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Dokumentenidentifikation DE69207167T2 15.05.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0549096
Titel Beutelanordnung zur Abgabe eines Produktes sowie Produktabgabevorrichtung mit einer solchen Beutelanordnung
Anmelder CCL Industries Inc., Willowdale, Ontario, CA
Erfinder Davies, Robert J., Markham, Ontario L3P 1G2, CA;
Gleeson, Patrick J., Etobicoke, Ontario M8Y 3H4, CA;
Moran, Michael J., Markham, Ontario L3P 7G9, CA
Vertreter H. Weickmann und Kollegen, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69207167
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 11.08.1992
EP-Aktenzeichen 923073456
EP-Offenlegungsdatum 30.06.1993
EP date of grant 27.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse B65D 83/62

Beschreibung[de]

Die Erfindung ist auf einen ein Produkt enthaltenden Beutel ("Produktbeutel") und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Produktbeutels gerichtet. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf eine einzigartige Produktbeuteleinheit zum Einstzen im ungefüllten Zustand in einen Spendebehälter gerichtet, wobei der Produktbeutel, eine Ventilverbindung zum Beutel und eine Einheit aus dem Beutel und einem Ventil die Füllkapazität steigern und die Funktion des Spenders verbessern. Die Erfindung betrifft ferner einen Einsatz für einen Produktspender und weiterhin ein Produktspendesystem.

Spendesysteme, die unter Druck stehende Behälter verwenden, sind wohlbekannt. Bei solchen Systemen befindet sich das zu spendende bzw. abzugebende Produkt in dem Behälter. Der Behälter ist ferner mit einem Startdruck beaufschlagt. Wenn das Abgabeventil aktiviert wird, führt ein Druckunterschied zwischen dem Innendruck des Spenders und dem Umgebungsdruck zur Abgabe des Produkts aus dem Behälter.

Es ist bekannt, einen Produktspender vorzusehen, der einen in einem Behälter angeordneten, ein Produkt enthaltenden Beutel verwendet, und einen Druckerzeugungsmechanismus im Behälter außerhalb des Beutels vorzusehen, um einen Druck auf den Beutel aufzubringen. Durch den Druckerzeugungsmechanismus wird so ein Spendedruck definiert.

Bei einem derartigen System hängt der Beutel typischerweise an einem Abgabeventil, was manchmal eine übermäßige Belastung einer Beutel-Ventil-Anschlußstelle bewirkt. Außerdem werden die Produktbeutel typischerweise in den Behälter gestopft; dies setzt sie manchmal einer Belastung aus, während sie durch eine Behälteräffnung gezwängt werden. Darüber hinaus konnen die zur Anbringung des Abgabeventils am Produktbeutel verwendeten Methoden leckanfällig sein, was die Zuverlässigkeit des Produktspenders herabsetzt.

Die Konstruktion des Beutels kann daher ein begrenzender Faktor für die Funktionsfähigkeit des Spenders sein und kann manchmal eine versehentliche Druckreduzierung bewirken, was in einer unberechenbaren Funktion des Spendesystems resultiert.

Die EP A-439 287 offenbart eine Produktspendeanordnung, die zur Steuerung des Spendedrucks einen Druckreguliermechanismus benutzt. Bei solch einem System befindet sich das Produkt in einem Produktbeutel, welcher in einem Behälter angeordnet ist. Dem Produktbeutel benachbart ist in dem Behälter ferner ein Druckregulier/erzeugungsmechanismus angeordnet. Eine Zweiwegeventilbaugruppe ist bei dieser Konfiguration an dem Produktbeutel angebracht.

Die vorliegende Erfindung übertrifft die Funktion und Zuverlässigkeit früherer Produktbeutel wesentlich, indem sie eine einzigartige Produktbeutelanordnung vorsieht, welche die Leckanfälligkeit erheblich reduziert. Diesbezüglich sieht die vorliegende Erfindung eine einzigartige Ventilanbringung zur Verbindung des Ventils mit dern Produktbeutel vor. Die vorliegende Erfindung sieht außerdem eine einzigartige Patronenanordnung für die Beutel/Ventil-Einheit zum störungs- oder beschädigungsfreien Einsetzen des Beutels in einen Produktspendebehälter vor. Die Patrone kann ein Fließrohr umfassen, welches sich über die Länge des Produktbeutels erstreckt und gleich unterhalb des Beutelauslasses angeordnet ist. Das Fließrohr wird verwendet, um zu verhindern, daß Produkt in dem Produktbeutel eingeschlossen wird, wenn der Beutel in sich zusammenfällt.

Die Patrone der vorliegenden Erfindung kann in Verbindung mit vielen Druckbehälteranordnungen verwendet werden. Als Beispiel kann die Patrone in einen Behälter eingesetzt werden, der dann mit einem komprimierten Gas bzw. Druckgas versehen und abgedichtet wird. Die Druckdifferenz zwischen dem komprimierten Gas und dem Bereich außerhalb des Behälters führt zur Abgabe des Produkts aus dem Produktbeutel. Das Druckgas- System kann genauso durch ein in der Fachwelt bekanntes Kohlenwasserstoffgas-System ersetzt werden.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner vor, daß die einzigartige Produktbeutelanordnung mit einem verbesserten Druckreguliersystem verwendet werden kann, welches einen im wesentlichen konstanten Druck in dem Spender aufrechterhält, der das in einem geschlossenen Beutel enthaltene Produkt umgibt, so daß nahezu das gesamte Produkt aus dem Beutel abgegeben wird.

Die vorliegende Erfindung sieht überdies ein einzigartiges Verfahren vor, um solch einen einzigartigen Produktbeutel so zu benutzen, daß er mit dem Druckreguliersystem zusammenwirkt, wenn der Produktbeutel gefüllt wird. Bei diesem Verfahren wird der Anfangsspendedruck - und damit der regulierte Druck - durch den Vorgang der Einbringung des Produkts in den Produktbeutel eingestellt. Dies beseitigt die Notwendigkeit komplizierter Initialisierungsvorgänge. Der Startspendedruck kann durch die Füllmenge des Produkts bestimmt werden.

Die Erfindung sieht eine Produktspendebeuteleinheit vor, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Produktbeutel aus einem geeigneten Barrierenmaterial aufgebaut, welches die Form eines gasundurchlässigen Materials annehmen kann. Das Barrierenmaterial ist zur Bildung eines Faltenbodens längs eines Rands gefaltet und längs der anderen drei Ränder abgedichtet. Längs seiner oberen Randabdichtung ist ein spezieller keilfärmiger Ventilverbinder an die Innenseite des Beutels angeschweißt. Der Beutel kann in eine Rohrform gerollt werden. Darüber hinaus kann ein lösbares Halteorgan verwendet werden, um den Beutel in seinem eingefallenen, gerollten Zustand zu halten, bis er in den Behälter gesetzt wird und Produkt in den Beutel injiziert wird.

Der Druckreguliermechanismus, der in dem Behälter angeordnet sein kann, ist inaktiv, bis das Produkt in den Produktbeutel eingebracht wird. Daher kann ein geschlossener Spender mit einem Druckreguliermechanismus und einem Produktbeutel ohne Schaden an dem Druckreguliersystem und ohne schädliche Auswirkung auf die sterilen Eigenschaften des Produktbeutels von einem zugehörigen Fertigungs/Montageareal des Spenders versendet und zu einem anderen Füllort gebracht werden.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein einzigartiges System zur Regenerierung eines Drucks innerhalb eines Produktspenders vor. Dieses System ist weniger aufwendig als die im Stand der Technik bekannten. Außerdem sieht es einen hohen Grad an Sicherheit vor, daß der nach Abgabe von Produkt aus dem Behälter regenerierte Druck im wesentlichen gleich einem Anfangs- oder Startdruck des Produktspenders ist.

Erfindungsgemäß kann dieses Druckreguliersystem darüber hinaus so ausgeführt sein, daß es bei uneingeschränkter Orientierung des Produktspenders eine Produktabgabe erlaubt und dabei einen Abfall des Produktspendedrucks oder eine Unterbrechung der Produktabgabe vermeidet.

Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drucks, die bei Verwendung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Produktbeutels diesen Druck im wesentlichen steuert, umfaßt eine Gaserzeugungskammer, in der sich ein erster Reaktionspartner befindet. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen innerhalb der Gaserzeugungskammer angeordneten Raum, welcher eine Wandstruktur mit einer permeablen Öffnung in zumindest einem Teil der Wandstruktur umfaßt. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen in dem Raum befindlichen zweiten Reaktionspartner sowie ein erstes Gas, das sich in dem Raum befindet, wobei sich der zweite Reaktionspartner zwischen dem ersten Gas und der permeablen Öffnung befindet. Der erste und der zweite Reaktionspartner sind so ausgewählt, daß das Produkt ihrer Kombination zur Erzeugung eines Gases führt. Bei der Vorrichtung dieser Ausführungsform ist die Größe der permeablen Öffnung derart, daß bei einem Druckgleichgewicht (bei dem der Druck innerhalb des zweiten Raums annähernd gleich einem Druck in der den Raum umgebenden Gaserzeugungskammer ist) die Oberflächenspannung des zweiten Reaktionspartners verhindert, daß dieser Reaktionspartners durch die permeable Öffnung in die den Raum umgebende Gaserzeugungskammer strömt.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der Druck innerhalb eines Produktspendebehälters dadurch, daß ein erster Reaktionspartner in einem Hohlkörper angeordnet wird, welcher eine Öffnung umfaßt. Der Hohlkörper wird ebenfalls in der Gaserzeugungskammer angeordnet. In der Gaserzeugungskammer wird ein Startdruck erzeugt, wobei der Startdruck größer als ein Anfangsdruck in dem Hohlkörper ist; dies bewirkt, daß ein Gas durch die Öffnung in den Hohlkörper eindringt, bis sich ein Druckgleichgewicht eingestellt hat. Am Gleichgewichtspunkt sind die Drücke im Hohlkörper und in der Gaserzeugungskammer im wesentlichen gleich. Der zweite Reaktionspartner wird aus dem Hohlkörper herausgedrückt oder strömt aus diesem heraus, wenn ein Druck in der Gaserzeugungskammer unter den Gleichgewichtsdruck fällt. In der Gaserzeugungskammer wird durch ein Gas, das als Produkt der Reaktion des zweiten Reaktionspartners (aus dem Hohlkörper herausgedrückt) mit dem ersten Reaktionspartner (der sich in der Gaserzeugungskammer befindet) entsteht, ein Kompensationsdruck hervorgerufen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das System zur Regulierung oder Steuerung des Drucks in der mit dem Produktbeutel der vorliegenden Erfindung verwendeten Gaserzeugungskammer einen ersten Reaktionspartner sowie einen Druckreguliermechanismus umfassen, welcher einen rohrförmigen Körper umfaßt, der aus Kunststoff gefertigt sein kann und einen Hohlabschnitt besitzt. Ein zweiter Reaktionspartner und ein Gas sind in dem Hohlabschnitt angeordnet; Rückschlagventile, die eine Strömung nur in einer Richtung gestatten, sind an beiden Enden des rohrförmigen Körpers angeordnet. Ein (erstes) Rückschlagventil ist so angeordnet, daß ein Ende des rohrförmigen Körpers Gas aufzunehmen vermag, wenn der den rohrförmigen Körper umgebende Druck den Druck des Gases innerhalb des Hohlabschnitts übersteigt; das andere (zweite) Rückschlagventil vermag den zweiten Reaktionspartner in die Gaserzeugungskammer freizusetzen, wenn ein Druck innerhalb des Hohlabschnitts einen den rohrförmigen Körper umgebenden Druck übersteigt. Die zwei Rückschlagventile sind beide Einwegventile. Vom ersten Rückschlagventil entweichen daher kein Gas und kein Reaktionspartner, und über das zweite Rückschlagventil dringen kein Gas und keine Flüssigkeit in den Hohlabschnitt ein.

Nach noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das System zur Druckregulierung einen rohrförmigen Körper umfassen, welcher aus Kunststoff mit einem Hohlabschnitt gefertigt sein kann. Ein flüssiger Reaktionspartner und ein Gas befinden sich an den beiden Enden des Hohlabschnitts des Rohrs. Vorzugsweise ist das Verhältnis des in dem Hohlabschnitt des Rohrs befindlichen flüssigen Reaktionspartners zum Gas ungefähr gleich dem des Produkts im Behälter verglichen mit dem verbleibenden Luftraum im Behälter. Ein oder mehrere Löcher sind in dem Hohlabschnitt des Rohrs vorgesehen, wodurch ein permeabler Zugang zwischen der Innenregion des Rohrs und dem Bereich geschaffen wird, in dem sich das Rohr befindet. Die Größe der Öffnungen und die Art des flüssigen Reaktionspartners sind so gewählt, daß eine Oberflächenspannung des flüssigen Reaktionspartners an den permeablen Löchern verhindert, daß der flüssige Reaktionspartner in die das Rohr umgebende Region strömt, wenn Druckgleichgewicht herrscht, d.h. wenn der Druck im Inneren des Rohrs gleich dem Druck außerhalb des Rohrs ist. Wenn beispielsweise der Reaktionspartner im Rohr eine 50 %ige Lösung von Zitronensäure ist, ergeben sich bei einer Öffnung von ungefähr 0,3 mm zufriedenstellende Resultate.

Nach noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Hohlabschnitt ein Trennmittel umfassen, um sicherzustellen, daß sich unabhängig von der Orientierung des Spenders der in dem Hohlabschnitt befindliche Reaktionspartner stets zwischen der permeablen Öffnung und dem Gas befindet, welches ebenfalls in dem Hohlelement eingeschlossen ist. Das Trennmittel kann eine Membran, eine bewegliche Dichtung, vorzugsweise in Form einer Kugel, oder eine Barriere umfassen, beispielsweise einen Schmiermittelpfropfen auf Petroleumbasis oder ein Wachspfropfen.

Nach noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der rohrförmige Körper mit einem geschlossenen Ende und einem zweiten Ende ausgeführt sein, welches mit einem verbundenen Elastomerfilm mit einer oder mehreren durchstochenen Öffnungen abgedeckt ist, die ein flüssiger Reaktionspartner und ein Gas durchdringen, um das Druckgleichgewicht zwischen dem Inneren des rohrförmigen Körpers und der Gaserzeugungskammer aufrechtzuerhalten.

Es ist außerdem möglich, den Produktbeutel der vorliegenden Erfindung in einem System zu verwenden, das keine Druckregulierung aufweist. Speziell könnte das System mit einem hohen Startdruck beaufschlagt werden, welcher wiederum eine hohe Anfangssprührate festlegt. Bei der Produktabgabe kann die Sprührate mit Verringerung des Drucks im Behälter abnehmen. Ein solches System beinhaltet die Verwendung eines komprimierten Gases in dem den Produktbeutel umgebenden Behälter. Bei Abgabe des Produkts nimmt der Gasdruck ab, was die Sprührate senkt. Ein anderes solches System verwendet verflüssigte Gastreibmittel. Derartige Gastreibmittel umfassen verflüssigte Kohlenwasserstoffgase. Der Produktbeutel der vorliegenden Erfindung ist bei solch einem System von Vorteil, weil das Barrierenmaterial undurchlässig für das unter Druck setzende Gas ist. Daher kann das Gas nicht in den Produktbeutel entweichen und das Produkt beeinflussen und kann überdies nicht abgegeben werden. Als Ergebnis ist ein leistungsfähiges Flüssiggastreibmittel-System mit geringeren Mengen an Gas erzielbar, als füher bei derartigen Systemen verwendet wurde.

