DE29709559U1 - Arrangement for conveying a liquid or viscous medium from a product container - Google Patents
Arrangement for conveying a liquid or viscous medium from a product containerInfo
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Description
[GBM121B5][GBM121B5]
Anordnung zur Förderung eines flüssigen oder viskosen Mediums aus einem Füllgutbehälter Arrangement for conveying a liquid or viscous medium from a filling material container
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Förderung eines flüssigen oder viskosen Mediums aus einem Füllgutbehälter bei der Abfüllung des Mediums in Behälter.The present invention relates to an arrangement for conveying a liquid or viscous medium from a filling material container when filling the medium into containers.
Es ist bekannt, zur Abfüllung flüssiger oder viskoser Medien, beispielsweise beim Abfüllen
von Farbe in handelsübliche Büchsen, eine in einen Füllgutbehälter eingeordnete Flügelradpumpe zu verwenden. Soll dabei die Dosierung des abzufüllenden Mediums
durch einen volumenstromgesteuerten Automaten erfolgen, so kommen der Bestimmtheit
der Pumpenförderleistung und der Konstanz des aus dem Füllgutbehälter in eine Abfülleitung
eingetragenen Medienstromes eine besondere Bedeutung zu. Daher ist es bekannt, die
zur Förderung des Mediums verwendete Flügelradpumpe in dem Behälter mit dem Füllgut
so einzuordnen, daß das Flügelrad stets durch das zu fördernde Medium bedeckt ist.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der aus dem Füllgutbehälter in ein zur Abfüllung
verwendetes Füllrohr eingetragene Medienstrom auch weitestgehend unbeeinflußt von
Verwirbelungen in dem Füllrohr einen konstanten Volumenstrom ausbildet. Dieses ist die
Voraussetzung, um mittels der bekannten Geometrie des Abfüllrohres und im Rohr enthaltener Sensoren die Abfüllzeit für den Dosiervorgang zu bestimmen und die Pumpenförderleistung
zur Einhaltung dieser Abfüllzeit der Viskosität des geförderten Abfüllgutes anzugleichen, wie dies beispielsweise in der DE 1 95 07 817 offenbart ist.
Um zu erreichen, daß das Flügelrad der Pumpe stets von dem Fördergut bedeckt ist,
erfolgt dessen Einordnung im allgemeinen in unmittelbarer Nähe zum Boden des Füllgutbehälters.
Hierbei entsteht jedoch der Nachteil, daß die Pumpenförderleistung durch den Füllstand des Füllgutbehälters, also durch den Druck der Säule des über dem Flügelrad in
dem Behälter befindlichen Füllgutes beeinflußt wird. Natürlich ist es mit heutigen technischen
Mitteln möglich, auch über den Füllstand des Behälters Meßwerte zu erfassen und die Pumpenförderleistung entsprechend dem Druck, welchen das über dem Flügelrad
befindliche Medium auf dieses ausübt, nachzuregeln. Jedoch ist der hierfür erforderliche
technische Aufwand im allgemeinen unvertretbar hoch.It is known to use an impeller pump placed in a filling material container for filling liquid or viscous media, for example when filling paint into commercially available cans. If the dosing of the medium to be filled is to be carried out by a volume flow-controlled machine, the precision of the pump delivery rate and the constancy of the media flow introduced from the filling material container into a filling line are of particular importance. It is therefore known to position the impeller pump used to convey the medium in the container with the filling material in such a way that the impeller is always covered by the medium to be conveyed. This measure ensures that the media flow introduced from the filling material container into a filling pipe used for filling also forms a constant volume flow largely unaffected by turbulence in the filling pipe. This is the prerequisite for determining the filling time for the dosing process by means of the known geometry of the filling pipe and sensors contained in the pipe and for adjusting the pump delivery rate to the viscosity of the conveyed filling material in order to maintain this filling time, as is disclosed, for example, in DE 1 95 07 817.
