EP0432343A1 - Druckpackung - Google Patents

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EP0432343A1
EP0432343A1 EP90104896A EP90104896A EP0432343A1 EP 0432343 A1 EP0432343 A1 EP 0432343A1 EP 90104896 A EP90104896 A EP 90104896A EP 90104896 A EP90104896 A EP 90104896A EP 0432343 A1 EP0432343 A1 EP 0432343A1
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pressure
hollow cylinder
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gas
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Berthold H. Dr. Daimler
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Dr Berthold H Daimler Te Remscheid Bondsrepubli
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Carl Freudenberg KG
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/14—Containers or packages with special means for dispensing contents for delivery of liquid or semi-liquid contents by internal gaseous pressure, i.e. aerosol containers comprising propellant for a product delivered by a propellant
    • B65D83/60—Contents and propellant separated
    • B65D83/62—Contents and propellant separated by membrane, bag, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/0055—Containers or packages provided with a flexible bag or a deformable membrane or diaphragm for expelling the contents
    • B65D83/0061—Containers or packages provided with a flexible bag or a deformable membrane or diaphragm for expelling the contents the contents of a flexible bag being expelled by the contracting forces inherent in the bag or a sleeve fitting snugly around the bag

Definitions

  • the invention relates to a pressure pack for spraying a liquid from an essentially pressure-free compressible product container, the product container being enclosed by a one-way stretchable, elastically prestressed hollow cylinder made of rubber-elastic material and subjected to a pressure which is dependent on the degree of filling of the product container varies between a minimum pressure P min and a maximum pressure P max and a free space is provided between the product container and the hollow cylinder.
  • Such a pressure pack is known from DE-OS 31 32 906.
  • the hollow cylinder used here can only be expanded in the axial direction and is provided with a base which is designed to engage in a pot-like manner in the hollow cylinder in order to fill the dead volume.
  • the manufacture and assembly are accordingly complex.
  • the pressure drop that occurs during the emptying of the pressure pack is very large and can result in changes in the spray formation that are intolerable. It is indeed possible to reduce the pressure drop by increasing the applied preload relative to the maximum tension of the hollow cylinder when the product container is completely empty. In this case, however, you have to accept a loss of working stroke and thus a lower degree of filling, i.e. a product quantity reduced in relation to the hollow cylinder size.
  • the invention has for its object to show a pressure can be used as a spray can, which is comparatively easier to manufacture and allows higher fill levels to achieve and thereby completely spray the liquid contained in the product container with a pressure which is within the range of optimal spray formation defined by P min and P max.
  • the free space between the product container and the hollow cylinder is hermetically sealed to the outside and, when the product container is emptied, is filled with a gas which has approximately the pressure P min, the liquid being fed into the product container in such an amount that the in the gas contained in the free space reaches about the pressure P max. Due to the pressure-free deformability of the product container, the pressure prevailing in the free space is transferred without loss to the liquid to be sprayed therein. When the outlet valve of the product container is actuated, the liquid is therefore always available at a pressure which is between P min and P max. In this area, the liquid can be sprayed in an optimal manner. There is therefore no risk of undesired droplet formation at the outlet nozzle of the spray valve, either when the product container is completely full or when it is empty.
  • the dead space of the hollow cylinder in the pressure pack according to the invention is completely filled with a pressure gas cushion.
  • the elastic properties of the hollow cylinder are hereby supplemented in an advantageous manner.
  • the gas obtained in the pressure gas cushion suitably consists of argon or air. This makes special measures to achieve good environmental compatibility unnecessary.
  • the free space containing the prestressed gas is either filled with a diffusion-proof gas, for example with argon, or is separated from the surroundings by a gas-tight diffusion barrier.
  • a diffusion-proof gas for example with argon
  • This can be a coating made of a deformable material on the inside and / or outside of the hollow cylinder, for example one of the known sealing materials that are used in the tire industry.
  • a planter as a diffusion barrier, which surrounds the outside of the hollow cylinder.
  • the planter expediently consists of a metallic material and can at the same time serve to mark the contents or as an advertising medium.