Spezielle erfindungsgemäße Ausführungsformen werden beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Figuren 1A und 1B ein Spendebehältersystem darstellen, welches einen Produktspendebeutel nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform beinhaltet;

Figur 2 ein Material darstellt, das zu einem Produktbeutel zu formen ist, welcher in einem erf indungsgemäßen Spendesystem zu verwenden ist;

Figuren 3A und 3B Ansichten eines Ventilverbinders zur Sicherung eines Abgabeventils an dem Produktbeutel der Figur 1 darstellen;

Figur 4 einen abgedichteten Produktspendebeutel mit einem angebrachten Ventil nach der Ausführungsform der Figur 1 darstellt;

Figur 5 eine lösbare Plombierung darstellt, um den Produktspendebeutel der Figur 1 in einem eingefallenen Zustand vor der Befüllung mit Produkt zu halten;

Figur 6 einen Produktspendebeutel der Ausführungsform der Figur 1 darstellt, der zum Einsetzen in einen Spendebehälter vorbereitet ist;

Figur 7 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die den Produktspendebeutel der Figur 1 in einem System verwendet, das einen Druckreguliermechanismus aufweist;

Figuren 8A und 8B Phasen der Herstellung eines in einen Spendebehälter einzusetzenden Einsatzes darstellen, welcher den Produktspendebeutel und einen Druckregulierer umfaßt;

Figuren 9A und 9B zwei Ausbildungen einer Ausführungsform eines rohrförmigen Elements mit verschiedenen Ventilgestaltungen als Druckreguliermechanismus darstellen, der dazu ausgeführt ist, in einen Spendebehälter eingesetzt zu werden und ein erfindungsgemäßes Spendesystem bereitzustellen;

Figur 10 eine seitliche Schnittansicht einer ersten Ausbildung einer weiteren Ausführungsform eines rohrförmigen Elements bei der Vorrichtung der Erfindung darstellt;

Figur 11 eine seitliche Schnittansicht einer zweiten Ausbildung der Ausführungsform des rohrförmigen Elements nach Fig. 10 bei der Vorrichtung der Erfindung darstellt;

Figuren 12A bis 12F Ausführungsformen von Fließrohren darstellen, welche in dem Produktspendebeutel der vorliegenden Erfindung enthalten sein können;

Figur 13 eine Ausführungsform des Produktspendebeutels der vorliegenden Erfindung mit einem Fließrohr in einem Produktbehälter darstellt.

Figur 1A stellt ein Produktspendesystem dar, welches einen Produktspendebeutel nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält. Das System umfaßt einen Behälter 100 mit einer äußeren Wandfläche 103. Ein Produktspendebeutel 102 weist einen Faltenboden 111 sowie abgedichtete Seitenabschnitte 105 auf. Der Produktspendebeutel 102 ist auch um seinen oberen Rand 106 herum abgedichtet. Eine Ventilbaugruppe 101 ist über einen sich in die Oberseite des Behälters erstreckenden Ventilverbinder 117 an dem Produktspendebeutel angebracht. Figur 1B stellt eine Seitenansicht des Produktspendebeutels dar, welche den Beutel teilweise gefüllt zeigt. Die Faltung 111 ist geöffnet und liegt auf dem gewölbten Boden 118 auf.

Nach der Abdichtung des Behälters wird das Produkt über das Ventil und den Ventilverbinder in den Produktspendebeutel injiziert. Bei seiner Befüllung dehnt sich der Beutel aus und der Faltenabschnitt spreizt sich längs der Fläche 118 des Bodens des Behälters. Die Faltung dient dazu, eine übermäßige Kraft auf eine Dichtung zwischen dem Ventil 101 und dem Beutel 102 zu vermeiden, wenn sich Produkt in dem Beutel befindet, weil die Masse des Produkts auf dem Boden des Behälters ruht und nicht vom Beutel/Ventil-Anschluß getragen wird, wenn der Beutel frei hängt. Die Faltung steuert den Füllvorgang so, daß sich der Beutel gleichmäßiger und vollständiger füllt. Überdies verbessert die Faltung die Füllkapazität des Beutels fur eine gegebene Behältergröße. Vorzugsweise erstreckt sich die Höhe der Faltung 111 (der Abstand zwischen der Unterseite des Beutels und der inneren Naht der Faltung) über ungefähr achtzig Prozent (80 %) des Behälterradius.

Es ist weiterhin notwendig, eine Spendedruckguelle im Behälter vorzusehen. Ein Verfahren und ein System zur Bereitstellung eines regulierten Spendedrucks werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren 7 bis 11 beschrieben. Bei einem anderen Verfahren kann eine Gaskammer, welche aus der den Produktbeutel umgebenden Region in dem geschlossenen Behälter besteht, mit einem Anf angsspendedruck beaufschlagt werden. Die Vorbeaufschlagung übt einen Druck auf den Produktspendebeutel 102 aus, so daß bei Betatigung des Ventils 101 das Produkt aus dem Beutel und aus dem Behälter heraus gedrückt wird. Ohne Regulierung nimmt der Druck ständig ab, wenn Produkt abgegeben wird. Eine solche Vorbeaufschlagung kann durch Verwendung eines Druckgases in dem den Produktbeutel umgebenden Behälter oder durch Verwendung eines verflüssigten Gastreibmittels vorgesehen werden.

Der Produktspendebeutel der vorliegenden Erfindung ist bei allen solchen Spendesystemen nützlich.

Figur 2 stellt ein Segment 200 eines Materials zur Bildung eines Produktbeutels dar. Das Material kann ein Film sein, welcher eine Aluminiumschicht oder andere Gasbarrierenschichten umfaßt, die gewöhnlicherweise in Form einer durchgehenden Rolle von solchem Material bereitgestellt werden. Nachdem ein Segment 200 aus der Rolle ausgeschnitten ist, werden entlang einem Mittelabschnitt in symmetrischer Weise zwischen Falten 202 Ohrensegmente 201 ausgeformt. Sodann werden Segmentabschnitte 203 zusammengefaltet, um die Seitenränder dieser Abschnitte in Kontakt miteinander zu bringen. Hierbei werden die Ohrensegmente 201 zueinander ausgerichtet; die Falten 202 bilden die Faltung 111 des Beutels. Die Mittelfalte 202 bildet die innere Naht der Faltung. Die Seitenränder werden miteinander heißversiegelt, um den Produktbeutel zu bilden. Wenn der Produktbeutel versiegelt bzw. abgedichtet ist, bewirken die Ohrensegmente, daß sich die Faltung nach außen faltet, und erlauben, daß der Beutel auf der Basis des Behälters ruht, wobei der Dichtbereich der Faltung geringer belastet wird.

An diesem Punkt im Prozeß der Herstellung der Beuteleinheit kann eine Fließvorrichtung in den Beutel eingesetzt werden. Die Fließvorrichtung kann sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Beuteis erstrecken. Die Fließvorrichtung unterstützt den Produktfluß und erhöht die Entleerungsprozentsätze, insbesondere für viskose Produkte. Von außen her unter Druck gesetzte Beutel beginnen, um ihre Mitte herum einzufallen, nachdem etwa 60 % des Produkts abgegeben worden sind. Bei-viskosen Materialien oder Beuteln mit leichter Struktur kann diese Einfallwirkung den Beutel verschließen, was den Produktfluß zum Auslaß oben am Spender blockiert. Die genau unter dem Beutelauslaß angeordnete Fließvorrichtung hält den Fluß für Materialien aufrecht, die sowohl oben im Beutel als auch am Boden des Beutels eingeschlossen sind. Die Fließvorrichtung kann viele Formen annehmen, beispielsweise die eines Rohrs (gezeigt in Seitenansicht in Figur 12B und im Querschnitt in Figur 12E), eines gerippten Streifens (gezeigt in Seitenansicht in Figur 12C und im Querschnitt in Figur 12F) und eines teilweise geschlossenen Rohrs (gezeigt in Seitenansicht in Figur 12A und im Querschnitt in Figur 12D). Figur 13 stellt die Fließvorrichtung in dem Beutel dar und zeigt, wie sie verhindern kann, daß der Produktbeutel unter Verschließen des Bodenabschnitts des Beutels in sich zusammenfällt. Die Fließvorrichtung 1301 läßt das Produkt im Bodenabschnitt des Beutels seinen Weg zum Abgabeventil nehmen, selbst wenn der Beutel begonnen hat, in sich zusammenzufallen.