In order to ensure that the pump impeller is always covered by the material being pumped, it is generally positioned in the immediate vicinity of the bottom of the container. However, this has the disadvantage that the pump output is influenced by the filling level of the container, i.e. by the pressure of the column of the material above the impeller in the container. Of course, with today's technical means it is possible to record measured values based on the filling level of the container and to adjust the pump output according to the pressure exerted on it by the medium above the impeller. However, the technical effort required for this is generally unacceptably high.
Auf der anderen Seite sind bisher bekannte konstruktive Maßnahmen bei der Gestaltung des Füllgutbehälters, durch welche eine Verringerung des Einflusses des von der Mediensäule auf das Flügelrad ausgeübten Druckes erreicht wird, mit dem Nachteil behaftet, daß sich der Füllgutbehälter und Pumpenteile, wie das Flügelrad, bei einem Wechsel der Art des abzufüllenden Mediums schlecht reinigen lassen.On the other hand, previously known structural measures in the design of the filling material container, through which a reduction in the influence of the pressure exerted by the media column on the impeller is achieved, have the disadvantage that the filling material container and pump parts, such as the impeller, are difficult to clean when the type of medium to be filled changes.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Förderung eines flüssigen oder viskosen Mediums aus einem Füllgutbehälter mit einer Pumpe zu schaffen, welche es durch eine kontinuierliche Förderung des Mediums und eine vom Füllstand des Behälters weitestgehend unabhängige Förderleistung der Pumpe ermöglicht, Verfahren zur volumenstromgesteuerten Dosierung eines aus dem Füllgutbehälter abzufüllenden Mediums unter Einhaltung der erforderlichen Dosiergenauigkeit einzusetzen, wobei eine einfache Reinigung des Behälters und der Pumpenteile möglich sein soll.The invention is therefore based on the object of creating an arrangement for conveying a liquid or viscous medium from a filling material container with a pump, which, through continuous conveying of the medium and a pump output that is largely independent of the filling level of the container, enables methods for volume flow-controlled dosing of a medium to be filled from the filling material container while maintaining the required dosing accuracy, whereby simple cleaning of the container and the pump parts should be possible.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Förderung eines flüssigen oder viskosen Mediums, welche aus einem Füllgutbehälter mit Deckel, Ablaß und Druckleitung für das zu fördernde Gut sowie einer Pumpe, vorzugsweise einer Flügelradpumpe besteht, deren Motor auf dem Deckel montiert ist, löst die Aufgabe dadurch, daß der das Medium aufnehmende Füllgutbehälter bei geschlossenem Deckel in einen Vorratsraum und einen unterhalb des Vorratsraumes angeordneten Saugraum unterteilt ist. Das Flügelrad der Pumpe ragt dabei in den Saugraum hinein und ist in diesen beweglich eingeordnet, über die durch eine Durchtrittsöffnung des Behälterdeckels geführte Pumpenwelle mit dem Motor verbunden. Zur Ausbildung des Saugraumes weist der Füllgutbehälter an seinem Boden einen abgesetzten Bereich auf, welcher vom restlichen Volumen des Behälters bei verschlossenem Behälterdeckel durch eine Platte abgeteilt ist, die über mindestens einen Abstandshalter mit dem Deckel verbunden und von diesem beabstandet, unmittelbar oberhalb des Flügelrades in den Füllgutbehälter in der Weise eingeordnet ist, daß zumindest eine den Vorratsraum mit dem Saugraum verbindende Einströmöffnung für das Medium ausgebildet ist. Der Ablaß des Füllgutbehälters befindet sich im Boden des Saugraumes, der auch mit der Druckleitung, in welche das zu fördernde Medium von der Pumpe eingetragen wird, verbunden ist. Dem Fachmann ist klar, daß dabei die geometrischen Abmaße des Saugraumes so gewählt sein sollten, daß dieser nur wenig größer ist als das sich in ihm bewegende Flügelrad der Pumpe. Andernfalls käme es zu unerwünschten, die Konstanz des Volumenstromes beeinträchtigenden Verwirbelungen des Mediums oder zu einem wiederholten kurzzeitigen Abreißen des geförderten Medienstromes an den Außenkanten des Flügelrades.The arrangement according to the invention for conveying a liquid or viscous medium, which consists of a filling material container with a lid, drain and pressure line for the material to be conveyed and a pump, preferably an impeller pump, the motor of which is mounted on the lid, solves the problem in that the filling material container holding the medium is divided into a storage space and a suction space arranged below the storage space when the lid is closed. The impeller of the pump protrudes into the suction space and is movably arranged in it, connected to the motor via the pump shaft which is guided through a passage opening in the container lid. To form the suction chamber, the filling material container has a recessed area on its bottom, which is separated from the rest of the volume of the container when the container lid is closed by a plate that is connected to the lid via at least one spacer and spaced from it, immediately above the impeller in the filling material container in such a way that at least one inflow opening for the medium is formed, connecting the storage chamber with the suction chamber. The outlet of the filling material container is located in the bottom of the suction chamber, which is also connected to the pressure line into which the medium to be conveyed is introduced by the pump. It is clear to the expert that the geometric dimensions of the suction chamber should be selected so that it is only slightly larger than the impeller of the pump moving in it. Otherwise, there would be undesirable turbulence of the medium, which would impair the constancy of the volume flow, or repeated, brief interruptions of the conveyed medium flow at the outer edges of the impeller.
