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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf einen Adapter gemäß Oberbegriff Patentanspruch 4.
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Großvolumige Behälter in Form von KEGs sind insbesondere auch zur Aufnahme von Getränken, beispielsweise Bier, bekannt und bestehen im Wesentlichen aus einem einen KEG-Innenraum umschließenden, beispielsweise fassartigen und aus einem metallischen Werkstoff, z. B. Stahl oder Edelstahl, gefertigten KEG-Körper mit einem in einer KEG-Körperöffnung aufgenommenen KEG-Fitting. Über dieses erfolgt das Behandeln des jeweiligen KEGs, insbesondere auch das Reinigen, Desinfizieren und/oder Spülen des KEG-Innenraums, das Füllen des KEGs mit den jeweiligen flüssigen Füllgut sowie die Entnahme des flüssigen Füllgutes aus dem KEG-Innenraum. Das KEG-Fitting bildet hierfür zwei jeweils durch federbelastete Ventilmittel verschließbare, an der KEG-Fittingaußenseite zugängliche und in den KEG-Innenraum mündende Verbindungs- oder Medienwege, und zwar einen in der Mitte des KEG-Fittings ausgebildeten Kanal, der sich in einem im KEG-Innenraum aufgenommenen Steigrohr fortsetzt, welches bis in die unmittelbare Nähe des dem KEG-Fitting gegenüberliegenden Bodens des KEG-Körpers reicht, sowie einen Ringkanal, dessen Querschnittsfläche im geöffneten Zustand deutlich größer ist als die Querschnittsfläche des geöffneten mittleren Kanals und des Steigrohres.
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Die Behandlung (Desinfizieren, Reinigen, Spülen, Füllen usw.) sowie auch der Transport dieser aus Metall gefertigten KEGs erfolgt in den üblichen Behandlungsanlagen oder -maschinen überkopf, d. h. in der Weise, dass die KEGs dabei mit ihrem KEG-Fitting nach unten weisend angeordnet sind und für die Behandlung mit dem unten liegenden KEG-Fitting auf dem jeweiligen Behandlungskopf mit relativ großer Anpresskraft aufgedrückt werden. Hierfür sind vorrichtungs- oder anlagenseitige Anpressmittel, beispielsweise Pneumatik-Zylinder vorgesehen, die mit der erforderlichen Anpresskraft auf die bei der Behandlung oben liegende Seite des jeweiligen KEGs einwirken. Die Anpresskraft, die für eine dichte Verbindung des KEG-Fittings mit dem Behandlungskopfes ausreichend groß gewählt ist, wird über die Wandung des KEG-Körpers übertragen, was bei KEG aus Metall (Stahl oder Edelstahl) ohne Probleme möglich ist.
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Die Überkopf-Anordnung der KEGs bei der Behandlung hat den Vorteil, dass das jeweils flüssige Medium über den geöffnete Ringkanal mit der größeren Querschnittsfläche in den KEG-Innenraum einströmen und das hierbei aus dem KEG-Innenraum verdrängte dampf- oder gasförmige Medium, beispielsweise Luft, über das Steigrohr abgeführt werden können, sodass durch die große Querschnittsfläche ein großer Volumenstrom des flüssigen Mediums in den KEG-Innenraum und dadurch beispielsweise beim Füllen eine hohe Füllgeschwindigkeit erreichbar sind.
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Ein für eine derartige Behandlung geeignetes Keg wurde durch die
US 5,129,534 , vorgestellt. Diese Schrift zeigt ein Keg, welches aus einem flüssigkeitsdichten Körper und aus einer festeren Umhüllung besteht, wobei die Umhüllung den vergleichsweise instabilen flüssigkeitsdichten Körper umhüllen, schützen und stabilisieren soll. Dazu sieht die
US 5,129,534 weiterhin vor, dass die Umhüllung und der flüssigkeitsdichte Körper dauerhaft mit einander verbunden werden. Diese Maßnahme weist den Nachteil auf, dass das Gewicht und auch die Kosten eines solchen Kegs erheblich erhöht werden.