Bevor der Produktspendebeutel fertig ist, müssen die Ventilbaugruppe am Beutelmaterial angebracht und der Beutel um die Ventilverbindungsstelle herum vollständig abgedichtet werden. Für die Ventilbaugruppe können Standardventile verwendet werden. Die vorliegende Erfindung zieht jedoch einen einzigartigen keilförmigen Verbinder in Betracht, welcher eine verbesserte Verbindungsstelle für die Einheit aus Beutel und Ventil vorsieht. Eine Ausführungsform des keilförmigen Verbinders ist in den Figuren 3A und 3B dargestellt.

Ein Verlängerungssegment 301 verbindet den Keil 302 mit der nicht gezeigten Ventilbaugruppe. Der Keil wird in den oberen Abschnitt des Beutels eingesetzt; wenn der obere Rand des Beutels verschweißt wird, schmilzt das Keilmaterial längs seiner Ränder, um schwache Bereiche der Abdichtung aufzufüllen. Als Folge wird der Keil, der bereits fest mit der Ventilbaugruppe verbunden ist, auch fest mit dem Inneren des Beutels mit einer sicheren Abdichtung verbunden. Die Materialien für den Keilverbinder und den Produktbeutel sind so gewählt, daß sie einer Abdichtung in einem Schweißvorgang zugänglich sind; sie können beispielsweise aus Polypropylen, Polyethylen oder einem anderen geeigneten Kunststoff gefertigt sein. Der Keil weist weiterhin eine einzigartige rautenartige Form längs seiner Unterseite auf. An Seitenpunkten 3021 ist die Oberfläche aber gegenüber der Unterseite schräg geneigt, wie deutlicher in Figur 3A gezeigt ist. Diese einzigartige Form verbessert die Verbindung des Ventilverbinders mit dem Produktspendebeutel und sorgt für eine Entlastung, wenn der Beutel mit Produkt gefüllt ist. Überdies ist die Form des Keils vorteilhaft, weil sie die Anpassung herkömmlichen Equipments zur Beutelherstellung erlaubt.

Figur 4 stellt eine Ausführungsform des Produktspendebeutels in dessen vollständig zusammengebautem Zustand mit angebrachter Ventilbaugruppe 402 und abgedichteten Seitenrändern 403 dar. Die vorliegende Erfindung gestattet das leichte Einsetzen in eine Öffnung herkömmlicher Größe im Behälter. Der Einsatz umfaßt einen eingefallenen Beutel, welcher zur Erleichterung des Einsetzense rohrförmig aufgerollt ist. Der Beutel wird nicht von einem Seitenrand her, sondern von der Mitte des Beutels nach außen zum Seitenrand gerollt. Der Beutel wird in diesem Zustand durch ein lösbares Halteelement gehalten, von dem ein Beispiel in Figur 5 dargestellt ist. Die Halterung 500 ist von einem leichten bzw. dünnen Papier gebildet, auf das Klebstoff längs zweier Ränder 502 aufgebracht ist. Vorzugsweise steht einer der Kleberänder 502 in Kontakt mit einem der abgedichteten Seitenränder des Produktspendebeutels. Die Halterung 500 wird um den Umfang des aufgerollten Beutels so herumgewickelt, daß sie sich selbst überlappt. Ein zweiter Kleberand steht in Kontakt mit der Oberfläche der Halterung 500 und wird über dem ersten Kleberand angeordnet. Der von der Mitte her aufgerollte Einsatz ist nun zum Einsetzen in den Behälter bereit. Die Halterung 500 hält den Beutel in dessen aufgerolltem eingefallenem Zustand, bis das Produkt in den Beutel eingespritzt wird. Der Einspritzdruck bewirkt dann das Reißen der Halterung 500, wodurch sich der Beutel im Behälter während des Einspritzens des Produkts ausdehnen kann. Um das Reißen der Halterung 500 zu erleichtern, wird ein Schlitz 505 angebracht, bevor sie dem Beutel angelegt wird. Bei Einspritzen des Produkts in den Beutel reißt die Halterung 500 längs der durch den Schlitz gebildeten Linie. Nachdem die Halterung 500 gerissen ist, wickelt sich der Einsatz um seine Mitte drehend auseinander, was die Belastung des Ventil/Beutel-Anschlusses beim Füllen verringert und dadurch größere Füllvolumina erlaubt.

Figur 6 stellt einen fertigen Beutel/Ventil-Einsatz zum Einsetzen in einen Behälter dar. Die Plombierung 601 ist um den aufgerollten Produktbeutel 602 herumgeschlagen, an dem die Ventilbaugruppe 603 einschließlich des Keils (nicht gezeigt) angebracht ist. Sobald der Einsatz in den Behälter gesetzt ist, wird der Unterrand 605 der Ventilbaugruppe gegenüber dem Rand (nicht gezeigt) einer Öffnung in der Oberseite des Behälters abgedichtet.

Es wurde außerdem festgestellt, daß bestimmte Größenbeziehungen für den Beutel, die Faltung und die Ventilbaugruppe die Eigenschaften des Spendesystems weiter verbessern. Beispielsweise beträgt die Länge der Faltung vorzugsweise ungefähr gleich 80 % des Radius des Behälters. Die Beutelhöhe sollte annähernd gleich der Differenz zwischen der Behälterinnenhöhe "vom oberen Rand des Behälters bis zur Oberseite der Bodenwölbung) und der Ventilhöhe sein. Vorzugsweise ist die Materiallänge annähernd gleich der Summe der doppelten Beutelhöhe und der zweifachen Faltungslänge.

Die Figuren 7 bis 11 stellen einen Typ einer Spendesystemanordnung dar, bei dem der Produktspendebeutel der vorliegenden Erfindung mit einem Druckreguliermechanismus verwendet wird. Wie oben beschrieben, kann der Produktspendebeutel der vorliegenden Erfindung auch in solchen Systemen, wie Druckgas-Systemen oder Systemen mit verflüssigtem Kohlenwasserstoff oder irgendeinem Produkt-im-Beutel-Spendesystem, verwendet werden, bei denen eine den Beutel umgebende Druckquelle dazu verwendet wird, das Produkt aus dem Beutel herauszudrücken. Ein Produktbeutel 702 mit einem Faltenboden ist innerhalb von Behälterwänden 703 angeordnet. Eine Gaserzeugungskammer 704 ist durch den von den Behälterwänden 703 und dem Äußeren des Produktbeutels 702 begrenzten Bereich festgelegt. Ein erster Reaktionspartner 707, beispielsweise Natriumbicarbonat bzw. Natron, ist am Boden des Behälters in der Gaserzeugungskammer 704 angeordnet; außerdem ist ein Druckreguliermechanismus 708 in der Gaserzeugungskammer angeordnet. Der Druckreguliermechanismus 708 umfaßt einen zweiten Reaktionspartner 709, welcher ein flüssiger Reaktionspartner sein kann, beispielsweise Zitronensäure. Bei einer Ausführungsform ist der Druckreguliermechanismus ein Hohlrohr mit Rückschlagventilen 710, welche an beiden Enden angeordnet sind. Wenn der zweite Reaktionspartner 709 mit dem ersten Reaktionspartner 707 zusammenkommt, wird Gas in der Gaserzeugungskammer 704 erzeugt. Der Druckreguliermechanismus 708 ist so ausgelegt, daß bis zum Erreichen des Druckgleichgewichts Gas in das Rohr eindringt, wenn ein Druck außerhalb des Rohrs einen Druck innerhalb des Rohrs übersteigt. Wenn der Druck innerhalb des Rohrs den Druck außerhalb des Rohrs übersteigt, wird der zweite flüssige Reaktionspartner 709 aus dem Rohr in die Gaserzeugungskammer 704 gedrückt, so daß er mit dem ersten Reaktionspartner 707 reagiert, um dadurch Gas in der Gaserzeugungskammer zu erzeugen und das Druckgleichgewicht zwischen dem Druck innerhalb des Rohrs und dem das Rohr umgebenden Druck wieder herzustellen. Der in der Gaserzeugungskammer 704 erzeugte Druck setzt den Produktbeutel 702 unter Druck und setzt damit auch das sich in dem Beutel 702 befindende Produkt unter Druck. Wenn folglich das Ventil 701 zwecks Produktabgabe betätigt wird, wird aus dem Behälter Produkt unter Druck abgegeben, der in der Gaserzeugungskammer erzeugt wird.