Es ist im Sinne der Erfindung, wenn der Boden des Saugraumes von den Außenwänden des Saugraumes zum Ablauf hin abschüssig verlaufend ausgebildet ist. Das restlose Ent-It is in the spirit of the invention if the floor of the suction chamber is designed to slope from the outer walls of the suction chamber to the drain. The complete drainage
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leeren des Füllgutbehälters über den Ablauf im Falle einer vorzunehmenden Reinigung wird so zusätzlich begünstigt, da das restliche, sich noch im Behälter befindende Medium dann am Ablauf zusammenläuft.Emptying the filling container via the drain in the event of cleaning is made even easier, as the remaining medium still in the container then runs together at the drain.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung tritt die Druckleitung in einer gegenüber der waagerechten leicht geneigten Richtung aus dem Saugraum aus. Zum einen wird dadurch eine für die volumenstromgesteuerte Dosierung erwünschte schnelle Niveauangleichung des bei einem Förderstop in der Druckleitung verbleibenden Mediums an das Füllniveau des Füllgutbehälters begünstigt, zum anderen wirkt sich auch diese Maßnahme positiv im Hinblick auf eine notwendige Entleerung des Behälters aus.According to a further advantageous embodiment of the arrangement according to the invention, the pressure line exits the suction chamber in a direction that is slightly inclined relative to the horizontal. On the one hand, this promotes a rapid level adjustment of the medium remaining in the pressure line when the delivery stops to the filling level of the filling material container, which is desired for volume flow-controlled dosing, and on the other hand, this measure also has a positive effect with regard to the necessary emptying of the container.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist dadurch gegeben, daß die zwischen dem Vorratsraum und dem Saugraum oberhalb des Flügelrades eingeordneten Einströmöffnungen gleichzeitig die Durchtrittsöffnung für die Pumpenwelle bilden und sich über einen Bereich von bis zu 3/4 des Radius des Flügelrades erstrecken. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Einströmöffnungen die den Vorratsraum vom Saugraum trennende Platte unter Ausbildung einer Trichterform durchdringen und sich die durch einen geneigten Verlauf der Seitenwände der Einströmöffnungen ausgebildete Trichterform durch trapezförmige Ausnehmungen der Flügel des Flügelrades im Bereich der Pumpenwelle fortsetzt. Durch diese Ausbildung der Einströmöffnungen ist stets ein ausreichender Zufluß des zu fördernden Mediums in den Saugraum gewährleistet. Da die eigentliche Förderung des Füllgutes idealerweise nur in einem sehr kleinen Bereich in der Nähe des Außenradius der Flügel des Pumpenflügelrades erfolgt, werden durch die Anordnung der Einströmöffnungen in der Nähe des Durchtritts der Pumpenwelle durch die Platte gleichzeitig ein günstiger Strömungsverlauf und eine hohe Kontinuität des Förderstromes erreicht.An advantageous embodiment of the arrangement according to the invention is provided by the fact that the inflow openings arranged between the storage space and the suction space above the impeller simultaneously form the passage opening for the pump shaft and extend over an area of up to 3/4 of the radius of the impeller. It is particularly advantageous if the inflow openings penetrate the plate separating the storage space from the suction space, forming a funnel shape, and the funnel shape formed by an inclined course of the side walls of the inflow openings continues through trapezoidal recesses in the blades of the impeller in the area of the pump shaft. This design of the inflow openings always ensures a sufficient inflow of the medium to be conveyed into the suction space. Since the actual conveying of the filling material ideally only takes place in a very small area near the outer radius of the blades of the pump impeller, the arrangement of the inflow openings near the passage of the pump shaft through the plate simultaneously achieves a favorable flow pattern and a high continuity of the conveying flow.