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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein aufblasbare Verpackungen.
Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung zu 90 % flache
aufblasbare Verpackungssysteme mit verbessertem Umfangsschutz, verbesserter
Integrität
und verbesserter Aufblasbarkeit.
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Es
ist bekannt, dass aufblasbare Verpackungssysteme mit gegenüberliegenden
aufblasbaren Elementen, die gegeneinander abgedichtet sind, um eine
hüllenartige
Verpackung zu bilden, einen Schutz für relativ flache Gegenstände bieten,
die versandt oder anderweitig transportiert werden. Die bekannten
aufblasbaren Verpackungssysteme bieten jedoch keinen ausreichenden
Umfangsschutz für
solche Gegenstände.
Es besteht Bedarf an einem aufblasbaren hüllenartigen Verpackungssystem
mit verbessertem Umfangsschutz.
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Es
sind Rückschlagventile
für ein
einzelnes aufblasbares Element bekannt. Es sind ebenfalls aufblasbare
Verpackungssysteme mit mehreren aufblasbaren Zellen bekannt, wie
sie in US-A-5 351 828 offenbart sind. Darin wird eine Folietüte mit mindestens
einer Kammer offenbart, die aus einer oberen und einer unteren Folie
besteht, die durch eine geschlossene Naht aneinander befestigt sind.
Um die Kammern mit Luft zu füllen,
ist ein Kanal bereitgestellt, der Kanalsektionen aufweist, die in
die Region einer Naht und vorzugsweise in die Region der Ecke der
betreffenden Kammer hinein öffnen,
wo sich eine Öffnung
in der Kammer befindet. Es besteht ein fortgesetzter Bedarf an Rückschlagventilen,
die problemlos in jede aufblasbare Zelle eines Mehrzellenverpackungssystems
integriert werden können,
um die Integrität
des Verpackungssystems für
den Fall zu gewährleisten,
dass es eine Undichtigkeit in einer Region der Verpackung gibt.
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Aufblasbare
Verpackungssysteme mit mehreren Zellen, die sich in Querrichtung
von einem gemeinsamen Aufblasverteilerkopf aus ausdehnen, sind Aufblasschwierigkeiten
unterworfen. Wenn sich die Zellen mit einem Aufblasmedium füllen, nimmt
die Breite jeder Zelle ab. Der sich addierende Effekt, der entsteht,
wenn mehrere Zellen aufgeblasen werden und sich deren Breite verringert,
dehnt die Versiegelungsnaht, welche die Zellen von dem Aufblasverteilerkopf
trennt. Das Ergebnis dieser Dehnungsbeanspruchung ist ein Knicken
des Aufblasverteilerkopfes, das be- oder sogar verhindern kann,
dass ein Aufblasmedium zu Zellen gelangt, die vom Knickpunkt entfernt
liegen. Es besteht Bedarf an einem mehrzelligen aufblasbaren Verpackungssystem,
das den Strömungspfad
für ein
Aufblasmedium durch einen Verteilerkopf hindurch zu den mehreren
Zellen verbessert.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für ein aufblasbares
Element nach Anspruch 1.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Draufsicht auf ein aufblasbares Element der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Filmschichtausrichtung
für das
aufblasbare Element von 1.
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2a ist
eine Querschnittsansicht des aufblasbaren Elements von 1 entlang
der Linie 2a-2a von 1.
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3 ist
eine schematische Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform
des aufblasbaren Elements der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Filmschichtausrichtung
für das
aufblasbare Element von 3.
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4a ist
eine Querschnittsansicht des aufblasbaren Elements von 3 entlang
der Linie 4a-4a von 3.
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5 ist
eine vergrößerte weggeschnittene Ansicht
einer aufblasbaren Zelle des aufblasbaren Elements der vorliegenden-
Erfindung mit einer alternativen Ventilkonfiguration.
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5a ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Filmschichtausrichtung
zum Ausbilden des Ventils von 5.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Verpackungssystems, das aus zwei
aufblasbaren Elementen von 1 gebildet
ist.
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7 ist
eine Querschnittsansicht des Verpackungssystems von 6 entlang
der Linie 7-7 von 6.
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8 ist
eine schematische Endansicht einer alternativen Verpackungssystemkonfiguration, die
aus zwei aufblasbaren Elementen der vorliegenden Erfindung gebildet
ist.
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9 ist
eine schematische Querschnittsansicht des alternativen Verpackungssystems
von 8.
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10 ist
eine Querschnittsansicht des Verpackungssystems von 6 mit
optimiertem Umfangsschutz.
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11 ist
eine vergrößerte schematische weggeschnittene
Ansicht eines Segments des aufblasbaren Elements von 1,
das Plissierungen in der umfänglichen
aufblasbaren Kammer enthält.
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12 ist
eine teilweise schematische Draufsicht auf ein alternatives mehrzelliges
Verpackungssystem der vorliegenden Erfindung.
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13 ist
eine erste alternative Ausführungsform
des Verpackungssystems von 12.
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14 ist
eine zweite alternative Ausführungsform
des Verpackungssystems von 12.
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15 und 16 sind
Querschnittsansichten von alternativen Bauweisen der Verpackungssysteme
der 12–14,
in denen Rückschlagventil der 5–5a zum
Einsatz kommt.