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In jüngster Zeit wurden auch bereits KEGs (Kunststoff-KEGs) vorgeschlagen, deren beispielsweise durch Blasen oder Streckblasen aus einem Vorformling (Preform) hergestellter KEG-Körper dünnwandig und aus Kunststoff, beispielsweise PET gefertigt sind, und zwar einstückig mit einem die KEG-Körperöffnung bildenden KEG-Hals, in die (KEG-Körperöffnung) das KEG-Fitting dicht eingesetzt ist. Diese Kunststoff-KEGs eignen sich sehr vorteilhaft als Einwegverpackungen für flüssige Produkte, insbesondere für Getränke, beispielsweise für Bier, haben aber den Nachteil, dass wegen der sehr geringen mechanischen Festigkeit des aus Kunststoff hergestellten dünnwandigen KEG-Körpers eine Behandlung, insbesondere ein Füllen in der herkömmlichen Form grundsätzlich nicht möglich ist. Aus diesem Grunde werden Kunststoff-KEGs derzeit mit ihrem KEG-Fitting obenliegend, d. h. nicht überkopf angeordnet und am KEG-Hals bzw. an einem dortigen Halsring aufgenommen behandelt bzw. gefüllt.
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Diese Verfahrensweise ist dadurch möglich, dass der das KEG-Fitting aufweisende KEG-Hals und dessen Halsring eine wesentlich größere Materialstärke als die Wandung des KEG-Körpers aufweisen und damit das KEG an diesem KEG-Hals oder an einem dort ausgebildeten Halsring aufgenommen und mit der erforderlichen Kraft oder Gegenkraft gegen den Behandlungs- oder Füllkopf angedrückt werden kann, ohne dass eine Kraftübertragung über die Wandung des KEG-Körpers erfolgt. Diese Verfahrensweise macht es aber notwendig, dass das Einbringen des flüssigen Mediums, beispielsweise des flüssigen Produktes in den KEG-Innenraum über das Steigrohr mit der verminderten Querschnittsfläche erfolgt und das hierbei aus dem KEG-Innenraum verdrängte gas- und/oder dampfförmige Medium (z. B. Luft) über den Ringkanal abgeführt wird. Durch die reduzierte Querschnittsfläche des Steigrohres ergeben sich eine erhebliche Verlängerung der Behandlungs- oder Fülldauer bzw. eine erhebliche Reduzierung der Füllgeschwindigkeit. Ein Füllen der Kunststoff-KEGs mit jeweils nach oben weisendem KEG-Fitting über den geöffneten, die deutlich größere Querschnittsfläche aufweisenden Ringkanal des KEG-Fittings kommt zum einen deswegen nicht in Frage, weil dies zu einem unerwünschten Aufschäumen eines kohlensäurehaltigen Produktes (z. B. von Bier) im KEG-Innenraum führen würde, und weil ein Entweichen des beim Füllen aus dem KEG-Innenraum verdrängten gas- und/oder dampfförmigen Mediums (z. B. Luft) über das zunehmend in das Füllgut eingetauchte Steigrohr ohnehin nicht möglich wäre.
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Die Behandlung bzw. das Füllen der Kunststoff-KEGs mit nach oben weisendem KEG-Fitting hat weiterhin auch den ganz entscheidenden Nachteil, dass vorhandene Behandlungs- oder Füllanlagen oder -maschinen, die für die Überkopf-Behandlung ausgebildet sind, nicht genutzt werden können, sondern erhebliche Investitionskosten für neue geeignete Maschinen und Anlagen notwendig sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches die vorgenannten Nachteile vermeidet und ein Behandeln und dabei insbesondere ein Füllen von Kunststoff-KEGs mit reduzierter Behandlungs- oder Fülldauer ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Adapter zur Verwendung bei diesem Verfahren ist Gegenstand des Patentanspruchs 4.