  • the pressure P 10 should be such that the atmospheric pressure is at least reached when the product container is completely empty. Diffusion losses from the free space (3) can be reduced to a certain extent by the planter compensate since a pressure drop in the free space 3 is opposed by a pressure increase in the intermediate space 10. If the excess pressure occurring in the intermediate space 10 when filling the product container 1 or the free space 3 is undesirable, a valve provided in the wall of the planter can be actuated and the compressed air can be discharged. The valve then closes automatically, so that gas which diffuses from the free space 3 into the intermediate space 10 during storage leads there to the compensatory pressure increase. Before, on the other hand, a negative pressure can arise in the intermediate space 10 during rapid emptying, a compensation with the atmosphere occurs by automatically opening the valve.
  • This shows a pressure pack in a longitudinal section, which is intended for spraying a liquid 4 from a product container 1 which can be compressed essentially without pressure.
  • the product container 1 is enclosed by a longitudinally stretchable, elastically prestressed hollow cylinder 2 made of rubber-elastic material, which is fastened to floors 6 in the region of its front ends. These consist of deep-drawn, metallic molded parts, the upper part of which is used for fixing in a metallic planter 5.
  • the hollow cylinder 2 is reinforced in the area of its outside by a vertical spacing from one another, which is not expandable under normal operating conditions, metallic rings 7 and is coated with an elastically stretchable coating made of butyl rubber, which serves as a diffusion barrier 8. This is deformable together with the hollow cylinder 2.
  • the free space 3 between the product container 1 and the hollow cylinder 2 is filled with air.
  • P min which, when the spray valve 9 is actuated, still permits optimal spraying of the liquid 4 contained in the product container 1 during normal use.
  • the pressure required in this regard depends on the type of liquid 4 to be sprayed. It can be determined using simple tests.
  • the hollow cylinder 2 is enclosed on the outside by a planter 5 and connected to it in the region of the upper base.
  • the planter 5 is made of metallic material and is therefore both impermeable to diffusion and pressure-resistant.
  • the intermediate space 10 formed in this way is filled with air, which has the pressure P 10 when the product container is empty, which is at least as big as the pressure of the atmosphere.
  • the pressure of the gas contained in the intermediate space 10 is significantly higher.
  • the spring elasticity of the hollow cylinder 2 is thereby noticeably supported.
  • the excess pressure of the gas inside the hollow cylinder 2 guarantees a complete emptying of the product container 1 at the intended excess pressure P min.
  • Both the hollow cylinder 2, which can be deformed in one direction by means of reinforcement, and the product container 1 can have a different shape within the scope of the invention, as can the shape of the pressure pack as a whole.
  • openings with valve function can be provided for adjusting the gas pressure in the free space 3 and also in the intermediate space 10.
  • the pressure vessel according to the invention can also be used for pasty products.
  • the achievable high degree of filling with a particularly low pressure difference between P max and P min is also an advantage and helps to ensure that the sprayed product line is very uniform.

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Abstract

Eine Druckpackung zum Versprühen von Flüssigkeiten (4), aus einem im wesentlichen drucklos zusammendrückbaren Produktbehälter (1), wobei der Produktbehälter (l) von einem nur in einer Richtung dehnbaren, elastisch vorgespannten Hohlzylinder (2) aus gummielastischem Werkstoff umschlossen und mit einem Druck beaufschlagt ist, der in Abhängigkeit von dem Füllungsgrad des Produktbehälters (1) variiert zwischen einem Mindestdruck P min und einem Höchstdruck P max, und wobei zwischen dem Produktbehälter (1) und dem Hohlzylinder (2) ein Freiraum (3) vorgesehen ist. Der Freiraum (3) ist nach außen hermetisch abgeschlossen und mit einem Gas gefüllt, das bei entleertem Produktbehälter (1) etwa den Druck P min aufweist, wobei die Flüssigkeit (4) in einer solchen Menge in den Produktbehälter (1) eingespeist ist, daß das in dem Freiraum (3) enthaltene Gas etwa den Druck P max erreicht. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Druckpackung zum Versprühen einer Flüssigkeit aus einem im wesentlichen drucklos zusammendrückbaren Produktbehälter, wobei der Produktbehälter von einem nur in einer Richtung dehnbaren, elastisch vorgespannten Hohlzylinder aus gummielastischem Werkstoff umschlossen und mit einem Druck beaufschlagt ist, der in Abhängigkeit von dem Füllungsgrad des Produktbehälters varriert zwischen einem Mindestdruck P min und einem Höchstdruck P max und wobei zwischen dem Produktbehälter und dem Hohlzylinder ein Freiraum vorgesehen ist.