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Obgleich
die oben erwähnten
Zeichnungsfiguren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darlegen,
werden auch andere Ausführungsformen in
Betracht gezogen, wie in der Besprechung angemerkt wird. In allen
Fällen
stellt diese Offenbarung die vorliegende Erfindung zum Zweck der
Veranschaulichung und nicht zum Zweck der Einschränkung vor.
Es versteht sich, dass der Fachmann zahlreiche andere Modifikationen
und Ausführungsformen
ersinnen kann, die in den Geltungsbereich und Geist der Prinzipien
dieser Erfindung fallen. Es ist insbesondere anzumerken, dass die
Figuren nicht maßstabsgerecht
gezeichnet wurden, da es notwendig war, bestimmte Abschnitte der
Klarheit wegen vergrößert darzustellen.
In allen Ausführungsformen bezeichnen
gleiche Zahlen gleiche Elemente.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
Verpackungssystem 10 der vorliegenden Erfindung ist allgemein
in 1 gezeigt. Das Verpackungssystem 10 besteht
aus einem aufblasbaren Element 12, das aus übereinanderliegenden ersten
und zweiten Schichten 14 und 16 (siehe 2)
aus einem flexiblen Polymermaterial gebildet wird. Gegenüberliegende
Umfangsrandflächen
der Schichten 14 und 16 sind durch eine umfänglich verlaufende
Heißversiegelungsnaht 18 miteinander
verbunden. Eine kleine umfängliche
Sektion 20 der Schichten 14 und 16 bleibt
unversiegelt, um ein Rückschlagventil 22 zu
bilden, wie es dem Fachmann einschlägig bekannt ist. Geeignete
Rückschlagventile
sind zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 4,917,646 und Nr. 5,711,691
offenbart.
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In
einem Abstand von der umfänglich
verlaufenden Heißversiegelungsnaht 18 entlang
dreier Seiten des aufblasbaren Elements 12 verbindet eine Heiflversiegelungsnaht 24 die
Schichten 14 und 16 miteinander, um eine umfängliche
aufblasbare Kammer 26 des aufblasbaren Elements 12 zu
definieren, wobei das Aufblasventil 22 mit einer ersten
Sektion 27 der aufblasbaren Kammer 26 in strömungsmäßiger Verbindung
steht. Die Schichten 14 und 16 sind des Weiteren
durch Heißversiegelungsnähte 28 miteinander
verbunden, die sich zwischen Heißversiegelungsnahtsegmenten 24a und 24b erstrecken,
um eine Reihe aufblasbarer Zellen 30 des aufblasbaren Elements 12 des
Verpackungssystems 10 zu definieren. Jede aufblasbare Zelle 30 steht
mit der ersten Sektion 27 der aufblasbaren Kammer 26 in
strömungsmäßiger Verbindung,
wie zum Beispiel über ein
Heißversiegelungsnahtsegment 24a.
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Wie
in den 1–2a weiter
gezeigt, enthalten in einer bevorzugten Ausführungsform aufblasbare Zellen 30 und
eine zweite Sektion 29 der umfänglichen aufblasbaren Kammer 26 ein
Rückschlagventilsystem 32,
um Luft in der jeweiligen Zelle und/oder Kammer zu halten, sobald
das Verpackungssystem 10 aufgeblasen wird. Das Rückschlagventil 32 wird
hergestellt, indem man eine dritte Polymerschicht 34 (in
den 2–2a gezeigt) mit
der ersten Schicht 14 mittels einer Reihe von Heißversiegelungsnähten verbindet,
was im vorliegenden Text noch näher
beschrieben wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Ventil 32 ausgebildet, indem man die dritte Schicht 34 zwischen
der ersten Schicht 14 und der zweiten Schicht 16 anordnet.
Die dritte Schicht 34 hat eine Länge, die durch die Ränder 36 und 40 definiert wird
und die allgemein gleich der Länge
der ersten und zweiten Schichten 14 und 16 ist,
aber die dritte Schicht 34 hat eine Breite, die durch gegenüberliegende
Endränder 42 und 44 definiert
wird und die geringer ist als die Breite der ersten und zweiten Schichten 14 und 16.
Das Ventil 32 wird dadurch gebildet, dass man den Rand 36 der
dritten Schicht 34 von dem umfänglichen Heißversiegelungsnahtsegment 18a beabstandet.
Der Rand 36 wird dann relativ zu der ersten Schicht 14 und
der zweiten Schicht 16 durch das Heißversiegelungsnahtsegment 24a versiegelt.
Das Heißversiegelungsnahtsegment 24a dichtet
den Rand 36 der dritten Schicht 34 vollständig gegenüber der
zweiten Schicht 16 ab. In Abständen, die jeder aufblasbaren
Zelle 30 und der zweiten Sektion 29 der aufblasbaren
Kammer 26 entsprechen, wird jedoch eine der gegenüberliegenden
Flächen entweder
der ersten Schicht 14 oder der dritten Schicht 34 mit
einem wärmebeständigen Material (zum
Beispiel Tinte oder Farbe) entlang dem Heißversiegelungsnahtsegment 24a behandelt,
um eine Heißversiegelung
an den behandelten Stellen zu verhindern und dadurch Lufteinlässe 38 zu
definieren.