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Mit der Erfindung ist es möglich, auch KEGs, deren KEG-Körper mechanisch nur gering belastbar ist, insbesondere Kunststoff-KEGs und dabei speziell auch solche, deren KEG-Körper durch Blasformen aus Vorformlingen (Preforms) gefertigt ist, wiederum überkopf, d. h. mit dem KEG-Fitting nach unten weisend zu behandeln, und zwar auf den üblichen, speziell für diese Art der Behandlung bzw. für die Behandlung von KEGs aus Metall entwickelten Anlagen und Maschinen.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen u. a. darin, dass auch bei KEGs mit einem mechanisch nur geringfügig belastbaren KEG-Körper kurze Behandlungszeiten und dabei speziell auch kurze Füllzeiten oder hohe Füllgeschwindigkeiten erreichbar sind, und zwar dadurch, dass das flüssige Medium, beispielsweise das Füllgut wiederum über den geöffneten Ringkanal des jeweiligen KEG-Fittings in den KEG-Innenraum eingeleitet und das hierbei aus dem KEG-Innenraum verdrängte gas- und/oder dampfförmige Medium (z. B. Luft) über das Steigrohr abgeleitet werden. Investitionen in neue oder zusätzliche Maschinen und Anlagen speziell zur Behandlung von KEGs mit einem mechanisch nur gering belastbaren KEG-Körper sind nicht erforderlich.
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Erreicht wird dies bei der Erfindung dadurch, dass das jeweilige KEG zumindest während der Behandlungsdauer, insbesondere während der Dauer des Füllens an oder in einem Adapter aufgenommen ist, der es ermöglicht, das KEG mit dem KEG-Fitting nach unten orientiert sicher und beschädigungsfrei durch eine Anlage zu führen und gegen den jeweiligen Behandlungs- oder Füllkopf anzupressen, wobei die hierfür notwendige Anpresskraft auf den Adapter einwirkt und von diesem nur auf den KEG-Hals oder auf den dortigen Halsring übertragen wird, während der KEG-Körper von mechanischen Belastungen frei gehalten ist. Im bzw. am Adapter ist das jeweilige KEG an seinem KEG-Hals bzw. an einem dort ausgebildeten Halsring fixiert.
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Der Adapter ist bevorzugt so ausgeführt, dass er das jeweilige KEG vollständig aufnimmt und/oder den Abmessungen der standardisierten KEGs aus Metall entspricht, beispielsweise Schlank-KEGs mit einem Durchmesser von 240 mm und einer Länge von 580 mm. Durch diese Maßnahme ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass der Adapter und damit auch das in ihm aufgenommene KEG durch bestehende Maschinen oder Anlagen gefahren werden können, ohne dass in der Maschine oder Anlage ein Austauschen von Funktionselementen, beispielsweise von Führungsteilen usw. notwendig ist.
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Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäßen Adapter auch solche Maße oder Abmessungen aufweisen können, dass sie den Abmessungen anderer üblicher KEGs entsprechen, wobei diese vorzugsweise den üblichen und dem Fachmann bekannten DIN- oder EURO-Normen oder -Abmessungen entsprechen.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
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1 in vereinfachter schematischer Darstellung ein aus Kunststoff, beispielsweise aus PET gefertigtes KEG;
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2 in perspektivischer Darstellung einen KEG-Adapter zur Aufnahme der aus Kunststoff gefertigten KEGs während einer Behandlung, zusammen mit einem im Adapter angeordneten KEG;
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3 eine Draufsicht auf die Unterseite bzw. auf das Kopfstück des Adapters der 2.