  • Eine solche Druckpackung ist aus der DE-OS 31 32 906 bekannt. Der dabei zur Anwendung gelangende Hohlzylinder ist nur in axialer Richtung dehnbar und mit einem Boden versehen, der zur Ausfüllung des Totvolumens topfartig in den Hohlzylinder eingreifend gestaltet ist. Die Herstellung und Montage sind dementsprechend aufwendig. Der sich während der Entleerung der Druckpackung ergebende Druckabfall ist jedoch sehr groß und kann eine Änderungen der Sprühnebelbildung zur Folge haben, die nicht tolerierbar ist. Es ist zwar möglich, den Druckabfall zu vermindern, in dem man die angewendete Vorspannung bei vollständig entleertem Produktbehälter relativ zur Maximalspannung des Hohlzylinders erhöht wird. In diesem Falle muß man aber einen Verlust an Arbeitshub und somit einen geringeren Füllgrad in Kauf nehmen, d.h. eine im Verhältnis zur Hohlzylindergröße reduzierte Produktmenge.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Sprühdose verwendbare Druckpackung zu zeigen, die sich vergleichsweise einfacher herstellen läßt und es gestattet, höhere Füllgrade zu erreichen und dabei die in dem Produktbehälter enthaltene Flüssigkeit restlos zu versprühen mit einem Druck, der innerhalb des durch P min und P max umgrenzten Bereiches optimaler Sprühnebelbildung liegt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
  • Bei der erfindungsgemäßen Druckpackung ist der Freiraum zwischen dem Produktbehälter und dem Hohlzylinder hermetisch nach außen abgeschlossen und bei entleertem Produktbehälter mit einem Gas gefüllt, das etwa den Druck P min aufweist, wobei die Flüssigkeit in einer solchen Menge in den Produktbehälter eingespeist ist, daß das in dem Freiraum enthaltene Gas etwa den Druck P max erreicht. Durch die drucklose Verformbarkeit des Produktbehälters wird der in dem Freiraum herrschende Druck verlustfrei auf die in diesem enthaltene, zu versprühende Flüssigkeit übertragen. Bei einer Betätigung des Auslaßventils des Produktbehälters ist die Flüssigkeit daher stets mit einem Druck verfügbar, der zwischen P min und P max liegt. In diesem Bereich ist die Flüssigkeit in optimaler Weiser versprühbar. Weder bei völlig gefüllten Produktbehälter noch beim Erreichen des Entleerungszustandes ist daher eine unerwünschte Tropfenbildung an der Austrittsdüse des Sprühventils zu befürchten.
  • Der Totraum des Hohlzylinders ist bei der erfindungsgemäßen Druckpackung vollständig mit einem Druckgaspolster ausgefüllt. Die elastischen Eigenschaften des Hohlzylinders werden hierdurch in einer vorteilhaften Weise ergänzt.
  • Das in dem Druckgaspolster erhaltene Gas besteht zweckmäßig aus Argon oder Luft. Besondere Maßnahmen zur Erzielung einer guten Umweltverträglichkeit sind hierdurch entbehrlich.
  • Um bei einer langen Zwischenlagerung der Druckpackung eine gute Funktionssicherheit zu gewährleisten, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn der das vorgespannte Gas enthaltende Freiraum entweder mit einem diffusionssicheren Gas gefüllt ist, beispielsweise mit Argon, oder durch eine gasdichte Diffusionssperre von der Umgebung abgetrennt ist. Hierbei kann es sich um eine innen und/oder außenseitig an dem Hohlzylinder angebrachten Beschichtung aus einem verformbaren Werkstoff handeln, beispielsweise aus einem der bekannten Dichtwerkstoffe, die in der Reifenindustrie gebräuchlich sind. Daneben besteht auch die Möglichkeit, als Diffusionssperre einen Übertopf zu verwenden, der den Hohlzylinder außenseitig umschließt. Zweckmäßigerweise besteht der Übertopf aus einem metallischen Werkstoff und kann gleichzeitig der Kennzeichnung des Inhaltes bzw. als Werbeträger dienen.
