der Unterseite der Drehscheibe 11 angeordneten Haltevorrichtung 12 transportiert. Sobald der Behälter auf den Füllstutzen bzw. -trichter der Haltevorrichtung aufgesteckt ist und die Stelle unter der Gas-Waschvorrichtung 9 erreicht hat, wird der Kolben 17 soweit in das Behälterinnere eingeschoben, bis er die Bodenwand berührt. Danach wird der Kolben zurückgezogen, wobei die an der Kolbenoberseite befindliche Luft vom Kolben aus dem Behälter herausgedrückt und der vom Kolben freigemachte Behälterraum

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an der Kolbenunterseite mit einem Schutzgas, nämlich einem Inertgas, z.B. Stickstoffdioxid, Kohlendioxid o.dgl. gefüllt wird. Sobald der Kolben bis in das Kolbengehäuse 20 zurückgezogen ist und die Bewegungsbahn der Drehscheibe 11 freigemacht hat, wird die Drehscheibe 11 so weit gedreht, daß der Behälter in die Füllstellung unter der Füllvorrichtung 10 kommt, an der die zuvor bemessene Gewichts- oder Volumenmenge des Füllguts in den Behälter eingelassen wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß eine Ventilscheibe o.dgl. (in der Zeichnung nicht dargestellt) am Boden des Füllrohrs 21 geöffnet wird. Nachdem die zuvor bemessene Füllgutmenge aus dem Füllrohr durch die Ventilscheibe in den Behälter gefallen ist, wird die Ventilscheibe dann wieder geschlossen.

Danach wird die Drehscheibe um einen bestimmten Winkel in Gegenuhrzeigerrichtung weitergedreht, wodurch der zunächst noch am Haltestutzen 24 gehaltene gefüllte Behälter in die Zone zwischen den Schließbacken 25 geschoben wird. Die Schließbacken bzw. Stangen drängen die Auskleidung 2 des Behälters ir/eine Linie mit dem oberen Rand des Behältergehäuses 1, wobei gleichzeitig überschüssiges Gas aus dem Behälter herausgedrückt wird. Danach wird der Behälter vom Haltestutzen 24 entweder durch Absenken des Behälters oder durch Anheben des Haltestutzen 24 abgezogen, von einem zweiten Förderer 28 übernommen und von einer Schweißvorrichtung 28 oder durch andere Mittel fertig verschlossen. Da das Ausdrücken der im Behälter befindlichen Luft, dessen Füllen mit einem Schutzgas, das Einfüllen des Verpackungsgutes in den Behälter und zumindest der Beginn des Verschließens in einem geschlossenen System ohne Luftzutritt und ohne Komprimieren oder Verdichten des Verpackungsgutes geschieht, können mit dem zuvor beschriebenen Verfahren praktisch alle Arten von Produkten in im wesentlichen sauerstofffreier Atmosphäre verpackt werden, ohne zerbrochen, zerkleinert oder in anderer Weise beschädigt

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zu werden. Dabei können praktisch alle bodenseitig geschlossenen Behälter verwendet werden, unabhängig davon, ob sie aus relativ weichem Material, wie Pappe, Karton, Papier, Kunststoff cuägl. oder aus biegesteifem, harten Materalien, wie Zinn, Blech, Glas o.dgl. bestehen. Selbstverständlxch findet das Verschließen von Zinntöpfen oder Blechdosen sowie auch von Glasbehältern in etwas anderer Weise statt; in dem zuletzt genannten Fall kann ein Deckel leicht auf den oberen Rand des Behälters aufgesetzt werden, wenn der Einlaßstutzen 24 aus dem Behälter herausgezogen wird. Bei Einstellung eines leichten Gas-Überdrucks im Behälter kann der zuletzt genannte Schritt selbst dann ohne Eintritt einer beachtlichen Luftmenge in den Behälter durchgeführt werden, wenn der Halte- bzw. Einfüllstutzen vor dem Anbringen des Verschlußdeckels vom Behälter entfernt wird.

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Le e rs e i te

Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ D 4300 ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 4126 Seite — S^ —