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In den Figuren ist 1 ein beispielsweise als Einwegverpackung ausgeführtes KEG mit einem aus Kunststoff gefertigten KEG-Körper 2, der einen KEG-Innenraum 3 zur Aufnahme eines flüssigen Füllgutes, beispielsweise zur Aufnahme eines Getränks, beispielsweise zur Aufnahme von Bier bildet und in bekannter Weise einstückig mit einem KEG-Mantel 2.1 und mit oberen und unteren KEG-Böden 2.2 bzw. 2.3 beispielsweise durch Blasformen hergestellt ist, z. B. aus PET. In der Mitte des oberen KEG-Bodens 2.2 ist der KEG-Körper 2 einstückig mit einem die KEG-Körperöffnung bildenden KEG-Hals 4 mit einem radial überstehenden Halsring 4.1 gefertigt.
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An bzw. in dem KEG-Hals 4 ist in geeigneter Weise das den KEG-Innenraum 3 an der KEG-Körperöffnung dicht verschließende KEG-Fitting 5 vorgesehen, welches die dem Fachmann bekannte Ausbildung aufweist, und zwar insbesondere auch mit einem mittigen, mit einem Steigrohr 6 verbundenen Kanal 5.1, mit einem Ringkanal 5.2 sowie mit unter Federwirkung stehenden Ventilmitteln, die die beiden Kanäle im nicht betätigten Zustand dicht verschließen. Das Steigrohr 6 reicht bis unmittelbar an die Innenfläche des unteren Bodens 2.3.
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Während der KEG-Körper 2 am KEG-Mantel 2.1 sowie auch am oberen und unteren KEG-Boden 2.2 bzw. 2.3 dünnwandig und daher mechanisch nicht oder nur geringfügig belastbar ausgebildet ist, besitzen der KEG-Hals 4 und dabei insbesondere auch der Halsring 4.1 durch entsprechende Materialdicke eine Festigkeit, die für die Behandlung der KEGs 1 ausreichend ist, insbesondere auch für das beim Füllen der KEGs 1 notwenige Anpressen des KEG-Fittings 5 gegen einen Behandlungs- oder Füllkopf.
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Um trotz der dünnwandigen und daher für die Übertragung von Anpresskräften ungeeigneten Ausbildung des KEG-Körpers 2 eine Überkopf-Behandlung, insbesondere ein Überkopf-Füllen der KEGs 1 zu ermöglichen, ist ein Adapter 7 vorgesehen, in welchem das jeweilige KEG 1 während der Behandlung bzw. während des Füllens vollständig aufgenommen ist und der die vorteilhafte Überkopf-Behandlung der KEGs 1 ermöglicht.
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Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Adapter 7 u. a. aus einem käfigartigen oder rundkäfigartigen Adapterkörper 8, der im Wesentlichen von mehreren achsgleich miteinander sowie achsgleich mit einer Adapterachse A angeordneten und in Richtung dieser Achse voneinander beabstandeten Ringen 9–11, von einem ebenfalls achsgleich mit der Achse A angeordneten kreisscheibenartigen Boden- oder Wandelement 12 sowie von mehreren, die Ringe 9–11 und das kreisscheibenförmige Wandelement 12 zu der käfigartigen Struktur verbindenden Längsstreben 13 gebildet ist. Diese sind mit ihrer Längserstreckung jeweils parallel zur Achse A orientiert und um diese Achse in gleichmäßigen Winkelabständen gegen einander versetzt vorgesehen. Der Ring 9 bildet die offene Oberseite des Adapters 7, durch die das jeweilige KEG 1 mit seinem KEG-Hals 4 voraus in den Adapter 7 eingebracht und aus diesem wieder entnommen werden kann. Der Ring 11 bildet die Unterseite bzw. die Stand- oder Stützfläche des Adapters 7. Das dem unteren Ring 11 benachbarte Wandelement 12 bildet einen Adapterboden, der den zur Aufnahme des jeweiligen KEGs 1 dienenden Adapterinnenraum nach unten abschließt, eine Abstützfläche für den KEG-Boden 2.2 des jeweiligen KEGs 1 bildet und in der nachstehend noch beschriebenen Weise auch zum Einspannen oder Fixieren des KEGs 1 im Adapter dient, und zwar durch Aufnahme an seinem Halsring 4.1. Der Ring 10 ist zur zusätzlichen Abstützung der Längsholme 13 bzw. zur Erhöhung der Festigkeit des Adapters 7 zwischen dem oberen Ring und dem kreisscheibenförmigen Wandelement 12 vorgesehen. Es versteht sich, dass der Adapter 7 so ausgeführt ist, dass das jeweilige KEG 1 vollständig in dem Adapter 7 Platz findet und dabei die axiale Länge des Adapters 7 (Abstand der Ringe 9 und 11) größer ist als die axiale Länge des KEGs 1.
