DE69421626T2 - Rückschlagventil und wiederverwendbare, evakuierbare umhüllung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft luftleer machbare Lagerbehälter zum Aufbewahren von verdichtbaren Gegenständen, wie z. B. Wäsche und Kleidung, und nicht verdichtbaren Gegenständen, wie z. B. Feuerwaffen. Zusammenziehbare, luftleer machbare Lagerbehälter haben meist einen flexiblen, undurchlässigen Beutel, eine Öffnung, durch welche ein Gegenstand in den Beutel gelegt wird, und eine Vorrichtung, durch welche überschüssige Luft abgesaugt wird. Ein Benutzer legt einen Gegenstand durch die Öffnung in das Behältnis, dichtverschließt die Öffnung und saugt dann die Luft durch die Vorrichtung ab. Wenn die Kammer auf diese Weise luftleer gemacht worden ist, kann der darin enthaltene Gegenstand wesentlich verdichtet sein, so dass er leichter zu transportieren ist und wesentlich weniger Platz zum Aufbewahren benötigt.
• Zusammenziehbare, luftleer machbare Lagerbehälter sind aus Gründen zusätzlich zu denen, die mit der Verdichtung des aufbewahrten Gegenstands verbunden sind, vorteilhaft. Zum Beispiel verhindert das Entfernen der Luft aus dem Lagerbehälter das Wachstum schädlicher Organismen, wie z. B. Motten, Silberfischchen und Bakterien, die Sauerstoff benötigen, um zu überleben und sich zu vermehren. Darüber hinaus verhindern derartige Behälter, da sie feuchtigkeitsundurchlässig sind, das Wachstum von Schimmel. Zusammenziehbare, luftleer machbare Lagerbehälter sind auch für nicht verdichtbare Gegenstände nützlich, da sie das Luft- und Wasserdampfvolumen reduzieren, mit dem der Gegenstand während der Lagerung in Kontakt ist, und dadurch den Qualitätsverlust durch beispielsweise Rost begrenzen.
• Ein derartiger Behälter wurde von James T. Comwell (US-Patent Nr. 5,203,458) entwickelt. Dieses Patent beschreibt einen luftleer machbaren Einweg-Behälter zum dichten Verschließen und Verdichten kontaminierter chirurgischer Kleidungsstücke zur leichten Aufbewahrung und Beförderung vor der Beseitigung. Diese Vorrichtung benötigt eine spezielle Vakuumquelle, um den Behälter luftleer zu machen, und eine Wärmequelle, um einen luftdichten Verschluss quer über die Öffnung bereitzustellen, und ist dafür ausgelegt, nur einmal benutzt zu werden, bevor sie weggeworfen wird.
• Ein weiteres derartiges Behältnis wird in einem Akihiro Mori und Ichiro Miyawaki erteilten Patent (Japanisches Patent Nr. 1767786) beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird für die Öffnung, durch die der gelagerte Gegenstand gelegt wird, die Anwendung einer Wärmequelle, wie z. B. ein Haushaltsbügeleisen, benötigt, um einen effektiven dichten Verschluss zu bilden. Da der resultierende Verschluss permanent ist, muss der verschlossene Teil des Behälters jedesmal abgeschnitten werden, wenn der Behälter geöffnet wird, was zu einer Materialvergeudung, einem Behälter, dessen Volumen mit jeder Benutzung kleiner wird, und einer Begrenzung dessen, wie oft der Behälter wiederverwendet werden kann, führt. Darüber hinaus kann die Verwendung einer Wärmequelle zum Verschließen des Behälters gefährlich sein und vergrößert die Kompliziertheit und Schwierigkeit, einen dichten Verschluss bereitzustellen.
• Ein Ventil zum Einbringen von Luft in druckbeaufschlagte Fluidleitungen wird in US-Patent Nr. 4,712,574 offenbart, das ein Ventil beschreibt, welches Luft in einer Richtung durch ein Ventil hindurchströmen lässt, aber verhindert, dass Luft oder Fluid in der anderen Richtung entweicht. Das Ventil hat eine gewölbte Form und wird von einem Gehäuse zusammengehalten, das für den Anschluss an eine Druckfluidleitung ausgeführt ist. Eine biegsame Ventilsitzscheibe verformt sich zu einer gewölbten Form, wenn das Ventil in einen geschlossenen Zustand gezwungen wird. Das Vorhandensein des Gehäuses und die gewölbte Form des Ventils machen das Ventil zur Verwendung mit einem zylindrischen Aufsatz eines allgemeinen Haushaltsstaubsaugers ungeeignet.
• Aus den vorangehenden Gründen besteht ein Bedarf für einen wiederverwendbaren, luftleer machbaren Lagerbehälter, der zum effektiven dichten Verschließen keine Wärmequelle benötigt und der mit Hilfe eines allgemeinen Haushaltsstaubsaugers luftleer gemacht werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
• Die vorliegende Erfindung sieht das Einwegventil von Anspruch 1 und den Behälter von Anspruch 4 vor. Die restlichen Ansprüche geben bevorzugte aber wahlfreie Merkmale der Erfindung an.
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen wiederverwendbaren, luftleer machbaren Lagerbehälter, der mit Hilfe eines allgemeinen Haushaltsstaubsaugers luftleer gemacht werden kann. Den Körper des Behälters bildet ein Polyethylenbeutel. Der Beutel hat ein Loch, in das ein Einwegventil eingefügt wird, und eine Öffnung, durch welche Gegenstände zur Aufbewahrung eingefügt werden, insbesondere verdichtbare Gegenstände wie z. B. Kleidungsstücke. Ein wiederverwendbarer Verschluss ist bereitgestellt, um die Öffnung des Beutels zuzuklemmen und dadurch einen luftdichten Verschluss bereitzustellen.
• Das in den Beutel eingefügte Einwegventil lässt Luft aus dem Beutel herausströmen und verhindert, dass Luft in den Beutel hineinströmt. Der Körper des Ventils ist mit einer Dichtung ausgestattet, die zwischen einem Saugaufsatz und dem Ventilkörper für eine dichte Abdichtung sorgt. Eine Ventilkappe ist bereitgestellt, um nach dem Luftleermachen des Beutels eine luftdichte Abdichtung zwischen der Innenseite des Beutels und der Umgebung sicherzustellen. Ein im Beutel angeordnetes Polster verhindert, dass der aufbewahrte Gegenstand beim Luftleermachen des Beutels verkratzt wird.
