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EP1227059A1 - Druckdifferenzgesteuertes Injizieren einer Flüssigkeit in einen umgebenden Raum - Google Patents

Druckdifferenzgesteuertes Injizieren einer Flüssigkeit in einen umgebenden Raum Download PDF

Info

Publication number
EP1227059A1
EP1227059A1 EP01101964A EP01101964A EP1227059A1 EP 1227059 A1 EP1227059 A1 EP 1227059A1 EP 01101964 A EP01101964 A EP 01101964A EP 01101964 A EP01101964 A EP 01101964A EP 1227059 A1 EP1227059 A1 EP 1227059A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arm
reservoir
gas
lever
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01101964A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Ullmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ardagh Metal Packaging Germany GmbH
Original Assignee
Schmalback Lubeca AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schmalback Lubeca AG filed Critical Schmalback Lubeca AG
Priority to EP01101964A priority Critical patent/EP1227059A1/de
Publication of EP1227059A1 publication Critical patent/EP1227059A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/02—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring liquids other than fuel or lubricants
    • B67D7/0216—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring liquids other than fuel or lubricants by squeezing collapsible or flexible storage containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0001—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught by squeezing collapsible or flexible storage containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/02—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring liquids other than fuel or lubricants
    • B67D7/0238—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring liquids other than fuel or lubricants utilising compressed air or other gas acting directly or indirectly on liquids in storage containers
    • B67D7/0255—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring liquids other than fuel or lubricants utilising compressed air or other gas acting directly or indirectly on liquids in storage containers squeezing collapsible or flexible storage containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/72—Devices for applying air or other gas pressure for forcing liquid to delivery point
    • 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
    • B65D2231/00—Means for facilitating the complete expelling of the contents
    • B65D2231/001—Means for facilitating the complete expelling of the contents the container being a bag

Definitions

  • the present invention relates to a device that to inject a liquid from a completely closed liquid reservoir in one of these reservoirs completely surrounding space is suitable, the liquid first can then emerge from the reservoir when the wall of the Bursting or tearing.
  • the invention is based on a Device directed by means of which for the burst or Do not tear the reservoir wall initially required force is exerted by mechanical pressure.
  • a completely filled with liquid, completely closed space can be the appropriate means to a To keep liquid available, which is only determined by one Conditions predetermined time in the environment of this room to be injected.
  • a room is here below referred to as a liquid reservoir.
  • the liquid reservoir is if necessary by any external force burst or tear. However, it is for this Force required, a mechanical device to provide this force either directly or on the the required force via additional mechanical devices acts.
  • liquid injection - for whatever reason always - to be carried out in a room in which no immediate mechanical intervention should or can be carried out.
  • This can be, for example, a room or container opposite the outside world is closed and / or under pressure.
  • the present invention provides an apparatus with which a liquid injection without mechanical means as triggering force can be performed.
  • the object of the invention is achieved by a device Claim 1 and a method according to claim 10 solved.
  • Figure 1 shows an embodiment of the device according to the invention in supervision.
  • Figures 2 and 3 show the same configuration from the side, once before and once after the bursting of the liquid reservoir.
  • Figure 4 shows the two angle levers of the same configuration in a perspective view.
  • the invention provides the mechanical force with which Liquid reservoir to be burst, initially ready in that in any gaseous Compartment, e.g. within a pressurized Containers, a sudden drop in pressure is caused.
  • the gas-containing compartment (hereinafter also referred to as a gas reservoir is) via an open gas connection with an expansion or deployable gas bag connected.
  • the length and / or the The diameter of the open gas connection is / are selected such that a very fast gas exchange between the gas reservoir and Airbag is not possible.
  • the pressure in the gas reservoir drops suddenly, the gas in the gas bag cannot escape into the gas reservoir just as quickly to relieve the pressure to compensate again, so that the gas bag inflates.
  • the Volume increase of the gas bag is now used to the one Spread the arm of an angle lever against a base.
  • the liquid reservoir is in between the second arm of the bell crank and the pad.
  • There a Angle lever has a rigid axis between his two arms the first arm spreads the angle reduced between the second arm and the pad. The force occurring here brings the liquid reservoir to Tear or burst.
  • the invention is for any liquid injection from one completely filled liquid reservoir in any the reservoir surrounding space applicable.
  • completely filled liquid reservoir is primarily to be understood that the space of the reservoir is completely filled with liquid is, i.e. based on its geometry, the maximum volume Contains liquid.
  • gas is much easier to compress than a liquid and therefore would cause the on the Power acting on the reservoir, the wall of which does not burst or tearing and that the reservoir is already could undesirably burst due to temperature fluctuations.
  • the Wall of the liquid reservoir is flexible and regarding the effort required to burst or tear is adapted to the force exerted by the bell crank can be.
  • the liquid reservoir can therefore in advantageously as a bag or the like.