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist insbesondere darin zu sehen, daß durch die Flügelradpumpe in die Druckleitung ein Medienstrom mit einer sehr konstanten Volumenstromdichte eingetragen wird. Dies wird dadurch gewährleistet, daß das Flügelrad durch seine Einordnung am Boden des Füllgutbehälters stets medienbedeckt ist. Durch die fast vollständige Trennung des Saugraumes, in dem sich das Flügelrad bewegt, von dem das Füllgut im wesentlichen aufnehmenden Vorratsraum, wird zudem erreicht, daß sich das Flügelrad weitestgehend frei von den Einwirkungen des durch die Mediensäule gebildeten Druckes bewegen kann und so die Pumpenleistung unabhängig vom Füllstand des Füllgutbehälters nahezu konstant bleibt. Da bei der üblicherweise hohen Pumpendreh-The advantage of the arrangement according to the invention is particularly that the impeller pump introduces a media flow with a very constant volume flow density into the pressure line. This is ensured by the fact that the impeller is always covered with media due to its placement at the bottom of the filling material container. The almost complete separation of the suction chamber in which the impeller moves from the storage chamber which essentially holds the filling material also ensures that the impeller can move largely free from the effects of the pressure created by the media column and thus the pump performance remains almost constant regardless of the filling level of the filling material container. Since the pump speed is usually high,
• tt ·• tt ·
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zahl im allgemeinen nur ein kleiner Bereich am Außenradius des Flügelrades zur Förderung des Mediums beiträgt, ist die vorgeschlagene Anordnung der Einströmöffnungen, über welche ständig Füllgut aus dem Vorratsraum in den Saugraum nachströmt besonders vorteilhaft. Das nachfließende Medium wird so unmittelbar und nahezu verwirbelungsfrei in die Druckleitung eingetragen.Since generally only a small area on the outer radius of the impeller contributes to the conveyance of the medium, the proposed arrangement of the inflow openings, through which filling material constantly flows from the storage chamber into the suction chamber, is particularly advantageous. The inflowing medium is thus introduced directly and almost turbulence-free into the pressure line.
Die Anordnung ermöglicht außerdem eine gute Reinigung aller Anordnungsteile vor einem Wechsel des Abfüllmediums, Durch Öffnen des Füllgutbehälters lassen sich die komplette Pumpe und die den Füllgutbehälter in den Vorratsraum und den Saugraum unterteilende Platte einfach Entfernen, so daß alle Bereiche des Füllgutbehälters für eine Reinigung gut zugänglich sind. Dies ist insbesondere auch bei einer automatischen Reinigung mit einer programmgesteuerten Spülung des Behälters von Vorteil, da so für das Spülmittel im Behälter keine Spülmittelschatten entstehen. Durch die aufgezeigten vorteilhaften Ausgestaltungsformen des Bodens des Saugraumes und der Druckleitung wird die Reinigung zusätzlich erleichtert. Es liegt auf der Hand, daß sich auch die aus dem Behälter entnommene Pumpe durch die Möglichkeit einer separaten Reinigung sehr gut reinigen läßt.The arrangement also enables all parts of the arrangement to be cleaned thoroughly before changing the filling medium. By opening the filling material container, the complete pump and the plate that divides the filling material container into the storage space and the suction space can be easily removed, so that all areas of the filling material container are easily accessible for cleaning. This is particularly advantageous for automatic cleaning with a program-controlled rinsing of the container, as this means that no shadows of detergent are created for the detergent in the container. The advantageous design of the base of the suction space and the pressure line shown make cleaning even easier. It is obvious that the pump removed from the container can also be cleaned very easily thanks to the possibility of separate cleaning.
Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail using an embodiment. The accompanying drawings show:
Fig. 1 Die erfindungsgemäße Anordnung im gebrauchsgerechten Zustand
Fig. 2 Die erfindungsgemäße Anordnung mit zur Reinigung geöffnetem DeckelFig. 1 The arrangement according to the invention in the state of use
Fig. 2 The arrangement according to the invention with the lid opened for cleaning
Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung wie sie bei der Abfüllung eines zu fördernden flüssigen oder viskosen Mediums 11 zum Einsatz gelangt in einer geschnittenen Darstellung. Dargestellt ist der mit dem Medium 11 gefüllte Füllgutbehälter 1, welcher an seinem Boden einen abgesetzten Bereich aufweist. Der Behälter ist durch einen Deckel 2 verschlossen, auf den der Pumpenmotor 6 aufmontiert ist. Die Pumpen welle 7 ist durch eine Durchtrittsöffnung im Deckel 2 geführt und nimmt an ihrem unteren Ende das Flügelrad 8 auf. Durch Abstandshalter 10 ist eine Platte 12 mit dem Deckel 2 verbunden. Diese Platte trennt den als Saugraum 4 ausgebildeten abgesetzten Bereich von dem Vorratsraum 3, welcher im wesentlichen zur Aufnahme des zu fördernden Mediums dient. Dabei ist die Platte 12 so eingeordnet, daß zwischen dem Vorratsraum 3 und dem Saugraum 4 mindestens eine Verbindung in Form einer Einströmöffnung 13 für das Füll-Fig. 1 shows the arrangement according to the invention as it is used in the filling of a liquid or viscous medium 11 to be conveyed in a sectional view. The filling material container 1 filled with the medium 11 is shown, which has a stepped area on its bottom. The container is closed by a lid 2 on which the pump motor 6 is mounted. The pump shaft 7 is guided through a passage opening in the lid 2 and receives the impeller 8 at its lower end. A plate 12 is connected to the lid 2 by spacers 10. This plate separates the stepped area designed as a suction chamber 4 from the storage chamber 3, which essentially serves to receive the medium to be conveyed. The plate 12 is arranged in such a way that there is at least one connection in the form of an inflow opening 13 for the filling material between the storage chamber 3 and the suction chamber 4.
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gut 11 gebildet ist. Vorliegend weist die Anordnung mehrere solcher Einströmöffnungen 13, 13* auf, welche hinsichtlich ihrer horizontalen Lage entsprechend dem Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig die Durchtrittsöffnung 14 für die mit dem Flügelrad 8 verbundene Pumpenwelle ausbilden. Durch hier nicht dargestellte Maßnahmen für eine kontinuierliche Beschickung des Vorratsraumes 3 mit Füllgut 11, welche einer genauen Dosierung nicht bedarf, ist es gewährleistet, daß das Pumpenflügelrad 8 im Saugraum 4 stets mit dem Medium 11 bedeckt ist. Die durch das Flügelrad 8 in die Druckleitung 5 ausgetragene Menge des Füllgutes 11 strömt unmittelbar und ohne Einfluß auf die Pumpenförderleistung über die Einströmöffnungen 13, 13' aus dem Vorratsraum 3 in den Saugraum 4 nach. Die Tatsache, daß das Pumpenflügelrad 8 stets medienbedeckt ist, bewirkt, daß der Medienstrom in der Druckleitung 5 eine konstante Volumenstromdichte aufweist. Dies wird weiterhin dadurch begünstigt, daß die oberhalb des Flügelrades 8 anstehende Mediensäule aufgrund der eingeordneten Platte 12 nur einen geringen Druck auf das Flügelrad 8 ausübt und so die Pumpenförderleistung nicht beeinträchtigt wird. Für ein günstiges Strömungsverhalten des in den Saugraum nachströmenden Mediums 11 sind die Seitenwände 15 der Einströmöffnungen 13, 13' so geneigt, daß die Einströmöffnungen 13, 13' die Platte 12 unter Ausbildung einer Trichterform durchdringen, wobei es sich als besonders günstig erweist, wenn sich diese Trichterform durch Ausnehmungen 16 im Flügelrad 8 fortsetzt.good 11 is formed. In the present case, the arrangement has several such inflow openings 13, 13*, which are