Während als erster Reaktionspartner vorzugsweise Natriumbicarbonat und als zweiter Reaktionspartner Zitronensäure verwendet werden, können andere Reaktionspartner verwendet werden. Es können auch Lösungen und eine Aufschlämmung der Reaktionspartner verwendet werden und die Reaktionspartner gewünscht enfalls vertauscht werden.

Das System des Druckreguliermechanismus 708 wird in näherer Einzelheit unten beschrieben. Das Rohr ist jedenfalls derart ausgeführt, daß es mit dem ersten Reaktionspartner 707 so reagiert, daß ein im wesentlichen konstanter Spendedruck über die Abgabe des gesamten in dem Produktbeutel enthaltenen Produkts hinweg beibehalten wird.

Der Anfangsdruck des Spendesystems wird eingestellt, wenn der Produktbeutel gefüllt wird. Bei Einbringung des Produkts in den Beutel wird das Beutelvolumen größer, wodurch das Volumen der Gaserzeugungskammer kleiner wird, um wiederum den Druck in dieser Kammer zu erhöhen. Die Druckzunahme der Kammer führt wiederum zu einer Zunahme des Gasdrucks in dem Druckreguliermechanismus 708. Wenn der Produktbeutel mit Produkt gefüllt worden ist, ist in der Gaserzeugungskammer 704 ein bestimmter Druck eingestellt; auch in dem Druckreguliermechanismus 708 stellt sich ein Gasdruck ein, da zwischen dem Druck innerhalb und dem Druck außerhalb dieses Mechanismus ein Gleichgewicht hergestellt wird. Der Anfangsdruck bestimmt sich nach Maßgabe der Füllmenge des Produkts in Verbindung mit einer gegebenen Behältergröße. Wann immer der Druck in der Gaserzeugungskammer wegen des Ausstoßes von Produkt und der einhergehenden Ausdehnung des Volumens der Gaserzeugungskammer fällt, stößt der Druckreguliermechanismus eine vorbestimmte Menge des zweiten flüssigen Reaktionspartners 709 aus, welcher sich mit dem ersten Reaktionspartner 707 vermischt und den Druck regeneriert, um den anfänglich beaufschlagten Druck in der Gaserzeugungskammer wieder herzustellen. Die Menge der ausgeströmten Zitronensäure 709 bestimmt sich nach der Druckdifferenz zwischen dem Behälter und dem Rohrfreiraum und dem Volumen des Gases im Rohr. Der Vorgang der Füllung des Produktbeutels aktiviert das Druckreguliersystem unter Beaufschlagung desselben mit einem Spendedruck. Das Druckreguliersystem steuert darüber hinaus den Spendedruck während des Verlaufs der Abgabe des Produkts aus dem Behälter.

Wie in Figur 7 gezeigt, weist der Produktbeutel ein Faltenende 711 auf und hat eine von der Behältergröße abhängige vorbestimmte Länge. Im speziellen ist der Produktspendebeutel 702 von einer derartigen Länge, daß das Vorhandensein des Produkts im Beutel eine Basis 713 der Faltung 711 in Kontakt mit dem Boden 712 des Behälters 700 bringt, welcher gewölbt sein kann. Die Faltung dient dazu, eine übermäßige Kraft auf eine Abdichtung zwischen dem Ventil 701 und dem Beutel zu verhindern, wenn sich Produkt in dem Beutel befindet. Ferner verbessert die Faltung die Füllkapazität des Beutels für eine gegebene Behältergröße. Vorzugsweise erstreckt sich die Höhe der Faltung 711 (Abstand zwischen dem Boden des Beutels und der Innennaht der Faltung) über ungefähr 80 % des Behälterradius.

Die Figuren 8A und 8B stellen eine Methode zur Herstellung eines Einsatzes für einen Spendebehälter dar, bei der der Einsatz nicht nur den zusammengefallenen Produktspendebeutel umfaßt, sondern auch den Druckreguliermechanismus. Figur 8A stellt einen Produktspendebeutel 1008 sowie einen Druckreguliermechanismus 708 dar. Der Beutel 1008 kann beginnend in seiner Mitte in eine rohrförmige Gestalt aufgerollt werden, wie oben mit Bezug auf die Figuren 5 und 6 beschrieben, und der Druckreguliermechanismus längsseits des Produktbeutels gestellt werden. Das rohrartige Gebilde kann zunächst durch Mittel 1009 (wie beispielsweise ein Klebeband oder Klebepunkte) zusammengehalten werden, wie in Figur 8B gezeigt. Es ist darüber hinaus möglich, die oben mit Bezug auf Figur 5 beschriebene lösbare Halterung zu benutzen. Auf diese Weise ist der Einsatz 1010 leicht in einen Spendebehälter längs einer Spendebehälter-Montagelinie einsetzbar.

Es können ein Spenderbehälter an eine Einsetzstation gebracht und die Einsätze in Spender gesetzt werden, die dann versiegelt werden können. Anschließend wird das Produkt über das Ventil 1006 in den Produktbeutel 1008 injiziert. Die Einbringung des Produkts in den Beutel 1008 über das Ventil 1006 beim Füllvorgang löst das Halterungselement 1009, damit sich der Beutel zur Aufnahme weiteren Produkts ausdehnen kann. Wie oben beschrieben, führt die Füllung des Beutels auch zur Aktivierung des Druckerhaltungssystems.

Die Tatsache, daß das Druckreguliersystem nicht aktiviert wird, bis der Produktbeutel gefüllt wird, erlaubt eine Anzahl von Versandoptionen. Als erstes kann ein fertiger Produktspender - mit Produkt - versandt werden; in dieser Form ist der Spendedruck bereits bestimmt worden. Eine weitere Option ist, einen Behälter mit einem eingebauten Druckreguliersystem, jedoch ohne Produkt zu verwenden. Wenn das Produkt später hinzugefügt wird, wird der Spendedruck dann eingestellt. Eine weitere Alternative ist, den Einsatz aus Beutel und Druckreguliermechanismus der Figuren 8A und 8B zu versenden. Der Einsatz kann dann später in einen Behälter eingebracht werden. Als weitere Alternative kann der Druckreguliermechanismus gesondert versandt werden. Auch der Produktspendebeutel kann gesondert versandt werden, insbesondere wenn kein Druckregler wie der oben offenbarte verwendet werden soll.

Die Einzelheiten einer Anzahl von Ausführungsformen des Druckreguliermechanismus werden nun mit Bezug auf die Figuren 9A bis 11 beschrieben.

BEISPIEL 1

Figur 9A stellt eine erste Ausführungsform des Druckreguliermechanismus dar, die in dem Spendesystem der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist. Der Druckreguliermechanismus 1100 umfaßt ein rohrartiges Hohlelement 1105 mit Rückschlagventilen 1101 und 1101' (die Einwegventile sind), welche an den Enden des Rohrs 1105 angeordnet sind. Das Rückschlagventil 1101 ist so orientiert, daß Gas entlang der Seitenwände dieses Rückschlagventils in das Hohlrohr 1105 eindringen kann und in den Gasabschnitt der Hohlrohrkammer 1103 eindringen kann. Dies geschieht, wenn der Druck außerhalb des Druckreguliermechanismus 1100 den Druck innerhalb des Druckreguliermechanismus übersteigt, und setzt sich fort, bis sich ein Druckgleichgewichtszustand eingestellt hat, zu welchem Zeitpunkt kein Gas in das Druckerzeugungssystem 1100 strömt.