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Der
Rand 40 der dritten Schicht 34 ist mit der ersten
Schicht 14 durch eine Heißversiegelungsnaht verbunden,
die sich über
die aufblasbaren Zellen 30 erstreckt (durch Auslässe 48 unterbrochen,
wie weiter unten beschrieben). Die gegenüberliegenden Endränder 42 und 44 der
dritten Schicht 34 sind durch eine Heißversiegelungsnaht mit der
ersten Schicht 14 und der zweiten Schicht 16 entlang
den umfänglich
verlaufenden Heißversiegelungsnahtsegmenten 18b bzw. 18c verbunden.
Die dritte Schicht 34 ist des Weiteren mit der ersten Schicht 14 mittels
einer Reihe von Heißschweißnähten 46 verbunden,
die allgemein parallel zu dem Heißversiegelungsnahtsegment 24a und
dem Rand 40 der dritten Schicht 34 verlaufen und
von dem Heißversiegelungsnahtsegment 24a und
dem Rand 40 der dritten Schicht 34 beabstandet
sind. Des Weiteren ist eine der gegenüberliegenden Flächen entweder
der dritten Schicht 34 oder der ersten Schicht 14 mit
wärmebeständigem Material
behandelt, um ein Verschweißen
der dritten Schicht 34 und der ersten Schicht 14 an
einzelnen Stellen entlang jeder Heißschweißnaht 46 zu verhindern,
um einen serpentinenartigen Strömungspfad für ein Aufblasmedium
von den Einlässen 38 zu schaffen.
Jeder serpentinenartige Strömungspfad endet
an einem Auslass 48, der mit einem Innenraum des aufblasbaren
Elements 12 in strömungsmäßiger Verbindung
steht. Die Auslässe 48 werden
gebildet, indem man einen Abschnitt entweder der ersten Schicht 14 oder
der dritten Schicht 34 neben dem Rand 40 mit einem
wärmebeständigen Material
behandelt, wie zuvor beschrieben.
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Das
aufblasbare Element 12 des Verpackungssystems 10 wird
durch Einleiten von Luft durch das Aufblasventil 22 aufgeblasen.
Die erste Sektion 27 der umfänglichen aufblasbaren Kammer 26 steht
mit dem Ventil 32 über
den Einlass 38 in strömungsmäßiger Verbindung.
Luft strömt
von der umfänglichen
aufblasbaren Kammer 26 durch jeden Einlass 38 und
den jeweiligen serpentinenartigen Strömungspfad, der durch segmentierte
Heißschweißnähte 46 definiert
wird, und tritt in jede aufblasbare Zelle 30 und die Sektion 29 der
umfänglichen
aufblasbaren Kammer 26 über
die Auslässe 48 ein. Wenn
die aufblasbaren Zellen 30 und die Sektion 29 der
umfänglichen
aufblasbaren Kammer 26 ihren maximalen Aufblaszustand erreichen,
so bewirkt der Innendruck der aufblasbaren Zelle 30 und
der aufblasbaren Kammer 26, dass die gegenüberliegenden Flächen der
dritten Schicht 34 und der ersten Schicht 14 eng
aneinander anliegen und dadurch verhindern, dass Luft aus der aufblasbaren Zelle 30 und
der umfänglichen
aufblasbaren Kammer 26 entweicht.
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Wie
in den 3–4a gezeigt,
kann in einer alternativen Ausführungsform
das Ventil 32 so ausgebildet sein, dass die dritte Schicht 34 mit
einer Außenfläche 35 der
ersten Schicht 14 verbunden ist. In dieser Ausführungsform
ist zweite Schicht 16 mit der Fläche 37 der ersten
Schicht 14 gegenüber
der Außenfläche 35 der
ersten Schicht 14 verbunden. Wie in den 3–4a gezeigt,
ist der Rand 36 der dritten Schicht 34 relativ
zu dem Rand der ersten Schicht 14 entlang dem umfänglich verlaufenden Heißversiegelungsnahtsegment 18a abgedichtet. Eine
Heißversiegelungsnaht
verbindet des Weiteren die Ränder 40 und 42 der
dritten Schicht 34 mit der ersten Schicht 14.
Der Rand 44 der dritten Schicht 34 ist relativ
zu der ersten Schicht 14 abgedichtet, mit Ausnahme der
kleinen umfänglichen
Sektion 20, die einen Aufblasmediumeinlass definiert, wie
zuvor beschrieben.
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Die
zweite Schicht 16 ist so bemessen, dass sie eine Länge hat,
die durch umfänglich
verlaufende Heißversiegelungsnahtsegmente 18b und 18c definiert
wird, und eine Breite hat, die durch das Heißversiegelungsnahtsegment 24a und
das umfänglich
verlaufende Heißversiegelungsnahtsegment 18d definiert
wird. Die Umfangsränder
der zweiten Schicht 16 sind mit der ersten Schicht 14 durch
Heißversiegelungsnahtsegmente 18b, 18c, 18d und 24a verbunden.