  • a thin plastic film e.g. Made of polyethylene, is cheap because it is easy to tear can be. This can be, for example, about 0.050 to 0.2 mm preferably about 0.1 mm thick.
  • the material should be as little stretchable as possible, so that instead a metal foil or a laminate of plastic and metal can offer. If necessary, a predetermined tear point be provided.
  • the space into which the liquid is injected from the reservoir is essentially completely freely selectable. At least the area of its wall, which is also between the second arm of the bell crank and the pad (because it completely surrounds the fluid reservoir), however preferably made of a flexible, resilient material exist so that the effect of the lever arm on the Liquid reservoir not through the wall material of this room is weakened. However, outside of this range exist no spatial or material restrictions.
  • the Invention can also be used, for example, for the injection of Liquid in a body that is completely rigid or otherwise such a can be used, which deals with any Spatial shape and / or far beyond the dimensions of the invention Arrangement extends.
  • the fixation of the liquid reservoir between the second Arm of the angle lever and the pad can be on different Way.
  • the device can be arranged such that the fluid reservoir in place by gravity is held.
  • Attach fluid reservoir For example happen that its wall with that of the surrounding Is glued, sealed or preferably welded in the room, for example when these parts are made of polyethylene.
  • the reservoir can also be fixed in the surrounding space be that the wall of the surrounding space is firmly attached to the wall of the liquid reservoir. For example can be achieved by making the surrounding space completely is evacuated.
  • the wall of the surrounding space can in turn on the other hand by gravity or an attachment in the same way with the second arm of the bell crank and of the document.
  • the invention has the axis of rotation of the bell crank Pretension that causes the second arm to do so Liquid reservoir presses against the pad and on it Way holds.
  • the lever used in the device according to the invention is a two-armed angle lever that moves over a pivot point is connected to a pad, but its arms to each other are rigid.
  • the term "pad” is not intended to mean that this part is below the lever arms because the Device not tied to a specific spatial fixation is. Rather, under "underlay” is every surface or everyone Object to understand the / the the burden that one of the Exerts lever arms at a certain pressure, picks up.
  • the document also has the Shape of an angle lever; both parts are over hers Pivot connected to each other, located in the same place located.
  • connection between the two angle levers or the (single) angle lever and the pad can be in different Be fashioned e.g. depending on whether a bias is required or not.
  • the Invention are two angle levers or an angle lever and one Document provided that (in each case) in the area of or their Pivots have bushings or eyelets. Will the sockets or One eye can bring eyelets aligned one above the other in the axial direction Axis at the pivot point around which the two levers are free to move as far as the arms allow.
  • a flexible instead of an axis Midsection provided that is integral with both more rigid Angle levers (or the angle lever and the pad) connected is.
  • the last-mentioned configuration can, if necessary, be as produce one-piece plastic injection molding.
  • the Device of the invention freely designed in size become. If relatively small dimensions are desired, e.g. For Liquid reservoirs in the range of a few milliliters (for example 1 to 20 ml, e.g. 5 or 10 ml), the Lever length expediently and can be in the centimeter range e.g. 0.5 to 20 cm. Choosing the width of the The bell crank is taking into account similar considerations met.
  • a broad lever can be convenient to the load that acts on the lever through the expanding gas bag, to make it relatively large, with a relatively large gas bag, e.g. in the expanded state the shape of a cylinder can assume between a wide leverage area and a appropriate document is arranged.
  • the material of the angle lever and the pad can also be chosen freely according to the intended purpose. If only small lever forces are required, the angle lever can be made, among other things, of plastic, in particular of polypropylene, for example as an injection molded part, if appropriate together with the pivot point and base.
  • the gas bag is located between the first arm of the bell crank and its base.
  • a gas bag is a container made of flexible material that either has to be stretchable or can be folded.
  • the material for this sack can be chosen as required and can be, for example, a gas-tight plastic material. If necessary, the gas bag can also be produced as an injection molded part. It can have a constant or different wall thickness.
  • the lever of the device according to the invention can be wide in order to offer space for a relatively large airbag.
  • the sack can then have, for example, an approximately cylindrical, roller-like or cuboid shape.
  • the gas bag is gas and liquid tight and is only one open gas connection connected to a gas reservoir.
  • the Gas connection of the present invention is often a rigid one or flexible hose or a tube or the like with a Geometry that enables a rapid gas exchange between gas bag and Environment prevented. Corresponding geometries are known to the person skilled in the art known. So it takes at least a few seconds, possibly even several minutes until a pressure equalization between two Volume of gas is produced with about 5 to 50 ml each, which is about Differ 2-5 bar if the gas connection between the Volumes have a diameter of about 0.2 to 0.4 mm, even if it's not even 1 to 3 cm long.