Das andere Rückschlagventil 1101' ist so in dem Hohlrohr orientiert, daß ein flussiger Reaktionspartner 1102 vom Rohr freigesetzt wird, wenn der Druck innerhalb des Rohrs 1105 einen Druck außerhalb des Rohrs übersteigt. Es kann jedoch kein Reaktionspartner oder Gas über das Ventil 1101' in das Rohr eindringen. Diese zwei Einwegventile 1101 und 1101' umfassen zusammen mit dem Rohr und den Reaktionspartnern, die in Verbindung mit der Druckerzeugungskammer des Spendebehälters ein Druckreguliersystem definieren, ein echtes Druckrückkopplungssystem. Im einzelnen erreicht das Druckregulierungsrohr, sobald das Druckreguliersystem durch die einen Anfangsdruck in der Gaserzeugungskammer einstellende Füllung des Produktbeutels beaufschlagt wird, seinen Anfangsdruckzustand auf die Einstellung eines Druckgleichgewichts mit der Gaserzeugungskammer hin. Bei einer Produktabgabe verringert sich der Druck in der Gaserzeugungskammer aufgrund der Volumenausdehnung; die Druckänderung führt dazu, daß der flüssige Reaktionspartner 1102 in die Gaserzeugungskammer freigesetzt wird, um so mit dem ersten Reaktionspartner in dem Spendebehälter zusammenzukommen. Die zwei Reaktionspartner vereinigen sich, um Gas zu erzeugen, und es steigt der Gasdruck in der Gaserzeugungskammer. Bei geeigneter Dosierung der Menge des aus dem Rohr freigesetzten flussigen Reaktionspartners ist es möglich, die Gaserzeugung in der Gaserzeugungskammer so zu steuern, daß der Anfangsdruck des Druckerhaltungssystems wiederhergestellt wird. Die Steuerung der Gaserzeugung hängt von einer Anzahl Faktoren ab, beispielsweise der Konzentration der zwei Reaktionspartner und der Rückschlagventilgestaltung, die den Öffnungsdruck der Rückschlagventile beeinflußt. Somit wird die Gaserzeugungskammer den Anfangsdruck wieder annehmen; das Produkt im Produktbeutel steht nach Abgabe etwas Produkts unter im wesentlichen dem gleichen Druck wie es stand, als es ursprünglich eingefüllt wurde. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis das Produkt vollständig aus dem Beutel abgegeben ist.

Der Druckreguliermechanismus der obigen Ausbildung kann über einen weiten Bereich von Spendebehälterorientierungen bezüglich einer aufrechten Stellung funktionieren. Die Einfügung einer reibungsarmen, gasdichten, beweglichen Dichtung 1104 zwischen dem Gas 1103 und der Flüssigkeit 1102 erlaubt jedoch die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung in jeder möglichen Orientierung ohne Verschlechterung der Leistung.

Figur 9B stellt einen weiteren Druckreguliermechanismus dar, welcher eine andere Technologie benutzt, um das gleiche Resultat wie die Rückschlagventile der Figur 9A zu erzielen. Bei der Anordnung der Figur 9B sind die Rückschlagventile durch Dünnfilmstrukturen ersetzt. Insbesondere ist das Ventil 1101 durch einen ersten elastomeren Film 1101A, welcher über einem ersten Ende des Rohrs angeordnet ist, und einen ersten halbstarren oder nicht elastischen Film 1101B ersetzt, welcher über dem ersten elastomeren Film angeordnet ist. Ein oder mehrere Löcher sind durch den ersten halbstarren Film und den ersten elastomeren Film durchgestochen. In Ruhe sind die Löcher im elastomeren Film aufgrund der elastischen Natur des Films und der durchstochenen Natur der Löcher verschlossen. An einem zweiten Ende des Rohrs befinden sich ein halbstarrer Film 1101'B über dem Ende und ein zweiter elastomerer Film 1101'A über dem halbstarren Film, welche das Ventil 1101' ersetzen. Durch diese letzteren zwei Filme sind ein oder mehrere Löcher mit dem gleichen Resultat im Ruhezustand durchgestochen.

Die halbstarren Filme legen die Richtung fest, in der sich der zugehörige elastomere Film als Folge eines aufgebrachten Drucks bewegen kann. Am ersten Ende erlaubt der erste halbstarre Film, daß der erste elastomere Film auf eine Druckdifferenz anspricht, bei der ein Druck in der Gaserzeugungskammer einen Druck im Rohr übersteigt. Unter dieser Bedingung werden die Löcher des ersten halbstarren und des ersten elastomeren Films geöffnet, und Gas gelangt in das Rohr, bis sich ein Druckgleichgewicht einstellt. Wenn jedoch ein Druck innerhalb des Rohrs den außerhalb des Rohrs übersteigt, wirkt der erste halbstarre Film als Versteifung, die Bewegungen des ersten elastomeren Films verhindert, wodurch das Öffnen der durchstochenen Löcher in diesem elastomeren Film verhindert wird. Die Anordnung entspricht so dem Rückschlagventil 1101.

Der zweite halbstarre Film und der zweite elastomere Film verwenden die gleichen Prinzipien, um die Funktionen des Ventils 1101' zu erfüllen. Insbesondere dehnt sich der zweite elastomere Film nach außen aus, wenn der Druck innerhalb des Rohrs größer als der in der Gaserzeugungskammer ist, wobei sich die durchstochenen Löcher öffnen, so daß der Reaktionspartner 1102 in die Gaserzeugungskammer ausströmt. Wenn der Druck außerhalb des Rohrs den innerhalb des Rohrs übersteigt, verhindert der zweite halbstarre Film eine Bewegung des zweiten elastomeren Films und verhindert so das Öffnen der durchstochenen Löcher in diesem Film.

Zusammenfassend sind die Strukturen der Figur 9B aus halbstarrem/elastomerem Film analog den Rückschlagventilen 1101 und 1101' der Figur 9A.

Für beide Ausführungsformen des Beispiels 1 kann die bewegliche Dichtung zwischen dem Gas und dem flüssigen Reaktionspartner beispielsweise ein aus Petrolat bzw. Petroljelly gebildeter Schmiermittelpfropfen sein.

Es hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis des Gases oder Freiraums zum flüssigen Reaktionspartner im Rohr von Bedeutung ist. Diesbezüglich hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis des Gasfreiraums 750 der Figur 7 zum flüssigen Reaktionspartner 709 im Rohr 708 mit dem Verhältnis des kein Produkt enthaltenden Abschnitts des Behälters (Luftraum) zur Produktfüllung im Behälter korreliert sein sollte.

Beispielsweise kann das Gesamtvolumen in einem Behälter 295 ccm betragen. Eine 70 %ige Produktfüllung in einem solchen Behälter beträgt ungefähr 200 ccm. Es wurde herausgefunden, daß bei einer solchen Ausführungsform ein Druckreguliermechanismus mit einem Gesamtvolumen von etwa 8,5 ccm wirksam ist, um die Druckregulierung zu bewältigen. Von diesem Volumen wird eine geeignete Druckregulierung mit einem Gas- oder Freiraumvolumen vorzugsweise zwischen 2 ccm und 4 ccm erreicht. Optimale Resultate werden bei einem derartigen Druckreguliermechanismus erreicht, wenn ungefähr 4,5 ccm flüssiger Reaktionspartner sind, das Freiraumgas 3 ccm beträgt und der bewegliche Pfropfen 1 ccm ausmacht. Allgemein wurde herausgefunden, daß ein Verhältnis des Freiraumgases zur Flüssigkeit annähernd gleich einem Verhältnis des Luftraums im Behälter zur Produktfüllung sein sollte.

Ein weiteres bedeutsames Konzept betreffend die Initialisierung des Behälters ist die Idee der Druckerhöhung. Dies ist nützlich für solche Fälle, bei denen die zum Starten im Spender bereitzustellende Produktmenge geringer als erforderlich ist, um den Anfangsspendedruck gemäß Boyle's Gesetz zu erzeugen. Unter solchen Umständen ist es vorteilhaft, vor dem Füllvorgang den Druck im Behälter teilweise zu erhöhen. Beispielsweise hebt bei einer Aerosoldose mit einem Leervolumen von 335 ml (unter der Annahme eines Volumens von 26 ml für Ventil, Beutel, Druckregler und Reaktionspartner) eine Produkteinfüllung von 239 ml in den Produktspendebeutel den Dosendruck von 0 psig (Anm. d. Übers.: psi = pounds per square inch, psig = Überdruck in psi) auf 50 psig. Wenn dagegen aus irgendeinem Grund die Produktfüllung auf 200 ml beschränkt ist, würde der Druck ohne Erhöhung von 0 psig auf 26 psig steigen. Wenn jedoch der Behälter vor der Befüllung mit Produkt mit einer Druckerhöhung von 8,1 psig versehen wurde, würden die gewünschten 50 psig erhalten werden. Die Art und Weise, in der die Druckerhöhung durchgeführt wird, d.h. die Art der vorherigen Unter-Druck-Setzung des Behälters, kann durch jeden Fachmann bewerkstelligt werden und kann entweder vor oder nach der Zugabe des Produkts durchgeführt werden.