Das Heißversiegelungsnahtsegment 24a verbindet
auch die erste Schicht 14 und die dritte Schicht 34,
wobei Einlässe 38 gebildet
werden, indem man einen Abschnitt entweder der ersten Schicht 14 oder der
dritten Schicht 34 mit einem wärmebeständigen Material in Abständen behandelt,
die jeder Zelle 30 entsprechen, um ein Verschweißen der
benachbarten Flächen
der ersten Schicht 14 und der dritten Schicht 34 zu
verhindern, wenn das Heißversiegelungsnahtsegment 24a ausgebildet
wird. Die Heißschweißnähte 46,
wie in Verbindung mit 1 beschrieben, verbinden die
dritte Schicht 34 mit der ersten Schicht 14, um
den serpentinenartigen Strömungspfad
des Ventils 32 zu bilden. In der in 3 gezeigten
Ausführungsform
sind jedoch Auslässe 48 durch
eine Öffnung
durch die erste Schicht 14 nahe dem Ende des serpentinertartigen
Strömungspfades hindurch
gebildet, wie in 4a gezeigt. Wenn die aufblasbaren
Zellen 30 und die Sektion 29 der umfänglichen
aufblasbaren Kammer 26 ihren maximalen Aufblaszustand erreichen,
so bewirkt der Innendruck der aufblasbaren Zelle 30 und
der aufblasbaren Kammer 26, dass die gegenüberliegenden
Flächen
der dritten Schicht 34 und der ersten Schicht 14 eng
aneinander anliegen, wodurch verhindert wird, dass Luft aus der
aufblasbaren Zelle 30 und der umfänglichen aufblasbaren Kammer 26 entweicht,
wie zuvor beschrieben.
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5 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des Rückschlagventils 32 zur
Verwendung mit dem Verpackungssystem 10. 5 ist
eine vergrößerte weggeschnittene
Ansicht einer der aufblasbaren Zellen 30. Wie in den 5 und 5a gezeigt, besteht
die alternative Konfiguration des Ventils 32 aus einem
Paar Filmschichten 15 und 17, die zwischen der
ersten Schicht 14 und der zweiten Schicht 16 angeordnet
sind. Die Schichten 15 und 17 des Ventils 32 sind
relativ zueinander und gegen die ersten und zweiten Schichten 14 und 16 über die
Heißversiegelungsnähte 28 und 24 abgedichtet.
Die gegenüberliegenden
Randflächen
der Schichten 15 und 17 sind entlang einer Zone 19 mit
einem wärmebeständigen Material
behandelt, um eine Heißversiegelung
zu verhindern und dadurch einen Lufteinlass des Ventils 32 zu
definieren. Die Heißversiegelungsnähte 21 verbinden
des Weiteren die Schichten 15 und 17 miteinander,
um einen Strömungspfad 23 zu definieren,
der mit der aufblasbaren Zelle 30 in strömungsmäßiger Verbindung
steht. Die gegenüberliegenden
Ränder 25 der
Schichten 15 und 17 bleiben unabgedichtet. Somit
kann Luft, die durch die umfängliche
aufblasbare Kammer 26 strömt, in den Strömungspfad 23 des
Ventils 32 über
den Einlass, der durch die Zone 19 definiert wird, eintreten.
Luft, die durch den Durchgang 23 strömt, tritt in die aufblasbare
Zelle 30 ein. Wenn die aufblasbare Zelle 30 ihren maximalen
Aufblaszustand erreicht, so drängt
der Luftdruck in der aufblasbaren Zelle 30 die Schichten 15 und 17 eng
aneinander, um zu verhindern, dass Luft durch den Luftdurchgang 23 entweicht,
wodurch die aufblasbare Zelle 30 in einem aufgeblasenen
Zustand bleibt.
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Das
Rückschlagventil 32 sorgt
für die
Integrität
des aufblasbaren Elements 12 des Verpackungssystems 10,
indem es gewährleistet,
dass ein isoliertes Luftleck in einer Region des aufblasbaren Elements 12 nicht
zu einem Totalausfall des Verpackungssystems 10 führt. Das
aufblasbare Element 12 des Verpackungssystems 10 kann
jedoch auch ohne das Rückschlagventil 32 verwendet
werden. Das Verpackungssystem 10 ist ein einfaches, aber elegantes
aufblasbares Verpackungsmaterial, das sich für eine Vielzahl von Verwendungszwecken
eignet. Zum Beispiel können
zerbrechliche oder empfindliche Gegenstände zwischen mehreren Sektionen
des aufblasbaren Elements 12 angeordnet werden. Des Weiteren
können
Sektionen des aufblasbaren Elements 12 so bemessen werden,
dass sie die Innenwände
eines Versandkartons auskleiden, um einen empfindlichen Inhalt von
der Außenwand
des Kartons zu isolieren. Ein weiterer und neuartigerer Verwendungszweck
des aufblasbaren Elements 12 wird im vorliegenden Text
anhand der 6–9 beschrieben.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer besonders vorteilhaften Anwendung
des aufblasbaren Elements 12, um ein aufblasbares Verpackungsschutzsystem 60 für den Versand
flacher empfindlicher Gegenstände
zu bilden. Das System 60 besteht allgemein aus einer oberen
Sektion 62 des aufblasbaren Elements 12 und einer
unteren Sektion 64 des aufblasbaren Elements 12.
Das System 60 wird hergestellt, indem man die Umfangsränder der
Sektionen 62 und 64 vertikal aufeinander ausrichtet
und die gegenüberliegenden
Umfangsflächen
der Sektionen 62 und 64 an drei Seiten miteinander
verbindet. Die miteinander verbundenen Sektionen 62 und 64 kombinieren
sich zu einem hüllenartigen
aufblasbaren Behälter
mit einem offenen Ende 66, welches das Einführen eines
flachen Gegenstandes zwischen die Sektionen 62 und 64 gestattet.