  • the gas connection can even exclusively from the There is an opening between the two gas volumes, i.e. only that Have thickness of the wall between the two volumes, especially if the gas passage through additional effects how the surface tension of a liquid is delayed, which is arranged so that the gas on its way from Gas bag must pass to the gas reservoir.
  • a correspondingly long gas connection can be chosen to the To delay the passage of the gas: e.g. at least about 6 cm long, it can have a diameter of up to 1 mm, if it should be suitable, the gas outlet from an approx. 5 up to 20 ml gas bag in a suitable manner.
  • the present invention is e.g. for use in Suitable for pressure rooms, especially if they are not direct mechanical manipulation are accessible. In advantageous This can be done in cases where the pressure chamber is exposed to sudden pressure fluctuations Gas compartment used in the pressure chamber itself as the gas reservoir that is connected to the gas bag.
  • a suitable pressure room one is not completely included Liquid filled can under gas pressure, such as called a beverage can.
  • Figure 1 is a top view of a device according to the invention.
  • the angle lever has two approximately square lever arms 3 and 7, which are at the fulcrum 6 with one another via an axis 13 are connected.
  • the backing pressure pad is Not shown.
  • Below the first lever arm 3 and thus between the lever arm and the pad, not shown) is the gas bag 4.
  • Below the lever arm 7 (and between the lever arm and the pad, not shown) are the liquid reservoir 1 and this completely surrounding room 2, here the shape of a tube has.
  • the reservoir is approximate in this embodiment spherical.
  • the liquid is in the liquid reservoir shown in dashed lines.
  • the gas bag 4 has in this Design after an increase in volume cylindrical shape.
  • the gas connection 5 is for the Widening of the gas bag 4 with a not shown here Gas reservoir connected.
  • Figure 2 shows the same embodiment of the invention of the Side, before the liquid reservoir bursts.
  • the the liquid reservoir completely surrounding space 2 in the the liquid to be injected has in this Design a hose diameter with only a little more inner diameter than the diameter of the liquid reservoir. It but it should be clear that this room is in no way like this must be passed under the lever arm; he can instead, its dimensions far exceed that extend device according to the invention.
  • the Angle lever (3.7) and the base (8.9) are in this Embodiment of the invention identical as two angle levers configured; the leverage is therefore from both parts exercised equally, as for example with a Clothespin, the first arms 7 and 9 the gas bag include and the second arms 3 and 8 that Liquid reservoir.
  • the gas bag 4 is in his "limp" initial state.
  • the gas connection 5 connects it with a gas reservoir 10, not shown.
  • Figure 3 shows the same view of this embodiment inflating airbag 4.
  • the two lever arms 7 and 9 pushed apart; due to the the rigid angular connection of the arms of each lever are the two lever arms 3 and 8 compressed accordingly, whereby the liquid reservoir is burst. With points the liquid is indicated, which then in the Reservoir 1 surrounding room 2 flows; is the reservoir 1 itself collapsed.
  • Figure 4 shows a perspective view of two angle levers at their pivot point bushings 11 at different points and have 12. Are the sockets aligned in the brought joint pivot point, the two angle levers with the help of an inserted shaft (not shown) get connected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Injizieren einer Flüssigkeit aus einem vollständig geschlossenen Flüssigkeitsreservoir in einen dieses Reservoir vollständig umgebenden Raum mit zumindest teilweise flexibler Wandung, mit einem Winkelhebel (3,7) und einem dehn- oder entfaltbaren Gassack (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel mit seinem Drehpunkt (6) mit einer Unterlage (8,9) verbunden ist, der Gassack so zwischen dem ersten Arm (7) des Winkelhebels und der Unterlage (9) angeordnet ist, daß er bei zunehmendem Umfang als Kraft an dem Arm des Winkelhebels angreift und dessen Winkel zur Unterlage vergrößert, und der Gassack weiterhin eine offene Gasverbindung (5) aufweist, die mit einem Gasreservoir verbunden werden kann und derart dimensioniert ist, daß das im Gassack enthaltene Gas bei einem plötzlichen Druckabfall im Gasreservoir und im den Gassack umgebenden Raum zu wesentlichen Anteilen im Gassack verbleiben muß und dessen Umfang vergrößert, und ein Bereich (2) zwischen dem zweiten Arm (3) des Winkelhebels und der Unterlage (8) vorgesehen ist, durch den der Raum, in den die Flüssigkeit injiziert werden soll, derart hindurchgelegt werden kann, daß sich das vollständig geschlossene Flüssigkeitsreservoir ebenfalls zwischen dem zweiten Arm (3) des Winkelhebels und der Unterlage (8) befinden kann. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die sich zum Injizieren einer Flüssigkeit aus einem vollständig geschlossenen Flüssigkeitsreservoir in einen dieses Reservoir vollständig umgebenden Raum eignet, wobei die Flüssigkeit erst dann aus dem Reservoir treten kann, wenn dessen Wandung zum Platzen oder Reißen gebracht wird. Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung gerichtet, mit deren Hilfe die für das Platzen oder Reißen der Reservoirwandung initial erforderliche Kraft nicht durch mechanischen Druck ausgeübt wird.