BEISPIEL 2

Figur 10 stellt eine weitere Ausführungsform des Druckreguliermechanismus 1208 in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dar. Die Ausführungsform umfaßt eine rohrartige Konstruktion mit einem Hohlabschnitt 1212, welcher eine oder mehrere permeable Durchbrüche oder Öffnungen 1213 umfaßt. Die Anzahl der Öffnungen hängt von der Viskosität eines zweiten Reaktionspartners 1214 ab, welcher sich in dem Hohlabschnitt 1212 befindet, und beträgt typischerweise zwischen 1 und 4. In diesem Abschnitt des Mechanismus 1208 befindet sich auch ein Gas. Der zweite Reaktionspartner 1214 und die Größe der Öffnungen sind so gewählt, daß bei einem Druckgleichgewicht, bei dem der Druck außerhalb des Rohrs gleich dem Druck innerhalb des Hohlabschnitts des Rohrs ist, die Flüssigkeit ungeachtet der Orientierung des Rohrs gegenüber der Vertikalebene nicht aus diesem ausfließt. Ein Stielabschnitt 12 ist so vorgesehen, daß die Öffnungen 1213 oberhalb eines ersten Reaktionspartners bleiben, welcher sich in der Gaserzeugungskammer befindet, in die der Druckreguliermechanismus 1208 eingesetzt ist. Die Trennung der Öffnung von dem ersten Reaktionspartner verhindert, daß Flüssigkeiten bei Bestehen einer derartigen Druckbedingung von der Gaserzeugungskammer in das Rohr fließen, und erlaubt lediglich, daß Gas in das Rohr strömt, wenn der Druck außerhalb des Rohrs den Druck innerhalb des Rohrs übersteigt. Der zweite Reaktionspartner 1214 und das Gas sind so gewählt, daß das Gas (wenn es die Öffnung in den Hohlabschnitt hinein durchdringt) durch den zweiten Reaktionspartner durchsickert und ein Druckgleichgewicht angenähert wird. Der Hohlabschnitt des Rohrs kann einen Innendurchmesser von 7 bis 12 Millimeter haben. Die Wände des Rohrs können aus irgendeinem wirtschaftlichen, nicht-reaktiven Material aufgebaut sein, beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen. Als Durchbrüche oder permeable Öffnungen können 1 bis 4 Löcher vorgesehen sein, wobei jedes Loch einen Durchmesser von ungefähr 0,3 mm für typische Reaktionspartner aufweist. Der zweite Reaktionspartner 1214 kann sich aus einer 50 %igen Lösung von Zitronensäure zusammensetzen.

Wie oben beschrieben, erzeugt der Akt der Füllung des Produktbeutels ein Startdruckgleichgewicht im Produktspender von beispielsweise 50 psig. Wenn der Produktspender zur Produktabgabe betätigt wird, ergibt sich in der Gaserzeugungskammer typischerweise ein reduzierter Druck, beispielsweise 45 psig. An diesem Punkt steht das Gas innerhalb des Hohlrohrelements unter einem Druck von etwa 50 psig, was den Druck in der Gaserzeugungskammer von etwa 45 psig übersteigt. Daher bringt das Gas in dem Rohr im Bestreben, ein Druckgleichgewicht wiederherzustellen, seinen Druck auf den zweiten Reaktionspartner 1214 in dem Rohr auf. Die Druckdifferenz überwindet die Oberflächenspannung des Reaktionspartners gegenüber den Durchbrüchen oder permeablen Öffnungen 1213. Auf Basis der Druckdifferenz und des Freiraums im Rohr gelangt eine bestimmte Menge des Reaktionspartners 1214 dosiert in den ersten Reaktionspartner in der Gaserzeugungskammer. Beim Mischen der zwei Reaktionspartner entsteht Gas, was den Druck in der Gaserzeugungskammer auf typischerweise zwischen 48 und 52 psig regeneriert, wenn sich ein neues Gleichgewicht im Hohlrohr einstellt. Auf diese Weise wird ein Spendedruck in der Gaserzeugungskammer wiederhergestellt. Solange genug flüssiger Reaktionspartner in dem Hohlrohrelement vorgesehen ist, vermag dieses Druckreguliersystem nach jedem Spendeereignis den Anfangsspendedruck wiederherzustellen, bis das gesamte Produkt aus der Produkttasche abgegeben ist.

Figur 11 stellt eine weitere Ausbildung der Ausführungsform der Figur 10 dar, bei der die Öffnungen des Rohrs mit Hilfe der Dünnfilmtechnologie ersetzt sind. Insbesondere ist ein oberes Ende des Rohrs durch einen halbstarren Film 1300 abgedichtet. Die Abdichtung kann z.B. heißversiegelt, ultraschallgeschweißt oder lasergeschweißt sein. Es sind aber auch andere Abdichtungen verwendbar. Ein Boden des Rohrs ist durch einen verbundenen elastomeren Film 1302 mit einem oder mehreren durchstochenen Löchern abgedeckt. Das Elastomer kann ein Gummimaterial sein, wie das, das zur Herstellung von Ballons verwendet wird. Wenn ein nadelartiges Gerät verwendet wird, um das Material zu durchstechen (im Gegensatz zum Schneiden oder Brennen eines Lochs), wird sich das Loch schließen, wenn die Nadel entfernt wird. Diese Ausführungsform wirkt in derselben Weise wie die Ausführungsform der Figur 10 mit dem zusätzlichen Vorteil, daß sie den Durchtritt der Flüssigkeit 1312 oder des Gases 1303 durch die Öffnung in stärkerem Maße steuern kann. Die Härte des Gummis, die Dicke des Gummis und die Größe der Stechnadel sind Faktoren, die den Ventilöffnungsdruck bestimmen, der in die Vorrichtung eingebaut ist. Der Effekt ist, daß eine gewisse Druckdifferenz an der Membran benötigt wird, bevor sich die Membran ausreichend zum Durchtritt von Flüssigkeit oder Gas dehnt. Im ungedehnten Zustand ist das Loch verschlossen. Dieser Lösungsweg macht die Vorrichtung weniger empfindlich gegenüber Stößen und Vibrationen und gegenüber Temperaturzyklen.

Die Ausbildungen der Figuren 10 und 11 funktionieren ab einer Orientierung von 90º gegenüber der Horizontalen bis ungefähr 5º gegenüber der Horizontalen. Wenn der Behälter beim Spenden jedoch umgedreht wird, so daß er auf den Kopf gestellt wird, gelangt das Gas des Rohrs in Kontakt mit der permeablen Öffnung und befindet sich der flüssige Reaktionspartner an einem von den Öffnungen fernen Ende des Rohrs. Wenn in einem solchen Fall der Druck innerhalb des Rohrs den außerhalb des Rohrs übersteigt, wie bei Spray unten, sickert das Gas innerhalb des Rohrs aus den permeablen Öffnungen heraus, um dabei ein Druckgleichgewicht herzustellen. Es wird kein flüssiger Reaktionspartner aus dem Rohr herausgedrückt. Als Folge kann die Vorrichtung nicht in der Lage sein, den Anfangs- oder Startspendedruck wiederherzustellen.

Verfahren, um die Möglichkeit auszugleichen, daß der Spender während des Gebrauchs in verschiedene Orientierungen bewegt wird, sind in den Figuren 9A und 9B dargestellt und überdies im U.S.-Patent Nr. 5,137,186 und in den U.S.-Patenten Nrn. 5,035,351 und 5,040,704 beschrieben.