Obgleich das System 60 in einem aufgeblasenen Zustand gezeigt
ist, versteht es sich, dass Gegenstände, die für den Versand oder die Lagerung
geschützt
werden müssen,
durch die Öffnung 66 eingeschoben
und zwischen den Sektionen 62 und 64 angeordnet
werden, während
sich das System 60 in einem luftentleerten Zustand befindet.
Jede Sektion 62 und 64 wird anschließend durch ein
Aufblasventil, wie zum Beispiel das Aufblasventil 22, aufgeblasen,
wie zuvor in Bezug auf 1 beschrieben. Das Aufblasen
der aufblasbaren Zellen 30 bewirkt, dass die gegenüberliegenden
Innenflächen der
Sektionen 62 und 64 eng an einem Gegenstand anliegen,
der in dem System 60 angeordnet ist, um so den Gegenstand
sicher in der Tasche zu halten, die zwischen den Sektionen 62 und 64 definiert
wird. Die umfänglichen
aufblasbaren Kammern 26 der Sektionen 62 und 64 bieten
einen besonders geeigneten Umfangsschutz, insbesondere, wenn das
System 60 in einem Versandkarton oder -behälter angeordnet
wird.
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7 ist
eine Schnittansicht des Systems 60 im Wesentlichen entlang
der Linie 7-7 von 6, das des Weiteren in einem
Versandbehälter 70 angeordnet
ist. Wie in 7 gezeigt, ist die Sektion 62 des aufblasbaren
Elements 12 mit der Sektion 64 des aufblasbaren
Elements 12 durch Heißverschweißung gegenüberliegender
Flächen
der Sektionen 62 und 64 miteinander entlang der
Heißversiegelungsnaht 24 verbunden
(welche die Schichten 14 und 16 des aufblasbaren
Elements 12 verbindet). Um den Umfangsschutz in dem Fall
beizubehalten, dass ein Luftleck in einer Zelle 30 oder
Kammer 26 auftritt, ist die Sektion 27 der Kammer 26 der
Sektion 62 auf einer Seite des Systems 60 angeordnet,
während
die Sektion 27 der Kammer 26 der Sektion 64 auf
der anderen Seite des Systems 60 angeordnet ist. Mit den
auf diese Weise miteinander verbundenen Sektionen 62 und 64 bieten
die umfänglichen
aufblasbaren Kammern 26 des Systems 60 einen ausgezeichneten Ecken-
und Kantenschutz für
einen Gegenstand, während
das Ganze flach bleibt und die Tascheninnengröße maximiert wird. Ein Gegenstand 78,
der auf diese Weise in dem System 60 gesichert ist, ist auf
seiner Ober- und seiner Unterseite durch aufblasbare Zellen 30 und
entlang seines Umfangs durch aufblasbare umfängliche Kammern 26 geschützt. Das
System 60 stellt somit ein flaches aufblasbares Verpackungsschutzsystem
bereit, das empfindliche flache Gegenstände wie zum Beispiel Bilderrahmen, Porzellanteller
oder Laptopcomputer abpolstert und solche Gegenstände von
den Wänden
eines Versandbehälters 70,
wie in 7 gezeigt, beabstandet.
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8 ist
eine Endansicht einer alternativen Ausführungsform des Verpackungssystems 60.
Die in 8 gezeigte Ausführungsform des Verpackungssystems 60 unterscheidet
sich von der in den 6 und 7 gezeigten
dadurch, dass die gegenüberliegenden
Flächen
der umfänglichen
aufblasbaren Kammern 26 der Sektionen 62 und 64 entlang des
Umfangsrandes des aufblasbaren Elements 12 neben der Heißversiegelungsnaht 18 miteinander verbunden
sind. Die resultierende Konfiguration des Verpackungssystems 60 enthält dadurch
einen größeren Taschenbereich 80 zum
Aufnehmen größerer Gegenstände.
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Die
genaue Verbindung der gegenüberliegenden
Sektionen 62 und 64 ist in 9 deutlicher gezeigt.
Wie in 9 gezeigt, sind die gegenüberliegenden Flächen der
umfänglichen
aufblasbaren Kammer 26 entlang einer Adhäsionszone,
die allgemein mit der Bezugszahl 82 bezeichnet ist, miteinander
verbunden. In einer Ausführungsform
erstreckt sich die Adhäsionszone 82 allgemein
von der Heißversiegelungsnaht 18 über eine
Entfernung, die allgemein dem Radius der umfänglichen aufblasbaren Kammer 26 entspricht,
wenn das aufblasbare Element 12 vollständig aufgeblasen ist. Dies
wiederum führt
zu einem größeren Abstand
zwischen der Heißversiegelungsnaht 24 des
aufblasbaren Elements 12, welche die Sektion 62 bildet,
und der Heißversiegelungsnaht 24 des
aufblasbaren Elements 12, welche die Sektion 64 bildet,
was wiederum zu einer größeren Tasche 80 des
Verpackungssystems 60 führt.
In alternativen Ausführungsformen
kann die Größe der Tasche 80 verstellt
werden, indem man die Position der Adhäsionszone 82 verändert. Positioniert
man die Adhäsionszone
näher an
der Heißversiegelungsnaht 24,
so hat dies eine kleinere Tasche 80 zur Folge, und positioniert
man umgekehrt die Adhäsionszone 82 näher an der
Heißversiegelungsnaht 18,
so führt
dies zu einer größeren Tasche 80.