Ein vollständig mit Flüssigkeit gefüllter, vollständig geschlossener Raum kann das geeignete Mittel sein, um eine Flüssigkeit bereitzuhalten, die erst zu einem durch bestimmte Bedingungen vorgegebenen Zeitpunkt in die Umgebung dieses Raums injiziert werden soll. Ein solcher Raum wird hier nachstehend als Flüssigkeitsreservoir bezeichnet. Das Flüssigkeitsreservoir wird bei Bedarf durch eine beliebige Krafteinwirkung von außen zum Platzen oder Reißen gebracht. Allerdings ist es für diese Krafteinwirkung erforderlich, eine mechanische Einrichtung vorzusehen, die diese Kraft entweder direkt ausübt oder auf die über weitere mechanische Einrichtungen die erforderliche Kraft einwirkt.
In bestimmten Fällen kann ein Bedürfnis bestehen, die vorstehend beschriebene Flüssigkeitsinjektion - aus welchem Grund auch immer - in einem Raum durchzuführen, in dem kein unmittelbarer mechanischer Eingriff vorgenommen werden soll oder kann. Dies kann beispielsweise ein Raum oder Behälter sein, der gegenüber der Außenwelt abgeschlossen ist und/oder unter Druck steht. Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, mit der eine Flüssigkeitsinjektion ohne mechanisches Mittel als auslösende Kraft durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.
Figur 1 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Aufsicht.
Die Figuren 2 und 3 zeigen dieselbe Ausgestaltung von der Seite, und zwar einmal vor und einmal nach dem Platzen des Flüssigkeitsreservoirs.
Figur 4 zeigt die beiden Winkelhebel derselben Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht.
Die Erfindung stellt die mechanische Kraft, mit der das Flüssigkeitsreservoir zum Platzen gebracht werden soll, initial dadurch bereit, dass in einem beliebigen gashaltigen Kompartiment, z.B. innerhalb eines unter Druck stehenden Containers, ein plötzlicher Druckabfall bewirkt wird. Das gashaltige Kompartiment (hier nachstehend auch als Gasreservoir bezeichnet) ist über eine offene Gasverbindung mit einem dehnoder entfaltbaren Gassack verbunden. Die Länge und/oder der Durchmesser der offenen Gasverbindung ist/sind so gewählt, dass ein sehr schneller Gasaustausch zwischen Gasreservoir und Gassack nicht möglich ist. Fällt der Druck im Gasreservoir plötzlich ab, kann das im Gassack befindliche Gas daher nicht ebenso schnell in das Gasreservoir entweichen, um den Druck wieder auszugleichen, so dass sich der Gassack aufbläht. Die Volumenvergrößerung des Gassackes wird nun genutzt, um den einen Arm eines Winkelhebels gegenüber einer Unterlage aufzuspreizen. Das Flüssigkeitsreservoir befindet sich währenddessen zwischen dem zweiten Arm des Winkelhebels und der Unterlage. Da ein Winkelhebel eine starre Achse zwischen seinen beiden Armen besitzt, wird durch das Aufspreizen des ersten Arms der Winkel zwischen dem zweiten Arm und der Unterlage verringert. Die hierbei auftretende Kraft bringt das Flüssigkeitsreservoir zum Reißen oder Platzen.
Die Erfindung ist auf jede Flüssigkeitsinjektion aus einem vollständig gefüllten Flüssigkeitsreservoir in einen beliebigen, das Reservoir umgebenden Raum anwendbar. Unter "vollständig gefülltem Flüssigkeitsreservoir" ist vor allem zu verstehen, dass der Raum des Reservoirs vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, d.h. bezogen auf seine Geometrie das maximale Volumen an Flüssigkeit enthält. Ein Gasanteil ist in der Regel nicht günstig, da sich Gas wesentlich leichter komprimieren lässt als eine Flüssigkeit und daher dazu führen würde, dass die auf das Reservoir einwirkende Kraft dessen Wandung nicht zum Platzen oder Reißen bringen könnte und dazu, dass das Reservoir bereits durch Temperaturschwankungen unerwünscht platzen könnte. Die Wandung des Flüssigkeitsreservoirs ist flexibel und bezüglich des Kraftaufwands, der für das Platzen oder Reißen erforderlich ist, an die Kraft angepaßt, die durch den Winkelhebel ausgeübt werden kann. Das Flüssigkeitsreservoir kann daher in vorteilhafter Weise als Säckchen oder dgl. aus einer Kunststoffoder Metallfolie oder einem Laminat aus mehreren solchen Materialien ausgebildet sein. Eine dünne Kunststoffolie, z.B. aus Polyethylen, ist günstig, da sie leicht zum Reißen gebracht werden kann. Diese kann beispielsweise etwa 0,050 bis 0,2 mm und vorzugsweise etwa 0,1 mm dick sein. Das Material sollte möglichst wenig dehnbar sein, so dass sich statt dessen auch eine Metallfolie oder ein Laminat aus Kunststoff und Metall anbieten kann. Gegebenenfalls kann auch eine Sollreißstelle vorgesehen sein.