  • Falls als Diffussionsperre ein Übertopf zur Anwendung gelangt, besteht die Möglichkeit, den durch den Abstand zwischen dem Übertopf und dem Hohlzylinder gebildeten Zwischenraum mit Luft zu füllen. Hierbei bietet es sich an, die Luft mit dem Druck P 10 elastisch vorzuspannen, um eine Unterstützung der Federelastizität des Hohlzylinders zu erreichen.
  • Jedenfalls sollte der Druck P 10 so bemessen sein, daß bei völlig entleertem Produktbehälter der atmosphärische Druck zumindest erreicht wird. Diffusionsverluste aus dem Freiraum (3) lassen sich durch den Übertopf zu einem gewissen Anteil kompensieren, da einem Druckabfall im Freiraum 3 ein Druckanstieg im Zwischenraum 10 gegenübersteht. Ist der beim Befüllen des Produktbehälters 1 bzw. des Freiraumes 3 im Zwischenraum 10 entstehende Überdruck unerwünscht, so kann ein in der Wand des Übertopfes vorgesehenes Ventil betätigt und die komprimierte Luft abgelassen werden. Danach schließt sich das Ventil selbsttätig, so daß bei der Lagerung eventuell vom Freiraum 3 in den Zwischenraum 10 diffundierendes Gas dort zu dem kompensatorischen Druckanstieg führt. Bevor andererseits bei rascher Entleerung ein Unterdruck im Zwischenraum 10 entstehen kann tritt durch selbsttätiges Öffnen des Ventils ein Ausgleich mit der Atmosphäre ein.
  • Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnung weiter verdeutlicht. Diese zeigt eine Druckpackung in längsgeschnittener Darstellung, welche zum Versprühen einer Flüssigkeit 4 aus einem im wesentlichen drucklos zusammendrückbaren Produktbehälter 1 bestimmt ist. Der Produktbehälter 1 ist von einem nur in Längsrichtung dehnbaren, elastisch vorgespannten Hohlzylinder 2 aus gummielastischem Werkstoff umschlossen, der im Bereich seiner stirnseitigen Enden an Böden 6 befestigt ist. Diese bestehen aus tiefgezogenen, metallischen Formteilen, von denen das Obere der Festlegung in einem metallischen Übertopf 5 dient. Der Hohlzylinder 2 ist im Bereich seiner Außenseite durch einen senkrechten Abstand voneinander aufweisende, unter normalen Betriebsbedingungen nicht dehnbare, metallische Ringe 7 armiert und mit einer elastisch dehnbaren Beschichtung aus Butylkautschuk überzogen, welche als Diffusionssperre 8 dient. Diese ist gemeinsam mit dem Hohlzylinder 2 verformbar.
  • Der Freiraum 3 zwischen dem Produktbehälter 1 und dem Hohlzylinder 2 ist mit Luft gefüllt. Diese ist bei entleertem Produktbehälter 1 vorgespannt auf einen Druck P min, der bei einer Betätigung des Sprühventils 9 noch ein optimales Versprühen der während der normalen Verwendung in dem Produktbehälter 1 enthaltenen Flüssigkeit 4 gestattet. Der diesbezüglich benötigte Druck ist abhängig von der Art der zu versprühenden Flüssigkeit 4. Er läßt sich anhand einfacher Versuche bestimmen.
  • Zur Herstellung der Betriebsbereitschaft wird in den Produktbehälter der im Sinne der vorstehenden Darlegungen vorbereiteten Druckpackung soviel zu versprühende Flüssigkeit eingespeist, daß die in dem Freiraum 3 enthaltene Luft den Druck P max erreicht, bei dem das optimale Sprühbild erreicht wird. Der bei P min vorgespannte Hohlzylinder nimmt seine vorgesehene Maximaldehnung ein, wenn der Druck P max erreicht ist. Auch der diesbezügliche Wert ist von der Art der zu versprühenden Flüssigkeit 4 und der verwendeten Düse abhängig und läßt sich gegebenenfalls anhand einfacher Versuche ermitteln.