Das Verpackungssystem 60, das in der in den 8 und 9 gezeigten
Weise gebildet wird, ist dadurch in der Lage, Gegenstände unterschiedlicher
Abessungen aufzunehmen. Des Weiteren ist es möglich, das aufblasbare Element 12 der
Sektion 62 mit dem aufblasbaren Element 12 der
Sektion 64 in strömungsmäßige Verbindung
treten zu lassen, indem man ein Aufblasloch 22a (in 9 in
Strichlinie gezeigt) zwischen jeweiligen Sektionen 26 der
Sektionen 62 und 64 (und sonstigen weiteren Sektionen
des aufblasbaren Elements 12) entlang der Adhäsionszone 82 anordnet. Die
Verwendung des Aufblaslochs 22a gestattet es, mehrere Sektionen
des aufblasbaren Elements 12 mit Hilfe eines einzelnen
Aufblasventils 22 aufzublasen, das mit einem der aufblasbaren
Elemente 12 verbunden ist.
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10 ist
eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Verpackungssystems 60,
bei der der Umfangsschutz durch die Ausbildung sekundärer umfänglich verlaufender
Aufblaszonen 25 neben den umfäng lichen aufblasbaren Kammern 26 weiter
optimiert wird. Die umfänglich
verlaufenden Aufblaszonen 25 werden durch eine zusätzliche Heißversiegelungsnaht 29 jeder
Schicht 14 und 16 gebildet, die von der Heißversiegelungsnaht 24 beabstandet
ist und allgemein parallel zu der Heißversiegelungsnaht 24 verläuft. Segmente
der Schichten 14 und/oder 16, die der Heißversiegelungsnaht 29 entsprechen,
werden entlang der Heißversiegelungsnaht 29 in
der zuvor beschriebenen Weise mit einem wärmebeständigen Material dergestalt
behandelt, dass Lücken
in der Heißversiegelungsnaht 29 entstehen,
wodurch das Aufblasmedium die aufblasbaren Zellen 30 und
die umfänglich
verlaufenden Aufblaszonen 25 füllen kann. Die umfänglich verlaufenden Aufblaszonen 25 in
Kombination mit den umfänglichen
aufblasbaren Kammern 26 vergrößern den Randabstand des Gegenstandes 78 von
dem Versandbehälter 70 und
bieten eine verbesserte Abpolsterung für die Umfangsränder von
empfindlichen Gegenständen.
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11 ist
eine vergrößerte weggeschnittene Ansicht
eines Segments eines aufblasbaren Elements 12 in Bezug
auf die aufblasbare Zelle 30 und jenes Abschnitts der umfänglichen
aufblasbaren Kammer 26, der sich quer zu den aufblasbaren
Zellen 30 erstreckt. 11 zeigt
eine Modifikation an der Bildung der umfänglichen aufblasbaren Kammer 26, um
ein Knicken der aufblasbaren Kammer 26 zu minimieren, wenn
das aufblasbare Element 12 vollständig aufgeblasen ist. Wenn
sich die Zellen 30 des aufblasbaren Elements 12 füllen, nimmt
die Länge
L des aufblasbaren Elements 12 ab. In Reaktion auf diese Verkürzung der
Länge neigt
die aufblasbare Kammer 26 dazu, an einer oder mehreren
Stellen entlang der Länge
L des aufblasbaren Elements 12 zu knicken oder Falten zu
schlagen, was dazu führen
kann, dass das aufblasbaren Element 12 sich entlang seiner Länge einzurollen.
Um diesen Knick- oder Faltungseffekt der aufblasbaren Kammer 26 zu
kompensieren, sind eine oder mehrere Plissierungen 90 durch eine
V-förmige
Heißschweißnaht der
gegenüberliegenden
Flächen
der ersten Schicht 14 und der zweiten Schicht 16 entlang
den Heißversiegelungsnahtsegmenten 18a und 18d ausgebildet.
Wie in 11 gezeigt, erstrecken sich
Plissierungen 90 von der Heißversiegelungsnaht 18 bis
zu einem Punkt 92, der genügend von der Heißversiegelungsnaht 24 beabstandet
ist, damit Luft durch die umfängliche
aufblasbare Kammer 26 strömen kann. Die Plissierungen 90 helfen
beim Ausgleichen der Verkürzung
des aufblasbaren Elements 12 bei vollem Aufblaszustand, um
so eine gleichmäßigere umfängliche
Form an Regionen der aufblasbaren Kammer 26 beizubehalten, die
eine Knickneigung aufweisen. Es versteht sich, dass die Anzahl und
Größe der Plissierungen
so variiert werden können,
dass unterschiedliche Längen und
Größen des
aufblasbaren Elements 12 möglich sind.
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Obgleich
im vorliegenden Text ein neuartiges Verpackungssystem beschrieben
wurde, das aus zwei miteinander verbundenen Sektionen aufblasbarer
Elemente 12 besteht, sollte durchaus klar sein, dass auch
andere Verpackungssysteme mit zwei oder mehr Taschenöffnungen
hergestellt werden können,
indem man unter Anwendung der Lehren des vorliegenden Textes drei
oder mehr Sektionen der aufblasbaren Elemente 12 miteinander
verbindet. Sektionen der aufblasbaren Elemente 12 können in einer
solchen Weise angeordnet und miteinander verbunden werden, dass
die Taschenöffnungen
auf ein gemeinsames Ende des Verpackungssystems ausgerichtet sind.