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Das Wandelement 12 ist mit mehreren Öffnungen ausgebildet, und zwar mit einer mittigen Öffnung 14 sowie mit weiteren, um diese mittige Öffnung verteilten Öffnungen 15 am Randbereich. Die mittige Öffnung 14 ist dabei so ausgeführt, dass das KEG 1 nach seinem Einsetzen in den Adapterinnenraum mit seinem KEG-Hals 4, insbesondere auch mit seinem Halsring 4.1 durch die Öffnung 14 über die dem unteren Ring 11 zugewandte Unterseite des Wandelementes 12 vorsteht und damit am Halsring 4.1 im Adapter 7 bzw. an dem Wandelement 12 verriegelt oder fixiert werden kann. Hierfür sind an der dem unteren Ring 11 zugewandten Unterseite des Wandelementes 12 zwei Verriegelungselemente 16 und 17 mit Hilfe von Gelenken 18 um Achsen parallel zur Achse A schwenkbar vorgesehen. Die beiden Verriegelungselemente 16 und 17 sind durch Druckfedern 19 in eine verriegelnde Stellung vorgespannt, in der sie mit einem Abschnitt 16.1 bzw. 17.1 das in den Adapter 7 eingesetzte KEG 1 am Halsring 4.1 hintergreifen. Durch einen am Wandelement 12 in Bezug auf die Achse A radial beweglichen Schieber 20, der mit an den Verriegelungselementen 16 und 17 gebildeten Steuer- oder Schrägflächen 16.2 und 17.2 zusammenwirkt, sind die Verriegelungselemente 16 und 17 gegen die Wirkung der Druckfedern 19 aus der verriegelnden Stellung in eine nicht verriegelnde bzw. das jeweilige KEG oder dessen Halsring 4.1 freigebende Stellung bewegbar. Die Elemente des Adapters 7 sind korrosionsgeschützt aus Stahl oder Edelstahl gefertigt.
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Unter Verwendung des Adapters 7 ist das Behandeln und insbesondere das Füllen und Transportieren der KEGs 1 in herkömmlichen Maschinen und Anlagen möglich, und zwar überkopf, d. h. mit dem jeweiligen KEG-Fitting 5 unten liegend und bei der Behandlung gegen den jeweiligen Behandlungs- oder Füllkopf angepresst. Hierfür wird das jeweilige KEG 1 in der vorbeschriebenen Weise in den Adapter 7 eingesetzt und mit seinem Halsring 4.1 durch die Verriegelungselemente 16 und 17 am Wandelement 12 fixiert. Das in dem Adapter 7 aufgenommene KEG wird dann über die vorhandenen Transportelemente einer üblichen KEG-Behandlungsanlage oder – maschine an die Behandlungs- oder Füllposition bewegt und dort durch auf die Oberseite des Adapters 7, beispielsweise auf den oberen Ring 9 einwirkende Einspannelemente mit dem KEG-Fitting 5 dicht gegen den Behandlungs- oder Füllkopf angepresst ohne die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung des KEGs 1. Bei diesem Anpressen wird auch die Verbindung zwischen dem KEG-Fitting 5 und dem KEG-Hals 4 nur geringfügig belastet, zumal das KEG-Fitting 5 über den Halsring 4.1 an den Verriegelungselementen 16 und 17 abgestützt ist.