• Um einen Gegenstand in einem Vakuumlagerbehälter gemäss der vorliegenden Erfindung aufzubewahren und zu erhalten, legt ein Benutzer den Gegenstand durch die Öffnung in den Beutel und dichtverschließt die Öffnung mit Hilfe eines Verschlusses. Als nächstes hält der Benutzer unter Verwendung einer geeigneten Vakuumquelle (einschließlich der meisten Haushaltsstaubsauger) einen zylindrischen Saugaufsatz an den O-Ring im Ventilkörper, schaltet die Vakuumquelle ein und saugt dadurch die überschüssige Luft aus dem Beutel heraus. Wenn der aufzubewahrende Gegenstand verdichtbar ist, wie z. B. Wäsche oder Kleidung, wird das Volumen der Gegenstände durch Entfernen der überschüssigen Luft stark verringert.
• Wenn die überschüssige Luft abgesaugt worden ist, kann der Saugaufsatz entfernt werden. Ohne die an den Ventilkörper angelegte Vakuumquelle schließt sich das Einwegventil aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Äußeren und dem Inneren des Beutels. Der Benutzer bringt dann die Ventilkappe wieder an, um die Integrität der Abdichtung zu gewährleisten, und drückt dadurch das Einwegventil auf den Ventilsitz auf, wodurch die Integrität der Ventildichtung gewährleistet wird. Mit dem zur Umgebung auf diese Weise abgedichteten Inhalt des Beutels kann der Beutel gelagert oder versandt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 zeigt ein Vakuumbehältnis gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 zeigt einen Beutel gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer mit einem zylindrischen Saugaufsatz verbundenen Ventilbaugruppe;
• Fig. 4A ist eine Ansicht eines Ventilkörpers von unten;
• Fig. 4B ist eine Ansicht des Ventilkörpers von oben;
• Fig. 5 zeigt eine Ansicht eines Ventils, die eine Oberfläche einer Membran zeigt;
• Fig. 6 zeigt eine detaillierte Ansicht eines Verschlusses zum Zuklemmen einer Öffnung des Beutels;
• Fig. 7 zeigt den zugeschnappten Verschluss; und
• Fig. 8, 9, 10, 11A-11C und 12A-12E zeigen Querschnittansichten alternativer Verschlüsse, die erfindungsgemäß verwendet werden können.
• Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung des Kraftmultiplikators, der mit dem in den Fig. 12A-12D gezeigten Verschluss erzielt wurde.
• Fig. 14A-14D veranschaulichen ein Problem, das bei dem in den Fig. 12A-12E gezeigten Verschluß auftreten kann.
• Fig. 15A-15D zeigen eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verschlusses.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Fig. 1 zeigt ein Vakuumbehältnis 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Vakuumbehältnis 2 weist einen Beutel 4, eine Ventilbaugruppe 6 und einen Verschluß 8 auf. Verdichtbare Gegenstände, wie z. B. Wäsche und Kleidung, können in einem Beutel 4 eingeschlossen und über Verschluss 8 und Ventilbaugruppe 6 zur Umgebung abgedichtet werden. Überschüssige Luft in Beutel 4 kann dann durch die Ventilbaugruppe 6 abgesaugt werden, um den Inhalt des Beutels 4 zu verdichten.
• Beutel 4, wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird in Fig. 2 illustriert. Beutel 4 weist ein Loch 10 auf, in das die Ventilbaugruppe 6 zu installieren ist, und eine Öffnung 12, durch welche Gegenstände zur Aufbewahrung eingefügt werden können.
• Da Vakuumbehältnis 2 für lange Zeitabschnitte luftleer bleiben soll, muss Beutel 4 aus einem Material sein, das luftundurchlässig ist. Darüber hinaus muss Beutel 4 flexibel und zäh sein, so dass er sich leicht um aufbewahrte Gegenstände herum zusammenzieht und mehrmals ohne Verschlechterung seiner luftdichten Eigenschaften benutzt werden kann. In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das verwendete Material "Curlon", das ein flexibles, verformbares, ein Laminat aus Polyethylen und Nylon umfassendes Material ist, erhältlich von Curwood, Inc. In einer weiteren Ausgestaltung ist Beutel 4 aus tri-extrudiertem Polyethylen. Selbstverständlich können viele andere Materialien und Materialkombinationen verwendet werden, wie dem Fachmann gut bekannt ist.
• Fig. 3 zeigt einen Querschnitt von Ventilbaugruppe 6 und eines zylindrischen Saugaufsatzes 14. Ventilbaugruppe 6 weist einen Ventilkörper 16, einen Ventilkörperhaltering 17, ein Ventil 18 und eine Aufschnappkappe 20 auf.
• Ventilkörper 16 wird in Beutel 4 und durch Loch 10 eingefügt, so daß ein Rand 21 durch das Loch 10 hinausragt. Eine Oberfläche 22 des Ventilkörpers 16 wird dann mit einem das Loch 10 umgebenden Bereich von Beutel 4 dicht verbunden. Es stehen viele Verfahren zur Verfügung, um eine luftdichte Verbindung zwischen Oberfläche 22 und Beutel 4 bereitzustellen, einschließlich Kleben und Verschweißen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird Oberfläche 22 mit Beutel 4 verbunden, indem Oberfläche 22 mit Hilfe von Verschweißen an Beutel 4 angebracht wird. Bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn die verschweißten Oberflächen aus gleichem Material sind. In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind das Innere des Beutels 4 und die Oberfläche 22 des Ventilkörpers 16 aus Polyethylen. Ventilkörperhaltering 17 wird dann auf den vorstehenden Teil von Ventilkörper 16 aufgeschnappt, wobei Beutel 4 zwischen Oberfläche 22 des Ventilkörpers 16 und einer Oberfläche 19 des Ventilkörperhalterings 17 eingeklemmt wird, wodurch eine undurchlässige Dichtung zwischen der Innenseite des Beutels 4 und Oberfläche 22 des Ventilkörpers bereitgestellt wird.