In den Figuren 9A und 9B ist gestrichelt dargestellt ein zylindrischer Pfropfen gezeigt. Dieser Pfropfen ist so ausgeführt, daß er längs eines Innenumfangs des Rohrs eng anliegend, jedoch beweglich sitzt. Auf diese Weise hält der Pfropfen den zweiten Reaktionspartner stets so orientiert, daß dieser sich in Kontakt mit dem Ende des Rohrs befindet, welches diesen Reaktionspartner abgibt, d.h. dem Rückschlagventil 1101' und den durchstochenen Löchern am Ende 1120.

Die vorliegende Erfindung sieht eine einzigartige Gestaltung eines Produktspendebeutels und ferner eine einzigartige Kombination eines solchen Produktbeutels mit einem Mechanismus zur Druckregenerierung innerhalb des Produktspenders vor, so daß der Anfangsspendedruck wieder hergestellt werden kann. Die Gestaltung sieht eine einfache und zuverlässige Struktur zur Regulierung des Systemdrucks vor.

Es sollte für einen Fachmann verständlich sein, daß verschiedene Lösungen von Reaktionspartnern bei der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Darüber hinaus können die Öffnungsgröße und die Lochgröße auf Basis der Oberflächenspannung oder der Viskosität des Reaktionspartners eingestellt werden, welcher in dem Druckreguliermechanismus zu verwenden ist. Außerdem können die Größe der Gasblasen und die Größe des Rohrs selbst abhängig von dessen vorgesehener Verwendung in einer Produktspendeumgebung variiert werden.

Das Spendesystem der vorliegenden Erfindung besitzt eine Anzahl Vorteile. Die Produkt-im-Beutel-Anordnung bei der vorliegenden Erfindung schafft einen Beutel mit verbesserter Püllkapazität, verringerter Belastung der Beutel/Ventil- Baugruppe und verbesserter Entleerung im Hinblick auf eine Verringerung der im Spender am Ende des Gebrauchs zurückgelassenen Produktmenge. Ferner erlaubt die Verwendung des Barrierenmaterials die Verwendung einer Spendedruckdifferenzmethode, welche auf geringere Mengen verflüssigten Kohlenwasserstoffs angewiesen ist. Der Ventilverbinder sorgt für eine sicherere Verbindung zwischen dem Beutel und dem Ventilverbinder. Der Produktspendebeutel ist ebenso nützlich bei Systemen, welche komprimiertes Gas einsetzen, um die Spendekraft bereitzustellen, oder genauso bei anderen Produkt-im- Beutel-Anordnungen.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner Vorteile gegenüber bekannten Produkt-im-Beutel-Systemen darin vor, daß sie eine Behälterfüllung von etwa 70 % oder mehr erlaubt, da es die Füllung ist, die den Startdruck im Spendesystem bestimmt, und nicht ein unter Druck stehendes Gas, wie bei den meisten Produktbeutelsystemen. Bei den meisten derartigen Systemen muß (z.B.) der Startdruck so hoch wie 170 psig sein, um einen Enddruck von 50 psig zu haben. Dies ist bei dem Spendesystem der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, wo das Druckreguliersystem die Notwendigkeit eines hohen Startdrucks beseitigt.

Wenn ein niedrigerer Startdruck realisiert wird, erlaubt dies die Verwendung einer dünneren Behälterwand als jene, die bei früheren Produkt-im-Beutel-Systemen verwendet werden.

Das Spendesystem der vorliegenden Erfindung bietet außerdem die folgenden Vorteile. Das System sieht die Fähigkeit vor, einen Startdruck abhängig von der Produktfüllmenge im Produktbeutel zusammen mit einer gegebenen Behältergröße und einer gegebenen Produktbeutelgröße zu wählen.

Das Spendesystem der vorliegenden Erfindung kann ab Lager lieferbare Betätigungsorgane verwenden, welche billiger und weniger anfällig gegenüber Verstopfen sind als spezielle Einheiten, die für einen weiten Druckbereich bei der Abgabe des Produkts ausgelegt sind.

Diese und andere Vorteile der einzigartigen Gestaltung des Ventil/Beutel-Anschlusses und des Spendesystems der vorliegenden Erfindung werden sich für einen Fachmann anhand der in der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen vorgesehenen Erläuterung der vorliegenden Erfindung deutlich ergeben.


Anspruch[de]

1. Produktspendebeuteleinheit zur Verwendung in einem Produktspendesystem, mit einer ein Zweiwegeventil umfassenden Ventilbaugruppe (101) und einem Produktbeutel (102) aus gasundurchlässigem, ein Barrierenmaterial aufweisendem Material mit oberen, seitlichen und unteren Rändern, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Ventilbaugruppe ferner einen mit dem Zweiwegeventil verbundenen Ventilfortsatz (301) sowie einen mit dem Ventilfortsatz verbundenen keilförmigen Verbinder (302) umfaßt und daß der keilförmige Verbinder mit einem oberen Rand des Beutels in Eingriff steht und längs seiner äußeren Ränder abgedichtet ist, derart, daß der keilförmige Verbinder mit einer Innenwandung des Beuteis verschweißt ist.

2. Einheit nach Anspruch 1, bei der das Barrierenmaterial eine Aluminiumbarrierenschicht ist.

3. Einheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der keilförmige Verbinder eine rautenförmige Unterseite mit Schrägflächen (3021) in der Nähe zweier Ecken der Raute umfaßt.

4. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Produktbeutel eine durchgehende Lage des gasundurchlässigen Materials (200) umfaßt, welche längs eines Mittelabschnitts gefaltet und längs dreier Ränder abgedichtet ist.

5. Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktbeutel in einen eingefallenen Zustand gebracht ist und in diesem Zustand ein lösbares Halteorgan (601) längs eines seiner Ränder an dem Produktbeutel angebracht ist und sich um den Umfang des Produktbeutels herum erstreckt, so daß es sich selbst überlappt und an sich haftet und dadurch den Produktbeutel in einem eingefallenen Zustand hält.

6. Einheit nach Anspruch 5, bei der das lösbare Halteorgan ein dünnes Papier (601) umfaßt, auf das Klebstoff längs zweier Seitenränder aufgebracht ist und das einen reißfähigen Bereich aufweist, um bei Einspritzen eines Produkts in den Produktbeutel das Halteorgan zu lösen.

7. Einheit nach Anspruch 6, bei der der reißfähige Bereich einen Schlitz (505) umfaßt, welcher in einem mittleren Bereich des Halteorgans gebildet ist.

8. Einheit nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durckreguliermechanismus (708) dem Produktbeutel in dessen eingefallenem Zustand benachbart angeordnet ist und im Umfang des Produktbeutels angeordnet ist, wenn dieser sich in seinem gerollten Zustand befindet.

9. Produktspendesystem mit einem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine Einheit nach Anspruch 5, 6 oder 7 umfaßt und daß ein Druckreguliermechanismus (708) mit einem rohrförmigen Hohlkörper in dem Behälter einem ersten Reaktionspartner (707) benachbart angeordnet ist und einen zweiten Reaktionspartner (709) sowie Gas in dem rohrförmigen Körper enthält, wobei der erste und zweite Reaktionspartner nach Vermischung Gas in dem den Produktbeutel umgebenden Behälter erzeugen und der zweite Reaktionspartner aus dem rohrförmigen Körper in Kontakt mit dem ersten Reaktionspartner gedrückt wird, wenn ein Druck in dem rohrförmigen Körper einen Druck in dem den Produktbeutel umgebenden Bereich des Behälters übersteigt.

10. Spendesystem nach Anspruch 9, bei dem das Einspritzen eines Produkts in den Produktbeutel über die Ventilbaugruppe ein lösbares Halteorgan (601) löst, wodurch sich der Produktbeutel ausdehnen kann, und darüber hinaus einen Startspendedruck für das System einstellt, welcher Druck danach durch den Druckreguliermechanismus aufrechterhalten wird.







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