Der Raum, in den die Flüssigkeit aus dem Reservoir injiziert werden soll, ist im wesentlichen völlig frei wählbar. Zumindest der Bereich seiner Wandung, der sich ebenfalls zwischen dem zweiten Arm des Winkelhebels und der Unterlage befindet (weil er das Flüssigkeitsreservoir vollständig umgibt), sollte jedoch vorzugsweise aus einem flexiblen, nachgiebigen Material bestehen, damit die Wirkung des Hebelarms auf das Flüssigkeitsreservoir nicht durch das Wandmaterial dieses Raums abgeschwächt wird. Außerhalb dieses Bereichs bestehen jedoch keinerlei räumliche oder materialbezogene Beschränkungen. Die Erfindung kann beispielsweise auch für die Injektion von Flüssigkeit in einen im übrigen völlig starren Körper oder in einen solchen verwendet werden, der sich mit einer beliebigen Raumform und/oder weit über die Maße der erfindungsgemäßen Anordnung hinaus erstreckt.
Die Fixierung des Flüssigkeitsreservoirs zwischen dem zweiten Arm des Winkelhebels und der Unterlage kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Die Vorrichtung kann so angeordnet sein, dass das Flüssigkeitsreservoir durch Gravitation an seinem Platz gehalten wird. In anderen Fällen ist es vorteilhaft, das Flüssigkeitsreservoir zu befestigen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass seine Wandung mit der des umgebenden Raums verklebt, versiegelt oder vorzugsweise verschweißt ist, zum Beispiel dann, wenn diese Teile aus Polyethylen bestehen. Das Reservoir kann in dem umgebenden Raum auch dadurch fixiert sein, dass die Wandung des umgebenden Raumes fest an der Wandung des Flüssigkeitsreservoirs anliegt. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der umgebende Raum vollständig evakuiert ist. Die Wandung des umgebenden Raums kann seinerseits auf seiner anderen Seite durch Gravitation oder eine Befestigung auf die gleiche Weise mit dem zweiten Arm des Winkelhebels und der Unterlage verbunden werden. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Drehachse des Winkelhebels eine Vorspannung, die bewirkt, dass der zweite Arm das Flüssigkeitsreservoir gegen die Unterlage drückt und auf diese Weise hält.
Der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzte Hebel ist ein zweiarmiger Winkelhebel, der über einen Drehpunkt beweglich mit einer Unterlage verbunden ist, dessen Arme aber zueinander starr sind. Der Ausdruck "Unterlage" soll nicht bedeuten, dass sich dieses Teil unterhalb der Hebelarme befindet, da die Vorrichtung nicht an eine bestimmte räumliche Fixierung gebunden ist. Unter "Unterlage" ist vielmehr jede Fläche oder jeder Gegenstand zu verstehen, die/der die Last, die einer der Hebelarme bei einem bestimmten Druck ausübt, aufnimmt. In einer bevorzugten Ausgestaltung hat die Unterlage ebenfalls die Gestalt eines Winkelhebels; beide Teile sind über ihren Drehpunkt miteinander verbunden, der sich am selben Ort befindet.
Die Verbindung zwischen den beiden Winkelhebeln oder dem (einzigen) Winkelhebel und der Unterlage kann in verschiedener Weise ausgebildet sein, z.B. je nachdem ob eine Vorspannung erforderlich ist oder nicht. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Winkelhebel oder ein Winkelhebel und eine Unterlage vorgesehen, die (jeweils) im Bereich des bzw. ihres Drehpunktes Buchsen oder Ösen besitzen. Werden die Buchsen oder Ösen in Achsrichtung fluchtend übereinandergebracht, kann eine Achse im Drehpunkt eingesetzt werden, um die die beiden Hebel frei beweglich sind, soweit es die Arme erlauben. In einer anderen Ausgestaltung ist statt einer Achse ein flexibles Mittelteil vorgesehen, das integral mit beiden starreren Winkelhebeln (bzw. dem Winkelhebel und der Unterlage) verbunden ist. Die letztgenannte Ausgestaltung lässt sich ggf. als einstückiges Kunststoffspritzgußteil herstellen.