• Fig. 4a ist eine Ansicht von Ventilkörper 16 von unten; Fig. 4b ist eine Ansicht von Ventilkörper 16 von oben. In Ventilkörper 16 sind Luftlöcher 24a und 24b bereitgestellt, um Luft in der durch die Pfeile von Fig. 3 gezeigten Richtung strömen zu lassen, so dass Luft aus dem Inneren zum Äußeren des Beutels 4 herausgesaugt werden kann. Wie in Fig. 3 und 4a gezeigt, ist Ventilkörper 16 mit Lamellen versehen, welche verhindern, daß das Material oder der Inhalt von Beutel 4 beim Absaugen von Luft Luftlöcher 24b blockiert.
• In Ventilkörper 16, wieder bezugnehmend auf Fig. 3, ist ein Ventil 18 bereitgestellt, um Luft in der Richtung der Pfeile strömen zu lassen und um zu verhindern, dass Luft in der Richtung, die der von den Pfeilen angezeigten entgegengesetzt ist, durch Luftlöcher 24a strömt. Ventil 8 ist aus einem elastischen Material, wie z. B. Silikongummi, und weist eine Membran 26, Membranschlitze 27, eine Spindel 28 und einen Halter 30 auf. Bei der Montage von Ventilbaugruppe 6 wird Spindel 28 durch Löcher 31a und 31b in die Ventilbaugruppe 6 eingesetzt. Halter 30 wird, da er elastisch ist, zusammengedrückt, wenn Spindel 28 durch Loch 31a gezogen wird. Wenn er durch Loch 31a hindurch ist, erlangt Halter 30 wieder seine Form und sichert dadurch Ventil 18 in Ventilbaugruppe 6.
• Fig. 5 zeigt eine Ansicht von Ventil 18, die eine Oberfläche von Membran 26 zeigt. Membran 26 ist eine biegsame Membran, die sich biegt, um Luft durch Luftlöcher 24a aus Beutel 4 heraus strömen zu lassen, aber Luft nicht durch Löcher 24a in den Beutel 4 hinein strömen läßt. Membranschlitze 27 verringern die Steifigkeit von Membran 26, da sie Membran 26 sich ungehindert öffnen lassen. Schlitze 27 verringern daher die Einschränkung des Luftstroms durch Ventil 6, so dass Luft leicht aus Beutel 4 heraus gesaugt werden kann.
• Wie in den Fig. 3 und 4b gezeigt, ist Ventilkörper 16 mit einem O- Ring ausgestattet, der eine Dichtung zwischen Vakuumaufsatz 14 und Ventilkörper 16 bereitstellt. Wie in Fig. 3 von den gestrichelten Linien angedeutet, ist O-Ring 23 dafür ausgelegt, eine Dichtung für verschiedene zylindrische Aufsätze bereitzustellen, deren Durchmesser in typischen Haushaltsstaubsaugern gewöhnlich von ungefähr 2,22 cm (7/8 Zoll) bis ungefähr 2,54 cm (1 Zoll) reicht. Darüber hinaus sind für O-Ring 23 und Ventilkörper 16 Toleranzen vorgesehen, so dass Saugaufsätze mit kleinen Defekten, wie Absplitterungen und Beulen, trotzdem eine ausreichende Abdichtung mit Ventilkörper 16 erreichen. Ventilkörper 16 kann selbstverständlich für andere Formen und Durchmesser von Saugaufsätzen ausgelegt werden.
• Kappe 20 ist an ihrer Unterseite mit einem biegsamen Vorsprung 32 versehen, der wiederum mit einer ringförmigen Oberfläche 34 versehen ist. Wenn Kappe 20 in ihre Position gedrückt wird, rastet eine Lippe 36 auf Rand 21 auf. Wenn Kappe 20 aufgeschnappt worden ist, wird der biegsame Vorsprung 32 gegen Membran 26 gepresst, so dass Membran 26 zwischen ringförmiger Oberfläche 34 und Ventilsitz 38 zusammengedrückt wird. Das Zusammendrücken von Membran 26 stellt über Luftlöchern 24a einen effektiven luftdichten Verschluß bereit, wodurch gewährleistet wird, dass beim Luftleermachen von Beutel 4 keine Luft in Beutel 4 eindringt. In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist Vorsprung 32 durch einen Zylinder aus dichtem Schaumstoff ersetzt, der zwischen Kappe 20 und Membran 26 zwischengelegt ist. Eine Lippe 40 an Kappe 20 sorgt für Hebelkraft zum leichteren Entfernen von Kappe 20. Um eine effektivere Dichtung bereitzustellen, kann es in einigen Situationen erwünscht sein, Aufschnappkappe 20 durch eine Schraubkappe zu ersetzen.
• Es kann erwünscht sein, Gegenstände aufzubewahren, die durch Lamellen 25 und die anderen Bauelemente von Ventilbaugruppe 6 im Inneren von Beutel 4 verkratzt oder beschädigt werden könnten. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann ein Polsterelement 60 verwendet werden, um dies zu verhindern. Polsterelement 60 kann aus einem offenzelligen Polyethylenschaum sein, der mit Beutel 4 verschweißt ist. Andere Kunststoffschaumstoffe können verwendet werden, sie sollten aber offenzellig sein, um einen freien Luftstrom durch Ventil 18 zuzulassen.
• Wie oben angegeben, wird der aufzubewahrende Gegenstand durch Öffnung 12 in Beutel 4 hinein gegeben. Öffnung 12 wird dann hermetisch verschlossen. Es ist wichtig, dass der hermetische Verschluss so effektiv wie möglich ist und dass er das Eindringen von Luft in den Beutel über lange Zeitabschnitte hinweg verhindern kann. Fig. 6-10, 11A-11C und 12A- 12D veranschaulichen mehrere Arten von Verschlüssen, die verwendet werden können.