Alternativ kann die Verbindung der Sektionen der aufblasbaren Elemente 12 so
positioniert werden, dass die Ausrichtung jeder Taschenöffnung,
die zwischen zwei aneinandergrenzenden Sektionen der aufblasbaren
Elemente 12 definiert sind, variiert wird.
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12 ist
eine teilweise Draufsicht auf ein alternatives mehrzelliges Verpackungssystem 100, das
aus zwei Filmschichten in einer Weise ähnlich dem System 10 von 1 gebildet
wird. Wie in 12 gezeigt, weist das System 100 mehrere
aufblasbare Zellen 102 auf, von denen jede mit einem gemeinsamen
Luftdurchgang oder Verteilerkopf 104 über Einlässe 105 in strömungsmäßiger Verbindung steht.
Der Verteilerkopf 104 wird durch eine erste Randheißversiegelungsnaht 106 und
eine beabstandete, allgemein parallele Heißversiegelungsnaht 108 gebildet,
welche die zwei Filmschichten miteinander verbinden. Der Verteilerkopf 104 ist
an einem Ende offen, um das Einleiten eines Aufblasmediums wie zum
Beispiel Luft zu ermöglichen.
Alternativ kann der Verteilerkopf 104 mit einem (nicht
gezeigten) Füllerventil
in strömungsmäßiger Verbindung
stehen, das dem Ventil 22 aus 1 ähnelt. Die
Breite des Verteilerkopfes 104 kann entlang der Länge des
Systems 100 variiert werden, um das Aufblasen von Zellen 102 stromabwärts des
ersten Einleitens eines Aufblasmediums in den Verteilerkopf 104 zu
unterstützen,
wobei in einem solchen Fall die Heißversiegelungsnähte 106 und 108 nicht
parallel sind.
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Die
Einlässe 105 werden
gebildet, indem man Sektionen der Innenflächen der zwei Filmschichten
dort, wo die Heißversiegelungsnaht 108 hergestellt
werden soll, in der zuvor beschriebenen Weise mit einem wärmebeständigen Material
behandelt. Die Zellen 102 werden durch voneinander beabstandete
und allgemein parallele Heißversiegelungsnähte 110,
die sich von der Heißversiegelungsnaht 108 erstrecken
und quer zu der Heißversiegelungsnaht 108 verlaufen,
und durch eine zweite Randheißversiegelungsnaht 112,
die allgemein parallel zu der ersten Randversiegelungsnaht 106 verläuft, gebildet. Obgleich
nur zwei Zellen 102 in 12 gezeigt
sind, versteht es sich, dass das System 100 jede zweckmäßige Anzahl
von. Zellen enthalten kann. Die Zellen 102 können in
einer bestimmten Reihenfolge aufgeblasen werden, d. h. von der letzten
bis zur ersten oder von der ersten bis zur letzten, indem man die Breite
der Einlässe 105 jeder
Zelle 102 variiert. Das Aufblasmedium strömt durch
die breiteren Einlässe zuerst.
Die Einlässe 105 können sich
in der Breite um gerade einmal 0,0125 Inch unterscheiden, um diesen Effekt
deutlich werden zu lassen.
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Mit
zunehmender Anzahl von Zellen im System 100 kann die Fähigkeit,
stromabwärtige
Zellen 102 aufzublasen, erheblich beeinflusst werden, wenn sich
die ersten Zellen 102 aufblasen und die Länge L des
Systems 100 verkürzen.
Diese Verkürzung
des Systems 100 infolge des Aufblasens der Zellen 102 führt zu einer
Dehnungsbeanspruchung entlang der Versiegelung 108, was
zu einem Knicken oder zu einer Faltenbildung des Verteilerkopfes
führt,
was ein Blockieren des Luftstromes zu stromabwärtigen Zellen zur Folge haben
kann. Um dieser Knickneigung entgegenzuwirken, wird in einer bevorzugten
Ausführungsform
jede Zelle 102 so ausgebildet, dass sie ein Paar Heißversiegelungsnähte 114 enthält, die
sich in einem Winkel zwischen den Heißversiegelungsnähten 110 und
der Heißversiegelungsnaht 108 neben einer Überkreuzung
der Versiegelungsnähte 110 und 108 erstrecken.
Wie in 12 zu sehen ist, isolieren die
Versiegelungsnähte 114, 110 und 108 einen
Bereich 116, der dann ausgeschnitten und entfernt wird, so
dass eine Leerstelle zwischen benachbarten Zellen 102 nahe
dem Verteilerkopf 104 entsteht. Diese Ausschnitte verringern
die Dehnungsbeanspruchung entlang der Versiegelungsnaht 108 und
verringern ein Knicken des Verteilerkopfes so weit, das ein ausreichender
Luftstrom durch den Verteilerkopf zu stromabwärtigen Zellen 102 des
Systems 100 gewährleistet
ist.
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Wie
in 13 gezeigt, wird eine erste alternative Ausführungsform
des Systems 100 aufgezeigt, die den Knickeffekt des Verteilerkopfes
beim Aufblasen der Zellen 102 verringert. Gemäß der Ausführungsform
von 13 halbieren die Heißversiegelungsnähte 110 die
Heißversiegelungsnaht 108. Jedes
Segment der Heißversiegelungsnaht 108 wird dann
mit einem Schlitz 120 versehen, der die durch das Aufblasen
hervorgerufenen Abmessungsveränderungen
der Zellen 102 vom Verteilerkopf 104 isoliert
und den Knickeffekt entlang der Versiegelungsnaht 108 dämpft.