In Abhängigkeit vom Volumen des Flüssigkeitsreservoirs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Größe frei gestaltet werden. Wenn relativ kleine Dimensionen gewünscht sind, z.B. für Flüssigkeitsreservoire im Bereich von wenigen Millilitern (beispielhaft 1 bis 20 ml, z.B. 5 oder 10 ml), wird die Hebellänge zweckmäßigerweise im Zentimeterbereich sein und kann z.B. 0,5 bis 20 cm betragen. Die Wahl der Breite des Winkelhebels wird unter Berücksichtigung ähnlicher Erwägungen getroffen. Ein breiter Hebel kann günstig sein, um die Last, die durch den sich ausdehnenden Gassack auf den Hebel einwirkt, relativ groß zu machen, wobei ein relativ großflächiger Gassack, der z.B. in aufgeweitetem Zustand die Form eines Zylinders annehmen kann, zwischen einer breiten Hebelfläche und einer entsprechenden Unterlage angeordnet wird.
Das Material des Winkelhebels und der Unterlage kann ebenfalls dem vorgesehenen Zweck entsprechend frei gewählt werden. Wenn nur kleine Hebelkräfte erforderlich sind, kann der Winkelhebel, ggf. zusammen mit Drehpunkt und Unterlage, unter anderem aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen gefertigt sein, z.B. als Spritzgußteil.
Der Gassack befindet sich zwischen dem ersten Arm des Winkelhebels und dessen Unterlage. Als Gassack wird ein Behälter aus flexiblem Material bezeichnet, das entweder dehnbar sein muss oder in Falten gelegt werden kann. Das Material für diesen Sack kann je nach Bedarf beliebig gewählt werden und beispielsweise ein gasdichtes Kunststoffmaterial sein. Gegebenenfalls kann der Gassack auch als Spritzgußteil hergestellt werden. Er kann eine gleichbleibende oder unterschiedliche Wandstärke besitzen. In gut geeigneter Weise besitzt er vorgeformte Falten in Zieharmonika-Form, z.B. zusammen mit einem glatten Boden und einer glatten Decke. Statt dessen kann er z.B. auch eine Hülle besitzen die nach dem Luftballon-Prinzip durch das sich ausdehnende Gas "aufgeblasen" wird. Wie bereits oben erwähnt, kann der Hebel der erfindungsgemäßen Vorrichtung breit sein, um einem relativ großen Gassack Platz zu bieten. Der Sack kann dann beispielsweise eine annähernd zylindrische, walzenähnliche oder eine quaderähnliche Form aufweisen.
Der Gassack ist gas- und flüssigkeitsdicht und ist nur über eine offene Gasverbindung mit einem Gasreservoir verbunden. Die Gasverbindung der vorliegenden Erfindung ist häufig ein starrer oder flexibler Schlauch oder ein Röhrchen oder dgl. mit einer Geometrie, die einen schnellen Gasaustausch zwischen Gassack und Umgebung verhindert. Entsprechende Geometrien sind dem Fachmann bekannt. So dauert es mindestens einige Sekunden, ggf. sogar mehrere Minuten, bis ein Druckausgleich zwischen zwei Gasvolumina mit je etwa 5 bis 50 ml hergestellt ist, die um ca. 2-5 bar differieren, wenn die Gasverbindung zwischen den Volumina einen Durchmesser von etwa 0,2 bis 0,4 mm besitzt, selbst wenn sie nicht einmal 1 bis 3 cm lang ist. In bestimmten Fällen kann die Gasverbindung sogar ausschließlich aus der Öffnung zwischen den beiden Gasvolumina bestehen, d.h. nur die Dicke der Wand zwischen den beiden Volumina besitzen, insbesondere, wenn der Gasdurchtritt durch zusätzlich Effekte wie die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit verzögert wird, die so angeordnet ist, dass das Gas sie auf seinem Weg vom Gassack zu dem Gasreservoir passieren muss. Umgekehrt kann auch eine entsprechend lange Gasverbindung gewählt werden, um die Passage des Gases zu verzögern: Wenn sie z.B. mindestens ca 6 cm lang ist, kann sie einen Durchmesser von bis zu 1 mm aufweisen, wenn sie geeignet sein soll, den Gasaustritt aus einem etwa 5 bis 20 ml fassenden Gassack in geeigneter Weise zu verzögern. Unter "plötzlichem Druckabfall" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dagegen ein Druckabfall zu verstehen, der innerhalb von wenigen Milli- bis Zehntelsekunden erfolgt, also um mehrere Zehnerpotenzen schneller ist. Selbstverständlich werden die Länge und der Durchmesser der Gasverbindung anhand der Dimensionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vom Fachmann in geeigneter Weise ausgewählt und können dementsprechend stark variieren.
Die vorliegende Erfindung ist z.B. für die Anwendung in Druckräumen geeignet, vor allem dann, wenn diese keiner direkten mechanischen Manipulation zugänglich sind. In vorteilhafter Weise kann dabei in solchen Fällen, in denen der Druckraum plötzlichen Druckschwankungen ausgesetzt ist, ein Gaskompartiment im Druckraum selbst als das Gasreservoir benutzt werden, das mit dem Gassack in Verbindung steht. Als Beispiel für einen geeigneten Druckraum sei eine nicht vollständig mit Flüssigkeit gefüllte, unter Gasdruck stehende Dose, wie etwa eine Getränkedose, genannt.