• Fig. 6 zeigt einen Klappverschluss 8A zum Zuklemmen von Öffnung 12 von Beutel 4 und um dadurch einen luftdichten Verschluss bereitzustellen. Verschluss 8A ist vorzugsweise ein Strangpreßteil aus Acryl-Nitril-Butadien- Styrol-Copolymer-Kunststoff (ABS), obwohl auch andere Kunststoffe wie z. B. Polyvinylchlorid (PV), schlagzäh modifizierte Styrole, Polycarbonate und Urethane verwendet werden können. Verschluss 8A wird mit Hilfe von Methoden hergestellt, die dem Fachmann gut bekannt sind. Verschluss 8A hat einen Streifen 42, der einen Schlitz 44 von C-förmigem Querschnitt hat, welcher über die Länge des Streifens 42 verläuft, einen zweiten Streifen 46 mit einem senkrechten Grat, welcher über die Länge des Streifens 46 verläuft, und einem geschlitzten Flansch 50 entlang der Länge von Grat 48, und ein Gelenk 52, das Streifen 42 und 46 miteinander verbindet.
• Gelenk 52 hat einen halbkreisförmigen Querschnitt. Die Innenfläche des halbkreisförmigen Querschnitts von Gelenk 52 weist eine Mehrzahl von Rinnen 54 auf, die parallel zu den Streifen 42 und 46 verlaufen. Die Rinnen 54 haben jeweils einen weitgehend dreieckigen Querschnitt, so dass jede an ihrer Unterseite am breitesten und an ihrer Oberseite am schmälsten ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist diese Struktur vorteilhaft, weil die Oberflächen zwischen Rinnen 54 sich berühren, wenn Schlitz 44 und Flansch 50 zusammengebracht werden. Die Oberflächen zwischen Rinnen 54 begrenzen somit die Krümmung jedes beliebigen Teils von Gelenk 52 und verteilen dadurch die Krümmung und zugeordnete Belastung über das gesamte Gelenk. Diese Belastungsverteilung verhindert, dass Gelenk 52 an einer bestimmten Linie entlang erschöpft wird, und lässt es daher zu, dass das Gelenk vielmals gebogen werden kann, ohne zu brechen. Die Querschnittsform von Rinnen 54 kann selbstverständlich anders als dreieckig sein. Die dreieckige Form wird aber bevorzugt, weil die Oberflächen zwischen Rinnen 54, da sie relativ eng beieinander liegen, zum Minimieren der Krümmung jedes beliebigen Teils von Gelenk 52 dienen und dadurch den an jedem beliebigen Teil von Gelenk 52 erfahrenen Belastungsgrad begrenzen, während die relativ breiten Unterseiten von Rinnen 54 zum Verteilen von Belastungen, die der Biegung von Gelenk 52 zugeordnet sind, über einen größeren Teil von Gelenk 52 als schmälere Unterseiten dienen.
• Wie in Fig. 6 illustriert, wird Beutel 4 quer über Streifen 42 gelegt, so dass Beutel 4 quer über Schlitz 44 verläuft. Um einen effektiven Verschluss entlang der Länge von Öffnung 12 zu gewährleisten, sollte Verschluss 8A lang genug sein, um sich leicht über die Ränder von Beutel 4 hinaus zu erstrecken. Verschluss 8A wird dann entlang Gelenk 52 gebogen, so dass Flansch 50 und Schlitz 44 zusammenschnappen, wodurch Beutel 4 zwischen Flansch 50 und Schlitz 44 eingeklemmt wird. Flansch 50 und Schlitz 44, wieder bezugnehmend auf Fig. 7, die beide elastische Elemente sind, üben Druck auf Beutel 4 aus und erhalten dadurch einen luftdichten Verschluss. Flansch 50 und Schlitz 44 sind dafür ausgelegt, Öffnung 12 quer über vier verschiedene Zusammendrückungslinien zuzuklemmen. Diese Linien werden im Querschnitt von Fig. 7 als Punkte 56a, 56b, 56c und 56d gezeigt. Die Elastizität von Schlitz 44 übt Druck auf Punkte 56a und 56c aus, während die Elastizität von Flansch 50 Druck auf Punkte 56b und 56d ausübt. Die Verwendung mehrerer Drucklinien erhöht die Integrität des Verschlusses. In der Tat nimmt die Integrität des Verschlusses zu (d. h. der Verschluss wird dichter), wenn an das Beutelinnere ein Vakuum angelegt wird. (Beutel 4 ist aus Gründen der Deutlichkeit in Fig. 7 nicht abgebildet.)
• Außerdem wird Beutel 4 zwischen Punkten 56a, 56b, 56c und 56d gespannt. Dieses Spannen erhöht die Kontaktkraft zwischen Beutel 4 und Flansch 50. Der Grad der Undurchlässigkeit von Verschluss 8A wird durch die innerhalb der Grenzen von Schlitz 44 und Flansch 50 senkrecht zu den Seiten von Beutel 4 ausgeübte absolute Kraft pro Flächeneinheit und die seitliche Entfernung bestimmt, über welche die Kraft ausgeübt wird.
• Fig. 8 zeigt einen zweiten Verschluss 8B zur Verwendung gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausgestaltung wird Öffnung 12 weitgehend auf die gleiche Weise verschlossen wie in der vorhergehenden Ausgestaltung, außer daß Gelenk 52 weggelassen wurde. Stattdessen sind an Beutel 4 entlang Verbindungslinien 56a und 56b unter Verwendung von dem Fachmann gut bekannten Methoden Streifen 42 und 46 aufgeschweißt. Vorzugsweise erstrecken sich diese Verbindungslinien 56a und 56b nicht entlang der gesamten Länge von Öffnung 12, da eine derartige Anordnung dazu führen kann, dass es schwer oder unmöglich ist, Beutel 4 zu öffnen, ohne Beutel 4 zu beschädigen. Die Verwendung von Verschluss 8B hat den Vorteil, dass sie ein luftleer machbares Behältnis als eine einzelne Einheit bereitstellt.
• Alternativ könnten Streifen 42 und 46 voneinander und von Beutel 4 getrennt sein, um einen zweiteiligen Verschlussmechanismus bereitzustellen, d. h. Gelenk 52 könnte weggelassen werden (Fig. 6 und Fig. 7) und Verbindungslinien 56a und 56b könnten weggelassen werden (Fig. 8).
• Fig. 9 und 10 illustrieren alternative Verschlüsse, deren Herstellung weniger kostspielig sein kann. In Fig. 9 weist ein Verschluss 8C, im Querschnitt dargestellt, eine Stange 90 und ein Rinnenelement 91 auf. Vorzugsweise ist der Durchmesser D&sub9;&sub0; von Stange 90 leicht größer als der Durchmesser D&sub9;&sub1; von Rinnenelement 91, so dass Beutet 4, wenn Stange 90 im Rinnenelement 91 sitzt, fest gehalten wird. In einer Ausgestaltung ist z. B. D&sub9;&sub0; = 0,300 Zoll und D&sub9;&sub1; = 0,289 Zoll. Die Stange 90 kann auch hohl sein und kann aus einem starren Material, wie z. B. stranggepresstem Aluminium, sein. Dies kann in Anwendungen, in denen eine Beständigkeit gegen Längsbiegen erwünscht ist, besonders nützlich sein.