  • Der Hohlzylinder 2 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel außenseitig von einem Übertopf 5 umschlossen und im Bereich des oberen Bodens mit diesem verbunden. Der Übertopf 5 besteht aus metallischem Werkstoff und ist hierdurch sowohl diffusionsundurchlässig als auch druckfest. Er weist in dem gezeigten, bis zur Obergrenze aufgefüllten Zustand des Produktbehälters 1 noch einen allseitigen Abstand von dem Hohlzylinder 2 auf sowie von dessen unterem Boden 6. Der hierdurch gebildete Zwischenraum 10 ist mit Luft gefüllt, welche bei entleertem Produktbehälter den Druck P 10 aufweist, welcher wenigstens so groß ist wie der Druck der Atmosphäre. In dem gezeigten, vollständig gefüllten Zustand des Produktbehälters 1 ist der Druck des in dem Zwischenraum 10 enthaltenen Gases wesentlich höher. Die Federelastitziät des Hohlzylinders 2 wird hierdurch merklich unterstützt. Zusätzlich ergibt sich eine gewisse Reduzierung von diffusionsbedingten Druckverlusten des Freiraumes 3, welche sich bei längerer Lagerung auftreten können.
  • Der im Innern des Hohlzylinders 2 herrschende Überdruck des Gases garantiert eine vollständige Entleerung des Produktbehälters 1 bei dem vorgesehenen Überdruck P min. Sowohl der vermittels einer Armierung nur in einer Richtung verformbare Hohlzylinder 2 als auch der Produktbehälter 1 können im Rahmen der Erfindung eine andere Gestalt erhalten, desgleichen die Form der Druckpackung insgesamt. Ferner können zur Einstellung des Gasdruckes im Freiraum 3 und ebenso im Zwischenraum 10 nicht dargestellte Öffnungen mit Ventilfunktion vorgesehen werden.
  • Der erfindungsgemäße Druckbehälter kann auch für pastöse Produkte Verwendung finden. Der erreichbare hohe Füllgrad bei zugleich besonders geringem Druckunterschied zwischen P max und P min ist dabei ebenfalls von Vorteil und verhilft zu großer Gleichmäßigkeit des ausgespritzten Produktstranges.

Claims (10)

  1. Druckpackung zum Versprühen einer Flüssigkeit aus einem im wesentlichen drucklos zusammendrückbaren Produktbehälter wobei der Produktbehälter von einem nur in einer Richtung dehnbaren, elastisch vorgespannten Hohlzylinder aus gummielastischem Werkstoff umschlossen und mit einem Druck beaufschlagt ist, der in Abhängigkeit von dem Füllgrad des Produktbehälters variiert zwischen einem Mindestdruck P min und einem Höchstdruck P max, und wobei zwischen dem Produktbehälter und dem Hohlzylinder ein Freiraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (3) nach außen hermetisch abgeschlossen und bei entleertem Produktbehälter (1) mit einem Gas gefüllt ist, das etwa den Druck P min aufweist und daß die Flüssigkeit (4) in einer solchen Menge in den Produktbehälter (1) eingespeist ist, daß das in dem Freiraum (3) enthaltene Gas etwa den Druck P max erreicht.
  2. Druckpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus Argon besteht.
  3. Druckpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus Luft besteht.
  4. Druckpackung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (3) durch eine gasdichte Diffusionssperre (5, 8) von der Umgebung abgetrennt ist.
  5. Druckpackung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre aus einer an dem Hohlzylinder (2) angebrachten Beschichtung (8) aus verformbarem Werkstoff besteht.
  6. Druckpackung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre aus einem den Hohlzylinder (2) umschließenden Übertopf (5) besteht.
  7. Druckpackung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertopf (5) aus einem metallischen Werkstoff besteht.
  8. Druckpackung nach Anspruch 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertopf (5) den Hohlzylinder (2) in einem Abstand umschließt und daß der durch den Abstand gebildete Zwischenraum (10) mit Luft gefüllt ist.
  9. Druckpackung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zwischenraum (10) enthaltene Luft bei entleertem Produktbehälter (1) den Druck P 10 aufweist und daß der Druck P 10 wenigstens so groß ist wie der atmosphärische Druck.
  10. Druckpackung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Übertopfes (5) eine Öffnung (11) aufweist, in der ein nach innen durchlässiges Rückschlagventil angeordnet ist und daß das Rückschlagventil von außen betätigbar ist.
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