Nachstehend soll die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand von Figuren näher erläutert werden, die eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung zeigen.
Figur 1 ist die Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Der Winkelhebel besitzt zwei in etwa quadratische Hebelarme 3 und 7, die im Drehpunkt 6 über eine Achse 13 miteinander verbunden sind. Die Unterlage, die den Gegendruck ausübt, ist nicht gezeigt. Unterhalb des ersten Hebelarms 3 und damit zwischen dem Hebelarm und der nicht gezeigten Unterlage) befindet sich der Gassack 4. Unterhalb des Hebelarms 7 (und damit zwischen dem Hebelarm und der nicht gezeigten Unterlage) befinden sich das Flüssigkeitsreservoir 1 und der dieses vollständig umgebende Raum 2, der hier die Form eines Schlauches besitzt. Das Reservoir ist in dieser Ausgestaltung annähernd kugelförmig. Die Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir ist gestrichelt dargestellt. Der Gassack 4 hat in dieser Ausgestaltung nach der Volumenvergrößerung eine etwa walzenförmige Gestalt. Die Gasverbindung 5 wird für die Aufweitung des Gassacks 4 mit einem hier nicht gezeigten Gasreservoir verbunden.
Figur 2 zeigt dieselbe Ausgestaltung der Erfindung von der Seite, und zwar vor dem Platzen des Flüssigkeitsreservoirs. Der das Flüssigkeitsreservoir vollständig umgebende Raum 2, in den die Flüssigkeit injiziert werden soll, hat in dieser Ausgestaltung einen Schlauchdurchmesser mit nur wenig mehr lichter Weite als dem Durchmesser des Flüssigkeitsreservoirs. Es sollte aber klar sein, dass dieser Raum in keiner Weise derartig unter dem Hebelarm hindurchgeführt werden muss; er kann sich stattdessen auch in seinen Dimensionen weit über die erfindungsgemäße Vorrichtung hinaus erstrecken. Der Winkelhebel (3,7) und die Unterlage (8,9) sind in dieser Ausgestaltung der Erfindung identisch als zwei Winkelhebel ausgestaltet; die Hebelwirkung wird demzufolge von beiden Teilen gleichermaßen ausgeübt, wie beispielsweise bei einer Wäscheklammer, wobei die ersten Arme 7 und 9 den Gassack einschließen und die zweiten Arme 3 und 8 das Flüssigkeitsreservoir. Der Gassack 4 befindet sich in seinem "schlaffen" Ausgangszustand. Die Gasverbindung 5 verbindet ihn mit einem nicht gezeigten Gasreservoir 10.
Figur 3 zeigt dieselbe Ansicht dieser Ausgestaltung bei sich aufblähendem Luftsack 4. Durch dessen Volumenvergrößerung werden die beiden Hebelarme 7 und 9 auseinandergedrückt; aufgrund der starren Winkelverbindung der Arme eines jeden Hebels werden die beiden Hebelarme 3 und 8 entsprechend zusammengedrückt, wodurch das Flüssigkeitsreservoir zum Platzen gebracht wird. Mit Punkten ist die Flüssigkeit angedeutet, die daraufhin in den das Reservoir 1 umgebenden Raum 2 fließt; das Reservoir 1 selbst ist zusammengefallen.