• Fig. 10 zeigt eine Querschnittansicht eines Verschlusses 8D, der ein inneres Rinnenelement 100 und ein äußeres Rinnenelement 101 aufweist. Ein möglicher Nachteil von Verschluss 8D ist, dass der Druck gegen Beutel 4 an Punkten auftritt (als 102a, 102b, 102c und 102d gezeigt), wo inneres Rinnenelement 100 und äußeres Rinnenelement 101 zu maximaler Biegung in der Lage sind. Dies ist z. B. von den in Fig. 7 gezeigten Punkten 56a, 56b, 56c und 56d unterscheidbar. An Punkten 56a und 56c ist die Biegung von Schlitz 44 maximal, die Biegung von geschlitztem Flansch 50 ist aber relativ klein. An Punkten 56b und 56d ist die Biegung von geschlitztem Flansch 50 maximal, während die Biegung von Schlitz 44 relativ klein ist. Dies bewirkt, dass der Druck auf Beutel 4 an Schlitzen 56a, 56b, 56c und 56d zunimmt.
• Fig. 11A-11C zeigen Querschnittansichten eines Verschlusses 8E zur Verwendung gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Wie Verschluss 8A in Fig. 6 ist Verschluss 8E vorzugsweise ein Strangpressteil aus ABS-Kunststoff, obwohl auch andere Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid (PVC), schlagzäh modifizierte Styrole, Polycarbonate und Urethane verwendet werden können. Verschluss 8A wird mit Hilfe von im Fach gut bekannten Methoden hergestellt. Verschluss 8E weist einen C- förmigen Abschnitt 110 auf, der über die Länge eines Streifens 111 verläuft. Eine Rippe 112 verläuft längs am Inneren des C-förmigen Abschnitts 110 entlang.
• Ein zweiter Streifen 113 hat ein Paar aus ihm vorstehender Flansche 114A und 114B. Wie in den Fig. 11B und 11C gezeigt, passen Flansche 114A und 114B in den C-förmigen Abschnitt 110, wenn Verschluss 8E quer über Beutel 4 in Eingriff gebracht wird.
• Um die Integrität des Verschlusses zu maximieren, sollten die relativen Proportionen des C-förmigen Abschnitts 110 und der Flansche 114A und 114B so angeordnet werden, dass Beutel 4 straff über die Enden der Flansche gespannt ist, wenn die Flansche 114A und 114B in den C-förmigen Abschnitt 110 gesteckt werden, wie in Fig. 11B gezeigt. Dies erhöht die Kontaktkraft zwischen dem Beutel 4 und dem Rand von Rippe 112 und die Länge des Gaswanderungswegs, wenn Verschluss 8E geschlossen ist (Fig. 11C). Des weiteren sollten Flansche 114A und 114B lang genug sein, so dass die Enden der Flansche 114A und 114B nahe an der Rippe 112 positioniert sind, wenn der Verschluss 8E geschlossen ist. Dies gewährleistet gleichermaßen, dass Beutel 4 straff über die Rippe 112 gespannt ist und erhöht die Dichtheit des Verschlusses. Eine hochstehende Lippe 111a von Streifen 111 stellt einen Spalt bereit, an dem beispielsweise eine Münze eingeführt werden kann, um das Trennen von Streifen 111 und 113 zu erleichtern.
• Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Winkel α der Öffnung des C- förmigen Abschnitts 11C1, der in Fig. 11A gezeigt wird. Winkel β stellt den Winkel zwischen den Flanschen 114A und 114B dar, wie ebenfalls in Fig. 11A gezeigt wird. Die Winkel α und β zusammen mit dem Übermaßbetrag der Flansche 114A und 114B an ihrer maximalen Breite (in Fig. 11A mit X bezeichnet) und des C-förmigen Abschnitts 110 an der Breite seiner Öffnung oder seines Eingangs (in Fig. 11A mit Y bezeichnet) bestimmen die Gesamtdurchlässigkeit von Verschluss 8E. Die ausgewählten Maße sind ein Kompromiss dazwischen, den Verschluss so effektiv wie möglich zu machen und den maximalen Kraftbetrag nicht zu übersteigen, der reell angewendet werden kann, um die Streifen 111 und 113 zusammenzudrücken. Je größer die Winkel α und β für bestimmte Werte von X und Y sind, desto größer die Tendenz der Streifen 111 und 113, zusammengezogen (oder "zusammengeschnappt") zu werden, wenn sie an ihren Punkten maximaler Biegung vorbei zusammengepresst worden sind. Während dies die beste fühlbare Bestätigung ergibt, dass die Streifen 111 und 113 richtig zusammengepasst sind, ist dafür aber mehr Kraft erforderlich, um die Streifen 111 und 113 an dem Punkt maximaler Biegung vorbei zusammenzudrücken und, wenn sie sich in ihrer endgültigen zusammengepassten Position befinden, der Druck, der die zwei Seiten von Beutet 4 miteinander in Kontakt hält, ist umso geringer.
• Durch Hinzufügen von Rippe 112 zum C-förmigen Abschnitt 110 kann ein Kompromiss erreicht werden, wobei eine Person taktil gut erfühlen könnte, dass Streifen 111 und 113 "zusammengeschnappt" sind, während ein akzeptabler Dichtungsgrad mit größeren Winkeln α und β beibehalten würde.