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Eine
zweite alternative Ausführungsform
des Systems 100 ist in 14 gezeigt.
Wie in 14 gezeigt, befindet sich das System 100 in
einem luftentleerten Zustand. Jede Heißversiegelungsnaht 110,
die benachbarte Zellen 102 trennt, ist mit einem mittigen Einschnitt 130 versehen,
der sich zwischen der Versiegelungsnaht 108 und der Versiegelungsnaht 112 erstreckt.
Dieser mittige Einschnitt 130 macht es möglich, dass
sich jede Zelle 102 individuell in ihrer Breite W verringern
kann, wenn die Zellen 102 aufgeblasen werden, dergestalt,
dass eine Lücke
zwischen benachbarten Zellen 102 entlang dem Einschnitt 130 entsteht.
Dadurch verringert der Einschnitt 130 die Dehnungsbeanspruchung
entlang der Versiegelungsnaht 108 und verhindert ein Knicken
des Verteilerkopfes 104.
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Jede
Zelle 102 des Systems 100 kann auch ein Rückschlagventil
enthalten, wie zum Beispiel das Rückschlagventil 32,
das in Bezug auf die 1–5a beschrieben
ist. In einem solchen Fall können
einzelne aufgeblasene Zellen 102 von dem System 100 abgetrennt
werden, ohne die Kontinuität des
Systems 100 zu unterbrechen, wie zum Beispiel durch Verlängern des
Einschnitts 130 über
die Versiegelungsnähte 106 und 112 hinaus.
Auf diese weise kann das System 100 eine Länge haben,
die durch, eine beliebige Anzahl von Zellen 102 definiert wird,
um Objekte von unterschiedlichen Größen aufzunehmen. Das System 100 kann
aufgeblasen und um ein Objekt herumgelegt werden, das in einem Versandbehälter oder
-karton versendet werden soll. Nach dem Aufblasen können weitere
einzelne Zellen 102 von dem System 100 abgetrennt
werden und dafür
verwendet werden, noch verbliebene Hohlräume in dem Versandbehälter auszufüllen. Das
System 100 kann zum Beispiel in einer Rolle aus mehreren Zellen 102 gebildet
sein. Eine gewünschte Anzahl von
Zellen 102 kann ausgewählt
und von der Rolle abgetrennt werden, was einen Verteilerkopf 104 zur Folge
hat, der unversiegelt ist, wie in 14 gezeigt. In
einem solchen Fall wird die Lücke
G zwischen der Versiegelungsnaht 106 und der Versiegelungsnaht 108 an
einem Ende des Verteilerkopfes 104 entweder dauerhaft mit
einer Heißversiegelungsnaht
verschlossen oder wird vorübergehend
mit einer Klemme vor dem Aufblasen der ausgewählten Zellen 102 verschlossen.
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15 und 16 sind
Querschnittsansichten des Systems 100, das ein Rückschlagventil 32 enthält, das
zuvor mit Bezug auf die 5–5a beschrieben
wurde. Wie in den 15 und 16 gezeigt,
wird der Verteilerkopf 104 durch Schichten 15 und 17 des
Ventils 32 gebildet, die, wie in den 15 und 16 gezeigt,
eine durchgehende Materialbahn sein können. In 15 ist
gezeigt, wie die Schichten 14 und 16 entlang der
Heißversiegelungsnaht 108 mit
den Schichten 15 und 17 heißverschweißt sind. Ein wärmebeständiges Material,
wie zum Beispiel eine wärmebeständige Materialschicht 140 auf
der Schicht 15, wird an den Stellen der Einlässe 105 aufgetragen,
um ein Verschweißen
der Schichten 15 und 17 an diesen Stellen zu verhindern. Wie
in 16 gezeigt, können
die Schichten 14 und 16 alternativ relativ zu
Flächen
der Schichten 15 und 17 neben dem Verteilerkopf 104 verschweißt werden. Die
wärmebeständige Materialschicht 142 wird
auf die Schicht 15 und/oder 17 entlang dem Verteilerkopf 104 aufgetragen,
um ein Verschweißen
der Schichten 15 und 17 entlang dem Verteilerkopf 104 zu
verhindern. Die Ausführungsform
von 15 kann mit jeder der Ausführungsformen des Systems 100,
die in den 12–14 gezeigt
sind, verwendet werden, während
die Ausführungsform
von 16 speziell zur Verwendung mit der Ausführungsform
des Systems 100, die in 14 gezeigt
ist, geeignet ist. Die Ausführungsformen
der 15 und 16 ermöglichen
das Ausbilden eines Verteilerkopfes und eines Rückschlagventils 32 in
einer einzigen Konstruktion, die anschließend mit einer Konstruktion, die
aufblasbaren Zellen 102 entspricht, zu dem System 100 von
jeder gewünschten
Länge kombiniert werden
kann.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben wurde, leuchtet dem Fachmann ein, dass Änderungen
in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Geltungsbereich
der Erfindung abzuweichen. Des Weiteren sind auch verschiedene Austauschungen
der vorliegenden Erfindung möglich,
indem entsprechende Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen
ausgetauscht werden.