Figur 4 zeigt in perspektivischer Ansicht zwei Winkelhebel, die in ihrem Drehpunkt jeweils an verschiedenen Stellen Buchsen 11 und 12 aufweisen. Werden die Buchsen fluchtend in den gemeinsamen Drehpunkt gebracht, können die beiden Winkelhebel mit Hilfe einer hindurchgesteckten Achse (nicht gezeigt) verbunden werden.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Injizieren einer Flüssigkeit aus einem vollständig geschlossenen Flüssigkeitsreservoir in einen dieses Reservoir vollständig umgebenden Raum mit zumindest teilweise flexibler Wandung, mit einem Winkelhebel (3,7) und einem dehn- oder entfaltbaren Gassack (4), dadurch gekennzeichnet, dass
    der Winkelhebel mit seinem Drehpunkt (6) mit einer Unterlage (8,9) verbunden ist,
    der Gassack so zwischen dem ersten Arm (7) des Winkelhebels und der Unterlage (9) angeordnet ist, daß er bei zunehmendem Umfang als Kraft an dem Arm des Winkelhebels angreift und dessen Winkel zur Unterlage vergrößert, und der Gassack weiterhin eine offene Gasverbindung (5) aufweist, die mit einem Gasreservoir verbunden werden kann und derart dimensioniert ist, daß das im Gassack enthaltene Gas bei einem plötzlichen Druckabfall im Gasreservoir und im den Gassack umgebenden Raum zu wesentlichen Anteilen im Gassack verbleiben muß und dessen Umfang vergrößert, und
    ein Bereich (2) zwischen dem zweiten Arm (3) des Winkelhebels und der Unterlage (8) vorgesehen ist, durch den der Raum, in den die Flüssigkeit injiziert werden soll, derart hindurchgelegt werden kann, daß sich das vollständig geschlossene Flüssigkeitsreservoir ebenfalls zwischen dem zweiten Arm (3) des Winkelhebels und der Unterlage (8) befinden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage ein zweiter Winkelhebel (8,9) ist, dessen Drehpunkt sich am selben Ort befindet wie der Drehpunkt (6) des ersten Winkelhebels (3,7) und mit diesem verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Winkelhebel (3,7 und 8,9) einteilig geformt ausgebildet ist und im Bereich seines Drehpunktes Buchsen (11,12) aufweist, die durch eine Achse verbunden sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme der beiden Winkelhebel (3,7 und 8,9) aus einem starren oder im wesentlichen starren Kunststoffmaterial bestehen und im Drehpunkt durch ein einstückig mit ihnen verbundenes, flexibles Kunststoffteil miteinander verbunden sind.
  5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend das vollständig geschlossene Flüssigkeitsreservoir (1), dessen Flüssigkeit in den es umgebenden Raum (2) mit zumindest teilweise flexibler Wandung injiziert werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsreservoir eine Wandung aufweist, die leicht zum Platzen oder Reißen gebracht werden kann, und so zwischen dem zweiten Arm (3) des Winkelhebels und der Unterlage (8) angeordnet ist, dass eine auf den Arm (3) des Winkelhebels ausgeübte Kraft als Last auf die Wand des Flüssigkeitsreservoirs einwirkt und sie zum Platzen oder Reißen bringt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsreservoir vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Flüssigkeitsreservoirs eine Sollreißstelle aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsreservoir (1) mit der Innenwand des ihn umgebenden Raums (2) verbunden und die Außenwand des umgebenden Raums (2) mit dem zweiten Arm (3) des Winkelhebels und/oder der Unterlage (8) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen Kleb-, Siegel- oder Schweißverbindungen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Flüssigkeitsreservoirs (1) und mindestens der Teil der flexiblen Wandung des umgebenden Raums (2), der sich zwischen dem zweiten Arm (3) des Winkelhebels und der Unterlage (8) befindet, aus oder unter Verwendung von Polyethylen hergestellt sind und/oder der Winkelhebel (3,7) und gegebenenfalls auch die Unterlage (8,9) aus Polypropylen hergestellt ist/sind.
  11. Verfahren zum Injizieren einer Flüssigkeit aus einem vollständig geschlossenen Flüssigkeitsreservoir in einen dieses Reservoir vollständig umgebenden Raum mit zumindest teilweise flexibler Wandung, bei dem
    das Flüssigkeitsreservoir (2) vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist und zusammen mit zumindest einem.Teil der Wandung des dieses Reservoir vollständig umgebenden Raums zwischen dem zweiten Arm (3) eines Winkelhebels (3,6,7) und einer über dessen Drehpunkt (6) mit diesem Arm verbundenen Unterlage (8) einer Vorrichtung angeordnet ist, wobei die Vorrichtung weiterhin einen zwischen einem ersten Arm (7) des Winkelhebels und der Unterlage (9) angeordneten dehn- oder entfaltbaren, Gas enthaltenden Gassack (4) aufweist, der bei zunehmendem Umfang als Kraft an ersten Arm (7) des Hebels angreifen und dessen Winkel zur Unterlage vergrößern kann und über eine offene Gasverbindung (5) mit einem Gasreservoir (10) in Verbindung steht, wobei die Gasverbindung derart dimensioniert ist, daß das im Gassack enthaltene Gas bei einem plötzlichen Druckabfall im Gasreservoir und in dem den Gassack umgebenden Raum zu wesentlichen Anteilen nicht durch sie entweichen kann, und anschließend
    das Gasreservoir und der den Gassack umgebende Raum einem plötzlichen Druckabfall unterworfen werden, der eine Vergrößerung des Umfangs des Gassacks und damit eine Vergrößerung des Winkels zwischen dem ersten Arm (7) des Hebels und der Unterlage (9) und eine entsprechende Verringerung des Winkels zwischen dem zweiten Arm (3) des Hebels und der Unterlage (8) bewirkt, durch die die Wandung das Flüssigkeitsreservoirs (1) zum Platzen oder Reißen gebracht wird.
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FR3104894A1 (fr) * 2019-12-11 2021-06-18 Primarpack Appareil pour vidanger des emballages alimentaires en carton

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