• Wie in Fig. 11B und 11C gezeigt, wird Beutel 4 über die Spitzen 114AA und 114BB gespannt, wenn die Flansche 114A und 114B in den C- förmigen Abschnitt 110 gesteckt werden. Bevor eine volle Einrastposition erreicht wird, wird der Teil von Beutel 4, der zwischen den Spitzen 114AA und 114BB gespannt wird, durch Kontakt mit Rippe 112 noch weiter gespannt. Da C-förmiger Abschnitt und Flansche 114A und 114B sich an ihren Punkten der maximalen Biegung vorbei an dem Punkt befinden, wo Spitzen 114AA und 114BB sich Rippe 112 nähern (Fig. 11C), wird zum Vervollständigen der Einführung wenig zusätzliche Kraft benötigt. Winkel α und β müssen groß genug gewählt werden, um sicherzustellen, dass, wenn die Streifen 111 und 113 am Punkt der maximalen Biegung vorbei zusammengepresst worden sind, genug Kraft in der Richtung, die zur Einführungsrichtung normal ist, ausgeübt wird, um den Widerstand gegen weiteres Einführen zu überwinden, der auftritt, wenn Rippe 112 mit dem gespannten Teil von Beutel 4 in Kontakt kommt. Winkel α kann um Bereich von 19-34 Grad betragen und Winkel β kann im Bereich von 9-34 Grad betragen. X kann im Bereich von 0,280- 0,310 Zoll betragen und Y kann im Bereich von 0,240-0,270 Zoll betragen. Wenn α 19 Grad beträgt, kann β 9 Grad betragen, und wenn α 26 Grad beträgt, kann β 34 Grad betragen. In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt α 25 Grad, β 17 Grad, X 0,295 Zoll und Y 0,255 Zoll.
• Es kann ein fast unendlicher Bereich von Winkeln und Maßen verwendet werden, je nach dem für den Verschluss benötigten Kraftaufwand und dem zum Zusammenschieben der beiden Teile akzeptablen Kraftaufwand. Allgemein gesagt, würde die Verwendung eines Winkels α von 34º und eines Winkels β von 34º zusammen mit einem X-Maß von 0,310 Zoll und einem Y von 0,240 Zoll den besten allgemeinen Verschluss ergeben, der Verschluss wäre aber wahrscheinlich ziemlich schwer zu schließen. Umgekehrt wäre, wenn jedes dieser Maße am anderen Ende der oben beschriebenen Bereiche entnommen würde, der Verschluss weniger effektiv, würde sich aber leichter schließen lassen. Die Dicke und die physikalischen Eigenschaften des zur Herstellung von Streifen 111 und 113 verwendeten Materials haben ebenfalls einen Einfluss auf die Wirksamkeit des Verschlusses.
• Eine besonders effektive Verschlussform ist in den Fig. 12A-12D dargestellt. Verschluss 8F weist ein aufspreizbares Element 120 und ein Rinnenelement 121 auf. Aufspreizbares Element 120 weist einen biegsamen mittleren Abschnitt 120a auf, der wiederum in Schenkel 120aa und 120ab geteilt ist. Die Dicke des mittleren Abschnitts 120a ist eingeengt, um ein Gelenk 120b zu bilden, das die Schenkel 120aa und 120ab trennt und das Biegen des mittleren Abschnitts 120a zuläßt. Element 120 weist auch zwei Endflächen 120c und 120d auf, die zunehmend mehr voneinander getrennt werden, wenn der mittlere Abschnitt 120a gebogen wird, um einen Winkel θ (in Fig. 12A gezeigt) zwischen Schenkeln 120aa und 120ab zu vergrößern. An der Unterseite von Element 120 sind Rippen 120e angeformt.
• In dieser Ausgestaltung wird Gelenk 120b von einer V-förmigen Kerbeneinengung gebildet, die auf eine sehr begrenzte Länge des mittleren Abschnitts 120a beschränkt ist. Diverse andere Längen, Formen und Dicken von Einengungen können ebenfalls verwendet werden, je nach der Charakteristik des verwendeten Kunststoffs und seiner Fließeigenschaften durch verschiedene extrudierte Querschnittsdicken. Bei einigen Kunststoffen kann es erforderlich sein, dass die V-förmige Kerbe durch eine lange, dünne Verengung ersetzt wird, deren Querschnittsgestaltung dergestalt konstruiert ist, dass ihr Trägheitsmoment (Biegewiderstand) passend zu dem Biegungsmoment ausgelegt ist, das ausgeübt wird, wenn aufspreizbares Element 120 während des Einführens in Rinnenelement 121 gebogen wird.
• Rinnenelement 121 weist Innenflächen 121a und 121b und eine Mehrzahl von Rippen 121c auf, die an der Innenfläche von Rinnenelement 121 angeformt sind. Wie in Fig. 12B gezeigt, werden die Endflächen 120c und 120d, wenn aufspreizbares Element 120 in Rinnenelement 121 gepresst wird, auseinander gedrückt und kommen bei sich vergrößerndem Winkel θ mit Innenflächen 121a beziehungsweise 121b in Eingriff. Die Kontaktkräfte, die den Beutel 4 an diesen Stellen greifen, können als Ergebnis der aus der klappbaren Konstruktion des aufspreizbaren Elements 120 erhaltenen Kraftmultiplikation extrem hoch gemacht werden. Fig. 13 illustriert eine graphische Darstellung, die den "Kraftmultiplikator" (d. h. das Verhältnis der Kraft zwischen den Endflächen 120c, 120d und den Innenflächen 121a beziehungsweise 121b und der in Fig. 12B gezeigten Einführungskraft F) als eine Funktion des Winkels θ zeigt. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, vergrößert sich der Kraftmultiplikator schnell, wenn sich der Winkel θ 180 Grad nähert. Es ist aber zu beachten, dass die graphische Darstellung in Fig. 13 zwar den allgemeinen Grundsatz des Kraftmultiplikators und insbesondere den deutlichen Anstieg des Kraftmultiplikators demonstriert, wenn sich der Winkel θ 180º nähert, aber die tatsächlichen Zahlen und die tatsächliche Form der Kurve nur ungefähr sind, da sie das Elastizitätsmodul des Materials nicht berücksichtigen, aus dem das aufspreizbare Element 120 besteht.
• Darüber hinaus drehen sich die Endflächen 120c und 120d, wie aus Fig. 12A und 12B hervorgeht, beim Einführen des aufspreizbaren Elements 120 in Rinnenelement 121 in entgegengesetzten Richtungen, wodurch Beutel 4 gespannt wird. Diese Spannwirkung bringt die Oberfläche von Beutel 4 in festen Kontakt mit den Enden der Rippen 120e und 121c und schafft an jeder dieser Stellen jeweils einen zusätzlichen Dichtungsbereich. Als Folge dessen gibt es eine Mehrzahl von Dichtungsbereichen, die das Eindringen von Luft in den Beutel 4 verhindern.
• Wenn Verschluss 8F geschlossen ist, wird aufspreizbares Element 120 von einem Gesperre 122 in seiner Position gehalten, das ein äußeres Element 122a und ein inneres Element 122b aufweist. Das innere Element 122b hat einen Anschlag 122c, der vor dem Einführen (Fig. 12A) mit dem äußeren Element 122a in Eingriff ist, und einen Anschlag 122d, der mit dem äußeren Element 122a in Eingriff ist, wenn Verschluss 8F in Volteingriff ist (Fig. 12B).