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Bevorzugt entspricht der Adapter 7 in seinen äußeren Abmessungen herkömmlichen, aus Metall gefertigten KEGs, beispielsweise Schlank-KEGs mit einem Außendurchmesser von 285 mm und einer Länge von 580 mm, sodass der jeweilige Adapter 7 mit dem in ihm aufgenommenen KEG 1 ohne Austausch von Führungsteilen usw. durch die betreffende Behandlungs- oder Füllanlage gefahren werden kann.
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In einer Anlage, in der die KEGs 1 behandelt werden, ist bevorzugt eine Vielzahl von Adaptern 7 vorgesehen, die an einer KEG-Aufgabe zum Einbringen der KEGs 1 bereitstehen und die nach dem Behandeln bzw. Füllen des jeweiligen KEGs 1 an eine KEG-Abnahme bewegt werden, von der jeder Adapter 7 dann nach dem Entnehmen des KEGs 1 an die KEG-Aufgabe zurückgefördert wird.
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Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass der Adapter 7 Bestandteil oder Aufnahmen eines Transportsystems sind, mit dem die KEGs durch die Behandlungs- oder Füllmaschine bewegt werden.
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Das Einsetzen des jeweiligen KEGs 1 in den Adapter 7 erfolgt frühestens nach deren Herstellung, d. h. beispielsweise nach dem Streckblasen des blasenförmigen KEG-Körpers 2 und nach dem Verbinden des KEG-Fittings 5 mit dem KEG-Körper. Das Einsetzen und Entnehmen der KEGs 1 erfolgt in einer diese behandelnden bzw. füllenden Anlage bevorzugt maschinell.
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Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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So erstreckt sich die Anwendung der vorliegenden Erfindung ausdrücklich auch auf solche KEGs, die aus Metall oder einem anderen Material bestehen. Zwar beziehen sich die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auf solche KEGs, die durch Blasen oder Streckblasen hergestellt wurden, und somit – zwangsweise – aus einem Kunststoffmaterial bestehen, doch erlaubt die Anwendung des erfindungsgemäßen Adapters eine Material- und somit auch eine Kostenreduzierung auch bei üblichen, aus Metall oder einem anderen Material bestehenden KEGs. Dabei ist im Wesentlichen die Tatsache von großer Bedeutung, dass die größte mechanische Belastung durch das Anpressen und Behandeln auf die KEGs einwirkt, und nicht etwa durch den, in ihnen herrschenden Innendruck.
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Wird nun also die während des Anpressens auftretende Maximalbelastung im Wesentlichen oder sogar vollständig durch den erfindungsgemäßen Adapter aufgenommen, so sind auch bei üblichen KEGs verminderte Wandstärken und somit auch erhebliche Kostenreduzierungen möglich. Im Hause der Anmelderin wurde die vorliegende Erfindung unter dem Begriff „Petkegadapter” bekannt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- KEG
- 2
- KEG-Körper
- 2.1
- KEG-Mantel
- 2.2, 2.3
- KEG-Boden
- 3
- KEG-Innenraum
- 4
- KEG-Hals
- 4.1
- Halsring
- 5
- KEG-Fitting
- 5.1, 5.2
- Öffnung im Fitting 5
- 6
- Steigrohr
- 7
- Adapter
- 8
- Adapterkörper
- 9–11
- Ring
- 12
- kreisscheibenförmiges Boden- oder Wandelement
- 13
- Längsholm
- 14, 15
- Öffnung im Bodenelement 12
- 16, 17
- Verriegelungselement
- 18
- Gelenk
- 19
- Druckfeder
- 20
- Schieber
- A
- Adapterachse