Patentansprüche

(l.JVerfahren zum Austreiben von sauerstoffhaitiger Atmosphäre aus Bodenbehältern aus Karton, Kunststoff, Glas, Zinn oder ähnlichem Verpackungsmaterial und zum Verpacken von Produkten in den von sauerstoffhaltiger Atmosphäre im wesentlichen befreiten Behältern, dadurch gekennzeichnet , daß der bodenseitig geschlossene Behälter zunächst mit seinem offenen Ende im wesentlichen luftdicht an einem Haltestutzen angebracht wird, danach ein Kolben unter bündiger Anlage an den Innenseiten des Behälters in den Behälter bis zu dessen Boden eingeschoben wird, wobei die im Behälter an der Unterseite des Kolbens befindliche Luft zu dessen Oberseite hin entweicht, daß der Kolben danach unter Austreiben der über ihm im Behälter befindlichen Luft aus dem Behälter zurückgezogen wird, wobei gleichzeitig ein Schutzgas in den vom Kolben freigemachten Raum an der Kolbenunterseite eingeleitet wird, daß sodann das zu verpackende Produkt unter Luftabschluß in den Behälter eingefüllt und der mit dem Produkt und dem Schutzgas gefüllte Behälter schließlich luftdicht verschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Austreiben von Luft aus dem Behälter und dessen Füllen mit einem Schutzgas in einem Verfahrensschritt erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter während des gesamten Verfahrens bis zum Beginn des Verschließens des Behälters unter im wesentlichen luftdichten Bedingungen am Haltestutzen gehalten wird.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter nach dem Füllen mit Schutzgas unter Luftabschluß zu einer anderen Stelle bewegt und dort mit dem zu verpackenden Produkt gefüllt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt vor dem Einfüllen in den Behälter mit einem Schutzgas gewaschen oder durchflutet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Verpacken eines Produkts in einen aus einem steifen Außengehäuse und einer Innenauskleidung aus einem dünnen und leichtfaltbaren Material bestehenden Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltestutzen in die Innenauskleidung eingeschoben wird, wobei die Innenauskleidung leicht gedehnt wird, und daß bei Beginn des Verschließens des gefüllten Behälters die Innenauskleidung unterhalb der Unterkante des Haltestutzens flach zusammengedrückt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Behälterauskleidung unmittelbar nach dem flachen Zusammendrücken ihres oberen Abschnittes verschweißt wird. .
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Luft mechanisch aus einem Behälter (4) mit geschlossenem Boden (6) austreibende Vorrichtung (15, 18), eine synchron mit dem Kolben wirksame Vorrichtung (19) zum gleichzeitigen Füllen des Behälters mit einem Schutzgas, ferner eine Vorrichtung (10) zum Füllen des Behälters unter Luftausschuß mit dem zu verpackenden Produkt und eine Vorrichtung (25) zum Verschließen bzw. Siegeln des Behälters.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Austreiben von Luft aus dem Behälter und Füllen desselben mit Schutzgas einen Kolben (17) aufweist, der unter bündigem Anliegen an der Innenseite des

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Behälters (4) bis zu dessen Boden in den Behälter einschiebbar ist und mit wenigstens einem Luft von der Unterseite zur Oberseite des Kolbens (17) durchlassenden, einfach wirkenden Ventil (18) sowie einer durch den Kolben (17) durchgeführten Leitungsverbindung (19) versehen ist, durch die beim Zurückziehen des Kolbens aus dem Behälter (4) ein Schutzgas in den von dem Kolben freigemachten Raum eingeleitet wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) zum Abziehen der Luft aus dem Behälter (4) und zum Füllen des Behälters mit einem Schutzgas und die Vorrichtung (10) zum Füllen des Behälters mit dem zu verpackenden Gut in gegenseitigem Abstand stationär angeordnet sind und daß der den Behälter tragende Haltestutzen (24) zwischen den räumlich getrennt angeordneten Stationen der Vorrichtung unter Luftabschluß beweglich angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) zum Austreiben der Luft und zur Gaszufuhr und die Produkt-Füllvorrichtung (10) auf einer festen Scheibe (8) angebracht sind und wenigstens ein Füllstutzen (24) an einer Drehscheibe (11) befestigt ist, die luftdicht, jedoch drehbar mit der festen Scheiben (8) derart verbunden ist, daß der wenigstens eine Haltestutzen (24) in verschiedene räumlich getrennte BetriebssteU-ungendrehbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Scheibe (8) ein mit dem Kolben (17) ausgerichtetes Gehäuse (20) aufweist, in das der Kolben soweit zurückziebar ist, daß die Drehscheibe (11) relativ zur festen Scheibe (8) in eine andere Betriebsstellung gedreht werden kann.

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13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkt-Füllvorrichtung (10) ein Füllrohr (21) mit einer Dosiervorrichtung zur Bemessung der Gewichts- oder Volumenmenge des zu verpackenden Produkts, einen mit dem Füllrohr (21) verbundenen Fülltrichter (22) und eine Schutzgas aufwärts durch das in den Behälter zu füllende Produkt leitende Vorrichtung (23) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einleiten des Verschließens des gefüllten Behälters (4) zwei schräg verlaufende Stangen (25) vorgesehen sind, deren Anordnung so getroffen ist, daß sie am oberen Abschnitt unterhalb des Halte— und Füllstutzens (24) an der Behälterauskleidung zur Anlage kommen und diese zusammendrücken.

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