• Aufspreizbares Element 120 und Rinnenelement 121 sind vorzugsweise aus ABS mit einer Izod-Zahl von 6 oder mehr extrudiert, obwohl auch Polypropylen, Polycarbonat, Nylon und zahlreiche andere Kunststoffe verwendet werden könnten. In der bevorzugten Ausgestaltung ist die Form des aufspreizbaren Elements unmittelbar nach der Extrusion in Fig. 12C abgebildet. Aufspreizbares Element 120 wird in die in Fig. 12A gezeigte Form vorgespannt, indem äußeres Element 122a und Anschlag 122c miteinander in Eingriff gebracht werden. Äußeres Element 122a ist mit einer hochstehenden Lippe 122f gebildet, die es ermöglicht, dass der Verschluss mit einer Münze oder einem anderen Gegenstand, wie in Fig. 12D gezeigt, geöffnet wird.
• Die optimale Leistung von Verschluss 8F wird erreicht, wenn Beutel 4 leicht gespannt ist, wenn er anfänglich in Rinnenelement 121 eingefügt wird (siehe Fig. 12A). Zu diesem Zweck sollte der Abstand zwischen Endflächen 120c und 120d geringfügig größer sein als die Breite der Öffnung von Rinnenelement 121. Aufspreizbares Element 120 wird so in Rinnenelement 121 "gezwungen", bevor die Oberflächen 120c, 121a und 120d, 121b beginnen miteinander in Eingriff zu kommen. Eine Oberfläche 122e am inneren Element 122b sorgt für Haftreibung an äußerem Element 122a und verhindert, dass sich das aufspreizbare Element vorzeitig spreizt, bevor sich Endflächen 120c und 120d im Rinnenelement 121 befinden. (Diese Möglichkeit wird in der in den Fig. 14A-14D gezeigten Folge veranschaulicht.) Das Risiko dieser Eventualität ist größer, wenn Beutel 4 aus einem relativ steifen Material ist.
• Für den Fachmann sind zahlreiche Variationen dieser Ausgestaltung offensichtlich. Zum Beispiel könnte Gelenk 120b durch das in Fig. 12E abgebildete zweiteilige Gelenk 125 ersetzt werden. Oder Gelenk 120b könnte weggelassen werden und die Gesamtheit des mittleren Abschnitts 120a könnte biegsam genug gemacht werden, um die Endflächen des aufspreizbaren Elements in festen Kontakt mit den Innenflächen des Rinnenelements zu bringen. Eine solche Ausgestaltung ist in Fig. 15A- 15D dargestellt. Ein aufspreizbares Element 150 weist einen biegsamen mittleren Abschnitt 150a auf, der die Form eines Bogens hat. Ein aufspreizbares Element 150 wird in ein Rinnenelement 151 gepresst, der gewölbte mittlere Abschnitt wird gebogen, wodurch Endflächen 150b und 150a auseinander gedrückt werden, so dass sie gegen Oberflächen 151a und 151b von Rinnenelement 151 pressen.
• Das Gesperre kann weggelassen werden und ein anderes Mittel kann bereitgestellt werden, um das aufspreizbare Element in seiner Position zu halten. Zum Beispiel wird aufspreizbares Element 150, wie in Fig. 15D gezeigt, natürlich in seiner Position gehalten, sobald die Krümmung des gewölbten mittleren Abschnitts umgekehrt wird (d. h. der Winkel θ 180 Grad überschreitet).
• Das Rinnenelement kann aus einem starren Material, wie z. B. Metall, sein oder alternativ kann das aufspreizbare Element aus einem starren Material sein. Die einzige Bedingung ist, dass der Winkel 6 sich vergrößern muss, wenn die zwei Teile des Verschlusses miteinander in Eingriff gebracht werden, so dass der oben beschriebene Kraftmultiplikatoreffekt erreicht wird.
• Wenn der Gegenstand in Beutel 4 eingeschlossen ist und die Öffnung 12 verschlossen ist, kann überschüssige Luft in Beutel 4 durch Ventilbaugruppe 6 herausgesaugt werden. Der Benutzer entfernt zunächst Kappe 20, indem er sie mit Hilfe von Ansatz 40 abdrückt. Der Benutzer presst dann Saugaufsatz 14 gegen O-Ring 23. Mit dem so zum Ventilkörper 16 abgedichteten Saugaufsatz 14 kann ein Vakuum angelegt werden, so dass Luft durch Luftlöcher 24a und 24b gesaugt wird. Nachdem überschüssige Luft aus Beutel 4 abgesaugt worden ist, kann Saugaufsatz 14 entfernt werden. Membran 26 verschließt Luftlöcher 24a, Membran 26 wird von der Druckdifferenz zwischen dem Äußeren und dem Inneren des Beutels 4 gegen Ventilsitz 38 gepresst. Um die Integrität der Ventildichtung zu gewährleisten, bringt der Benutzer dann Kappe 20 wieder an und zwingt dabei die ringförmige Oberfläche 34, Membran 26 gegen Ventilsitz 38 zusammenzudrücken. Mit dem derart verdichteten und zur Umgebung dicht verschlossenen Inhalt des Beutels 4 kann Beutel 4 und sein Inhalt bequemer aufbewahrt oder versandt werden. Darüber hinaus wird das Wachstum von Insekten, Schimmel und Bakterien, die den Inhalt von Beutel 4 beschädigen können, unterdrückt.
• Die vorliegende Erfindung wurde zwar mit Bezug auf gewisse bevorzugte Ausgestaltungen dieser in beträchtlichem Detail beschrieben, es sind aber auch andere Versionen möglich. Beispielsweise könnten andere Materialien für die diversen Elemente des Behälters verwendet werden, und andere Ventil- und Kappenstrukturen könnten verwendet werden. Darüber hinaus könnten, während die bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung Öffnung 12 quer über vier Zusammendrückungslinien zuklemmt, andere Ausgestaltungen eine andere Anzahl von Zusammendrückungslinien nutzen. Der Sinn und Rahmen der anhängigen Ansprüche darf daher nicht durch die Beschreibung der hierin enthaltenen bevorzugten Versionen beschränkt werden.