advantageously arranged in terms of their horizontal position according to the embodiment so that they simultaneously form the passage opening 14 for the pump shaft connected to the impeller 8. By means of measures not shown here for a continuous supply of the storage space 3 with filling material 11, which does not require precise dosing, it is ensured that the pump impeller 8 in the suction chamber 4 is always covered with the medium 11. The amount of filling material 11 discharged by the impeller 8 into the pressure line 5 flows directly and without affecting the pump delivery capacity via the inflow openings 13, 13' from the storage space 3 into the suction chamber 4. The fact that the pump impeller 8 is always covered with media means that the media flow in the pressure line 5 has a constant volume flow density. This is further promoted by the fact that the media column above the impeller 8 exerts only a small pressure on the impeller 8 due to the arranged plate 12 and thus the pump delivery capacity is not impaired. For a favorable flow behavior of the medium 11 flowing into the suction chamber, the side walls 15 of the inflow openings 13, 13' are inclined so that the inflow openings 13, 13' penetrate the plate 12 to form a funnel shape, whereby it proves to be particularly favorable if this funnel shape continues through recesses 16 in the impeller 8.
Durch die Fig. 2 wird in einer ebenfalls geschnittenen Darstellung verdeutlicht, daß die erfindungsgemäße Anordnung in besonders vorteilhafter Weise zu reinigen ist. Nach dem das restliche, nicht abgefülltes Medium über den Ablaß 9 entfernt wurde, ist es dazu lediglich erforderlich, wie in der Abbildung ersichtlich, den Deckel 2 des Füllgutbehälters 1 zu öffnen und mit dem Deckel 2 alle Pumpenteile, wie Motor 6, Pumpenwelle 7 und Flügelrad 8 sowie die Abstandshalter 10 und die Platte 12, zu entfernen. Alle Bereiche des Behälters 1 sind nun der Reinigung zugänglich und können im Rahmen einer programmgesteuerten Spülung problemlos gereinigt werden, ohne daß dabei an irgendeiner Stelle Spülmittelschatten entstehen würden. Der restlose Abfluß des Füllmediums über den Ablauf 9 wird durch eine zum Ablauf 9 hin abschüssig geneigte Ausführung des Bodens des Saugraumes 4 und durch eine leicht gegen die Waagerechte ansteigenden Austritt der Druckleitung 5 begünstigt. Durch die einfache Entfernbarkeit der Pumpenteile ist selbstverständlich auch deren Reinigung problemlos möglich.Fig. 2 also shows, in a sectioned view, that the arrangement according to the invention can be cleaned in a particularly advantageous manner. After the remaining, unfilled medium has been removed via the drain 9, it is only necessary, as can be seen in the figure, to open the lid 2 of the filling material container 1 and to remove all pump parts, such as the motor 6, pump shaft 7 and impeller 8, as well as the spacers 10 and the plate 12, with the lid 2. All areas of the container 1 are now accessible for cleaning and can be easily cleaned as part of a program-controlled flush without any shadows of detergent forming anywhere. The complete drainage of the filling medium via the drain 9 is promoted by a design of the base of the suction chamber 4 that slopes downwards towards the drain 9 and by an outlet of the pressure line 5 that rises slightly towards the horizontal. Because the pump parts can be easily removed, they can also be cleaned without any problems.
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Cited By (1)
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1997
- 1997-05-29 DE DE29709559U patent/DE29709559U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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| DE102013109965A1 (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-12 | Krones Ag | Device for dosing a filling product in a container to be filled |
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