Claims (11)

1. Einwegventil, das folgendes umfasst:

einen Ventilkörper (16), der einen Luftdurchlass (24a, 24b) aufweist;

eine biegsame Membran (26), die an dem genannten Ventilkörper befestigt ist und den genannten Luftdurchgang abdeckt, wobei die genannte Membran angeordnet ist, um Luft nur in einer Richtung durch den genannten Luftdurchgang hindurch strömen zu lassen; und

ein ringförmiges Element (23), das aus einem federnden Material gebildet und an dem genannten Ventilkörper befestigt ist, wobei das genannte ringförmige Element so angepasst ist, dass es mit einem zylindrischen Aufsatz (14) eines Staubsaugers eine Dichtung bildet, wenn der genannte Aufsatz an einer unterstromigen Seite des genannten Luftdurchgangs von Hand auf das genannte Element aufgedrückt wird, wodurch der genannte Staubsauger Luft durch den genannten Luftdurchgang saugen kann, wobei das genannte ringförmige Element von dem genannten Ventilkörper so gestützt wird, dass eine Oberfläche des genannten ringförmigen Elements allgemein flach ist, wenn der genannte zylindrische Aufsatz auf das genannte Element aufgedrückt wird, wobei das genannte ringförmige Element die genannte biegsame Membran umgibt, wobei die genannte biegsame Membran innerhalb des genannten ringförmigen Elements größenmäßig passend und positioniert ist, damit die genannte biegsame Membran so funktionieren kann, dass der genannte Luftdurchgang geöffnet und geschlossen wird, wenn ein zylindrischer Aufsatz mit einem Durchmesser, der in einem ausgewählten Durchmesserbereich liegt, auf das genannte Element aufgedrückt wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, bei dem der genannte ausgewählte Durchmesserbereich von ungefähr 2,22 cm (sieben achtel Zoll) bis ungefähr 2,54 cm (ein Zoll) reicht.

3. Einwegventil nach Anspruch 1 oder 2, das folgendes umfasst:

eine Mehrzahl von Lamellen (25) auf einer oberstromigen Seite des genannten Ventilkörpers zum Verhindern, dass der genannte Luftdurchgang verstopft wird, wenn Luft durch den genannten Luftdurchgang gesaugt wird.

4. Behälter, der folgendes umfasst:

a) einen flexiblen luftdichten Beutel (4) mit einer Öffnung (12) zum Einfügen eines aufzubewahrenden Gegenstands in den genannten Beutel;

b) einen ersten luftdichten Verschluss (8) quer über die genannte Öffnung; und

c) ein Einwegventil nach einem der vorangehenden Ansprüche.

5. Behälter nach Anspruch 4, bei dem der genannte erste luftdichte Verschlussfolgendes aufweist:

a) einen ersten Streifen (111), einen in den genannten Streifen eingeformten Schlitz; und

b) einen zweiten Streifen (113) mit einem Flanschpaar (114A, 114B); wobei die genannten Flansche und der genannte Schlitz größenmäßig so bemessen sind, dass die genannten Flansche in den genannten Schlitz passen.

6. Behälter nach Anspruch 5, bei dem an einer Innenfläche des genannten Schlitzes eine Rippe (1112) angeformt ist, wobei die genannte Rippe parallel zu dem genannten Schlitz verläuft, und bei dem die Enden der genannten Flansche jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten der genannten Rippe positioniert sind, wenn die genannten Flansche in dem genannten Schlitz angeordnet sind, wobei der Schlitz und/oder die genannten Flansche ein biegsames Material aufweisen.

7. Behälter nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die genannten Flansche in dem genannten Schlitz angeordnet sind und bei dem der genannte flexible luftdichte Beutel zwischen den genannten Streifen angeordnet ist.

8. Behälter nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei dem eine zwischen den Außenseiten der genannten Flansche gemessene maximale Breite größer als eine Breite einer Eingangsöffnung zu dem genannten Schlitz ist.

9. Behälter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem der genannte Schlitz C-förmig ist.

10. Behälter nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem der genannte Schlitz ein biegsames Material aufweist.

11. Behälter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem die genannten Flansche ein biegsames Material aufweisen.